Главные вкладки

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

    Кулакова  Ирина Владимировна

    Практикум по теме "Адсорбция в военном деле" является одним из  занятий во  внеурочной деятельности по предмету. Так же это занятие можно использовать в мероприятиях недели науки.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon konspekt_adsorbtsiya_v_voennom_dele.doc266.5 КБ

    Предварительный просмотр:

    Кулакова Ирина Владимировна  – учитель химии МБОУ СОШ № 33 г.Озерск

    ТЕМА ЗАНЯТИЯ «АДСОРБЦИЯ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ»

    Цели: Изучить явление адсорбции на примере различных веществ

    Задачи:

    • Обучающие:

    изучить явление адсорбции (физическая и химическая);

    пронаблюдать и проанализировать явление адсорбции;

    найти примеры  практического применения адсорбции в профессиональной деятельности и в жизни.

    • Развивающие:

    продолжить развитие навыков самостоятельной работы (делать выводы, анализировать, сравнивать, наблюдать).

    продолжить развитие навыков техники лабораторных работ (фильтрование, взбалтывание);

    развивать коммуникативные умения (вступать в контакт, выразить мысль, оказать помощь, сотрудничать).

    • Воспитывающие:

    воспитание активной самостоятельности в учении;

    воспитание отношений сотрудничества;

    воспитание чувства коллективизма.

    Технологии:

    • Технология интегрированного обучения (история-химия)
    • Технология исследовательской деятельности
    • Технология проблемного обучения

    Оборудование: 

    • Презентация «Разделение однородных и неоднородных смесей, основанных на явлении сорбции», компьютер, проектор, экран, микроскоп.
    • Для эксперимента:
    • Эксперимент №1: газированный напиток (ярко окрашенный – пепси-кола), активированный уголь, колбы – 2 шт. (или пробирка), фильтр, воронка, электроплита (или спиртовка).
    • Эксперимент № 2: активированный уголь, мерный стакан, раствор уксусной кислоты.
    • Эксперимент № 3: духи (одеколон), кукурузные палочки, склянки (пробирки или колбы) с крышками – 2 шт.


    ХОД УРОКА:

    1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

    1. ИЗУЧЕНИЕ И ЗАКРЕПЛЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

    № слайда

    Действия учителя и учеников

    Слайд №1

    «Титульный»

    Название: «Адсорбция в военном деле»

    Слайд №2

    «Благодаря чему Россия выиграла первую мировую войну?»

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

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

    Слайд №2

    «Сорбция»

    Учитель комментирует слайд:.

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

    На слайде:

    Сорбция

    любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом).

       

    адсорбция

    хемосорбция

    абсорбция

    - поглощение жидкостью или твердым телом веществ из окружающей среды с образованием химических соединений

    Слайд №3

    «Абсорбция и адсорбция»

    На слайде:

    • Адсорбция – процесс поглощения газов или

    жидкостей поверхностью твердых тел.

    • Абсорбция – избирательное поглощение

    компонентов газовой смеси жидким поглотителем.

    • При абсорбция – поглощение происходит во всем

    объеме; при адсорбции – поглощение вещества  поверхностью.

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

    Слайд №4

    «Понятие адсорбция»

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

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

    На слайде:

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

    Рассмотрим механизм данного процесса:

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

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

    Дополни-тельный материал

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

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

    количество мышьяка (в виде арсенита мышьяка).

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

    Слайд №6

    «Открытие»

    Учитель:

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

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

    На слайде (последовательность появления):

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

    Слайд №7

    «Адсорбтив и адсорбент»

    Учитель:

        Адсорбирующееся вещество является адсорбатом, адсорбирующее вещество – адсорбентом. 

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

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

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

    Ребята, а что представляет собой древесный уголь?

    (Предполагаемый ответ:

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

    Можно продемонстрировать активированный уголь под микроскопом.

    На слайде:

    Адсорбтив – поглощаемое вещество.

    Адсорбент – поглотитель.

     Слайд №10

    «Эксперимент №1»

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

    При проведении данного эксперимента необходимо вспомнить ТБ

    http://www.chaconne.ru/img/2530173.jpg    http://www.varson.ru/images/SprInstr_jpeg_for_site2009/10Filtrovanie.jpg

    1 ряд

    2 ряд

    3 ряд

    Оборудование: газированный напиток (в пробирке: ярко окрашенный – пепси-кола), активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.

    Ход работы:

    1. Наливаем в колбу 50 мл газированного напитка.

    2. Добавляем 5 таблеток активированного угля.

    3. Нагреваем на электроплите10 минут.

    4. Отфильтровываем уголь.

    5. Объясняем результаты опыта.

    Оборудование: индиго или раствор йода (в пробирке), активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.

    Ход работы:

    В одну пробирку наливаем раствор индиго, во - вторую – раствор йода. В обе пробирки насыпать немного древесного угля (0,2 г), хорошо взболтаем и отфильтруем. Наблюдают исчезновение окраски.

    Раствор индиго имеет фиолетовый цвет, спиртовой раствор йода – бурый. В данном опыте используется древесный уголь, который поглощает красящие вещества из данных растворов и наблюдается исчезновение окраски

    Оборудование: раствор чернил (в пробирке),  активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.

    Ход работы:

    1. Приготовьте бледный раствор чернил любого цвета
    2. налейте в пробирку, но не доверху.
    3.  Положите в пробирку таблетку активного угля, лучше растолченного,
    4.  закройте пробкой и встряхните как следует.

    Раствор посветлеет на глазах. Поменяйте раствор на какой-либо другой, но тоже окрашенный — пусть это будет разбавленная гуашь или акварель. Эффект окажется таким же. А если взять просто кусочки древесного угля, то они будут поглощать краситель значительно слабее

    Слайд №11

    «Экспери-мент №2»

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

    Учитель:

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

    Пахучая жидкость при нагревании будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть.

    1 ряд

    2 ряд

    3 ряд

    Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, раствор уксусной кислоты. Или аммиак.

    Ход работы:

    1. В мерный стакан налейте 10 мл раствора уксусной кислоты.

    2. Поместите в раствор 1 таблетку активированного угля.

    3. Опишите ваши наблюдения.

    Наблюдение и вывод:

    Произошла адсорбция – количество кислоты в растворе уменьшилось, молекулы кислоты концентрируются на поверхности угля.

    Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, одеколон.

    Ход работы:

    1. капните на дно одну каплю одеколона.
    2. Обхватите пробирку ладонями и подержите её так с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость — тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть. Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами вещества; не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.

    Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.

    Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, ацетон

    Слайд №12

    «Экспери-мент №3»

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

    Учитель:

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

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

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

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

    Ход работы:

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

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

    3. Обе склянки закройте крышками.

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

    5. Откройте обе склянки.

    6. Объясните результаты опыта.

    Эксперимент № 4 «Адсорбция ионной металлов из растворов»

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

    У вас на столе стоит раствор нитрата свинца.

    Ход работы:

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

    Демонстрационный опыт «Абсорбция углекислого газа»

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

    Вспомните, как можно обнаружить углекислый газ?

    Предполагаемый ответ: с помощью известковой воды. Она помутнеет.

    Заранее заполним две пробирки углекислым газом.

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

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

    Слайд №8

    «Применение»

    Учитель:

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

    Задание: Составьте кластер «Применение адсорбции»

    На слайде:

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

    анестезиология и реаниматология, токсикология и др.

    Слайд №9

    «Применение»

    На слайде:

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

    Дополнительный материал

    Практическое значение адсорбции.

    Учитель дополняет ответ учащихся, если это требуется

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

    Итак, давайте подведем итог нашего занятия.

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

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

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

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

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

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


    Литература:

    Источники изображений:


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Углеводороды в военном деле

    Материал об использовании углеводородов  для производства материалов, применяемых в военном деле. Может быть использован при проведении бинарных уроков химия - ОБЖ...

    Программа дополнительного образования "Автомобиль в военном деле"

    Программа направлена на изучение истории возникновения и развития Автомобильных войск в России...

    Календарно-тематическое планирование занятий по программе дополнительного образования «Автомобиль в военном деле»

    Календарно-тематическое планирование занятий по программе дополнительного образования «Автомобиль в военном деле»...

    Программа курса по выбору "Точные науки в военном деле"

    Данный курс по выбору  «Точные науки в военном деле» предназначен для учащихся 9 классов, ориентированных на информационно-технологический профиль. В основу курса положена идея исследования воору...

    Конспект занятия "Адсорбция в военном деле"

    Практикум по теме "Адсорбция в военном деле" является одним из  занятий во  внеурочной деятельности по предмету. Так же это занятие можно использовать в мероприятиях недели науки....

    "Вычислительная математика в военном деле"

    Календарно-тематическое планирование элективного курса "Вычислительная математика в военном деле"...

    Вычислительная математика в военном деле

    Вычислительная математика в военном деле...