Методическая разработка интегрированного урока по химии-математике на тему "Растворы. Роль воды в химических реакциях"

Светлана Викторовна Борозненко, ОГАПОУ “СТАКС”, Старооскольского района , Белгородской области (преподаватель химии).

Интегрированный урок химия-математика

на тему: «Растворы. Роль воды в химических реакциях»

Цели урока: Рассмотреть алгоритм решения задач на  растворы: познакомиться с приемами решения задач в математике и химии, рассмотреть биологическое значение воды как универсального растворителя, развить практические умения решать задачи, расширить знания учащихся о значении этих веществ в природе и деятельности человека, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в СПО.

Ход урока.

                                       Организационный момент.

             Преподаватель математики:    Здравствуйте!  Сегодня мы проводим необычный урок  - урок на перекрестке наук  химии и математики.

Преподаватель химии: Здравствуйте, ребята! Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.

А  чтобы сформулировать тему урока,  давайте проделаем небольшой эксперимент.

  (Наливаю в 2 хим. пробирки воду, добавляю в обе одинаковое количество хлорида натрия.) Что получилось? (Растворы).  Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов  ещё немного хлорида натрия. Что стало с окраской  раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещества).

Преподаватель  математики: А с математической точки зрения - разное процентное содержание вещества.

Итак, тема урока  « Решение задач на растворы» 

Цель урока:  Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания  о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Девиз:«Только из союза двух работающих вместе и при помощи друг друга рождаются великие вещи»                                   Антуан де Сент- Экзюпери

Преподаватель  математики: Для урока необходимо повторить понятие процента.

- Что называют процентом? (1/100 часть числа.)

- Выразите в виде десятичной дроби 15%, 25%, 10%

- Выразите в виде обыкновенной дроби 20%, 50%, 5%

- Установите соответствие 40%         1/5

                                                  20%        0,05

                                                  80%        0,4

                                                  5%          4/5

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)

- Найти 20% от 30 (20%=0,2    30*0,2=6)

- Вычислите 1) 10% от 70       2) 5% от 10               

                        3) х% от 9

Преподаватель  химии:

– Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

- Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, перекись водорода и др.)

– Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например, спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

¾ поверхности Земли покрыто водой.

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%).

Хлеб – 40%

Молоко – 75%

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены-огурцы -98%).

– Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

– Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

– По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Преподаватель  химии предлагает решить обучающимся задачу:

Задача №1Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько  г марганцовки  потребуется для приготовления 1000  г такого раствора?(Ответ: 150 г.)

Решение.

Дано:                                               ω%   =

ω%=15%  

m(р-ра)=1000г            

m(в-ва)=?                                      

                                                  m(в-ва)= m(р-ра) •ω     

                                             m(в-ва)=1000 •0,15=150г

                                                                          Ответ: 150 г марганцовки.

Преподаватель  математики:

– Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

       15% от 1000

     1000*0,15=150(г)- марганцовки.

                                             Ответ: 150 г.

– Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

           Задача №2.      При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов  каждого раствора взяли?

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах.)

Что происходит с растворами? (смешивают.)

Решение:

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16*200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

   х = 140

  140(г)- 10% раствора

200 – 140 = 60(г)-30% раствора.

                                          Ответ: 140г, 60г.

Преподаватель  математики : Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Водный раствор уксусной кислоты, полученный из вина (5-8%) называют винным уксусом. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием «столовый уксус» используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 80% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. «Столовый уксус»,  используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками повара  оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 80%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

0,8х = 0,08*200

 0,8х = 16

х = 16:0,8

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

                                   Ответ: 20 г, 180г.

Преподаватель химии:   А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 40 г  5%-го раствора поваренной соли.  (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Техники безопасности).

Решение                     1.Расчётная  часть

Дано:                              

ω%=5%  

m(р-ра)=40г                

m(в-ва)=?                   m(в-ва) = m(р-ра) ·ω                          

V(р-ля) = ?                    m(в-ва) = 40 · 0,05 = 2 г.

                                   m(р-ля) =  m(р-ра) -   m(в-ва)

                                   m(р-ля) =  40 – 2 = 38 г

                                   V(р-ля) =   m(р-ля) : ρ= 38г : 1г/мл = 38 мл

                      Ответ: 2 г соли и 38 мл воды.

 2.  Экспериментальная  часть  ( Соблюдать правила  техники безопасности).

1.      Уравновесить весы.

2.      Взвесить необходимое количество соли.

3.      Отмерить мерным цилиндром  воду.

4.      Смешать воду и соль в стакане.

Преподаватель математики: Проведем проверочную работу.

Проверочная работа.

Подведение итогов урока

Преподаватель химии.

– Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет?  (Задачи на растворы.)

– Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются разных сторон нашего быта и профессиональных процессов приготовления блюд.

Преподаватель математики.

– Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет?  (Задачи на проценты.)

При решении всех этих задач  мы используем правило нахождения процента от числа.

Оценки за урок.

Домашнее задание.

Важное место в рационе питания человека, а особенно студентов занимает молоко и молочные продукты. Решим такую задачу:

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности  и пломбира 30%-й жирности  необходимо взять для  приготовления 100г 20%-го новогоднего коктейля?

Решение:

0,1х + 0,3(100-х) = 0,2*100

0,1х + 30 – 0,3х = 20

-0,2х = -10

х = 50

50(г) – молока

100 – 50 = 50(г) – пломбира.

                                      Ответ:50г молока,50г пломбира.

Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор

Разбавленный, водный

Растворять, смешивать, решать

Растворы широко встречаются в быту.

Смеси

  Уважаемые студенты,  урок окончен. Мы преподаватели химии и математики уверенны, что данное занятие вызвало у вас множество  положительных эмоций и рвение к творческим и профессиональным успехам.

  Удачи вам  в вашем достойном и нелегком выборе!

Пусть науки химия и математика на профессиональном поприще станут для вас большими  помощниками, хороших успехов вам!

Светлана Викторовна Борозненко, ОГАПОУ “СТАКС”, Старооскольского района , Белгородской области (преподаватель химии).

Интегрированный урок химия-математика

на тему: «Растворы. Роль воды в химических реакциях»

Цели урока: Рассмотреть алгоритм решения задач на  растворы: познакомиться с приемами решения задач в математике и химии, рассмотреть биологическое значение воды как универсального растворителя, развить практические умения решать задачи, расширить знания учащихся о значении этих веществ в природе и деятельности человека, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в СПО.

Ход урока.

                                       Организационный момент.

             Преподаватель математики:    Здравствуйте!  Сегодня мы проводим необычный урок  - урок на перекрестке наук  химии и математики.

Преподаватель химии: Здравствуйте, ребята! Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.

А  чтобы сформулировать тему урока,  давайте проделаем небольшой эксперимент.

  (Наливаю в 2 хим. пробирки воду, добавляю в обе одинаковое количество хлорида натрия.) Что получилось? (Растворы).  Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов  ещё немного хлорида натрия. Что стало с окраской  раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещества).

Преподаватель  математики: А с математической точки зрения - разное процентное содержание вещества.

Итак, тема урока  « Решение задач на растворы» 

Цель урока:  Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания  о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Девиз:«Только из союза двух работающих вместе и при помощи друг друга рождаются великие вещи»                                   Антуан де Сент- Экзюпери

Преподаватель  математики: Для урока необходимо повторить понятие процента.

- Что называют процентом? (1/100 часть числа.)

- Выразите в виде десятичной дроби 15%, 25%, 10%

- Выразите в виде обыкновенной дроби 20%, 50%, 5%

- Установите соответствие 40%         1/5

                                                  20%        0,05

                                                  80%        0,4

                                                  5%          4/5

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)

- Найти 20% от 30 (20%=0,2    30*0,2=6)

- Вычислите 1) 10% от 70       2) 5% от 10               

                        3) х% от 9

Преподаватель  химии:

– Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

- Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, перекись водорода и др.)

– Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например, спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

¾ поверхности Земли покрыто водой.

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%).

Хлеб – 40%

Молоко – 75%

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены-огурцы -98%).

– Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

– Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

– По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Преподаватель  химии предлагает решить обучающимся задачу:

Задача №1Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько  г марганцовки  потребуется для приготовления 1000  г такого раствора?(Ответ: 150 г.)

Решение.

Дано:                                               ω%   =

ω%=15%  

m(р-ра)=1000г            

m(в-ва)=?                                      

                                                  m(в-ва)= m(р-ра) •ω     

                                             m(в-ва)=1000 •0,15=150г

                                                                          Ответ: 150 г марганцовки.

Преподаватель  математики:

– Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

       15% от 1000

     1000*0,15=150(г)- марганцовки.

                                             Ответ: 150 г.

– Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

           Задача №2.      При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов  каждого раствора взяли?

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах.)

Что происходит с растворами? (смешивают.)

Решение:

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16*200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

   х = 140

  140(г)- 10% раствора

200 – 140 = 60(г)-30% раствора.

                                          Ответ: 140г, 60г.

Преподаватель  математики : Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Водный раствор уксусной кислоты, полученный из вина (5-8%) называют винным уксусом. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием «столовый уксус» используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 80% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. «Столовый уксус»,  используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками повара  оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 80%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

0,8х = 0,08*200

 0,8х = 16

х = 16:0,8

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

                                   Ответ: 20 г, 180г.

Преподаватель химии:   А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 40 г  5%-го раствора поваренной соли.  (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Техники безопасности).

Решение                     1.Расчётная  часть

Дано:                              

ω%=5%  

m(р-ра)=40г                

m(в-ва)=?                   m(в-ва) = m(р-ра) ·ω                          

V(р-ля) = ?                    m(в-ва) = 40 · 0,05 = 2 г.

                                   m(р-ля) =  m(р-ра) -   m(в-ва)

                                   m(р-ля) =  40 – 2 = 38 г

                                   V(р-ля) =   m(р-ля) : ρ= 38г : 1г/мл = 38 мл

                      Ответ: 2 г соли и 38 мл воды.

 2.  Экспериментальная  часть  ( Соблюдать правила  техники безопасности).

1.      Уравновесить весы.

2.      Взвесить необходимое количество соли.

3.      Отмерить мерным цилиндром  воду.

4.      Смешать воду и соль в стакане.

Преподаватель математики: Проведем проверочную работу.

Проверочная работа.

Подведение итогов урока

Преподаватель химии.

– Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет?  (Задачи на растворы.)

– Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются разных сторон нашего быта и профессиональных процессов приготовления блюд.

Преподаватель математики.

– Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет?  (Задачи на проценты.)

При решении всех этих задач  мы используем правило нахождения процента от числа.

Оценки за урок.

Домашнее задание.

Важное место в рационе питания человека, а особенно студентов занимает молоко и молочные продукты. Решим такую задачу:

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности  и пломбира 30%-й жирности  необходимо взять для  приготовления 100г 20%-го новогоднего коктейля?

Решение:

0,1х + 0,3(100-х) = 0,2*100

0,1х + 30 – 0,3х = 20

-0,2х = -10

х = 50

50(г) – молока

100 – 50 = 50(г) – пломбира.

                                      Ответ:50г молока,50г пломбира.

Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор

Разбавленный, водный

Растворять, смешивать, решать

Растворы широко встречаются в быту.

Смеси

  Уважаемые студенты,  урок окончен. Мы преподаватели химии и математики уверенны, что данное занятие вызвало у вас множество  положительных эмоций и рвение к творческим и профессиональным успехам.

  Удачи вам  в вашем достойном и нелегком выборе!

Пусть науки химия и математика на профессиональном поприще станут для вас большими  помощниками, хороших успехов вам!