Современные образовательные технологии (кейс - метод) на уроках химии (из опыта проведения мастер - класса)
учебно-методический материал по химии по теме

Современные образовательные технологии (кейс – метод)

на уроках химии

из опыта проведения мастер – класса для учителей химии Курской области в рамках курсов повышения квалификации учителей

ВВЕДЕНИЕ

Если в традиционном обществе еще можно было строить обучение путем трансляции преподавателем информации, то в век динамических изменений главным становится формирование умения учиться самостоятельно.

Для реализации познавательной и творческой активности школьника в учебном процессе используются современные образовательные технологии, дающие возможность повышать качество образования, более эффективно использовать учебное время и снижать долю репродуктивной деятельности обучающихся за счет снижения времени, отведенного на выполнение домашнего задания. В школе представлен широкий спектр образовательных педагогических технологий, которые применяются в учебном процессе.

Одной из современных педагогических технологий, в последнее время активно внедряющихся в практику работы учителя химии является кейс – технология.

Кейс – технология, кейс – метод.

Кейс-метод широко используется в обучении за рубежом. Впервые он был применён в учебном процессе на факультете права Гарвардского университета. Первые подборки кейсов были опубликованы в 1925 году в отчётах Гарвардского университета. 

Проблема внедрения кейс-метода в практику школьного и высшего профессионального образования в настоящее время является весьма актуальной, что обусловлено двумя тенденциями:

• первая вытекает из общей направленности развития образования, его ориентации не только на получение конкретных знаний, но и на формирование компетентностей, умений и навыков мыслительной деятельности, развитие способностей личности, среди которых особое внимание уделяется способности к обучению, умению перерабатывать огромные массивы информации и пр.;
• вторая вытекает из развития требований к качеству специалиста, который, помимо удовлетворения требованиям первой тенденции, должен обладать также способностью оптимального поведения в различных ситуациях, отличаться системностью и эффективностью действий в условиях непрерывных изменений в общественной, профессиональной и других сферах жизни.

1. Сущность кейс-метода

Кейс-метод или метод конкретных ситуаций следует отнести к методам активного проблемного, эвристического обучения.  Название метода происходит от английского case – случай, ситуация и от понятия «кейс»- чемоданчик для хранения различных бумаг, журналов, документов и пр.

Суть его в том, что обучающимся предлагают осмыслить и  найти решение для ситуации, имеющей отношения к реальным жизненным проблемам и описание которой отражает какую-либо практическую задачу. Отличительной особенностью данного метода является создание проблемной ситуации на основе фактов из реальной жизни.

При этом сама проблема не имеет однозначных решений. Для работы с такой ситуацией необходимо правильно поставить учебную задачу, и для ее решения подготовить «кейс» с различными информационными материалами (статьи, литературные рассказы, сайты в сети Интернет, статистические отчеты и пр.)

Поставив правильно задачу и подготовив «кейс», необходимо организовать деятельность обучающихся по разрешению поставленной проблемы. Работа в режиме кейс-метода предполагает групповую деятельность. Непосредственная цель метода - совместными усилиями каждая из подгрупп обучающихся анализирует ситуацию - case, и вырабатывает практическое решение. В результате организуется деятельность по оценке предложенных решений и выбору лучшего в контексте поставленной проблемы.

Следует отметить, что работа в режиме кейс-метода в некоторой степени технологизирована и ориентирована на технологии проблемного, проектного обучения.

Выделим некоторые технологические особенности кейс-метода:

• Метод представляет собой разновидность исследовательской аналитической технологии, т.е. включает в себя операции исследовательского процесса, аналитические процедуры.
• Метод выступает как технология коллективного обучения, важнейшими составляющими которой выступают работа в группе (или подгруппах) и взаимный обмен информацией, включая процедуры индивидуального, группового и коллективного развития, формирования многообразных личностных качеств обучаемых.
• Метод выступает как специфическая разновидность проектной технологии. В рамках кейс-метода идёт формирование проблемы и путей её решения на основании «кейса», который выступает одновременно в виде технического задания и источника информации для осознания вариантов эффективных действий.

Таким образом, возникает несколько практически значимых вопросов:

• Как подготовить «кейс», и какие материалы могут служить источниками «кейсов»?
• Как организовать деятельность обучающихся в режиме кейс-метода? Что необходимо учесть?
• Как должен выстраивать свою профессиональную деятельность преподаватель, практикующий кейс-метод? Какие плюсы и минусы необходимо учитывать?
• Какие преимущества может получить преподаватель, практикующий кейс-метод?

2.  Как подготовить «кейс», и какие материалы могут служить источниками «кейсов»?

Существуют разные подходы классификации «кейсов». Рассмотрим классификацию, основу которой составляют содержание кейса и степень его воздействия на обучающихся. В данной классификации можно выделить:

• практические кейсы, которые отражают абсолютно реальные жизненные ситуации;
• обучающие кейсы, основной задачей которых выступает обучение;
•  научно-исследовательские кейсы, ориентированные на осуществление исследовательской деятельности.

Основная задача практического кейса заключается в том, чтобы детально и подробно отразить жизненную ситуацию. Этот кейс создает практическую, «действующую» модель ситуации. При этом учебное назначение такого кейса может сводиться к тренингу обучаемых, закреплению знаний, умений и навыков поведения (принятия решений) в данной ситуации. Такие кейсы должны быть максимально наглядными и детальными. Главный его смысл сводится к познанию жизни и обретению способности к реальной профессиональной деятельности.

Обучающий кейс, в отличие от практического, отражает жизнь не «один к одному». В обучающем кейсе на первом месте стоят учебные и воспитательные задачи, что предопределяет значительный элемент условности при отражении в нем жизни. Ситуация, проблема и сюжет здесь не реальные, практические. Они характеризуются искусственностью, «сборностью» из наиболее важных деталей. Такой кейс мало дает для понимания конкретного фрагмента общества, однако он обязательно формирует подход к такому фрагменту.

Подобное же свойственно и для исследовательского кейса. Его основной смысл заключается в том, что он выступает моделью для получения нового знания о ситуации и поведения в ней. Обучающая функция его сводится к обучению навыкам научного исследования посредством применения метода моделирования. Строится этот кейс по принципам создания исследовательской модели. Доминирование исследовательской функции в нём позволяет также довольно эффективно использовать его в проектно-исследовательской деятельности.

Обобщить вышеизложенный материал можно в виде таблицы:

Неисчерпаемым кладезем материала для кейсов является Интернет с его ресурсами. Этот источник отличается значительной масштабностью, гибкостью и оперативностью. Совсем недавно преподаватель вынужден был готовить объемные бумажные кейсы, распечатывая или копируя найденную информацию. Сегодня Интернет значительно облегчил работу преподавателей по подготовке кейсов. Современные кейсы все больше представляют из себя базу Интернет - ссылок.

Кейсы могут быть представлены в различной форме: от нескольких предложений на одной странице до множества страниц. Однако следует иметь в виду, что очень большие по объему кейсы вызывают у обучающихся некоторые затруднения по сравнению с малыми, особенно при работе впервые.

Следует отметить, что сегодня нет определённого стандарта представления кейсов. Кейсы представляются в печатном виде или на электронных носителях, однако включение в текст фотографий, диаграмм, таблиц делает его более наглядным.

Итак, хороший кейс должен удовлетворять следующим требованиям:

• соответствовать чётко поставленной цели создания;
• иметь уровень трудности в соответствии с возможностями обучающихся;
• быть актуальным на сегодняшний день;
• быть ориентированным на коллективную выработку решений;
• иметь несколько решений, многоальтернативность решений (принципиальное отсутствие единственного решения), чем провоцировать дискуссию.

3. Как организовать деятельность в режиме кейс-метода?

Кейс-метод опирается на совокупность определенных дидактических принципов.

Во-первых, разрабатывается учебное задание проблемного типа, ориентированное на практическую ситуацию.

Во-вторых, нет однозначного ответа на познавательный проблемный вопрос, а есть несколько ответов, которые могут соперничать по степени истинности. Задача преподавания здесь сразу отклоняется от классической схемы и ориентирована на получение не единственной, а многих истин и ориентацию в их проблемном поле.

В-третьих, акцент образовательной деятельности здесь переносится не столько на овладение готовым знанием, сколько на его выработку мнений или решения, на сотворчество обучающихся и преподавателя. Отсюда принципиальное отличие кейс-метода от традиционных методик - обучающийся по сути дела равноправен с другими обучающимися и преподавателем в процессе обсуждения проблемы.

Если коротко описать наиболее распространенную модель деятельности в режиме кейс-метода, то она будет содержать несколько шагов-этапов:

• Преподаватель подбирает, готовит  учебную задачу, отражающую практическую ситуацию;
• Преподаватель готовит кейс объемом от нескольких страниц до нескольких десятков страниц. А при наличии возможности использовать на занятии Интернет кейс. Как отмечалось выше, он представляет из себя список интернет - ссылок.
• Обучающиеся, как правило, предварительно (перед занятием) прочитывают и изучают кейс, привлекая к этому материалы учебника, лекционного курса и другие самые различные источники информации, анализируют материал.
• После этого на занятии идет подробное групповое обсуждение содержания кейса и происходит выработка нескольких решений. Отдельные участники или подгруппы презентуют свои решения. При этом преподаватель выступает в роли ведущего, генерирующего вопросы, фиксирующего ответы, поддерживающего дискуссию в группе, в подгруппах, помогающего правильно оценить презентуемые решения.
• Преподаватель совместно с обучающимися подводят итоги, делают выводы, выбирают наиболее оптимальное, эффективное решение (возможно несколько решений).

Часть 4. Как должен выстраивать свою профессиональную деятельность преподаватель, практикующий кейс-метод?

Деятельность преподавателя при использовании кейс-метода включает две фазы. Первая фаза представляет собой сложную творческую работу по созданию кейса и вопросов для его анализа. Она осуществляется за пределами аудитории и включает в себя научно-исследовательскую, методическую и конструирующую деятельность преподавателя.

Вторая фаза включает в себя деятельность преподавателя в аудитории, где он выступает со вступительным и заключительным словом, организует малые группы и дискуссию, поддерживает деловой настрой в аудитории, оценивает вклад обучающихся в анализ ситуации.

Часть 5. Преимущества для обучающихся, которые может получить преподаватель, практикующий кейс-метод.

Кейс-метод позволяет активизировать различные факторы: теоре-тические знания по тому или иному курсу, практический опыт обучаемых, их способность высказывать свои мысли, идеи, предложения, умение выслушать альтернативную точку зрения, и аргументировано высказать свою.

С помощью этого метода обучающие получают возможность проявить и усовершенствовать аналитические и оценочные навыки, научиться работать в команде, применять на практике теоретический материал.

Обобщая вышесказанное, рассмотрим таблицу компетентностей, которые развиваются в режиме кейс-метода.

Таким образом, образовательная деятельность в режиме кейс-метода ориентирована на:

• Формирование и развитие информационной компетентности.
• Развитие навыков упорядоченного, структурированного мышления, ориентированного на умения работать с информацией.
• Воспитание культуры обмена мнениями, свободной от агрессивной напористости.
• Формирование понимания того, что существуют ситуации, когда необходим самоконтроль для достижения позитивного результата, особенно в ситуациях работы в группе.

10 основных правил для анализа кейса

1. Двукратное чтение кейса: один раз, чтобы иметь общее представление и второй раз, чтобы хорошо разобраться в фактах.  Кроме того, должны быть внимательно проанализированы таблицы и графики.
2. Составить список проблем, с которыми придется иметь дело.
3. Если предлагаются цифровые данные, нужно попытаться их оценить и объяснить.
4. Узнавание проблем, к которым можно применить имеющиеся знания.
5. Составление основательного анализа имеющейся ситуации.
6. Поддержка предложений решения проблемы посредством основательной аргументации.
7. Составление схем, таблиц, графиков, которые дают основание для собственного «решения».
8. Составление списка приоритетов собственных предложений, принимая во внимание, что в реальности будут довольно скудные ресурсы
9. Контроль собственного плана действий, чтобы проверить, действительно ли разработаны все сферы проблемы.
10. Не предлагать решений, которые обречены на провал и тем самым могут иметь губительные последствия.

Примеры уроков химии  с использованием кейс – метода

Афанасьева М. Н. учитель химии

МБОУ СОШ №53 города Курска

Урок  по химии по теме

ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ           

8 класс

Тип урока: урок изучения нового материала и закрепления полученных знаний.

Цель урока: на основе имеющихся у обучающихся знаний об условиях, признаках протекания химических реакций обеспечить усвоение обучающимися понятия классификации химических реакций, деления их на типы.

Задачи:

• Закрепить понятие «признаки химических реакций»;
• Развить навыки проведения химических реакций, используя правила техники безопасности; развить логическое мышление при определении типа химической реакции;
• Развить познавательную активность и творческие способности обучающихся при выполнении заданий.
• Воспитывать чувство коллективизма и взаимопонимания при работе в творческих группах; воспитывать отношение к химии, как прикладной науке, при изучении применения ряда химических реакций.

ХОД УРОКА

Химия – наука древнейшая настолько, что невозможно установить, когда она возникла. К тому же это еще и божественная наука.

Теологи прошлого утверждали, что химией интересовался уже Адам, которого привлекала проблема искусственного получения золота.

В дальнейшем химическими экспериментами успешно занимался Иисус Христос, превращавший воду в вино.  

А Моисей сумел перевести золотого тельца в жидкое состояние, растворив его в царской водке. Он также открыл ионообменники в процесс обессоливания воды. Первый ионообменный полимер Моисей с успехом применил, когда вел израильтян через пустыню. Он превратил горькую воду в пригодную для питья, погрузив в нее стволы старых гнилых деревьев. Действительно, в настоящее время наука подтвердила, что разлагающаяся целлюлоза является хорошим ионообменником для катионов магния. О химических превращениях свидетельствуют и другие библейские истории.

Если ко всему этому добавить, что первая химическая реакция, сознательно использовавшаяся человеком, - реакция горения – на самом деле пришла к нему с неба (в виде молнии), то вряд ли кто станет сомневаться, что химия имеет божественное происхождение и что именно она является наиболее древней наукой.

Самое интересное в окружающем нас мире – это то, что он очень сложно устроен, и к тому же постоянно меняется. Каждую секунду в нем происходит неисчислимое множество химических реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Человек сделал вдох – и в организме начались реакции окисления органических веществ. Он сделал выдох – и в воздух попал углекислый газ,  который затем поглотится растениями и в них превратится в углеводы. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива. Однако подавляющее большинство химических процессов остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего мира. Чтобы управлять превращениями веществ, необходимо как следует разобраться в природе подобных реакций. Для этого и нужна химия.

За то недолгое время, пока мы с вами изучаем химию, мы узнали о том, что существуют молекулы и атомы, химические реакции и физические явления, научились их различать, вычислять относительную атомную и молекулярную массы. И прежде чем, перейти к теме нашего урока, мы немного повторим то, что прошли.

Проверка:

Ответ: N – азот, P – фосфор, О – кислород.

В 60-х годах XVII века гамбургский алхимик Г. Бранд искал «философский камень». В 1669 году он надеялся перегонкой мочи получить жидкость, с помощью которой серебро можно превратить в золото. При прокаливании образовалось вещество, светящееся в темноте. Это был фосфор.

Безжизненный, не поддерживающий дыхания и горения – в этом качестве видели химики основное свойство азота.

В истории открытия кислорода переплелось множество судеб, но об этом  - на следующем уроке.

А вот один из способов получения  кислорода мы сейчас увидим.

Получение кислорода

2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑

Итак, тема сегодняшнего урока:

«Типы химических реакций»

Работать мы с вами будем по группам.

Кейс

Юра заболел и его положили в больницу. Когда Юра выздоровел, оказалось, что он пропустил несколько тем уроков по химии и не может выполнить домашние задания. Используя дополнительный материал, помогите  Юре  выполнить домашнее упражнение: заполните таблицу

Материал кейса

Типы химических реакций

В реакциях соединения из нескольких исходных веществ образуется одно сложное вещество

2Mg + O2 = 2MgO

2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2CO5H2

Реакции разложения приводят к распаду одного исходного сложного вещества на несколько продуктов.

CaCO3 = CaO + CO2

Cu2CO5H2 = 2CuO + H2O + CO2

Реакции замещения – это реакции между простым и сложным веществами, протекающие с образованием двух новых веществ – простого и сложного.

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

Реакциями обмена называют взаимодействие между двумя сложными веществами, при котором они обмениваются атомами или группами атомов.

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

Многие химические реакции нельзя отнести ни к одному из перечисленных четырех типов. Примером может служить реакция горения метана:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

- Однажды Петя принес из школы модель молекулы углекислого газа. Как только Петя отвернулся, кот Филимон столкнул модель со стола, и она развалилась. На что развалилась модель молекулы углекислого газа?

СО2 = С + О2↑

Один дурной мальчик взял без спросу кусок негашеной извести (СаО) и спрятал его за пазуху. Спасаясь от преследователей, он попал в воду. Известь нагрелась и причинила ему сильные ожоги. Мораль: не следует  брать ничего без спросу!

СаО + Н2О = Са(ОН)2

Если положить в пробирку кусочек мела размером с горошину и накапать в пробирку несколько капель уксусной кислоты, то произойдет реакция:

СаСО3 + 2СН3СООН =(СН3СОО)2Са + Н2О + СО2↑

Способ получения водорода, открытый в давние времена, используется в лабораториях до сих пор. Для этого в аппарат Киппа загружают палочки, отлитые из цинка, и заливают 20 – процентную серную кислоту:

Zn + H2SO4 =ZnSO4 + H2↑

Чистую азотную кислоту впервые получил немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер действуя на селитру купоросным маслом (концентрированной серной кислотой).

KNO3 + H2SO4 (конц.) = KHSO4 + HNO3↑

Джозеф Пристли выделял кислород (который он именовал «дефлогистированным воздухом»), нагревая оксид ртути:

2HgO = 2Hg + O2↑

 Для этого в кристаллизатор, наполненный ртутью, он помещал перевернутый вверх дном стеклянный цилиндр с оксидом ртути. Фокусируя с помощью большой линзы солнечные лучи на верхнюю часть цилиндра, ученый наблюдал, как образующаяся ртуть стекала в кристаллизатор, а цилиндр наполнялся бесцветным газом. Позднее Пристли обнаружил, что вместо оксида ртути можно использовать и сурик:

2Pb3O4 = 6PbO + O2↑

Находясь долгое время на воздухе, медь покрывается пленкой малахита, образующегося по реакции 2Cu + O2 + H2O + CO2 = (CuOH)2CO3. Именно этому веществу обязаны своим цветом бронзовые памятники и старые крыши городов Западной Европы.

Жилец из квартиры №26 решил помочь освободиться жильцу из квартиры №29 из его хлорида (соединение элемента № 29 с двумя атомами хлора), но сам попал в западню. Почему?

Напишите уравнения реакции, определите тип реакции и поставьте коэффициенты.

В Цюрихе перед лекцией профессора Вельта один из студентов взял из выставленной банки кусок калия и, тщательно завернув в носовой платок, положил в карман. Во время лекций  калий начал реагировать с влажным воздухом. Студент беспокойно завертелся на скамье, затем вдруг вскочил на нее и стремительно вырвал загоревшийся карман вместе с его содержимым.

- В чем дело? – воскликнул испуганный профессор.

- У меня в кармане был кусочек калия, завернутый в тряпочку, ответил дрожащий от страха похититель.

Громовой хохот! Студент пострадал не только от насмешек, но и от ожогов. Остатки кармана как предостережение вошли в химическую коллекцию кафедры и хранились в банке с надписью: «Действие украденного калия на карман студенческих брюк».

Проверка кейса:

Подведение итогов:

Химию создавали люди необычной судьбы – вначале алхимики, затем врачи, аптекари и, наконец, собственно химики. Они верили в свое предназначение и не щадили здоровья, а порой и жизни в стремлении открыть двери в неизведанное, получить новые вещества и материалы.

Об одной такой реакции более подробно:

В 1843 году Рудольф Беттгер получил дихромат аммония – оранжево – красное кристаллическое вещество. Он решил испытать это вещество на способность взрываться от удара и воспламеняться от горящей лучины. Удар молотком на чугунной плите всего лишь превратил кристаллы дихромата аммония в порошок. Затем, насыпав на тарелку горку кристаллов, Беттгер поднес к ней горящую лучинку. Кристаллы не вспыхнули, но вокруг конца горящей лучинки что – то закипело, начали стремительно вылетать раскаленные частицы.

Позднее было установлено, что дихромат аммония  самопроизвольно разлагается не только от зажженной лучинки или спички, но и от нагретой стеклянной палочки.

Вулкан Беттгера

(NH4)2Cr2O7 = Сr2O3 + N2↑ + 4H2O

Криминалистика – юридическая наука, которая начиналась с простейших химических методов расследования, кислотные дожди действуют губительно на памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка и мрамора; теория химической эволюции – современная теория происхождения жизни – в основе ее лежит не внезапное возникновение живых существ на Земле, а образование химических соединений и систем, которые составляют живую материю.

Мир химических реакций огромен, разнообразен и интересен. Одни из них проходят быстро, эффектно, как вспышка звезды. Другие медленно, почти незаметно. Вы только вступаете в этот огромный удивительный мир, только начинаете его познавать. И эти знания помогут объяснить вам многие химические реакции, протекающие в природе. Умейте только видеть и удивляться.

Домашнее задание:

Закон сохранения массы веществ

После сжигания свечи, уравновешенной на весах, чаша весов со свечой поднимается вверх:

А) можно ли утверждать, что закон сохранения массы нарушен?

Б) как усовершенствовать этот опыт, чтобы доказать правильность закона?

Урок  по химии по теме

СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

9 класс

Вид кейса: научно – исследовательский

Тип кейса: исследовательский

Задание:

Содержание кейса

С самых древних времен и до наших дней художники, создавая монументальную живопись, чаще всего используют технику фрески. Слово это происходит от итальянского «fresco», что значит «свежий», «сырой».

Фрески пишут по сырой штукатурке красками, которые разводятся водой. Высыхая, известь штукатурки плотно соединяется с красочным слоем.

Для приготовления красок, используемых в создании фресок, применяют обычные пигменты. Но при их отборе учитывают одно общее ограничение, обусловленное химическими свойствами основных компонентов грунта.

1. Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.
2. Из имеющихся у вас пигментов (красная охра, берлинская лазурь, цинковые белила, фиолетовый кобальт, краплак, зеленый крон, желтый крон), предложите художнику те, которые возможны в использовании во фресковой живописи. Докажите это практически.
3. Пригодятся ли знания, полученные из данного кейса, в вашей будущей профессиональной деятельности?

Информационный материал

Приложение 1.

«Кипелка» и «пушонка»

Еще в I веке нашей эры Диоскорид – врач при римской армии – в сочинении «О лекарственных средствах» ввел для оксида кальция название «негашеная известь», которое сохранилось и в наше время. Строители ее называют «кипелкой» - за то, что при гашении выделяется много тепла, и вода закипает. Образующийся при этом пар разрыхляет известь, она распадается с образованием пушистого порошка. Отсюда строительное название гашеной извести – «пушонка». Гашеная известь Са(ОН)2 – тонкий рыхлый порошок, обычно белого цвета. Поглощая углекислый газ из воздуха, гидроксид кальция превращается в карбонат кальция, проявляющий вяжущие свойства. В зависимости от количества воды, добавляемой к извести, гашение идет до получения пушонки, известкового теста, известкового молока или известковой воды. Все они нужны для приготовления вяжущих растворов.

Приложение 2

Кальций углекислый

Карбонат кальция СаСО3 – одно из самых распространенных на Земле соединений. Минералы на основе СаСО3 покрывают около 40 млн. км2 земной поверхности. Мел, мрамор, известняки, ракушечники – все это СаСО3 с небольшими примесями.

Самый важный из этих минералов – известняк. Известняки есть практически везде. В европейской части России известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. В чистом виде известняки – белого или светло – желтого цвета, но примеси придают им более  темную окраску. Известняк незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов и многих других полезных веществ. Без известняка не обходится ни одно строительство.

Во – первых, из него самого строят, во – вторых, из известняка делают многие строительные материалы.

Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки. При соприкосновении с кислотами мел «вскипает».

Приложение 3

Качеству грунта – штукатурке – во фресковой живописи придается очень большое значение, поскольку от него зависит долговечность создаваемых картин. На Руси известь, применяемая для фресок, проходила многолетнюю обработку: в течение трех – восьми лет ее выдерживали в особых ямах, постоянно перелопачивая. Для получения штукатурки известь смешивали с гипсом, мелом, мелкотолченым кирпичом, рубленым льном. Грунт обычно делали двухслойным. На хорошо просохший первый, достаточно толстый слой штукатурки непосредственно перед началом работы художника наносили тонкий второй слой. По нему и выполняли роспись.

Приложение 4.

Химический процесс, лежащий в основе высыхания фресковой живописи – процесс карбонизации, соответствующий уравнению реакции:

Са(ОН)2   +   СО2   =   СаСО3↓ + Н2О

Гипсовая известь                                  нерастворимый

в составе грунта                                    карбонат кальция

В результате такого взаимодействия на поверхности росписи возникает тончайшая пленка из нерастворимого в воде карбоната кальция. 

Приложение 5.

Оксиды – пигменты художественных красок.

Pb3O4 – сурик, получаемый пережиганием свинцовых белил. Пигмент ярко – красного цвета.

ZnO – при горении парообразного цинка на воздухе появляется сине – зеленое пламя и образуются белые хлопья оксида цинка ZnO. Оксид цинка в виде рыхлого белого порошка используется для изготовления цинковых белил (в отличие от свинцовых белил на воздухе не темнеет и безвреден).

Fe2O3 -   «охра», природный кристаллический пигмент. По цвету охры делят на светло – желтые (12 – 25% Fe2O3) и золотисто – желтые (40-75% Fe2O3). Красную охру (Fe,Fe2)O4 (современное название этого двойного оксида – тетраоксид дижелеза (III) – железа (II)) называли еще «мумия» или «железный сурик». Мумия содержит 35 – 70% Fe2O3 и получается при обжиге железосодержащих руд. Кроме Fe2O3 мумия включает еще глинистые вещества и диоксид кремния SiO2.

TiO2 – рутил. Применяется для изготовления титановых белил.

Cr2O3 – темно – зеленый порошок, тугоплавок, химически инертен. Широко применяется под названием «зеленого крона» для приготовления клеевой и масляных красок.

Известной популярностью пользуется у художников и зелень Гинье, хромофором которой является гидрат оксида хрома Cr2O3.(2-3)Н2О, где часть воды химически связана, а часть адсорбирована. Этот пигмент придает окраске изумрудный оттенок.

«Тенарова синь» - двойной оксид алюминия и кобальта состава (CoAl2)O4 -  тетраоксид диалюминия – кобальта. Вещество это получило свое название по имени французского химика Тенара, предложившего реакцию образования этого оксида для обнаружения алюминия в минералах.

Приложение 6  Соли  - пигменты художественных красок

Урок  по химии по теме

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

8 класс

Тип кейса: обучающий

Задание:

Содержание кейса

В одном из пособий для трудовой школы по химии (1927 год) было дано задание: "Проследите со всею внимательностью все явления, которые происходят в то время, когда "ставится" самовар. Запишите, какие из этих явлений вы отнесете к физическим и какие - к химическим, начиная от наливания в самовар воды и закладки углей, не забыв зажигания спички и явлений, происходящих при этом, и кончая заваркой чая, наливанием его в стакан и растворением сахара. Обратите внимание, во что превратится уголь, не получилось ли радужных полос на медной крышке самовара около кувшина (внутренней трубы самовара)". Дайте ответ и вы.

1. Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.
2. Какие явления называются физическими?
3. Какие явлениями называются химическими?
4. Составьте список последовательных действий при чаепитии.
5. Какие из перечисленных вами действий при чаепитии относятся к физическим, а какие – к химическим явлениям?

Информационный материал

Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду,  молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и при растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула воды. Молекула воды  является и  мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества  в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям.

Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется  тем же.

Со всеми предметами, которые нас окружают, происходят различные изменения.

Если нагреть медную пластину на воздухе, она потеряет свой блеск и покроется налётом черного цвета, который можно легко соскоблить. Повторяя этот процесс много раз, можно всю медь превратить в чёрный порошок, этот порошок называется оксид меди. Оксид меди – это новое вещество, которое обладает новыми свойствами. И при охлаждении чёрный порошок снова не станет медью.

Лента металла магния, если её поджечь, горит с ярким, ослепительным светом. Получается новое вещество – оксид магния.

Возьмём стеклянную трубку и будем продувать воздух через раствор извести – известковую воду. Жидкость станет мутной, потому что в ней образуется белый порошок, похожий на мел. Постепенно этот порошок осядет на дно сосуда. Этот осадок является новым веществом, которое образовалось из растворённой в воде извести и углекислого газа.

Если нагреть сахар в пробирке, мы увидим, как он плавится и постепенно приобретает коричнево-бурый цвет с выделением едкого запаха. На стенках пробирке появятся капельки воды, несмотря на то, что сахар был совершенно сухим. В конце опыта сахар превратится в вещество чёрного цвёта, безвкусное и нерастворимое в воде – это уголь.

При горении древесины происходит выделение воды и углекислого газа. Мы не можем этого видеть, но если провести ряд экспериментов это станет очевидным. Если поднести горящую спичку к перевёрнутому стакану, на стенках стакана изнутри осядут капельки воды.

Что же общего в описанных явлениях? Во всех случаях из одних веществ получаются другие вещества. Все рассмотренные нами явления – это примеры химических явлений.

Химическими явлениями называются такие явления, при которых из одних веществ образуются другие вещества. Химические явления называют химическими реакциями.

В рамках проведения курсов повышения квалификации учителей химии по программе ««Проектирование и реализация системы обеспечения достижения обучающимися планируемых результатов освоения химии в условиях реализации федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования по химии» были разработаны кейсы по курсу химии 8-11 классов.

Несинова Мария Владимировна МБОУ «Густомойская СОШ»

Льговского района

 Ноздрина Юлия Владимировна МКОУ «Ванинская СОШ»

 Октябрьского района

Урок  по химии по теме

ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА

8 класс

Тип кейса: обучающий

Задание:

Содержание кейса

Та история простая…

Джозеф Пристли, как- то раз

окись ртути нагревая,

обнаружил странный газ.

Газ без цвета, без названья.

Ярче в нем горит свеча.

А не вреден для дыханья?

(Не узнаешь у врача!)

Новый газ из колбы вышел –

никому он не знаком.

Этим газом дышат мыши

под стеклянным колпаком.

Человек им тоже дышит.

Джозеф Пристли быстро пишет:

«Воздух делится на части».

(Эта мысль весьма нова).

Здесь у химика от счастья

и от воздуха отчасти

(от его важнейшей части)

закружилась голова…

Кошка греется на крыше.

Солнца луч в окошко бьет.

Джозеф Пристли с ним две мыши

Открывают КИСЛОРОД.

Задания:

Проанализируйте стихотворение и ответьте на  вопросы.

1.  Какой газ обнаружил Д. Пристли, нагревая оксид ртути?

2.  Опишите его физические свойства.

3. Почему  способ получения кислорода методом Д. Пристли в данное время потерял актуальность?

4. Назовите способы получения кислорода в настоящее время.

5.Назовите составные части воздуха.

6. Заполните таблицу.

Информационный материал

Открытие кислорода.

В конце XVIII в. английский ученый Д. Пристли занимался нагреванием разных веществ, собирая солнечные луч при помощи увеличительного стекла. Когда он накаливал таким образом оксид ртути (II) HgO - в приборе, изображенном на рисунке, выделилось много газа. Сначала Д. Пристли подумал, что это воздух. Но когда он опустил в сосуд с собранным газом горящую свечу, то увидел нечто необычное. "Меня поразило,- писал Д. Пристли, - больше, чем я мог выразить, что свеча в этом газе горела замечательно блестящим пламенем".

Д. Пристли поместил одну мышь в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась, а вторая в это время еще чувствовала себя хорошо и оживленно двигалась. Д. Пристли и сам пробовал дышать полученным газом и нашел, что им дышится легко и приятно.

Характеристика элемента.

Химический знак элемента - О, относительная атомная масса равна 16.

Кислород - самый распространенный химический элемент на поверхности земного шара. В свободном состоянии (в виде простого вещества) содержится в воздухе, в связанном - в воде Н2О, а также входит в состав горных пород и минералов. На кислород приходится почти половина массы земной коры, гидросферы и атмосферы.

Характеристика простого вещества кислород.

Кислород О2 - бесцветный газ, не имеет запаха и вкуса, малорастворим в воде. Немного тяжелее воздуха: (относительная плотность по воздуху вычисляется отношение молекулярной массы газа к молекулярной массе воздуха, которая равна 29. Для кислорода получаем :32:29 = 1,1...Значит, он тяжелее воздуха в 1,1... раз.). При давлении 101,3 кПа и температуре -1830 С кислород переходит в жидкое состояние. Жидкий кислород - подвижная жидкость голубого цвета.

Получение  кислорода  в  лаборатории. 

Дж.  Пристли  получал  этот  газ  из  соединения, название которого — меркурий (II) оксид. Ученый использовал  стеклянную линзу,  с помощью которой фокусировал на веществе солнечный свет. При  нагревании меркурий(II) оксид (порошок желтого цвета) превращается в ртуть и кислород. Ртуть выделяется в газообразном состоянии и конденсируется на стенках  пробирки  в  виде  серебристых капель.  Кислород  собирается  над водой во второй пробирке.

Соответствующее химическое уравнение:

2HgO = 2Hg + O2↑

Сейчас метод Пристли не используют, поскольку пары ртути токсичны. Кислород получают с помощью  других  реакций,  подобных  рассмотренной. Они, как правило, происходят при нагревании.

Для получения кислорода в лаборатории используют:

• калий перманганат KMnO4 (бытовое название марганцовка;  вещество  является  распространенным дезинфицирующим средством)

•  калий хлорат KClO3 (тривиальное название — бертолетова  соль,  в  честь  французского  химика конца XVIII — начала XIX в. К.-Л. Бертолле)

Небольшое  количество  катализатора  — оксида MnO2 — добавляют к к хлорату калия для того, чтобы разложение соединения происходило с выделением кислорода.

Кислород может находиться в атмосфере 

(21% по объему), в земной коре (47% по массе), в живых организмах (65% по массе), в гидросфере (89% по массе). В целом 99,99% кислорода «связано» в виде соединений, 0,01% - свободное простое вещество-газ кислород. Кажется, это очень небольшое количество, но на самом деле на 0.01% приходится 1,5*1015 тонн! Весь свободный кислород образуется на планете благодаря зеленым растениям. «Связывание» кислорода происходит в результате дыхания (живая природа) и горения (неживая природа).

Таблица «Характеристика кислорода».

Сергеева Нина Александровна,  Мелехинский филиал МКОУ

«Защитенская СОШ» Щигровского  района  

Тарасова Ольга Витальевна,  ОБОУ СПО «КАТК» ,г.Курск.

Лашина Валентина Дмитриевна,  МКОУ «Сеймицкая СОШ»

 Солнцевского  района

Урок  по химии по теме

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

9 класс

Тип кейса: обучающий

Задание:

Содержание кейса

В начале XX века из Нью-Йоркского порта вышли в открытый океан красавица-яхта. Её владелец, американский миллионер, не пожалел денег, чтобы удивить свет. Корпус был сделан из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклепками. Это было красиво-сверкающий серебристым блеском корабль, усеянный золотистыми головками заклепок! Однако через несколько дней обшивка корпуса начала расходиться, и яхта пошла быстро ко дну.

Задания.

1. Что же случилось с яхтой?  Предложите свой способ спасения яхты.

2.Исследуйте свою квартиру, дом и установите, где использованы антикоррозионные покрытия. Постройте классификацию антикоррозионных покрытий на основании областей их применения.

3. Найдите дополнительную информацию о коррозии и способах борьбы с ней.

4. Отчет о проделанной работе предоставить в произвольной форме.

Информационный материал

Коррозией металлов называется их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Химической коррозией называется процесс разрушения металлов без электрического тока, происходящий в среде сухих газов или в жидкостях, не проводящих электрический ток. Химической коррозии подвергаются поверхности корпусных конструкций при соприкосновении с перевозимыми нефтепродуктами, солью, углем и другими минералами.

Наибольшие коррозионные разрушения наблюдаются на танках, вмещающих светлые сорта нефтепродуктов — бензины, керосины и т. п.,— от воздействия на металл корпуса сернистых соединений и различных кислотных остатков, входящих в их состав.

Электрохимической коррозией является процесс разрушения металла при соприкосновении его с жидкостями, проводящими электрический ток (электролитами). Это разрушение происходит на границе между металлом и жидкостью и вызвано электрохимической реакцией, возникающей между ними, аналогично явлению, протекающему в гальваническом элементе. Таким электролитом по своему химическому составу является морская вода. Металлический же корпус судна, представляющий собой неоднородный по структуре материал, образует большое количество микрогальванических пар, являющихся анодами, с участков которых металл, корродируя, переходит в раствор.

В судостроении наибольшие потери металлов от корродирования происходят вследствие электрохимической коррозии, влияние на которую оказывает состав морской воды (наличие в ней солей и содержание кислорода).

Известно, что введение, например, в сталь легирующих элементов повышает ее антикоррозионную стойкость.

Рассматривая коррозионные разрушения корпуса, можно обнаружить следующую закономерность: наибольшему разрушению подвергается наружная обшивка корпуса в районах грузовой ватерлинии и действия гребных винтов, верхняя палуба у бортов, концевые поперечные переборки, палубы трюмов в районе льял, сварные швы и головки заклепок.

Методами борьбы с коррозией корпуса судна являются: выбор металла, обладающего наибольшей коррозионной стойкостью в определенных условиях эксплуатации судна; применение легированных сталей; нанесение на поверхность металла различных покрытий — гальванизация, металлизация и плакирование металлом (цинком, никелем, хромом и др.), лакокрасочные покрытия и установка электрохимической (катодной и протекторной) защиты, а также исключение контактов стальных конструкций с деталями из других сплавов, в первую очередь с цветными металлами.

Наиболее эффективным способом борьбы с коррозией судового корпуса является электрохимический способ, заключающийся в установке в районе предполагаемого коррозионного разрушения проекторов — металлических накладок из магниево-алюминиевого сплава или цинка, электрический потенциал которого ниже потенциала защищаемого металла. Этот способ основан на разнице электрических потенциалов металла (катода), подвергающегося коррозии, и протектора (анода).

Кроме коррозионного разрушения, на наружной обшивке в районе гребных винтов наблюдаются внешне схожие разрушения металла в виде скопления на поверхности углублений и язвочек. Такое разрушение называется эрозией металла.

Эрозия металла происходит от механического воздействия на поверхность металла быстродвижущихся частиц жидкостей, песчинок твердых тел, взвесей, газовых пузырьков и т. п. Интенсивность эрозионного разрушения зависит от однородности структуры и твердости металла. Для увеличения эрозионной стойкости в металл корпуса вводят легирующие компоненты, повышающие его прочность и антикоррозионную стойкость, производят поверхностное упрочение, закалку и проводят другие мероприятия.

Коррозия приводит к большим объемам корпусных ремонтных работ. Обрастание корпуса и коррозия требуют периодических работ для уменьшения шероховатости наружной обшивки. Химическая коррозия (окисление) характерна для незащищенных надводных стальных конструкций.

Более опасна электрохимическая коррозия, сущность которой состоит в следующем: при размещении в электролите двух элементов с разными электрическими потенциалами между ними начинает протекать электрический ток от элемента с более низким потенциалом (анода) к элементу с более высоким потенциалом (катоду). Процесс сопровождается разрушением анода. Морская вода является электролитом, стальная наружная обшивка корпуса - анодом, а ее окалина, разнородные шлаковые и газовые включения, бронзовые гребные винты, втулки дейдвудных подшипников и др. катодом.

Наиболее интенсивно распространяется электрохимическая коррозия по наружной обшивке в районе переменной ватерлинии, у кормового подзора, в местах установки донной арматуры, в районе сварных швов. Усиленно коррозируют якорные цепные ящики, льяла, двойное дно, ватервейс, настилы под деревянными покрытиями и у комингсов люков, прачечные, душевые и т. п. Для защиты наружной обшивки от коррозии и обрастания применяют противообрастающие покрытия, которые можно разделить на четыре группы: обычные, долгосрочные, самовосстанавливающиеся и само полирующиеся.

Обычные покрытия типа ХВ-53 работоспособны в течение 12-14 мес, долгосрочные - 16-24 мес, самовосстанавливающиеся - 2,5-5 лет, само полирующиеся покрытия (СПК), основанные на медленно растворяющихся в воде органических акриловых сополимерах (выделяющих при этом токсичные вещества) и образующие пленку повышенной гладкости, до 30 мес. К само полирующимся относится покрытие "Хидрон", которое набухает, поглощая до 70-80 % воды от своей массы, и сглаживает поверхность.

В последние годы разработано много устройств ультразвуковой защиты от обрастания, заставляющих обшивку корпуса слабо вибрировать, что не позволяет морским организмам и водорослям прикрепляться к ее поверхности. Для уменьшения коррозии цистерн в балластную воду и некоторые нефтепродукты добавляют специальные ингибиторы (замедлители), отдельные конструкции и узлы, трубопроводы выполняют из нержавеющей стали, поверхности определенных деталей оксидируют для образования прочной и плотной пленки окислов (обычно применяют фосфатирование).

При протекторной защите к наружной обшивке корпуса на приварных шпильках крепят изготовленные из сплавов на алюминиевой основе протекторы, являющиеся по отношению к обшивке анодом. Радиус действия протекторов ограничен. Более эффективна катодная защита, при которой в определенных районах наружной обшивки на изолированном стеклопластиком участке крепят железокремниевые или платинотитановые экраны.

Положительный полюс судового источника постоянного тока подводят к экрану (анод), отрицательный - к корпусу судна (катод). Защиту многих деталей, трубопроводов от коррозии обеспечивают цинкованием, хромированием и т. п. В последнее время получила распространение профилактическая и преддоковая очистка корпусов судов под водой. В первом случае удаляется только обрастание, а во втором - вместе с обрастанием снимается и старая краска.

Сущность очистки с помощью механического очистного органа заключается в воздействии на очищаемую поверхность пучков стальных проволок, шарошек, пластинок, скребков, ударников, которые подвергают наслоения удару, срезанию, царапанию, рыхлению и частичному заглаживанию. Наиболее распространенными средствами механизации очистки на отечественных заводах являются агрегаты с механическим рабочим органом в виде щеточных и шарошечных барабанов.

Создание эффективных и надежных дробеструйных и дробеметных агрегатов с замкнутым циклом регенерации дроби требует серьезной конструкторско-технологической проработки. Получил распространение гидродинамический способ, использующий подаваемую под давлением воду в качестве средства очистки и повышающий качество очистки.
Эффективность очистки повышается за счет совместного использования динамического и кавитационного воздействия высоконапорной затопленной струи воды на обрабатываемую поверхность. При истечении высоконапорной затопленной (при подводной очистке) струи из насадки со скоростью 32 м/с и более при давлении 0,6 МПа и более образуется кавитационная зона, заполненная выделившимися из жидкости в процессе ее расширения газами и парами.

Практическое использование ряда напряжений

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:

• Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu возможно только в прямом направлении.
• Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при взаимодействии с водными растворами кислот - неокислителей; наиболее активные металлы (до алюминия включительно) — и при взаимодействии с водой.
• Металлы, стоящие в ряду правее водорода, с водными растворами кислот - неокислителей при обычных условиях не взаимодействуют.
• При электролизе металлы, стоящие правее водорода, выделяются на катоде; восстановление металлов умеренной активности сопровождается выделением водорода; наиболее активные металлы (до алюминия) невозможно при обычных условиях выделить из водных растворов солей.

Доброногова Татьяна Александровна, МКОУ «Малолокнянская СОШ» Суджанского района

Ельникова Наталья Васильевна, МКОУ «Борковская ООШ» Суджанского района

Дьяконова Нина Геннадьевна,

 МКОУ «Бобровская ООШ» Поныровского района

1 вариант

Урок  по химии по теме

ЖИРЫ (базовый уровень)

10 класс

Тип кейса: обучающий

Задание:

Содержание кейса

Жиры – смесь сложных эфиров, образованных глицерином и жирными кислотами.  М.Э Шеврель посвятил изучению жиров 14 лет. В 1808 году к нему обратился владелец текстильной фабрики с просьбой изучить состав мягкого мыла, получаемого на фабрике. Шеврель установил, что мыло – натриевая соль высшей жирной кислоты. Шеврель изготовлял мыла из жиров различных животных, выделял из них жирные кислоты. Так были впервые получены стеариновая, олеиновая, капроновая кислоты. Шеврель  показал, что жиры состоят из глицерина и жирных кислот, причем это не только  их смесь, а соединение, которое, присоединяя воду, распадается на глицерин и жирные кислоты.

Задания:

1. Каковы формулы жира и мыла?  
2. Предложите способ  получения мыла из жира в домашних условиях.
3. Найдите  из других источников дополнительную информацию о жирах, мылах, СМС.
4. В современном мире предлагается много косметической, гигиенической продукции. А как правильно выбрать мыло, на что надо обратить внимание?

Информационный материал

Жиры или Триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов.

Состав жиров

Состав жиров определили французские ученые М. Шеврель и М. Бертло. В 1811 году М. Шеврель установил, что при нагревании смеси жира с водой в щелочной среде образуются глицерин и карбоновые кислоты (стеариновая и олеиновая). В 1854 году химик М. Бертло осуществил обратную реакцию и впервые синтезировал жир, нагревая смесь глицерина и карбоновых кислот. Состав жиров отвечает общей формуле

где R¹, R² и R³ — радикалы (одинаковых или различных) жирных кислот.

Насыщенные:
Алкановые кислоты:

• стеариновая (C17H35COOH)
• маргариновая (C16H33COOH)
• пальмитиновая (C15H31COOH)
• капроновая (C5H11COOH)
• масляная (C3H7COOH)

Ненасыщенные:
Алкеновые кислоты:

• пальмитолеиновая (C15H29COOH, 1 двойная связь)
• олеиновая (C17H33COOH, 1 двойная связь)

Алкадиеновые кислоты:

• линолевая (C17H31COOH, 2 двойные связи)

Алкатриеновые кислоты:

• линоленовая (C17H29COOH, 3 двойные связи)
• арахидоновая (C19H31COOH, 4 двойные связи, реже встречается)

Строение мыла

Мыла – это натриевые или калиевые соли высших жирных кислот, гидролизующихся в водном растворе с образованием кислоты и щелочи.

Общая формула твердого мыла:

 Производство мыла состоит из двух стадий: химической и механической. На первой стадии (варка мыла) получают водный раствор натриевых (реже калиевых) солей, жирных кислот или их заменителей.

На Руси варили мыло с давних времен. Варили и в мастерских, и в домашних условиях. Для изготовления мыла использовали говяжье, баранье, свиное сало. До наших дней дошла старая поговорка: «Сало было, стало мыло». Для мягкости добавляли растительные масла, например льняное. Занимались «поташным промыслом» целыми деревнями, именно так в те времена называли мыловаренное производство. Особенно известны как на Руси, так и за ее пределами были валдайские и костромские мастерах мыловарения.

Представляем несколько способов мыловарения:

1. Горячий крепкий раствор стиральной соды налить в склянку и прибавлять по каплям растительное масло, пока оно не перестанет растворяться. В полученный раствор всыпать немного поваренной соли (процесс так и называется - высаливание. Твердое мыло всплывет на поверхность, его легко собрать.

2 . Изготовление высококачественного ядрового мыла. Нагревая на водяной бане, растопить 70 г. говяжьего жира и 30 г. свиного сала. Затем, энергично мешая, добавить нагретый раствор гидроксида натрия (25 г сухого гидроксида на 30г воды). Осторожно! Щёлочь может разбрызгиваться!

 Полученную смесь, помешивая, нагревать на водяной бане 30 мин. По мере выкипания, добавлять горячую воду. Затем добавить 100 мл. 20%-ного раствора поваренной соли и снова нагреть до полного отделения мыла. Собранное мыло при необходимости завернуть в тряпку и отжать (лучше делать это в перчатках, чтобы не обжечься крепким раствором щелочи).

Затем промыть мыло в небольшом количестве холодной воды и добавить немного растворенного в спирте душистого вещества ( это может быть тминное, анисовое, фенхельное масло или любое другое). Его надо чуть-чуть, запах очень сильный. После этого завернуть мыло в прочную тряпку и тщательно размять. И, наконец, слегка подогреть полученную массу и прессованием придать ей вид обычного куска мыла.  

Как правильно выбирать мыло и на что обращать внимание?

Прежде всего, нужно тщательно прочитать состав мыла на упаковке. Если Вы найдете там вещества, список которых приведен ниже, то это, скорее всего, мыло массового промышленного производства.

Если в аннотации указано, что в мыле присутствуют только соли жирных кислот, вода и натуральные добавки, такое мыло заслуживает Вашего внимания. Мыло ручной работы отличается и по внешнему виду. Как правило, оно проще по форме, имеет включение и следы от ручной нарезки. Натуральное мыло ручной работы не может иметь сильный запах (такой запах имеют только синтетические отдушки) и яркий неестественный цвет. В натуральном мыле ручной работы не может быть никаких химических и синтетических добавок.

Современные CMC представляют собой многокомпонентные смеси, главный компонент которых — синтетические моющие вещества - в виде водных растворов снимают с поверхности твердых тел (тканей, изделий) загрязнения различной природы.

Брагина Галина Афанасьевна,  учитель химии МКОУ «СОШ№2 пос. Пристень»  Пристенского района Курской области  

Карташова Лариса Николаевна,  учитель химии МКОУ «Ржавская СОШ»  Пристенского района Курской области

2 вариант

Урок  по химии по теме

ЖИРЫ (базовый  уровень)

10 класс

Тип кейса: обучающий

Задание:

Содержание кейса

Жиры – смесь сложных эфиров, образованных глицерином и жирными кислотами.  М.Э Шеврель посвятил изучению жиров 14 лет. В 1808 году к нему обратился владелец текстильной фабрики с просьбой изучить состав мягкого мыла, получаемого на фабрике. Шеврель установил, что мыло – натриевая соль высшей жирной кислоты. Шеврель изготовлял мыла из жиров различных животных, выделял из них жирные кислоты. Так были впервые получены стеариновая, олеиновая, капроновая кислоты. Шеврель  показал, что жиры состоят из глицерина и жирных кислот, причем это не только  их смесь, а соединение, которое, присоединяя воду, распадается на глицерин и жирные кислоты.

Задания:

1. Каковы формулы жира и мыла?  
2. Предложите способ  получения мыла из жира в домашних условиях.
3. Найдите  из других источников дополнительную информацию о жирах, мылах, СМС.
4. В современном мире предлагается много косметической, гигиенической продукции. А как правильно выбрать мыло, на что надо обратить внимание?

Информационный материал

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B8%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D1%86%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B4%D1%8B#.D0.A1.D0.BE.D1.81.D1.82.D0.B0.D0.B2_.D0.B6.D0.B8.D1.80.D0.BE.D0.B2
2. http://www.treeland.ru/article/eko/soaphome/chemistrysoap.htm
3. http://www.ladyy.ru/homecomfort.html?id=415

Природные жиры содержат в своём составе три кислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру.

Жиры гидрофобны, практически нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических растворителях и частично растворимы в этаноле (5—10 %).

Природные жиры чаще всего содержат следующие жирные кислоты:

Насыщенные:

Алкановые кислоты:

стеариновая (C17H35COOH)

маргариновая (C16H33COOH)

пальмитиновая (C15H31COOH)

капроновая (C5H11COOH)

масляная (C3H7COOH)

Ненасыщенные:

Алкеновые кислоты:

пальмитолеиновая (C15H29COOH, 1 двойная связь)

олеиновая (C17H33COOH, 1 двойная связь)

Алкадиеновые кислоты

линолевая (C17H31COOH, 2 двойные связи)

В состав некоторых входят остатки и насыщенных, и ненасыщенных карбоновых кислот.

Приготовление мыла в домашних условиях

Как приготовить жидкое и твердое мыло

Существует множество способов приготовления мыла в домашних условиях. И вот один из них.

Для того чтобы приготовить мыло, вам потребуется:

- взять около 20 грамм каустической соды, распустить ее в 80 мл воды и довести полученный раствор до температуры 25 градусов.

- влить полученный раствор в заранее расплавленное и доведенное до 50 градусов сало (несоленого сала должно быть 128 грамм на обозначенное выше количество соды и воды).

- полученную смесь тщательно размешать, сделать однородной. После чего разлить ее по формочкам. Формы плотно укутать войлоком и поставить в сухое, защищенное от света место.

Формы с мылом необходимо выдержать в течение 4-5 дней. После истечения срока мыло будет готово к использованию.

Процесс приготовления жидкого мыла отличается от процесса приготовления твердого. Для того чтобы получить жидкое мыло, распустите в 20 граммах воды столько же едкого калия. Доведите полученный раствор до температуры 25 градусов и равномерно смешайте с 80 граммами несоленого сала. Сало перед этим должно быть растоплено и доведено до температуры 50 градусов.

Приготовление мыла холодным способом (при помощи размешивания ингредиентов) обладает рядом преимуществ. Окраска и парфюмирование мыла производятся одновременно, что облегчает процесс приготовления. После проведения ряда несложных операций мыло разливается в формы. Застывшее мыло извлекается из форм и штампуется.

 Хранить домашнее мыло лучше всего в мешочках из льняной ткани.

На что обратить внимание при выборе  детского мыла?

1.        Выбирайте продукцию известных косметических компаний с хорошей репутацией. Мыло, наряду с другими средствами детской косметики, должно проходить клинические испытания, рецептуры должны учитывать особенности детской кожи. Разработка оптимального сбалансированного состава мыла «по карману» только крупным компаниям.

2.        Детское мыло не должно вызывать аллергии. Перед первым употреблением проводите тест на аллергическую реакцию. Для этого необходимо намылить небольшой участок кожи ребенка, тщательно смыть пену и в течение нескольких дней понаблюдать реакцию. Если не возникнет покраснений, высыпаний и шелушения, мыло можно смело использовать. В этой связи не покупайте несколько кусков (флаконов) мыла одновременно.

3.        Основное требование, выдвигаемое к мылу - наличие нейтральной рН среды.

4.        Обращайте внимание на состав. В мыле для самых маленьких не должно быть синтетических добавок, активной парфюмерии и красителей, ароматических отдушек.

5.        Полностью натурального мыла не существует, что бы ни утверждали производители. Иначе мыло бы не обладало годичными сроками годности. При перечислении составляющих компонентов на упаковке их располагают в порядке уменьшения количества (чем ближе название к началу, тем больше вещества в продукте) или в алфавитном порядке. Внимательно изучив состав, можно самостоятельно определить степень натуральности мыла. Чем больше натуральных компонентов в мыле, тем оно лучше.

6.        Выбирая мыло, советуйтесь с врачом, поскольку привычное мыло может стать причиной больших неприятностей с нежной кожей ребенка.

Дополнительная информация о жирах, мылах, СМС.

ЖИР УГРЯ      http://www.world-tiens.com/goodies.php?id=73

Жир угря применяют для повышения работоспособности при больших умственных и физических нагрузках в качестве тонизирующего и общеукрепляющего средства; как антиоксидант. Жир угря используют для профилактики онкологических заболеваний; для больных СПИДом. Жир угря показан всем, кто живет или работает в экологически неблагоприятных условиях. Жир угря рекомендован для профилактики и лечения вирусных и инфекционных заболеваний, аллергических конъюнктивитов, хронических ринитов, тонзиллитов, ларингитов; при атеросклерозе сосудов сердца и головного мозга.

Может ли расти количество жировых клеток?

 (http://ph-forum.ru/viewtopic.php?f=3&t=707#p3438)

Один из самых распространенных мифов, что количество жировых клеток не изменяется в течение жизни, и толстеют именно те, у кого этих клеток больше. На самом деле, жировые клетки способны размножаться и вполне активно это делают.

У худых людей количество жировых клеток варьируется от 41 до 65 миллионов, у страдающих ожирением – от 200 млн. Диаметр жировой клетки меняется от 70 до 120 мкм – как только клетка перерастает этот размер, образуется новая.

7 полезных фактов о жире на животе

1. Жир на животе опаснее других отложений жира в теле.

Чрезмерное отложение жира в области живота более опасно, чем жир вокруг бедер и ягодиц. Дело в том, что абдоминальный жир связан с серьезными проблемами со здоровьем, такими как болезнь сердца, диабет 2-го типа и инсульт. Генетическая предрасположенность может также способствовать появлению лишнего веса и тому, где именно он будет откладываться, но неправильный образ жизни может усугубить ситуацию.

2. «Пивной живот» - это, вероятно, миф.

Исследования показали, что не существует прямой связи между потреблением пива и жиром в области живота. Просто алкоголь повышает аппетит, влияя на гормоны, которые регулируют чувство насыщения, а люди привыкли заедать алкоголь обильной едой, что добавляет много лишних калорий.

3. Самые опасные для живота - транс-жиры.

Хотя не потребление жирных продуктов, а именно избыток калорий ведёт к увеличению талии и появлению животика, некоторые жиры всё же вреднее других. Так в исследованиях обнаружили, что транс жиры могут увеличить отложения жира в области живота. Транс жиры содержатся в таких продуктах, как маргарин, выпечка, печенья и крекеры, а также в фаст-фуде.

4. Мужчины больше склонны к отложениям жира на животе.

В целом, у мужчин жир чаще скапливается в области живота, чем у женщин из-за гормональных различий. До 40 лет у женщин большая часть жира скапливается на бедрах и ягодицах. Но после 40 лет, когда падает уровень эстрогена, у женщин жир тоже начинает скапливаться в области живота.

5. Качание пресса не уменьшает жир на животе.

Приседания, качание пресса и другие упражнения укрепляют основные мышцы живота и помогают сжечь жиры, но не обязательно только с живота. Другими словами целенаправленные упражнения не уменьшат количество жира именно на животе. Единственный способ избавиться от жира на животе и любого другого жира - это правильно питаться и заниматься физической активностью, такой как аэробные упражнения, плавание, бег, езда на велосипеде и теннис.

6. У худых людей тоже есть жир.

Как правило, если у вас здоровый вес, то у вас и здоровый уровень абдоминального жира. Но у некоторых людей, несмотря на худобу, может наблюдаться повышенное содержание висцерального жира или того, который скапливается вокруг важных органов. У людей с такой генетической предрасположенностью также может быть повышенный уровень холестерина и сахара в крови. Малоактивный образ жизни также может привести к тому, что у худого человека начнет накапливаться жир на животе.

7. Лучший способ избавиться от жира на животе.

Большая часть исследований показывает, что питание с ограничением калорий поможет вам сбросить лишние жировые отложения. Вам нужно включить в свой рацион овощи, продукты из цельных злаков, молочные продукты с низким содержанием жиров, нежирное мясо, рыбу, яйца и птицу. Именно такой рацион является основой питания, которое позволяет получать все необходимые вещества и уменьшить размер талии. Также эксперты рекомендуют заниматься физическими упражнениями от получаса до часа на регулярной основе.

Примеры кейсов по курсу химии 8-11 классов

 «Разделение смесей веществ» 8 класс

В процессе жизнедеятельности современного человека образуется огромное количество бытовых отходов. Городской мусор содержит много ценных веществ: алюминий (крышки от молочных бутылок, фольга от чая, конфет), олова (консервные банки) и даже золото (негодные радиодетали, черепки тарелок с золотой каемкой). Однако переработкой мусора с целью выделения полезных материалов и веществ в городском хозяйстве почти не занимаются. Это связано с тем, что мусор – совершенно уникальная по количеству компонентов смесь. Выделение из нее веществ в чистом виде – дело очень трудоемкое и дорогое.

Пока не найдены эффективные и простые способы переработки мусора. Это дело будущего, однако вы уже сейчас можете предложить методы разделения некоторых компонентов отходов.

Вам выдана смесь поваренной соли, песка, железного порошка, гранул полиэтилена, моделирующая мусор, а также компоненты этой смеси в чистом виде. Попытайтесь найти простые и эффективные методы разделения этой смеси. Определите массовую долю каждого компонента в смеси.

«Разделение смесей веществ» 8 класс

Искусство разделения смесей сыграло важную роль в открытии многих химических элементов. Так, например, целое столетие люди работали с самородной платиной, не подозревая, что имеют дело со смесью, содержащей кроме платины целый ряд химических элементов. В начале XIX века английский ученый У. Волластон обнаружил и выделил из самородной платины осмий и иридий. И, наконец, в 1841 году русский химик К. Клаус выделил из остатков обработки сырой платины химический элемент, который он назвал в честь России – рутением.

Попробуйте решить аналогичную задачу разделения смеси, конечно, менее сложной, чем та, с которой столкнулись перечисленные ученые.

Вам выдана смесь медных, цинковых, железных и алюминиевых опилок. Определите массовую долю каждого металла в ней.

 «Физические и химические явления» 8 класс

Безводный сульфат меди – белого цвета. При растворении безводного сульфата меди в воде наблюдается разогревание и раствор окрашивается в голубой цвет. Происходит ли при этом физическое или химическое явление? Ответ обоснуйте.

При нагревании кристаллического йода при атмосферном давлении иод не плавится, а сразу переходит в газообразное состояние (сублимируется). Относится ли данное превращение к химическому?

«Вода» 8 класс

Одним из наиболее распространённых в природе веществ является вода. Без воды невозможна жизнь на Земле. Наша планета названа голубой потому, что две третьих её поверхности занимает вода. Организм человека примерно на 65% - 75% состоит из воды. Нормальная жизнедеятельность любого живого организма невозможна без пресной воды. Для хозяйственной деятельности человек также использует только пресную воду. На пресную воду приходится 2,6% от её общего содержания, да и то основная часть пресной воды сосредоточена только в виде льда, полярных шапок Северного и Южного полюсов и недоступна для потребления. Доля жидкой воды, доступной для использования, составляет всего 0,014% от общих запасов воды.

– Что является источником пресной воды?

– Каков качественный и количественный состав молекул воды?

– Почему в природе нет чистой воды?

– В каких агрегатных состояниях встречается вода в природе?

– Какими физическими свойствами обладает вода?

– Каковы основные источники загрязнения воды?

– Каковы методы очистки воды?

– Каковы способы получения чистой воды в лаборатории, в промышленности?

– При каких условиях протекают химические реакции получения воды в лаборатории, в промышленности?

– Почему вода является универсальным растворителем?

– С какими веществами может взаимодействовать вода? Какие вещества при этом образуются? Напишите уравнения возможных реакций и назовите полученные вещества.

«Водород» 8 класс

Во Вселенной самым распространённым элементом является водород. На его долю приходится около 75% от всей массы Вселенной, или свыше 90% всех её атомов. На Земле водород в свободном состоянии практически не встречается, он образует с углеродом все органические вещества, т.е. входит в состав живой оболочки Земли – биосферы. В земной коре – литосфере – массовое содержание водорода составляет всего лишь 0,88% от всей её массы, т.е. он занимает девятое место среди всех химических элементов. Но по числу атомов, приходящихся на долю водорода, ему принадлежит почётное третье место. Только в высших слоях атмосферы содержится молекулярный водород в свободном состоянии; его содержание составляет меньше миллионной части общего объёма воздушной оболочки Земли.

– На основании положения в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева охарактеризовать строение атома водорода.

– Какие изотопы водорода вам известны?

– Охарактеризуйте физические свойства водорода.

– С какими веществами может взаимодействовать водород? Напишите уравнения возможных реакций и назовите продукты реакций.

– Какие степени окисления проявляет водород при взаимодействии с металлами, с неметаллами?

– Почему водород практически не встречается на Земле в свободном состоянии?

– Почему водород назвали водородом?

«Гомологи. Изомеры» 10 класс

На уроке химии троечник Вася сказал, что гомологами называют вещества, различающиеся по своему составу на группу CH2 .

1. Уточните данное Васей определение.

2. Приведите структурные формулы трех изомерных соединений A, B и C, отличающихся от соединения X на группу CH2 , но не являющихся его гомологами.

«Природные источники углеводородов» 10 класс

Асфальт состоит главным образом из песка и битума. Битум (похож на черную смолу) – это один из продуктов, которые получают из нефти. Для строительства одного километра асфальтовой дороги требуется столько битума, сколько получается из 320 баррелей нефти. Нефть стоит дорого. А если нужно построить, например, 87 тысяч километров асфальтовых дорог, расходы на битум “влетят” в немаленькую копеечку.

У битума есть еще один нежелательный эффект: этот материал опасен для окружающей среды.

Как, по - другому скрепить между собой песчинки, чтобы получить дешевое и безопасное для природы асфальтоподобное дорожное покрытие?

«Металлы I-III групп Периодической системы Д. И. Менделеева» 9 класс

В 1825 году был получен металл, который ценился дороже золота. Погремушка сыны Наполеона III была изготовлена из этого металла, а самый богатый королевский двор Европы имел столовые приборы, изготовленные из этого металла. По распространённости в природе он занимает четвёртое место среди всех элементов и первое среди металлов (8,8% от массы земной коры). Он стал вторым по значению металлом XX века после железа. Кстати, по объёму производства он занимает второе место в мире после выплавки чугуна и стали. Он входит в состав различных пиротехнических смесей.

– О каком металле идёт речь?

– Каково положение этого металла в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

– Каково строение атома этого металла?

– Какими физическими свойствами он обладает?

– В какие химические реакции вступает это вещество и какие вещества при этом образуются? Напишите уравнения возможных реакций и назовите продукты реакций.

– Почему при обычных условиях изделия из этого металла устойчивы к воздействию факторов окружающей среды?

– Почему до конца XIX века этот металл был на вес золота?

– На каких свойствах этого металла основано его применение в народном хозяйстве?

– Почему посуду из этого металла называют посудой бедняков?

«Металлы I-III групп Периодической системы Д. И. Менделеева» 9 класс

Серовато – белый порошок энергично взаимодействует с водой с выделением большого количества тепла и называется негашеной известью. Это вещество находит широкое применение в строительстве, химической промышленности, сельском хозяйстве, металлургии, водоочистке.

– Назовите это вещество.

– К какому классу соединений относится данное вещество?

– Каков качественный и количественный состав этого вещества?

– Какие вещества образуются при взаимодействии негашеной извести с кислотными оксидами, с кислотами? Запишите уравнения возможных реакций и назовите продукты реакций.

– Что образуется при взаимодействии негашеной извести с водой? Составьте уравнение реакции.

– Почему эту реакцию называют гашением?

«Металлы I-III групп Периодической системы Д. И. Менделеева» 9 класс

Составьте бизнес-проект по технической химии. В Вашем распоряжении имеется сырье – известняк. Ваша задача – создать новое производство на имеющемся сырье, показать возможности создания других производств. Отразить применение, общие принципы и методы производства, схему производства (реакционный аппарат), указать химические реакции. Слайды должны раскрыть содержание следующим образом: 1-ый слайд – Источник сырья, месторождение, доставка (карта, путь); 2-ой слайд – сырье, его подготовка, характеристика; 3-ий слайд - схема технологического процесса (упрощенная); принципы производства; 4-ый слайд – химические реакции (механизмы, если возможно); 5-ый слайд – аппараты, оборудование; 6-ой слайд – готовая продукция, характеристика; 7-ой слайд – применение готовой продукции, пути; 8-ой слайд – проблемы охраны среды; техника безопасности; 9-ый слайд – исторические факты, персоналии, портреты (при возможности); 10-ый слайд – литературные источники, в том числе, ссылки на сайты. 11 слайд – по усмотрению. Название – не входит в счет слайдов.

 «Анилин» 10 класс

В 1862 году в Лондоне состоялась международная выставка, на которой кромет технических новинок демонстрировались химические процессы и продукты. Среди последних демонстрировалось странное неприятное вещество, вдобавок обладающее неприятным запахом.

О каком веществе идет речь?

Почему оно удостоилось международной выставки?

Имена каких ученых связаны с этим веществом?

 «Металлы» 11 класс

Задание. Вам выданы образцы воды, взятой из разных источников (они указаны на этикетках). Предположительно в них содержатся ионы: Fe2+, Fe3+, Zn2+, Cu2+, Pb2+. Составьте план их определения. Предложите способы очистки воды от этих ионов. Каковы будут ваши действия, если концентрация указанных ионов в образцах будет слишком высокой (значительно превышать ПДК)?

«Решение экспериментальных задач по общей химии» 11 класс

Космический корабль совершил аварийную посадку на неизвестную планету. Одному из космонавтов было предложено определить состав атмосферы, но в его распоряжении оказались лишь яблоко (не произошло изменения цвета на разрезе), немного известковой воды (не мутнела в атмосфере планеты) и малахитовая шкатулка, при нагревании кусочка малахита образовался красный порошок.

К какому выводу пришел космонавт?