Конспект занятия "Адсорбция в военном деле"
план-конспект по химии по теме

№ слайда

Действия учителя и учеников

Слайд №1

«Титульный»

Название: «Адсорбция в военном деле»

Слайд №2

«Благодаря чему Россия выиграла первую мировую войну?»

Учитель: С физико - химическим явлением, которое было положено в основу работы противогаза и о котором сейчас пойдет речь, знаком, наверное, каждый, хотя, может быть, не все знают, что оно называется адсорбцией.

       Если вы даже не слышали о адсорбции то, наблюдали ее неоднократно. Как только потекшая гелевая ручка попадает на бумагу или на одежду, так сразу вы и знакомитесь с этим явлением. Когда поверхность одного вещества (бумаги, ткани) поглощает частицы другого вещества (чернил), это и есть адсорбция.

Слайд №2

«Сорбция»

Учитель комментирует слайд:.

Сорбцией (от латинского «sorbeo» - поглощаю, втягиваю) называют любой процесс поглощения одного вещества другим, независимо от механизма поглощения. В зависимости от механизма сорбции различают адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию.

На слайде:

Слайд №3

«Абсорбция и адсорбция»

На слайде:

• Адсорбция – процесс поглощения газов или

жидкостей поверхностью твердых тел.

• Абсорбция – избирательное поглощение

компонентов газовой смеси жидким поглотителем.

• При абсорбция – поглощение происходит во всем

объеме; при адсорбции – поглощение вещества  поверхностью.

Мы сегодня будем рассматривать адсорбцию. Материал, на котором происходит адсорбция называется адсорбентом, адсорбирующееся вещество является адсорбатом. Что в данном примере является адсорбентом (бумага, ткань), а что – адсорбатом (чернилы)?

Слайд №4

«Понятие адсорбция»

Учитель:  . Если даже вы и не проходили адсорбцию на уроках, наблюдали вы ее неоднократно.

Одежда маляра пахнет скипидаром и краской, кондитера – орехом мускатным, шофера – бензином. Причина этого вызвана адсорбцией молекул газов на одежде.

На слайде:

Адсорбция - (от лат. ad — на, при и sorbeo — поглощаю), поглощение какого-либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

Рассмотрим механизм данного процесса:

Просмотр видео ресурса с Интернета по гиперссылке  (4:27):

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=odM6KfFa4Uo 

Дополни-тельный материал

Учитель: Чтобы вы имели представление о данном явлении, приведу в качестве примера две истории: странную болезнь Ньютона и версию отравления Наполеона.

Странная болезнь Ньютона: незадолго до своего пятидесятилетия, в 1692 году, Ньютон тяжело заболел. Причина болезни осталась неизвестной. Недуг продолжался год. Когда непонятная болезнь прошла, он прожил еще 33 года. Впоследствии группа исследователей проанализировала имеющиеся в их распоряжении волосы великого ученого. Оказалась, что средняя концентрация ртути в них в 15 раз превышала норму. Химический анализ волос и то обстоятельство, что до болезни Ньютон 18 лет работал с ртутью, послужили основанием считать болезнь Ньютона результатом ртутного отравления.
Версия отравления Наполеона: подобному анализу подверглись волосы Наполеона, в которых была обнаружена повышенная концентрация мышьяка, достаточная для отравления. Источником мышьяка, по-видимому, служили обои спальни Наполеона в его доме на острове Святой Елены. По случайно сохранившемуся образцу обоев удалось установить, что они содержали большое

количество мышьяка (в виде арсенита мышьяка).

В настоящее время объяснение причины болезни Ньютона и возможность отравления Наполеона следует рассматривать как версии. Безусловной в одном случае является повышенная концентрация в волосах ртути, в другом - мышьяка. Возможно, они проникли во внутренние органы человека, а затем в волосы, но скорее это произошло вследствие адсорбции паров ртути и мышьяка из окружающей среды.

Слайд №6

«Открытие»

Учитель:

     Честь открытия адсорбции в растворах, положившего начало области новой химии – учению о поверхностных явлениях, принадлежит русскому учёному XVIII в. Т.Е.Ловицу.

     Приемник М.В. Ломоносова по кафедре химии Петербургской Академии наук, он дал исчерпывающее описание адсорбционных свойств угля и указал области его возможного применения, в том числе медицине.

На слайде (последовательность появления):

1. Выдающийся русский химик немецкого происхождения, академик Петербургской Академии наук
2. Товий Егорович Ловиц
3. 25 апреля 1757 г. — 7 декабря 1804 г.
4. Июнь 1785 года
5. Учение об адсорбции является большой и важной главой современной физической химии и получило большое практическое применение.

Слайд №7

«Адсорбтив и адсорбент»

Учитель:

    Адсорбирующееся вещество является адсорбатом, адсорбирующее вещество – адсорбентом. 

    В приведенных примерах, пары ртути и соединений мышьяка будут адсорбатом, а волосы – адсорбентом.

    Ни Ньютон, ни Наполеон не подозревали, что их волосы являлись адсорбентом, и ничего не могли сделать для предотвращения адсорбции.

Очень хороший адсорбент - уголь. Причем не каменный, а древесный, и не просто древесный, а активный (активированный).

Ребята, а что представляет собой древесный уголь?

(Предполагаемый ответ:

Древесный уголь - это микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при разложении древесины без доступа воздуха. Чтобы увеличить поглотительную способность, древесный уголь обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный таким способом уголь называют активированным или активным. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля, в качестве топлива в кузнечных горнах, используется в металлургии при выплавке особо чистых сортов чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе. Однако больше известно применение древесного угля, основанное на его способности к адсорбции – способности поглощать (адсорбировать) различные вещества.)

Можно продемонстрировать активированный уголь под микроскопом.

На слайде:

Адсорбтив – поглощаемое вещество.

Адсорбент – поглотитель.

 Слайд №10

«Эксперимент №1»

Эксперимент №1. «Адсорбция активированным углем красящих веществ газировки»

При проведении данного эксперимента необходимо вспомнить ТБ

Слайд №11

«Экспери-мент №2»

Эксперимент №2. «Способность активированного угля поглощать пахучие вещества» 

Учитель:

Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов Давайте выясним: может ли уголь адсорбировать газообразные вещества, лучше это выяснить на примере пахучих веществ.

Пахучая жидкость при нагревании будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть.

Слайд №12

«Экспери-мент №3»

Эксперимент №3. «Адсорбция кукурузными палочками паров пахучих веществ»

Учитель:

Не обязательно брать для этих опытов активный уголь. Есть много других веществ, которые могут служить адсорбентами: туф, сухая размолотая глина, мел, промокательная бумага. Словом, самые разные вещества, но обязательно с развитой поверхностью. В том числе и некоторые пищевые продукты — вы, наверное, знаете, как легко хлеб впитывает посторонние запахи. Недаром пшеничный хлеб не советуют держать в одной упаковке с ржаным — их запахи смешиваются, и каждый теряет свой особый, только ему присущий аромат.

Очень хороший адсорбент — воздушная кукуруза, или кукурузные палочки, столь любимые многими из нас. Конечно, тратить на опыт пакет или даже четверть пакета нет смысла, но несколько штук... Попробуем. Предыдущий опыт с пахучими веществами повторите в присутствии кукурузных палочек.

Давайте узнаем, исчезнет ли запах совершенно. Конечно, после опыта есть палочки уже нельзя.

Оборудование: духи (одеколон), кукурузные палочки, склянки (пробирки или колбы) с крышками – 2 шт.

Ход работы:

1. В две склянки с крышками капните по капле духов.

2. В одну из склянок положите 4-5 кукурузных палочек.

3. Обе склянки закройте крышками.

4. Склянку, в которой находятся кукурузные палочки, немного потрясите.

5. Откройте обе склянки.

6. Объясните результаты опыта.

Эксперимент № 4 «Адсорбция ионной металлов из растворов»

На основе адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем используют для питья и технических нужд. С помощью угля можно абсорбировать даже ионы металлов из растворов солей.

У вас на столе стоит раствор нитрата свинца.

Ход работы:

1. Проведем качественную реакцию на ионы серебра: В капельную пластинку капните раствор нитрата серебра.
2. К нему добавьте раствор иодида калия.
3. В пробирку налейте… мл раствора Pb(NO3)2/
4. Положите … таблеток активированного угля.
5. Закройте пробирку пробкой и тщательно встряхните побирку в течении 1 мин.
6. Проведите аналогичную реакцию на ионы свинца: в капельную пластинку капните раствор нитрата серебра. К нему добавьте раствор иодида калия.
7. Сравните результаты и сделайте вывод.

Демонстрационный опыт «Абсорбция углекислого газа»

Явление адсорбции газов кукурузными палочками можно доказать на примере с углекислым газом.

Вспомните, как можно обнаружить углекислый газ?

Предполагаемый ответ: с помощью известковой воды. Она помутнеет.

Заранее заполним две пробирки углекислым газом.

1. Из одной пробирки «выльем» углекислый газ в колбу с известковой водой (СО2 тяжелее воздуха, поэтому будет выливаться)
2. В другую пробирку положите кукурузные палочки и встряхните несколько раз. Далее, как и прежде, проделайте опыт с известковой водой (можно просто «наливать» в нее газ из пробирок — он тяжелее воздуха).
3.  Почему такая разница между поведением известковой воды?

Предполагаемый ответ: Жидкость станет мутной только в том стакане, в который «вылили» газ, не обработанный адсорбентом. А из другой пробирки, той, где были кукурузные палочки, диоксида углерода не извлечь: его поглотил адсорбент.

Слайд №8

«Применение»

Учитель:

 Адсорбция - очень распространенное явление, широко используется в технике, быту и повседневной жизни. Где мы это используем?.

Задание: Составьте кластер «Применение адсорбции»

На слайде:

• в противогазах для очистки воздуха от вредных газов;
• для фильтрации аквариумов;
• в медицине: лабораторные исследования,

анестезиология и реаниматология, токсикология и др.

Слайд №9

«Применение»

На слайде:

• Для анализа сложных смесей
• Адсорбционные установки – на  предприятиях нефтегазовой,  нефтехимической, химической и  пищевой промышленности, в металлургии, энергетическом комплексе и в сельском хозяйстве.
• Адсорбция является одним из свойств кожи и слизистых оболочек.

Дополнительный материал

Практическое значение адсорбции.

Учитель дополняет ответ учащихся, если это требуется

• При помощи различных твердых адсорбентов производится улавливанье ценных паров и газов, осветление растворов в производстве сахара, глюкозы, многих фармацевтических препаратов, нефтепродуктов.
• Адсорбцией извлекают малые количества веществ, растворенных в больших объемах жидкости. Этим способом пользуются, например, в технологии получения редких элементов.
• Важную роль адсорбционные процессы играют при крашении волокон, при обогащении полезных ископаемых (флотация).
• Адсорбция нашла широкие применения в пищевой промышленности. Так, например, в производстве вина из него удаляют излишнее количество ионов Fe3+,Cu2+,Ca2+, которые вызывают помутнение вин.
• Таким же методом изменяют солевой состав молока. Удаляя определенное количество солей кальция из коровьего молока, можно так изменить соотношение кальция и казеина, что коровье молоко можно будет применять для питания детей раннего возраста.
• Адсорбция широко используется в кулинарной практике, в частности, для осветления мясных и рыбных бульонов. Процесс осветления бульонов основан на том, что белки икры и яиц (при осветлении рыбных бульонов) или специальной «оттяжки» (при осветлении обычных мясных или мясо - костных бульонов) при нагревании свертываются, образуя пористую массу, которая адсорбирует на своей поверхности взвешенные частицы, придающие бульону мутность. Яичным белком осветляют также мутные фруктово-ягодные сиропы для приготовления желе.
• На основе адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем используют для питья и технических нужд.
• Восприятие человеком запаха и вкуса зависит от адсорбции молекул соответствующих веществ в носовой полости и на языке.
• В организме человека часто наблюдаются явления избирательной адсорбции токсинов и других веществ различными тканями и клетками. Так, например, токсины возбудителей столбняка, ботулизма и другие поражают прежде всего клетки центральной нервной системы, а токсины возбудителей дизентерии — вегетативную нервную систему; при сыпном тифе поражаются преимущественно сосуды кожи, мозга и отчасти сердца и т. д.
•  Введение в организм даже небольших количеств ядов и токсинов, обладающих высокой адсорбируемостью на активных центрах некоторых ферментов и других биологически активных соединений, часто приводит к их блокаде. Так, введение в организм цианистых соединений вызывает смерть через несколько секунд вследствие блокады железосодержащих дыхательных ферментов.

Итак, давайте подведем итог нашего занятия.

1. Что такое абсорбция?
2. Что такое адсорбент и адсорбтив?
3. Какие примеры адсорбентов и адсорбтивов вы могли бы привести?

Я благодарю вас за активную работу и доброжелательное отношение на занятие.

 В заключении сегодняшнего разговора хотелось бы, чтобы вы продолжили одну из фраз на экране:

Я рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным, заставило вас задумать о

• сегодня я узнал…
• было интересно…
• было трудно…
• я выполнял задания…
• я понял, что…
• теперь я могу…
• я почувствовал, что…
• я приобрел…
• я научился…
• у меня получилось…
• я смог…
• я попробую…
• меня удивило…
• урок дал мне для жизни…
• мне захотелось…

Я рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным и подарило вам новые знания и умения.