Урок химии «Растворение. Растворимость веществ». 8-й класс

Тип урока: комбинированный.

Форма проведения:экспериментальное исследование с использованием демонстрационных опытов и лабораторных работ.

Методы обучения:объяснительно-иллюстративный, проблемно-поисковый, методы стимулирования интереса к учению.

Цель урока:

• на основании экспериментального исследования водных растворов показать, что растворение – процесс физико-химический; показать огромный вклад великого русского ученого Д.И.Менделеева в развитии науки, изучая тему «Растворение. Растворимость веществ»;
• характеризовать понятия «растворы», «гидраты», «кристаллогидраты»;
• продолжить формирование умений вести расчеты по формуле вещества, а именно, вычисление массовой доли вещества в веществе:
• закрепить практические умения учащихся, развивать умения анализировать химический эксперимент, делать выводы.
• воспитывать чувство прекрасного, учить видеть красоту окружающего мира, способствовать развитию интереса к предмету, к химическому экспериментированию.

Ключевые компетенции:

Информационно-познавательная: умение работать с дополнительной литературой, конспектировать, выбирать главное, делать выводы.

Коммуникативная: ведение дискуссии, умение доказать свою точку зрения.

Предметные:

• исследовать растворы;
• изучить механизмы образования растворов и их классификацию, гидраты, кристаллогидраты.

Ожидаемый результат:

Личностные УУД:

• уметь управлять своей познавательной деятельностью;
• определять ценность полученных знаний о растворах и различной растворимости веществ в личной жизни. 

Регулятивные УУД:

• прогнозировать результат и оценивание уровня достижения результата, осуществлять самоконтроль.

Познавательные УУД: 

• проводить самостоятельно химический эксперимент, вести наблюдения;
• делать обобщения, выводы.

Коммуникативные УУД:

• уметь организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с партнерами.

Оборудование и реактивы: перманганат калия, нитрат аммония, дистиллированная вода, этиловый спирт, раствор хлорида кальция, серная кислота, кристаллы медного купороса, спиртовка, диэтиловый эфир, стакан, пробирка с газоотводной трубкой, сплавы, стекло, кристаллы алюмокалиевых квасцов, кристаллы дихромата калия.

Ход урока

1. Организация класса, подготовка учащихся к работе на уроке

Учитель

«Слабый свет проникал сквозь задернутые занавесками окна. В комнате было мрачно и тихо. Марья Дмитриевна лежала неподвижно и тяжело дышала. Стоя на коленях у кровати, Дмитрий с болью смотрел на дорогое, так сильно изменившееся лицо матери. Ему казалось, что прошли часы с тех пор, как Лиза ушла за врачом.

- Митя, - прошептала Марья Дмитриевна,- дай я тебя поцелую в последний раз. Он наклонился, и ее уже холодающие губы коснулись его лба.

- Прощай, мой мальчик. Умираю, спокойной за твое будущее. Верю, что ты будешь великим...»

И действительно в истории мировой науки и культуры имя Д.И.Менделеева занимает одно из самых почетных мест в ряду великих ученых. Д.И.Менделеев оставил свыше пятисот печатных трудов с исследованиями по химии, физике, воздухоплаванию, метеорологии, переработке нефти и угля, использованию минеральных удобрений и т.д.

В 1887 году вышла в свет классическая монография Менделеева «Исследование водных растворов по удельному весу». Это обширное сочинение, стоившее Менделееву огромного труда, он посвятил памяти своей матери. «Это исследование посвящается памяти матери ее последышем. Она могла его взрастить только своим трудом, ведя заводское дело; воспитывала примером, исправляла любовью и, чтобы отдать науке, вывезла из Сибири, тратя последние средства и силы. Умирая, завещала: избегать латинского самообольщения, настаивать в труде, а не на словах и терпеливо искать божескую или научную правду, ибо понимала, сколь часто диалектика обманывает, сколь много еще должно узнать и как при помощи науки, без насилия, любовно и твердо устраняются предрассудки, неправды и ошибки, а достигаются охрана добытой истины, свобода дальнейшего развития, общее благо и внутреннее благополучие. Заветы матери считает священными Д. Менделеев. Окт.1887»

Это известное единственное посвящение своего труда у Менделеева. Поэтому можно понять, какое большое значение придавал этой работе автор. В «Списке моих сочинений» Менделеев писал против ссылки на книгу «Исследование водных растворов по удельному весу»: «Это одно из исследований, наиболее труда стоившее мне, но оно довольно канительно. Из него отчасти родилась мода, если можно так сказать, на растворы...»

2. Подготовка к основному этапу урока

Обеспечение мотивации, понимания учащимися цели учебно-познавательной деятельности, актуализация опорных знаний

Именно с этой работы изучение растворов и их свойств начинает занимать очень важное место в науке. Это тема актуальна и сегодня. Как вы считаете, почему тема «исследование водных растворов» имеет большое значение и в наше время?

Ученики: растворы имеют важное значение в жизни и практической деятельности человека. Так, процессы усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в растворы. Растворами являются все важнейшие физиологические жидкости (кровь, лимфа.). Производства, в основе которых лежат химические процессы, обычно связаны с использованием растворов.

Таким образом, как вы уже догадались, тема урока... (ученики высказывают свои мысли)

Учитель: сегодня будет не просто урок, а будет урок-исследование водных растворов.

Итак, тема: «Растворение. Растворимость веществ».

Эпиграфом к сегодняшнему уроку мы возьмем слова Д.И.Менделеева: «Границ познания предвидеть невозможно».

А вот почему, вы должны сами ответить в конце урока.

Знакомясь с трудами Д.И.Менделеева, и исследуя водные растворы, сформулируйте интересующие вас вопросы:?

Ученики:

1. Что такое растворы?

2. Классификация растворов.

3. Механизм образования растворов.

4. Теории растворов.

5. Что такое гидраты и кристаллогидраты?

3. Этап усвоения новых знаний и способов действий

Ученики сообщают свои знания о растворах. /Приложение № 1/

Учитель: Проведите исследование и ответьте на вопросы, указанные в инструкции:

Лабораторный опыт №1

Растворение твердых веществ в воде

Описание работы:

1. Возьмите две пробирки.

В первую пробирку насыпьте 0,5 г перманганата калия, во вторую поместите такую же массу нитрата аммония.

2. Добавьте в каждую пробирку по 5 мл воды.

3. С помощью стеклянной палочки перемешайте содержимое растворов. Размешивайте осторожно, чтобы не разбить пробирку.

Задание:

1. Что происходит при растворении выданных вам веществ?

2. Объясните процесс растворения твердых веществ на основе атомно-молекулярного учения.

3. Выявите сходство между химической реакцией и растворением.

4. На основании проведенных исследований выберите утверждение:

• растворение - физический процесс;
• растворение - химический процесс;
• растворение - физико-химический процесс;

Ученики выбирают утверждение и высказывают свои аргументы. Учитель объясняет:

В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) растворяемого вещества под действием хаотически движущихся частиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате беспорядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие — в ог­раниченных (хлорид натрия и вода).

Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в жидкости.

Видеофрагмент: «Растворение поваренной соли в воде с точки зрения молекулярно-кинетической теории»

Ученики: объясняют процесс разрушения ионной кристаллической решетки поваренной соли под действием полярных молекул воды.

Диалог 2 учеников с презентациями по темам: «Сторонники физической теории растворов», «Сторонники химической теории»

Учитель:

В 1884 году Менделеев опубликовал большую работу, вышедшую отдельным изданием, - «Зависимость удельного веса растворов от состава и температуры». Он писал: «... Хотя растворы постепенно изменяют свой удельный вес сообразно с последовательным изменением состава и этим представляют как бы признаки механических смесей, тем не менее, не только однородность растворов, насыщение и разнообразие растворимости, не только переходы растворов в определенные химические соединения, не только новые свойства, проявляющиеся в растворах противу первоначально взятых для того тел, но даже и удельный вес растворов показывает, что они суть химические соединения, определяемые силами, свойственными малейшим отдельностям - частицам и атомам - тел, раствор образующих».

Демонстрационный опыт

1. Смешаем равные объемы, например по 5мл, воды и этилового спирта и измерим объем образовавшегося раствора. Он окажется меньше 10 мл, т.е. объем раствора не есть сумма образующих его компонентов! Кроме того, в данном процессе выделяется теплота.

2. Чтобы наглядно убедиться в повышении температуры раствора серной кислоты проведем такой опыт: в стакан с 25 мл воды приливаем осторожно такой же объем концентрированной серной кислоты. В горячий раствор опускаем пробирку с 5 мл диэтилового эфира, закрытую пробкой с газоотводной стеклянной трубкой с оттянутым концом. Когда эфир закипит, пары его зажигают у отверстия трубки.

3. Чтобы наглядно убедиться в поглощении теплоты при растворении проведем опыт: на кусок фанеры, смоченной водой, ставят химический стакан, наливают в него 100мл воды, насыпают в нее 60г нитрата аммония и перемешивают палочкой. Если поднять стакан, то вместе с ним поднимется и примерзшая фанера.

Таким образом, при растворении происходит взаимодействие, а именно соединение растворяемого вещества с растворителем, например серной кислоты с водой, продукты таких реакций называются гидратами.

На основании многочисленных собственных и литературных данных Менделеев проводит подробный анализ кривой зависимости удельного веса растворов от их состава. График демонстрирует наличие разрывов между отдельными отрезками прямых. Разрывы эти, по Менделееву, соответствуют следующим определенным соединениям:

Наиболее убедительным подтверждением взаимодействия при растворении между частицами растворяемого вещества и частицами растворителя служит образование кристаллогидратов.

Поэтому правильнее определять раствор как однородную систему, состоящую из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия Вещества, в кристаллы которых входят молекулы воды, называются кристаллогидратами. Проведите исследование и выполните задания, указанные в инструкции.

Лабораторный опыт № 2

Наблюдение кристаллов

1) Каплю раствора хлорида кальция поместите на предметное стекло. Затем прибавьте каплю разбавленного раствора серной кислоты и слегка упарьте над пламенем спиртовки. Под микроскопом вы увидите красивые пучки игл - кристаллы гипса СаSО4/2Н2О. Наблюдения запишите в тетради. Форму кристаллов зарисуйте.

2) Возьмите искусственно выращенные кристаллы медного купороса , и рассмотрите их. Отметьте, проявляет как-либо кристаллизационная вода? Чтобы убедиться в наличии кристаллизационной воды, измельчите один кристалл в ступке для лабораторного опыта. Нагрейте кристаллики в пробирках. Запишите свои наблюдения.

/учащиеся отмечают, что на стенках пробирок появляется вода, и кристаллики становятся белыми. Записывают уравнение реакции дегидратации медного купороса./

Далее учитель рассказывает о других кристаллогидратах, раздает образцы красивых искусственных кристаллов: белые, блестящие, похожие на алмаз, правильные октаэдры, алюмокалиевых квасцов и ярко-красные кристаллы дихромата калия, выращенные из подкисленного раствора и их применении.

4. Применение знаний и способов действий, установление правильности и осознанности учебного материала, выявление пробелов и их коррекция

/Приложение №2/

5. Подведение итогов. Анализ и оценка успешности достижения цели, определение перспективы последующей работы

Объясните эпиграф к сегодняшнему уроку. Тест /приложение №3/

6. Домашнее задание

По желанию вырастить кристаллы поваренной соли и медного купороса в домашних условиях.

7. Рефлексия

Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске /Приложение №4/

Литература

1. Менделеев Д.И.// Границ познанию предвидеть невозможно. М.: Сов. Россия, 1991, с.592.
2. Фигуровский Н.А. //Дмитрий Иванович Менделеев 1834-1907. М.: Наука, 1983, с.287.
3. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А.// Начала химии. 1 том. Современный курс для поступающих в вузы. Издательство «Экзамен» Москва 2002.
4. Монолов К. Великие химики. М.: Мир, 1986.
5. Макареня А.А, Рысев Ю.В. Д.И.Менделеев.М. Просвещение. 1988.
6. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. М.Дрофа. 2016.