Проведение эксперимента:
Тема: «Приготовление раствора безводного сульфата меди (II) CuSO4 с определенной массовой долей»
Цель: экспериментальным путем определить количественные характеристики раствора и приготовить водный раствор определенной концентрации.
Оборудование: весы, мензурка, вода, сульфат меди (II) CuSO4.
Задание: приготовить 50 грамм 2% раствора безводного сульфата меди (II) CuSO4.
Ход работы:
Ø Рассчитайте массу соли и объем воды, необходимые для приготовления водного раствора определенной концентрации.
Ø На весах отмерьте нужное количество соли.
Ø Мензуркой отмерьте нужное количество воды.
Ø В сосуде смешайте соль и воду.
Это нужно знать!
Плотность воды ρ = 1 г/см3
m
ρ =
V
Массовая доля:
m вещества
ω = ● 100%
m раствора
m раствора = m вещества + m растворителя
У2: Благодаря воде а природе возникают интереснейшие и самые разнообразные явления, такие как, радуга, гало, сулой, венцы и т.д. некоторые люди связывают с ними различные суеверия и приметы. Но ученые разгадали и нашли объяснения этим загадочным явлениям природы. Причиной некоторых из них является вода, её пары и лед. Воде принадлежит огромная роль в природе. О важнейших процессах в природе расскажет следующая группа из ОУ № 187.
|
|
- выступление группы № 6 интегрирующей знаний между учебными предметами:
«Цель нашей работы обобщить знания о ВОДЕ на примере природных явлений.
Осмос. Осмос (от греч. «толчок, давление») — процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор. Впервые осмос наблюдал А. Нолле в 1748 году. Явление осмоса открыто в 1805 году русским академиком Г. Ф. Парротом. Голландский химик Я. Г. Вант-Гофф установил, что при постоянной температуре осмотическое давление возрастает пропорционально концентрации растворенного вещества, с повышением же температуры давление растет пропорционально первой степени температуры.
Явление осмоса наблюдается в тех средах, где подвижность растворителя больше подвижности растворённых веществ. Важным частным случаем осмоса является осмос через полупроницаемую мембрану. Полупроницаемыми называют мембраны, которые имеют достаточно высокую проницаемость не для всех, а лишь для некоторых веществ, в частности, для растворителя.
Рассмотрим пример, к яичной скорлупе с внутренней стороны прилегает полупроницаемая мембрана: она пропускает молекулы воды и задерживает молекулы сахара. Если такой мембраной разделить растворы сахара с концентрацией 5 и 10% соответственно, то через нее в обоих направлениях будут проходить только молекулы воды. В результате в более разбавленном растворе концентрация сахара повысится, а в более концентрированном, наоборот, понизится. Когда концентрация сахара в обоих растворах станет одинаковой, наступит равновесие. Растворы, достигшие равновесия, называются изотоническими.
|
|
Еще за счет ударов тех молекул, которые не пропускаются мембраной, возникает одностороннее давление на мембрану — осмотическое давление. Всасывающее действие мембраны может быть скомпенсировано избытком гидростатического давления со стороны более концентрированного раствора.
Осмосом объясняется «оживление» увядших цветов в воде, набухание семян, прорастание растений сквозь асфальтовое покрытие дорог и тротуаров. Если подрезать стебель растения у земли, можно наблюдать выделение из него соков под влиянием осмотического давления. Вместе с соками при этом выделяется и поступающая через корни вода («плач» растений).
В организме людей осмотическое давление составляет около 8 атм, у млекопитающих оно меняется в пределах 7,5—9 атм, а у костистых рыб — в диапазоне от 10 до 15 атм. У луговых растений осмотическое давление поддерживается на уровне 5—10 атм, у солончаковых и пустынных— на уровне 60—80, иногда до 100 атм, а у семян при небольшой влажности приближается к 400 атм.
В эпоху построения египетских пирамид не существовало взрывчатых веществ. Для отвала скальных пород египтяне использовали явление осмоса. С этой целью в скале делалось отверстие, куда забивался деревянный клин. При поливании водой клин постепенно разбухал и раздвигал скальные стенки. Так производился отвал породы. После этого крупные куски известняка на катках и полозьях перевозили к месту построения пирамид.
В последнее время осмос стали применять и при очистке сточных вод.
Значение:
Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, растворенных в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворенном состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки.
Осмос участвует в переносе питательных веществ в стволах высоких деревьев, где капиллярный перенос не способен выполнить эту функцию. Примером являются эвкалипт, бамбук (трава).
Осмос широко используют в лабораторной технике: при определении молярных характеристик полимеров, концентрировании растворов, исследовании разнообразных биологических структур. Осмотические явления иногда используются в промышленности, например при получении некоторых полимерных материалов, очистке высоко-минерализованной воды методом "обратного" осмоса жидкостей».
«Круговорот воды в природе.
Уже за много столетий до нашей эры люди интересовались происхождением рек и подземных вод. Древние греки считали, что реки питаются не атмосферными осадками и не подземными водами, а водой Океана, Они полагали, что вода Океана через глубокие отверстия - "тартары" - проникает в недра Земли и, выйдя снова на поверхность, дает начало рекам. И хотя взгляды Аристотеля (IV в. до н. э.) и Витрувия (I в. до н. э.) уже приближались к современным представлениям о круговороте воды, вплоть до XV в. преобладала теория океанического происхождения рек и подземных вод, исключавшая из круговорота процесс испарения и переноса влаги воздушными течениями. Современные представления о круговороте воды стали прочно складываться лишь в эпоху Возрождения. Первое наиболее близкое к современным описание круговорота воды мы находим в трудах Леонардо да Винчи (1452-1519).
Как вы знаете, вода может, находится в трех агрегатных состояниях:
|
|
- твердое (лед),
- жидкая вода,
- газообразное (водяной пар).
Наблюдается разница в характере движения частиц, расположении и силовых взаимодействиях. Вода способна к фазовым переходам, т.е. способна переходить из одного агрегатного состояния в другое. При чем для плавления, парообразования и возгонки необходимо сообщать тепловую энергию, а при кристаллизации и конденсации тепловая энергия выделяется в окружающее пространство.
Жидкая вода, которая наполняет моря и реки, уже много раз выпадала на землю в виде жидкой воды – дождя, и твердой воды – снега и града. Вода на Земле используется вновь и вновь. Это называется круговоротом воды в природе.
Вся масса воды на Земле находится в непрерывном движении - в круговороте. Вода испаряется с поверхности Океана и суши, восполняя запасы атмосферной влаги. Из атмосферы в виде дождя и снега она возвращается в Океан и на сушу, при этом осадки, выпавшие на сушу, питают реки и подземные воды. А речной сток восполняет часть воды морей и океанов, израсходованную на испарение. Осадки обогащают и почву влагой, столь необходимой для плодородия. Более одной трети воды с суши испаряется растениями. Этот важный процесс называется транспирацией.
В самом общем виде круговорот воды на нашей планете выглядит следующим образом. Под действием солнечных лучей вода испаряется с поверхности океана и суши и поступает в атмосферу, причём испарение с поверхности суши осуществляется, как реками и водоёмами, так почвой, растениями. Невидимые водяные пары, поднимающиеся в атмосферу. Достигая высоких и холодных слоев воздуха, водяной пар конденсируется и превращается в крохотные капли воды. Многие миллионы капель воды, конденсируясь (собираясь вместе), образуют облака. Капельки внутри облака, сливаясь, образуют более крупные капли. Когда они становятся достаточно большими и тяжелыми, они падают на землю в виде дождя под действие силы тяжести. Дождь питает горные потоки, которые впадают в реки. Вода уносится реками обратно в море. После этого круговорот воды в природе начинается вновь.
|
|
Вода не возникает из ничего, ее количество на Земле всегда постоянно. Вода, выпавшая на землю в виде дождя, возникла из испарений морей и озер, а также из туманов над поверхностью земли.
Надо сказать, что круговорот воды не полностью замкнут. Часть её, попадая в верхние слои атмосферы, разлагается под действием солнечных лучей и уходит в космос. Но эти незначительные потери постоянно восполняются за счёт поступления воды из глубинных слоёв земли при вулканических извержениях. За счёт этого объём гидросферы постепенно увеличивается. По некоторым расчётам 4 млрд. лет назад объём её составлял 20 млн. км3, т.е. был в семь тысяч раз меньше современного.Таким образом, в круговороте особенно важны две силы. Первая - энергия Солнца, под влиянием которой вода испаряется и конденсируется (и кристаллизуется) парообразная влага, возникают воздушные и морские течения. Вторая - сила тяжести, под действием которой падают капли дождя, течет по уклону вода в реках, погружаются подземные воды и движутся полярные и горные ледники. Круговорот воды не только приводит в движение водную оболочку Земли, но связывает воедино все части гидросферы, обеспечивая их возобновление.
Мириады водяных пылинокПоднимаются над океаном,Чтобы тут же в путь пустится длинныйПо широтам и меридианам,Стать сгустившимися облаками,Тучами, чтоб тяжестью водыГде-то падать на пески и камни,На поля и на сады. С. Щипачев».5. Проверка и оценка ЗУН учащихся по химии и оценка общего уровня знаний по теме ВОДА:
Тестирование по химии (5 вопросов), тестирование общего характера по теме ВОДА (5 вопросов) затем самоконтроль и самооценка.
Самооценка вклада в подготовку мероприятия, работы на мероприятии, самого мероприятия.
Тест по химии:
Ø 1. В молекуле воды атомы связаны:
А) ковалентной полярной химической связью,
Б) ионной химической связью,
В) металлической химической связью,
Г) ковалентной неполярной химической связью.
Ø 2. Аномально высокие плотность и температура кипения воды обусловлены:
А) химической активностью,
Б) образованием водородной связи между молекулами,
В) смещением электронной пары от атома водорода к атому кислорода,
Г) составом молекул.
Ø 3. Вода взаимодействует со всеми из перечисленных в ряду веществами:
А) СО2, Na2O, Cu.
Б) NaOH, H2SO4, Ag.
В) Fe, SO2, CuSO4.
Г) O2, Mg, CaCl2.
Ø 4. Выберите верное высказывание о воде:
А) вода – неполярный растворитель,
Б) вода не образует растворы,
В) вода – диполь, являющийся универсальным полярным растворителем,
Г) вода взаимодействует со всеми веществами.
Ø 5. Массовую долю растворенного вещества можно рассчитать по формуле:
Ar Эл
А) ω0 =
Мr
m вещества
Б) ω =
m раствора
V вещества
В) φ =
V раствора
m
Г) ρ =
V
Общий тест:
Ø 1. Отгадайте загадку. О каких агрегатных состояниях идет речь в загадке:
Я и туча, и туман,
И ручей, и океан,
И летаю, и бегу,
И стеклянной быть могу.
А) вода: газообразное (водяной пар), жидкое (жидкая вода), твердое (лёд).
Б) водяной пар, вода, лёд.
В) вода,
Г) нет верного ответа.
Ø 2. Вода имеет аномально высокую плотность при … ˚С, что обеспечивает и поддерживает жизнь в водоемах. При этом плотные холодные слои воды опускаются вниз, а менее плотные теплые поднимаются вверх – это перемещение происходит из-за явления…
А) – 4 ˚С, конвекция,
Б) 0 ˚С, конвекция,
В) + 4 ˚С, конвекция,
Г) 0 ˚С, диффузия.
Ø 3. Биологическое явление проникновения растворителя к растворенному веществу через полупроницаемую перегородку называется… В основе лежит физический процесс - …
А) транспирация и испарение,
Б) осмос и диффузия,
В) транспирация и конденсация,
Г) осмос и давление.
Ø 4. Процесс испарения воды растениями, которая участвует в круговороте воды в природе, называется…
А) осмос,
Б) конденсация,
В) транспирация,
Г) кристаллизация.
Ø 5. Круговорот воды в природе имеет следующую физическую формулу…
А) транспирация, конденсация, выпадение осадков под действием силы тяжести.
Б) испарение и конденсация,
В)испарение и кристаллизация
Г) испарение, конденсация (кристаллизация), выпадение осадков под действием силы тяжести.
6. Поведение итогов:
?Что нового Вы узнали, чему научились…? (ответы учащихся)
У1: Действительно, вода играет большую роль в нашей жизни. Что бы делало человечество без воды, даже трудно представить. По-видимому, оно просто бы не существовало.
У2: С водой связаны не только жизнь и климат, но и работа большинства отраслей народного хозяйства. Вода является богатейшим источником энергии.
У1: мероприятие хочется снова закончить словами:
«Науку все глубже постигнуть стремись
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знаний нет!»
Фирдоуси
(персидский и таджикский поэт, 940 – 1030 гг.)
o Видеоряд «Рапсодия океана», учащиеся группы №1 читают стихи.