План-конспект бинарного урока по химии и физике на тему «Щелочи как электролиты»

Автор: Стежко Татьяна Михайловна

Организация: ГПОУ НТТТ

Населенный пункт: Кемеровская область, г. Новокузнецк

«Химик должен во всём сомневаться,

пока не убедится всеми способами

в верности своего мнения»

Д.И. Менделеев

1.Организационный этап (2 мин): приветствие обучающихся, проверка отсутствующих, готовности к уроку.

2.Мотивация учебной деятельности студентов. Постановка цели и задач урока

(7 мин.):

Преподаватель химии: Физика и химия относятся к естественным наукам, которые изучают одни и те же объекты. Для формирования единого естественно - научного мировоззрения необходимо рассматривать эти явления всесторонне, одновременно с позиций разных наук.

Преподаватели читают по очереди:

«О, физика, наука из наук!
Все впереди! Как мало за плечами!
Пусть химия нам будет вместо рук,
Пусть станет нам она очами.
Не разлучайте этих двух сестер
Познания всего в подлунном мире,
Тогда лишь будет ум и глаз остер
И знание человеческое шире».

М. Алигер «Ленинские горы»

Преподаватель физики: как вы понимаете данные строки? А в чем же связь двух наук? Как вы думаете?

Преподаватель химии: Вся история взаимодействия химии я физики полна при­меров обмена идеями, объектами и методами исследования. Связь эта носит генетический ха­рактер. Химия и физика изучают практически одни и те же объек­ты, но только каждая из них видит в этих объектах свою сторону, свой предмет изучения. Т.О. 2 науки непрерывно дополняют друг друга. Как сказал М.В.Ломоносов «Химия — это правая рука физики».

Преподаватель физики: и сегодня мы объединим 2 темы по 2 предметам в одно целое. А какие темы? Попробуйте догадаться сами.

Преподаватель химии: Мы будем изучать определенный класс соединений, а какой?

- чем мыли волосы женщины в Древней Руси?

А рецепт был такой: «взять ковш золы, да не простой, а еловой или от подсолнечника, замочить в дубовом ведре ключевой или дождевой водой. Постоит такая смесь сутки, потом ее надо процедить или просто слить верхний слой, развести фильтрат чистой водой, подогреть на камельке в рубленой бане и вымыть косы.

Учитель объясняет, что полученный раствор, мыльный на ощупь – это средство под названием ……"щелок".»

А вспомнили о нем потому, что реакция среды раствора щелока такая же, как и растворов веществ, которые мы начинаем изучать. Какой класс?

«Из меня не сваришь супа,
Содержу гидроксо- группу,
И активного металла
В моей формуле немало.
Крашу лакмус в синий цвет,
Я опасна, спору нет……»

Первая часть темы сегодняшнего урока: «Щелочи …».
да, ребята, мы сегодня действительно познакомимся с одним из классов «Неорганических соединений» – щелочами.

«Щелочи как …» — это первая часть формулировки нашей темы. А какова же вторая?

Преподаватель физики:

Истина всегда проста: щелочь, соль и кислота
Пропускают ток всегда, если их раствор – вода.
Почему же кислород, спирт, глюкоза и азот,
Растворенные в воде, не пропустят ток нигде?
Потому что вещества – неживые существа,
И зависят свойства их, сложных и совсем простых,
От строения частиц, микромира без границ.
А раствор, где ток бурлит, назван был электролит.

Преподаватель физики: итак, тема нашего урока «Щелочи как электролиты».

Преподаватель химии: А какова цель нашего урока? Подумайте и сформулируйте. Что мы должны изучить и закрепить? Опорные слова: сформировать, расширить, углубить.

Цель: сформировать знания о электролитах и не электролитах, о щелочах в свете теории электролитической диссоциации, расширить и углубить знания о электролитической диссоциации, о свойствах, получении, применении щелочей как электролитов.

3.Изучение новой темы (25 мин.):

Преподаватель химии: писать сегодня будем не в тетрадях, а в ЛОК темы, вы их вклеите в тетрадь. В ЛОК есть план изучения темы, определенная информация пропечатана, что-то нужно будет заполнить по ходу урока.

Итак, в ЛОК Запишите тему урока: «Щелочи как электролиты»

Изучать тему будем по плану:

1.Определение щелочей.

2.Формулы.

3.Физические свойства щелочей.

4.Электролиты и не электролиты.

5.Электролитическая диссоциация.

6.Положения ТЭД.

7.Степень диссоциации.

8.химические источники тока

9.Щелочи с точки зрения ТЭД

10.Химические свойства щелочей.

11.Применение щелочей.

Преподаватель химии: вот они щелочи: мыло, порошки, чистящие и моющие средства

1.Дадим определение: «Щелочи-это вещества, состоящие из щелочного металла и гидроксогруппы (ОН)».
2. Обратимся к составу щелочей, посмотрим на формулы:

3.Физические свойства:

Основания и щелочи являются твердыми веществами. Проводят электрический ток! Значит являются электролитами.

4.Преподаватель физики: а что же такое электролиты и не электролиты?

Понятие электролитов и не электролитов впервые ввёл М. Фарадей в первой половине 19 века.

Электролиты-вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток.

Электролитами являются вещества с сильно полярной ковалентной или ионной связью. К ним относятся соли, щёлочи, кислоты.

Неэлектролиты-вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток.

Не электролитами являются вещества с неполярными или слабо полярными ковалентными связями. К ним относится большинство органических соединений (глюкоза, фруктоза, сахароза, этанол, глицерин и др.), простые вещества-неметаллы (сера, алмаз, азот, кислород и др.).

Ионы-положительно или отрицательно заряженные частицы.

Катионы-положительно заряженные ионы

Анионы-отрицательно заряженные частицы.

5.А что такое электролитическая диссоциация?

В 1887 году шведский физико-химик Сванте Аррениус, исследуя электропроводность водных растворов, высказал предположение, что в таких растворах вещества распадаются на заряженные частицы – ионы, которые могут передвигаться к электродам – отрицательно заряженному катоду и положительно заряженному аноду.

Это и есть причина электрического тока в растворах. Данный процесс получил название электролитической диссоциации (дословный перевод – расщепление, разложение под действием электричества). Такое название также предполагает, что диссоциация происходит под действием электрического тока.

Дальнейшие исследования показали, что это не так: ионы являются только переносчиками зарядов в растворе и существуют в нем независимо от того, проходит через раствор ток или нет. При активном участии Сванте Аррениуса была сформулирована теория электролитической диссоциации, которою часто называют в честь этого ученого. Основная идея данной теории заключается в том, что электролиты под действием растворителя самопроизвольно распадаются на ионы. И именно эти ионы являются носителями заряда и отвечают за электропроводность раствора.

Электрический ток - это направленное движение свободных заряженных частиц. Вы уже знаете, что растворы и расплавы солей и щелочей электропроводны, так как состоят не из нейтральных молекул, а из заряженных частиц – ионов. При расплавлении или растворении ионы становятся свободными переносчиками электрического заряда.

6.Теорию электролитической диссоциации можно представить в виде следующих положений.

1.При растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на ионы.
Свойства ионов отличаются от свойств атомов или группы атомов, из которых они образовались.

2.Причиной диссоциации электролита в водном растворе является его гидратация, т. е. взаимодействие электролита с молекулами воды и разрыв химической связи в нём.
7. степень диссоциации -это отношение числа частиц, распавшихся на ионы (N_д), к общему числу растворенных частиц (N_P):

α=N_д/N_P

Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях или процентах. Если α=0, то диссоциация отсутствует, а если α=1, или 100%, то электролит полностью распадается на ионы. Различные электролиты имеют различную степень диссоциации, то есть степень диссоциации зависит от природы электролита. Она также зависит и от концентрации: с разбавлением раствора степень диссоциации увеличивается.

По степени электролитической диссоциации электролиты разделяют на сильные и слабые.

Сильные электролиты – такие электролиты, которые при растворении в воде практически полностью диссоциируют на ионы. У таких электролитов значение степени диссоциации стремится к единице.

К сильным электролитам относятся:

1) все растворимые соли;

2) сильные кислоты, например: H₂SO₄, HCl, HNO₃;

3) все щелочи, например: NaOH, KOH.

Слабые электролиты – это такие электролиты, которые при растворении в воде почти не диссоциируют на ионы. У таких электролитов значение степени диссоциации стремится к нулю.

Сильными называются электролиты, степень диссоциации которых больше 30%). К ним относятся все растворимые соли, щёлочи, некоторые кислоты (соляная , азотная , серная НСl ,HNO₃ ,H₂SO₄₎

Слабыми называются электролиты, степень диссоциации которых меньше 3%). К ним относятся вода, слабые кислоты (H₂Cданным классом

8.Химические источники тока- это устройство, непосредственно преобразующее энергию химической реакции, протекающей между анодом и катодом, в электрическую энергию.

Все химические источники по способности к повторному использованию подразделятся на две большие группы: первичные источники тока и вторичные источники тока. Первичные источники тока обеспечивают только разряд и не могут заряжаться — они используются однократно. К ним и относятся солевые и щелочные батарейки. Вторичные источники тока (аккумуляторы) могут заряжаться и использоваться многократно в циклическом режиме «заряд-разряд».

Первый химический источник тока был изобретён итальянским учёным Алессандро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта - сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками, соединенных проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов, которая была названа Вольтовым столбом.

Химические источники тока состоят из электродов и электролита, который находится в емкости. Электрод, на котором окисляется восстановитель (отдает свои электроны), называется анодом. Электрод, на котором восстанавливается окислитель (принимает электроны), называется катодом. В итоге получается электрохимическая система.

Результатом протекающей в системе электрохимической реакции становится возникновение тока. Восстановитель передает электроны на окислитель, который восстанавливается. Электролит, находящийся между электродами, нужен для прохождения реакции.

Анод, как правило, изготавливается из порошкового цинка (Zn) с латунным сердечником, выведенным на дно батарейки, то есть к минусу. Катод выполнен из порошкового диоксида марганца (MnO₂), с добавлением угольного порошка (С). Угольный порошок способствует лучшей проводимости.

Что представляют собой щелочные батарейки? Первую щелочную батарейку придумали два американских учёных: Вольдемар Юнгер и Томас Эдисон. Произошло это в самом начале ХХ века. Но популярными они стали лишь спустя годы.

Справка. Alkaline — на английском обозначает «щёлочь». Поэтому вторым наименованием щелочных батареек является алкалиновые.

Благодаря большой ёмкости заряда, алкалиновые батарейки широко используются в различных приборах: мощных фонариках, фотокамерах, различных пультах, аудиоплеерах и других.

4.Открытие студентами новых знаний (25 мин.):

Преподаватель химии: Назовите мне «3 не» при работе со щелочами (не пробовать, не разливать, не нюхать!). Мы рассмотрим следующий вопрос №10 Химические свойства щелочей, как вы думаете, какими химическими свойствами будут обладать щелочи?

-Как щелочи окрашивают цвета индикаторов?

-Давайте вспомним, какие вещества существуют в природе?

-Как вы думаете, с какими из них могут взаимодействовать щелочи?

-Предположите свойства щелочей.

-Предлагаю химические свойства изучить самостоятельно, работая в группах (20 мин.). Затем нас ждут выступления каждой группы с ответом на проблемный вопрос.

Каждая группа получает инструктивную карту (всего 6 карт, содержащих по одному вопросу), выполняют по ней экспериментальную задачу, отвечают на вопросы, пишут уравнения и делают выводы. (инструктивные карты см. приложение):

1. Устойчива ли гашеная известь к действию кислот?

2.Почему не рекомендуется использовать для повседневного мытья тела хозяйственное мыло?

3. Как можно определить наличие щелочей в моющих средствах?

4. Определите, в какой из пробирок находится щелочь.

5.Почему для защиты рук при мытье кафеля и сантехники используют перчатки?

6. Почему алюминиевую посуду нельзя чистить щелочными средствами?

содержащими щелочь?

Преподаватель химии: итак, мы с вами выяснили и подтвердили, что щелочи взаимодействуют с металлами, основаниями, солями, изменяют цвета индикаторов.

Почему проходит реакция с данными веществами, какой ион вступает в реакцию?

11.Применение (докладчики):

1.ремонт зданий

2.в моющих средствах.

3. антисептики

4. электролиты

5.Закрепление изученного материала (20 мин.):

Самостоятельная работа по результативным листам с дифференцированными заданиями на оценку «3», «4» и «5».(приложение)

6.Итог урока, рефлексия (2 мин.):

Преподаватели выставляют студентам оценки за работу на уроке. Обучающиеся оценивают свою работу по критериям: «Я, Группа» - по 5-бальной шкале и используют смайлики «Мое настроение на уроке».

7.Домашнее задание (2 мин.):

1.Составить кроссворд по теме «Щелочи»

2.Составить мини-сказку «Щелочи как электролиты»

_8. Актуализации изучения следующей темы (2 мин.):

Преподаватель химии: содержание данных веществ в топливе может привести к коррозии составных частей двигателя и к поломке топливной системы в целом. О каком классе идет речь? Какой класс химических соединений мы будем изучать на следующем уроке? Обучающиеся предлагают варианты классов химических соединений.

_{9.Окончание урока (1 мин.):Преподаватели благодарят за работу на уроке, прощаются со студентами.}

1. file0.docx.. 26,0 КБ

Опубликовано: 21.08.2023