Методическая разработка по химии. Внеаудиторное мероприятие «Вода – чудесный дар природы»
методическая разработка на тему

ГАОУ КО СПО  «КАЛУЖСКИЙ БАЗОВЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Методическая разработка

по химии
Внеаудиторное мероприятие

«Вода – чудесный дар природы»

Преподаватель:

Карапетян А.С.

2012 год

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ:  060501

ПРЕДМЕТ:  химия

Раздел 2.  Общая и неорганическая химия

Тема 2.5. Химия элементов

Цели:

• Образовательные:

Проверить обобщить и закрепить знаний о воде, расширить кругозор учащихся

• Развивающие:

Развивать наблюдательность, память, обобщать и делать выводы, умение работать в команде, принимать решения

• Воспитательные:

Продолжить формирование научное мировоззрения на основе представлений о воде.

Методы ведения занятия:

Словесные (беседа, объяснение, рассказ).

Наглядные (компьютерная презентация).

Тип занятия: внеаудиторное мероприятие – доклады и игра.

М П С:

Неорганическая химия: тема: «Строение атома, ПЗ и ПСХЭ, Классы неорганических веществ».

Время её проведения — 60 мин.

Оборудование:  мультимедийный проектор, химические реактивы и приборы

МОТИВАЦИЯ  ЗАНЯТИЯ:

  Демонстрация слайдов 1-5.

    Здравствуйте дорогие зрители и гости нашей игры. Внеклассное мероприятие посвящено   необыкновенному веществу на земле – воде.

       Да, без воды нам не прожить. Вода бывает «живая» и «мертвая», легкая и тяжелая, целебная и минеральная — очень и очень разная. Она может быстро бежать и тихо струиться, реветь водопадом и молчать айсбергом, дымить гейзером и блистать капельками росы. Завораживать и вдохновлять, грозить девятым валом и ласково плескаться. О ней сложены былины и песни, ее считают святой и живой, ее уважают и почитают, без нее невозможна жизнь. С недавних пор количество воды стали строго учитывать в масштабе всей планеты. Ее изучают теоретики и экспериментаторы, химики и физики, биологи и гидрологи, представители других отраслей знаний. Каждый из нас имеет с ней дело ежедневно, ежечасно, Сегодня мы будем говорить об этом, казалось бы, простом, но пока еще полном нераскрытых тайн веществе.

Выступление студента

В луже, в море, океане

И в водонапорном кране.

Как сосулька замерзает,

В дом туманом заползает,

На плите у нас кипит,

Паром чайника шипит,

Растворяет сахар в чае.

Мы ее не замечаем.

Мы привыкли, что вода

Наша спутница всегда.

Без нее нам не умыться,

Не наесться, не напиться.

Смею вам я доложить:

Без воды нам не прожить.

Сегодня в борьбе за звание лучших знатоков о воде принимают участие 2 команды:

1. Команда …
2. Команда …

Для начала познакомлю вас с правилами игры.

Внеаудиторное мероприятие состоит из двух этапов:

1. Выступления докладчиков.
2. Соперничество двух команд за звание знатоков химии.

При правильном ответе игрока команда получает очки, которые присуждает им жури. Если никто из учащихся ответа не знает, отвечает ведущий.

Демонстрация слайдов 6-10.

Выступления докладчиков

1. Нахождение воды в природе  и получение.

Вода Н2О является одним из самых распространенных веществ в природе. Она покрывает около 3/4 всей земной поверхности. Почти 60% воды образуют океаны и моря. Количество пресной воды составляет только 2% от воды океанов и морей. Главная масса ее находится во льдах Антарктики и других континентов. Вода, взятая из любого природного источника, всегда содержит много примесей. Даже дождевая вода - наиболее чистая из природных вод - содержит в среднем 35 мг/л сухого остатка (твердых примесей). Питьевая вода не должна содержать химически вредных веществ (ядов), болезнетворных бактерий и вирусов. Чистая питьевая вода в городах производится на водоочистительных станциях. В некоторых отраслях техники нужна вода, в которой нет растворимых примесей. Такую воду получают путем дистилляции (перегонки) и называют дистиллированной водой. При дистилляции путем нагревания воду переводят в парообразное состояние (соли остаются в растворе). При охлаждении пар переходит в жидкое состояние, конденсируется и получается дистиллированная вода.

Над изучением строения молекулы воды работали многие ученые. В конце XVIII в. французский ученый А. Лавуазье открыл тайну состава и получения воды. Он взял 2 объема водорода и 1 объем кислорода и поджег смесь. Капелька воды заявила о своем рождении небывалым «салютом».

Можно воду получить и путем синтеза, если через смесь 2 объемов водорода и 1 объема кислорода пропустить электрический разряд:

2Н2 + О2 -> 2Н2О

Демонстрация слайдов 11-16

2. Физические свойства. 

При обычных условиях вода - прозрачная бесцветная жидкость (в толстых слоях имеет голубовато-зеленый цвет). При охлаждении до 0°С вода переходит в твердое состояние -лед, при этом происходит резкое увеличение ее объема (почти на 10%), поэтому лед легче воды и может плавать.

Слой льда на поверхности воды защищает водоемы от полного промерзания, и благодаря этому сохраняются условия существования для всей флоры и фауны озер, рек и морей. При температуре 100°С и при атмосферном давлении вода кипит и переходит в пар. Чистая вода почти не проводит электрический ток. Она имеет наибольшую из всех жидкостей и твердых веществ удельную теплоемкость. (Удельной теплоемкостью называют количество теплоты (кДж), которое нужно для нагревания 1 г вещества на 1 °С.)

Демонстрация слайдов 18-32

3. Химические свойства. 

Вода - термически устойчивое (прочное) вещество.

Отношение к металлам. Вода легко реагирует с щелочными и щелочно-земельными металлами при обычной температуре, с выделением водорода и образованием щелочи:

Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода: ( слайд) + реакцияфы

1. 2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурно)
2. 2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурно)
3. 3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (только при нагревании)

Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.

Другие, менее активные металлы реагируют только с парами воды при нагревании и образуют оксиды и водород:

Отношение к неметаллам. Если пропустить водяной пар через раскаленный уголь, образуется водяной газ, который состоит из оксида углерода (II) и водорода:

                                                    C + H2O = H2 + CO (слайд)

(при сильном нагревании)

CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2

(при сильном нагревании)

Водяной газ используется как топливо (при сгорании 1 м3 этого газа выделяется 11732 кДж/м3). Из этого водяного газа в технике иногда получают водород.

Электролиз воды ( слайд) + реакция

Вода разлагается на водород и кислород при действии электрического тока.

2Н2О → Н2↑ + О2↑

Отношение к сложным веществам. Вода реагирует со многими оксидами металлов и неметаллов с образованием оснований и кислот, например:

Вода реагирует со многими оксидами неметаллов. ( слайд) + реакция

SO2 + H2O =        H2SO3

сернистая кислота

CO2 + H2O = H2CO3

серная кислота

SO3 + H2O = H2SO4

угольная кислота

Вода реагирует с оксидами металлов.

(слайд) + реакция

CaO + H2O = Ca(OH)2

гашеная известь

Образование гидратов

(слайд)

CuSO4 + 5 H2O = CuSO4*5H2O

                  (медный купорос)

H2SO4 + H2O = H2SO4*H2O

(гидрат серной кислоты)

NaOH + H2O = NaOH*H2O

(гидрат едкого натра)

     используют в качестве осушителей  

Вода вступает в реакции обмена со многими веществами - реакции гидролиза (солями, жирами, эфирами, белками, сахарами и другими), служит основой пищеварения например:                                                         (слайд)

Nа2С03 + Н20 → NаНСОз + NаОН

                                                   С12Н22011+ Н20 → С6Н1206 + С6Н1206

    сахароза                         глюкоза  фруктоза

Вода является важнейшим растворителем как неорганических, так и органических веществ. При этом образуются слабые связи между молекулами или ионами с молекулами воды. Это явление, как было сказано ранее, носит название гидратации. Некоторые нейтральные вещества (спирты, сахара, слабые кислоты и некоторые другие органические вещества) способны образовывать с молекулами воды водородные связи. Как правило, в воде хорошо растворяются те газы, которые вступают с ней в химическое взаимодействие (например, аммиак, хлор, сероводород, хлороводород):

( слайд) + реакция

NН3 + Н2О →NH4ОН

             Cl2 + H2O  →  HCl  +  HClO

В небольших количествах вода является катализатором. Например, реакция в порошкообразной смеси алюминия и иода в обычных условиях не протекает, но достаточно внести в эту смесь одну каплю воды, как происходит бурная реакция с выделением теплоты и света:                      (слайд) + реакция

2А1 + 3I2   →  2АlI3

Применение. Вода применяется не только как растворитель, но и как самый распространенный химический реактив. Много воды используется в промышленности. Так, для получения 1 т алюминия требуется 1400 м3 воды, а для 1 т синтетического каучука - 2100 м3. Ее используют также для питания паровых котлов, в бытовых целях для мытья и т. д.

4. Аномалии воды.

Демонстрация слайдов 34 -35

Аномалия первая. Ближайшие родственники воды: сероводород Н2S и селеноводород Н2Sе — представляют собой газы, которые имеют температуры кипения и плавления ниже О °С. Известно, что на температуру кипения и плавления вещества оказывает влияние его относительная молекулярная масса: чем она больше, тем выше температуры кипения и плавления. Однако МГ(Н20) = 18; МГ(Н25) = 34; Мг(Н2Зе) = 81, т. е. вода имеет наименьшую относительную молекулярную массу, а температуры кипения и плавления у неё наивысшие. Эту аномалию можно объяснить так: молекулы воды способны сцепляться друг с другом. Атом кислорода одной молекулы воды притягивает атом водорода другой молекулы. Такая связь между молекулами воды называется водородной. За счёт этой связи молекулы Н20 образуют целые группы молекул. Это и затрудняет процесс испарения, повышает температуры кипения и плавления.

Демонстрация слайдов 36 - 41

Аномалия вторая. Вода — единственное вещество, которое при затвердевании расширяется. Поэтому плотность льда меньше плотности жидкой воды. Вот почему лёд плавает на поверхности жидкой воды. Эту аномалию можно объяснить тем, что с понижением температуры увеличивается число водородных связей между молекулами воды. Это приводит к такому расположению молекул, при котором между ними образуются пустоты. Кристаллическая решётка льда имеет ажурное строение.

Попробуем представить себе, как выглядел бы мир, если бы вода обладала нормальными свойствами и лёд был бы, как полагается твёрдому веществу, тяжелее воды. Зимой образовавшийся на поверхности водоёма лёд тонул бы, так как имел бы большую плотность. Летом же лёд, защищённый толщей воды, не мог бы растаять. Постепенно все озёра, пруды, реки превратились бы в ледяные гроты. Промёрзли бы моря, океаны. Земля стала бы ледяной пустыней, кое-где покрытой слоем талой воды.

Так что благодаря этой аномалии воды в водоёмах, которые в сильные морозы защищены ледяной крышей, не прекращается жизнь.

Демонстрация слайдов 42 - 44

Аномалия третья. Все вы, наверное, наблюдали, как вода капает из крана. Сначала капля набухает, потом провисает, а затем, как бы прорвав оболочку, изливается наружу.

По сравнению со всеми остальными жидкостями у воды самое высокое поверхностное натяжение. Поверхность воды всегда затянута тончайшей плёнкой из молекул, прочно связанных между собой. По этой плёнке, как по льду, бегают водомерки. Если измерить площадь опоры лапок этих насекомых и их вес, можно обнаружить, что водная плёнка выдерживает значительное давление.

Эта же сила поверхностного натяжения заставляет воду подниматься из глубины почвы и поить растения.

Вода сама поднимается вверх по стволу дерева, доставляя растворённые питательные вещества на большую высоту: от корней к листьям и плодам.

Демонстрация слайдов 45-49

Аномалия четвёртая. Вода — самое распространённое вещество на Земле, и в то же самое время мы можем сказать, что на Земле нет чистой воды.

Всё, что мы называем водой, — растворы тех или иных веществ в воде. Вода — один из лучших растворителей. В ней растворены газы воздуха: азот, кислород, углекислый газ, сотни соединений всех химических элементов Периодической системы — минеральные соли, кислоты...

В воде некоторых источников содержатся такие вещества, которые придают ей целебные свойства.

  5. Занимательные вопросы о воде.

Демонстрация слайдов 50 - 52

1. Почему морским обитателям не грозит ни сильный перегрев ни сильное охлаждение.

Ответ: Вода нагревается впятеро медленнее песка. Чтобы нагреть па 1° С литр воды, тепла потребуется в 3300 раз больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала при нагревании. Из-за исключительной способности воды поглощать тепло температура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морским обитателям никогда не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение. Высокая теплоемкость

2. Почему лед всегда на верху водоема?

Ответ: замерзая, вода расширяется на 9% по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамершей воды и всплывает вверх, и потому редкий водоем промерзает до дна. Покрывающий его сверху лед — хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Под такой «шубой» даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.

3. Почему водоемы не замерзают до дна?

Ответ: Самая тяжелая вода при 40С. Она опускается на дно водоема.

Задание

Как при помощи яйца доказать в каком стакане содержание соли больше?

6. Загадки о воде

Демонстрация слайдов 53 - 66

• Без огня горит, без крыльев летит, без ног бежит. (Грозовая туча.)
• Рассыпался горох на семьдесят дорог, не соберёт: ни царь, ни царица, ни росная девица. (Град.)

• Кругом вода, а с питьем беда. (Море.)
• Течёт, течёт, не вытечет. Бежит, бежит, не выбежит. (Река.)
• Горя не знает, а слёзы проливает. (Туча, облако.)
• Сперва — блеск, за блеском — треск, за треском — плеск. (Молния, гром, дождь.)
• Шёл, шёл, да и в землю ушёл. (Дождь.)
• Что в решете не унести? (Воду.)
• Чист и ясен как алмаз, дорог не бывает. Он от матери рождён, сам её рождает. (Лёд, вода.)
• По морю идёт, идёт, а до берега дойдёт, тут и пропадёт. (Волна.)
• Выросло-повыросло, из бороды повылезло, солнышко встало, ничего не стало. (Сосулька.)
• На всех садится, никого не боится. (Снег.)
• Днём стекло разбито, а ночью вставлено. (Лёд в проруби.)
• Летели серые гуси, нароняли белого пуха. (Тучи, снег.)

7. Ученые о воде.

Демонстрация слайдов 67 -68.

Объясните слова выдающихся учёных.

«Вода — самое необыкновенное вещество в мире» (академики В. Петрянов-Соколов);

«Вода — вещество, которое создало нашу планету» (доктор биологических наук Б. Ф. Сергеев).

После завершения игры жюри подводит итоги, награждает победителей.