Урок по химии на тему "Сплавы" (11 класс)
план-конспект урока по химии (11 класс)

Класс     11                                

Тема урока «Сплавы металлов»

Цели урока:

а) образовательная: углубить понятие о сплавах, познакомить с их классификацией и свойствами; познакомить с важнейшими сплавами их значением в жизни общества и преимуществом сплавов перед чистыми металлами;

б) развивающие: продолжить развитие у учащихся познавательных способностей, умение находить и устанавливать причинно-следственные связи; формировать самостоятельность мышления, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний, развивать кругозор, навыки делового общения, а также умение самостоятельного поиска необходимой информации.

в) воспитательная: воспитывать коммуникативные навыки, познавательный интерес к изучению химии.

Оборудование и материалы: учебник, ПСХЭ Д.И.Менделеева, иллюстративный материал, образцы изделий из сплавов (монеты, лампа, столовые приборы, скальпель).

Базовые понятия и термины: металлы, сплавы, чугуны, стали, интерметаллид, бронза, чугун, сталь, латунь.

Методы и приемы: мозговой штурм, игра «верно-неверно», ассоциативный куст, постановка проблемных вопросов, работа в группах (поиск ответов на вопросы), представление результатов в виде таблицы, поисковая деятельность.

Тип урока: урок-семинар (с элементами проектной деятельности, проблемного обучения).

Ход урока

1. Организационный момент

Итак, друзья, внимание –

Ведь прозвенел звонок.

Садитесь по удобнее –

Начнем скорей урок!

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности

Учитель: Начать хотелось бы цитатой из фильма «Высота» (слайд 1).

Учитель: О чем пойдет сегодня речь?

Ответы учащихся.

Учитель: Да, продолжаем говорить с вами о металлах, а конкретно сегодня о сплавах металлов.

Итак, вспомним (слайд 2):

• Мозговой штурм

1. Сформулируйте понятие «металлы».
2. Сколько электронов на внешнем энергетическом уровне?
3. Назовите вид кристаллической решетки в металлах.
4. Назовите тип химической связи в металлах.
5. Что происходит с электронами в атомах металлов?
6. Какой радиус у металлов?
7. Кто открыл ряд активности металлов?
8. Назовите металлы после водорода.
9. Назовите металлы до водорода.
10. Самый активный металлический элемент.
11. Элемент костей и зубов человека.
12. С чем взаимодействуют металлы?

Учитель предлагает записать в тетрадь ответ на вопрос, что вызвал сложность.

• Игра «Верно-неверно» (слайд 3)

1. «Самый-самый… твердый (хром)»    (да)
2. «Самый-самый…  тугоплавкий барий» (нет, вольфрам)
3. «Самый-самый… жидкий (ртуть)»      (да)
4. «Самый-самый…  легкий (литий)»      (да)
5. «Самый-самый… мягкий кальций»     (нет, натрий, калий, индий)
6. «Самый-самый… тяжелый (осмий)»    (да)

• Найди ошибку

• Вопросы:

1. Можно ли в структуру одного металла внедрить другой металл? Другое вещество?  (слайд 5)

(ответы учащихся)

2. Изменяются ли свойства таких соединений по сравнению со свойствами металлов, их образующих? (слайд 6) (ответы учащихся).

Учитель: Итак, какова же темы сегодняшнего урока? (ответы учащихся)

Запишите тему урока в тетрадь: «Сплавы».

Учитель: Какая цель урока, как вы думаете? (ответы учащихся)

III. Изучение нового материала

• Ассоциативный куст

Давайте подумаем, с чем ассоциируется у вас слово «сплав»? (сплавление чего–либо между собой).

• Постановка проблемных вопросов

•  «Как вы думаете, как получают сплавы? (Смешиванием различных металлов в расплавленном состоянии). 

Запишем определение что такое сплав: «Сплавы – это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух и более компонентов».

    ⎯  «Как вы думаете, что шире применяется: чистые металлы или их сплавы?»

• «Почему с течением времени человечество перешло от использования чистых металлов к использованию сплавов?» 

Демонстрация видеосюжета и обсуждение его.

Какие вы знаете сплавы? (перечисляют учащиеся)

Что можно сказать о классификации сплавов? (ответы учащихся)

Запишем в тетради:

Практическая частью

А теперь пришло время узнать подробнее о некоторых сплавах.

Мы будем слушать докладчиков и заполнять табличку в тетрадях и на доске.

Начертите таблицу в тетради.

(класс делится на 6 групп, каждая изучает свой сплав, готовит мини-проект и выступает).

IV. Обобщение и систематизация знаний

• Почему изделия из чистой меди и железа недолговечны? (медные - мягкие, деформируются; из железа – ломаются и коррозируют).
• Вставьте пропуски

• Работа с учебником: Сравни чугун и сталь, укажи общее и отличия 
• А теперь попробуйте ответить на основной вопрос нашего урока: «Почему же люди стали использовать сплавы?» Учащиеся высказывают различные предположения, но в конечном итоге должны сделать следующие выводы:

1. Сплавы обладают различными свойствами, поэтому есть возможность создать сплав с нужными свойствами.

2. Несмотря на то, что в состав сплавов входят металлы, обладающие определенным набором свойств (металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность), но свойства сплава сильно отличаются от свойств компонентов, входящих в него, что особенно ценно.

V. Домашнее задание

• Выучить определения. С.88 (учебник)
• Подготовить сообщение «Интересные факты о сплавах».

VI. Итог урока

• Оценивание работы учащихся на уроке
• Рефлексия 

На столах вырезанные фигурки-сердечки (красные и серые). Выплавили ли мы с Вами новые сплавы знаний? (красные – «да», серые – «нет»).

*Раздатка ниже

ЧУГУН

В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы. Подавляющее большинство черных сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.

Чугун - сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу. Чугун значительно тверже железа, обычно он очень хрупкий, не куется, а при ударе разбивается. Этот сплав применяется для изготовления различных массивных деталей методом литья. Так, чугун всех марок может использоваться в строительстве и промышленности. Благодаря параметрам вязкости, прочности и другим свойствам, материал может использоваться в производстве блоков, тормозных колодок, посуды, отопительных радиаторов. Вместе с тем чугунные сплавы используются для конструктивных деталей транспорта, в машиностроении, для производства бытовых или промышленных резервуаров, в химической отрасли и в строительной сфере.

СТАЛЬ

Сталь - сплав на основе железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали делят на углеродистую сталь представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от чугуна, содержание в ней углерода. Из мягкой и средней твердости стали делают детали машин, трубы, гвозди, скрепки, а из твердой - инструменты. Легированная сталь - это тоже сплав железа с углеродом, только в него введены еще специальные, легирующие добавки: хром, никель, вольфрам, молибден и др.

Легирующие добавки придают сплаву особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные, жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии. Они применяются в строительстве, а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода (ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов. Стали - это основа современного машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей промышленности.

БРОНЗА

Бронза - сплав на основе меди с добавкой (до 20%) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья. Виды бронз: алюминиевые (дюралюминий), свинцовые, кремниевые, бериллиевые, кадмиевые.

Сплавы из бронзы имеют широкий спектр применений благодаря своим уникальным механическим и физическим свойствам. Это и машиностроение (износостойкость и прочность бронзы делают ее идеальным материалом для деталей, подвергающихся высоким нагрузкам и трению, включая подшипники, шестерни, втулки), судостроение (производство пропеллеров и других морских запчастей, надежно защищенных от постоянного контакта с влагой и морской водой), декоративное искусство (сплав имеет привлекательный внешний вид и способность сохранять свой цвет и блеск продолжительное время, в связи с чем из него создают скульптуры, статуи, медали, монеты и другие художественные изделия), музыкальные инструменты (материал издает характерный звук и ценится за своею долговечность, из него изготавливают музыкальные инструменты, среди которых колокольчики, тарелки и некоторые части ударных инструментов), архитектура (изделия из бронзы могут использоваться в качестве декоративных компонентов, являясь строительным и отделочным материалом для столбов, перил, корпусов светильников и фонтанов благодаря возможности придания изысканного внешнего вида и обеспечения долговечности наряду с защитой от внешних воздействий), производство монет.

МЕЛЬХИОР

Мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Температура плавления мельхиора составляет 1170 °С. Он имеет красивый внешний вид. Из мельхиора изготавливают посуду и украшения, чеканят монеты («серебро»).

Материал можно отнести к группе металлов с повышенной устойчивость к коррозийным процессам. Он сохраняет свою целостность и характеристики при длительном взаимодействии с морской водой или водяным паром. Этот сплав устойчив к воздействию большинства кислот и не разрушается при воздействии солей. Не вступает в окислительные реакции при температуре до 150 градусов по Цельсию. Благодаря своим характеристиками и составу сплава мельхиор используется при изготовлении деталей, которые длительное время соприкасаются с морской водой, для изготовления деталей для термогенераторов. Его применяют при производстве радиодеталей. Из этого материала делают медицинские инструменты. К ним относятся пинцеты и скальпели. Изделия из мельхиора внешне похожи на серебро, благодаря этому его используют для изготовления ювелирных украшений. Их мельхиора делают столовые приборы и посуду, а также декоративные монеты.

ЛАТУНЬ

Латунь (Cu u Zn) - это двойной или многокомпонентный сплав меди с цинком (с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и др. элементов). При этом медь всегда превалирует, а содержание цинка колеблется в пределах от 5 до 45% в зависимости от марки сплава. Податливая, стойкая к коррозии и сверкающая золотом, латунь применяется еще с античности. Считается, что одними из первых ее изловчились добывать моссинойки – племена, тысячи лет назад населявшие Причерноморье. Латунь обладает высокой стойкостью к коррозии, особенно в агрессивных средах, таких как морская вода и химические реактивы. Это свойство делает его идеальным для сантехнических систем и морских приложений. Латунь легко обрабатывается, включая гравировку, сверление и резку. Это позволяет создавать сложные детали и украшения.Благодаря хорошей электропроводности, латунь используется в электрических контактах и разъемах.

ДЮРАЛЮМИНИЙ

Дюралюминий (Al u Cu, Mn, Mg, Kr) - сплав алюминия с небольшими добавками меди, марганца, магния и кремния. К основным особенностям сплава можно отнести лёгкий вес - всего 2,8г/см3  (у стали этот показатель равен 8г/см3), при высокой прочности и хороших показателях термической устойчивости. Прочность дюралюминов достигает до 500 МПа под действием временных нагрузок и 250-300 МПа при стандартных нагрузках. Прочность чистого алюминия – всего 70-80 МПа. Такие показатели прочности дюраля сопоставимы лишь с определёнными марками стали. Сфера применения дюралюминия, на сегодняшний день, достаточно широка. Этот конструкционный материал имеет высокие показатели прочности и износостойкости, легко поддаётся как холодной, так и термообработке. В силу таких показателей и относительно легкого веса, дюралюминий востребован в авиации, космонавтике, строительстве; для изготовления оборудования в пищевой и лёгкой промышленности. Дюралюминиевые трубы используются в фармакологической и химической промышленности, для создания лёгких каркасных конструкций.