Внеклассное мероприятие "Эта волшебница химия"
методическая разработка (10, 11 класс)

    ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ

"Политехнический колледж им. Н.Н. Годовикова"

Белая Юлия Ивановна

Преподаватель химии

Внеклассное мероприятие по теме: «Эта волшебница химия».

Пояснительная записка:

Химическое образование является фундаментом научного мировоззрения, обеспечивает знание основных методов изучения природы, фундаментальных научных теорий и закономерностей, умение исследовать и объяснять явления природы и техники, значимо в изучении экологических проблем.

Химия – экспериментальная наука. Важнейшим средством изучения веществ и их превращений является химический эксперимент. Он может выступать в роли источника познания явлений, образцов веществ основы для выдвижения гипотез и их проверки, единственного средства для формирования практических умений и навыков, развития наблюдательности, любознательности, инициативы, стремления к самостоятельному поиску и совершенствованию знаний.

Демонстрационный эксперимент очень оживляет занятия, делает их наглядными, пробуждает интерес к обучению химии.

Целью этого внеклассного мероприятия является развитие интереса к предмету химия, углубление и закрепление знаний по химии; показать роль химии в окружающем мире, значение химии в повседневной жизни, развитие фантазии, образного мышления, творческих способностей.

Для объяснения сущности опытов желательно привлекать обучающихся, присутствующих на мероприятии. В результате они из пассивных зрителей становятся активными участниками игры. За правильное объяснение опыта/ответ на викторине присваивается один балл (учет ведется карточками, которые выдает ведущий за правильный ответ). Если пояснение было недостаточно исчерпывающим, то другие обучающиеся дополняют ответ. Если никто не привел правильного объяснения, то его дает ведущий.  В конце вечера подсчитываются карточки и победителям вручаются поощрительные грамоты или выставляются оценки, соответствующие набранным ими числу баллов.

В ходе вечера занимательной химии учащиеся знакомятся с примерами различных химических реакций, условиями их протекания и признаками, увеличивается интерес учащихся к химии. Большое значение для этого имеют эффектные опыты. Однако они не могут быть самоцелью.  Химический эксперимент целесообразно дополнять анализом, направленным на объяснение.

Методическая разработка адресована преподавателям химии, которые могут использовать данную разработку для организации внеклассных мероприятий - вечера занимательной химии, в рамках проведения предметной недели, при проведении всевозможных интеллектуальных конкурсов.

Оборудование и реактивы для проведения занятия: серная кислота концентрированная, соляная кислота, перманганат калия кристаллический, растворы: фенолфталеина, гидроксида натрия, роданистого калия, хлорида железа(III), фторида натрия, сульфата меди, силиката калия, хлорида кобальта(II), хлорида никеля(II),хлорида марганца(II), сульфата железа(II), нитрата серебра, формалина , дихромат аммония кристаллический, мрамор, цинк, железо (гвозди), сахарная пудра; стеклянные палочки, химические,  стаканы, бутылка с пробкой, спиртовка.

Демонстрационный химический эксперимент – занимательные опыты (выполняют учащиеся-помощники. ОТ).

1.Зажигание без спичек («волшебная палочка»).

2. «Несгораемый платок».

3. «Волшебный стакан».

4. Мгновенная кристаллизация пересыщенного раствора ацетата натрия.

5. «Вулкан на столе».

Вступительное слово ведущего.

Наука – вот истинная волшебница наших дней. И если уж говорить о чудесах, то среди прочих наук выделяется одна, как она называется, вы сегодня узнаете. Недаром химию называют доброй волшебницей. Она позволяет человеку добывать металлы из руд и материалов извлекать из природного сырья вещества одно чудесней и удивительней другого, она рождает сотни тысяч веществ, даже не встречающихся в природе, со свойствами полезными и важными. Она превращает нефть в каучук, бензин, газ – в ткань, уголь – в духи и красители, лекарственные вещества. Перечень добрых дел, которые творит химия, поистине неисчерпаем. Химия нас кормит и одевает, наконец предоставляет блага без которых не мыслимо современное цивилизационное общество.

Более 200 лет назад наш русский ученый М.В. Ломоносов сказал: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие: куда не посмотрим, куда ни оглянемся, везде обращаются перед нами успехи ее прилежания». С необычайной точностью и прозорливостью определяют эти слова могущество химии, ее место в жизни, растущую роль в современной технике, производстве, в быту. Разнообразные химические процессы непрерывно происходят и в окружающем нас мире.  Каждый человек, сам того не подозревая, ежедневно осуществляет химические реакции, даже не выходя из дома: намыливая руки, зажигая спички и газ, приготавливая пищу. Да и сам человеческий организм – большая химическая фабрика, в которой происходит множество химических реакций. Сегодня мы докажем вам, что химия добрая волшебница. Мы покажем вам некоторые опыты - «чудеса».

«Волшебная» палочка». Для проведения опытов надо зажечь спиртовки, но экспериментатор забыл спички. Однако это не смущает экспериментатора, и он может зажечь спиртовки и спирт в чашке «волшебной палочкой».

Экспериментатор демонстрирует обычную стеклянную палочку и затем, притронувшись ею до спиртовки, зажигает его. Но, перед тем как прикоснуться до спиртовки, он незаметно касается какого-то вещества в керамической ложке или чашке. Для опыта обычно берут не более 0,3 или 0,5 г перманганата калия, к которому добавляют 2-3 капли серной кислоты. Если взять большие количества, может произойти взрыв. На «волшебную» палочку набирают каплю смеси перманганата калия с серной кислотой и дотрагиваются ею до спиртовки. При этом спирт загорается и поджигает фитилек.

Вспомним, что атомарный кислород обладает способностью окислять органические вещества так бурно, что это сопровождается вспышкой, пламенем. Перманганат калия - сильный окислитель. Взаимодействуя с серной кислотой, он образует неустойчивую марганцевую кислоту НМnO4, которая, разлагаясь, образует марганцевый ангидрид Мn207+Н2О. Марганцевый ангидрид представляет собой неустойчивое соединение, которое разлагается на диоксид марганца и атомарный кислород, способный окислять органические вещества со вспышкой:

2КМnO4 + Н2SO4 = 2НМnO4 + К2SO4;

2НМnO4 = Н2O + Мn2O7;

Мn2O7 = 2МnO2 + 3О.

Какое вещество поддерживает горение? Какие окислители вам известны? К какому типу относится данная реакция?

Удивительные чернила. На бумаге раствором фенолфталеина пишут какой-нибудь текст. Спирт быстро испаряется, и надпись становится совершенно незаметной. При помощи пульверизатора смачивают текст раствором щелочи - появляются малиновые буквы.

Объясните опыт. Какое вещество известное вам окрашивается в малиновый цвет? Какую среду показывает этот индикатор?Назовите вещества которые могут применятся в опыте?

Фенолфталеин — это не только индикатор, но и лекарственное средство (сильное слабительное) и поэтому продается в аптеке. Синтез фенолфталеина впервые осуществил в 1871 г. немецкий химик Адольф фон Байер, будущий лауреат Нобелевской премии.

Исцеление "раны". В народных сказках и старинных легендах часто говорится о чудесных явлениях. Колдуны и волшебники исцеляют убитого воина, обрызгав его сначала «мертвой», а потом «живой» водой, останавливают кровотечения и заживляют раны. Они могут обратить воду в вино, а вино — снова в воду... Химики не в состоянии возвратить к жизни убитого воина, но могут показать, как бесследно исчезает «кровоточащая рана». А что касается превращения воды в вино — тут у химиков столько возможностей, что любой зритель, жаждущий красивого зрелища, будет вполне доволен.

Я маг, волшебник, чародей!

Я многих вылечил людей.

Болезнь я вашу изучу

И непременно излечу.

Готов ли ты, мой юный друг, конечность в жертву принести?

Знай, жертвенность твоих коллег во все века была в чести!

Оперируем без боли, правда будет много крови.

При каждой операции нужна стерилизация. Йодом смочим мы обильно, чтобы было все стерильно.

Не вертитесь, пациент! Нож подайте, ассистент.

Посмотрите, прямо струйкой кровь течет, а не вода.

Но сейчас я вытру руку – от пореза ни следа.

Одному из наблюдателей протирают руку ваткой, смоченной раствором хлорного железа (FеС13, затем берут тупой нож, опускают (как будто для дезинфекции) в раствор роданистого калия (КСNS) или аммония и проводят по руке, обработанной хлорным железом. В месте соприкосновения ножа с кожей мгновенно появляется красная ("кровяная") полоса (образуется родановое железо). Создается впечатление, что руку порезали и появилась кровь. Затем тампоном ваты, смоченным в растворе фтористого натрия (NаF), проводят по "порезу". "Рана" мгновенно исчезает. Фтористый натрий обесцвечивает родановое желез

Чудесные превращения. То, что арабский алхимик Джабир аль-Хайян на рубеже I и II тысячелетий называл «превращением железа в медь», на самом деле было процессом. В растворе медного купороса железные клинки покрывались слоем меди, И мы повторим чудеса арабского алхимика.

Превращение железных гвоздей в медные. Налить в стакан раствор CuS04  и опустить  туда гвозди.   Реакция протекает по уравнению CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. Мы покрывали медью железные гвозди.

Превращение меди в серебро. Налить в стакан раствор нитрата серебра и опустить медные монетки.

Какой тип реакции мы наблюдали? Всегда ли металлы могут вытеснять другие металлы из соли? Где мы можем теоретически получить справочную информацию об этом? Фамилия ученого химика открывшего эту закономерность?

Дым без огня. Пословица «нет дыма без огня» опровергается некоторыми химическими реакциями. Демонстрация. Смешали в колбе при комнатной температуре два бесцветных газа – аммиак и хлороводород.

Что представляет собой дым? Уравнение реакции? (Он представляет собой мельчайшие кристаллики хлорида аммония: NH3+HCl=NH4Cl.

Дым вскоре осядет на стенке сосуда в виде белого налета.

«Стреляющая» бутылочка. В бутылочку кладут несколько кусочков мрамора или мела, приливают разведенной соляной кислоты и закрывают пробкой (не слишком туго).

В целях предосторожности бутылочку заворачивают в полотенце. Через несколько минут происходит выстрел, и пробка взлетает почти до потолка. В результате взаимодействия соляной кислоты с мрамором или мелом образуется углекислый газ, который и выталкивает пробку. СаСО3+2НСl=CaCl2+CO2+H2O.

Почему бутылочка выстрелила?  Какой газ образовался? Какая формула мрамора, соляной кислоты? Какой газ образовался? Уравнение реакции?

Фараоновы змеи. В одном из библейских преданий говориться, как пророк Моисей, исчерпав все аргументы в споре с фараоном, совершил чудо. Он бросил свой жезл к ногам фараона, и жезл превратился в извивающуюся змею…Мгновение – и жезл снова в руках Моисея в своем обычном виде. Химикам только в 19 веке удалось придумать нечто похожее на чудо, сотворенное Моисеем.

 Упрощенный вариант этого опыта, который на практике хорошо получается. Одну таблетку твердого горючего или аптечного уротропина положите на кусок жести или асбестовую сеточку. Сверху положите 1-2 таблетки норсульфазола и подожгите. И тут начинаются чудеса; из таблетки появляются черные шарики, которые сливаясь, образуют подобие вырастающего «хвоста». Выделяющиеся газы вспучивают и двигают его.

 Чем обьяснить увеличение объема? Реакция с выделением или поглощением тепла? Как называется?

Зеркальные пробирки. Зеркала появились задолго до нашей эры. Сначала ими служили отполированные до блеска металлические пластины из золота, серебра, меди и бронзы – сплава меди с оловом. Согласно летописям, с помощью бронзовых зеркал Архимед в 212г. до н. э. сжег римские корабли в сражении при Сиракузах. Изготовление зеркал современного типа (на стекле) положил начало в 1858 году немецкий химик Юстус фон Либих. Попробуем в пробирке повторить метод Либиха и посеребрить пробирки.

В чистые обезжиренные пробирки (2-3) наливают 2% раствор нитрата серебра и добавляют р-р аммиака (10-25%) до растворения осадка. Затем добавляют р-р формалина и слегка подогреваем (учащиеся греют в руках). На стенках пробирки выделяется серебро. Упрощенное уравнение реакции серебряного зеркала:

HCOH+Ag2O= HCOOH+2Ag  

Сила духа. В 3 пробирки наливаем р-р питьевой соды и добавим фенолфталеин.  Какую реакцию показывает фенолфталеин? Почему р-р соды имеет щелочную реакцию?  Наша задача нейтрализовать раствор, выдыхая углекислый газ. А сейчас мы проверим у кого больше сила духа. (Учащиеся пластмассовыми трубочками выдыхают в пробирки углекислый газ. Растворы соды готовить очень слабые). Какая реакция будет протекать? В каком случае р-р обесцветится?

Сила рук. Учащимся предлагают разломать кусочек сплава Вуда. Это вещество названо по имени своего создателя: Английский инженер Барнабас Вуд разработал его еще в 1860 году. Материал представляет собой тяжелый (плотность 9,7 г/см3), легкоплавкий материал, который уже при температуре от 68,5 до 75 градусов проявляет плавкие свойства. Чтобы изготовить сплав Вуда, используют хорошо известные материалы: свинец – 25%, кадмий – 12,5%, олово – 12,5%, висмут- 50%. При этом процентное соотношение их в продукте разное. Благодаря особой технологии производства сплава Вуда, достигается высокая прочность (на разрыв – 4,5 кгс/кВ.м.) Если продукт попытаться растянуть, то его длина может увеличиться на 7%. Все эти свойства материала позволяют ему быть востребованным в самых разных областях промышленности. Учащиеся не справляются с образцом сплава. Затем сплав опускают в горячую воду. Через некоторое время он легко перемешивается стеклянной палочкой. Определение сплавов? Как назвать сплавы, которые плавятся при низких температурах?

Вулкан. В древнегреческой мифологии хромоногий бог-кузнец Гефест был оружейником богов, покровителем ремесел. В одной из легенд Древней Греции говорилось: «И ударил по своей наковальне гигантским молотом черный от копоти и пыли бог Гефест, и проснулись вулканы на Земле...» По имени Вулкана, бога огня древних римлян, названы огнедышащие горы — вулканы, внезапно просыпающиеся и уничтожающие окрест все живое во время страшных извержений.

Свои домашние вулканы придумали и химики. Самый известный «вулканический» опыт первым проделал немецкий химик Рудольф Бёттгер, который прославился как изобретатель спичек и пироксилина. В 1843 г. Рудольф Бёттгер получил дихромат аммония  (NH4)2Cr2O7— оранжево-красное кристаллическое вещество. Он решил испытать это вещество на способность взрываться от удара и воспламеняться от горящей лучины. Удар молотом на чугунной плите всего лишь превратил кристаллы дихромата аммония в порошок. Затем, насыпав на тарелку горку кристаллов, Бёттгер поднес к ней горящую лучинку. Кристаллы не вспыхнули, но вокруг конца горящей лучинки что-то закипело, начали стремительно вылетать раскаленные частицы. Горка стала увеличиваться и скоро приняла внушительные размеры. Изменился и ее цвет: вместо оранжевого он стал зеленым. И мы повторим этот опыт. Позднее было установлено, что дихромат аммония самопроизвольно разлагается не только от зажженной лучинки или спички, но и от нагретой стеклянной палочки. При этом выделяется газообразный азот N2, пары воды, зеленый порошок Cr2O3 и большое количество теплоты. Идет внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция: (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 +N2+4H2O

Какой тип реакции вы наблюдали ? (Разложение, экзотермическую) Почему масса вещества увеличилась?

По окончании опытов можно провести викторину.

Использованная литература:

Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии, - М.: Дрофа, 2002

Ольгин О. Опыты без взрывов. М., Химия, 1986

Интернет – ресурсы:

1. Справочный сайт Алхимик http://www.alhimik.ru
2. Электронная библиотека по химии http://www.chem.msu.su/rus/elibrary