Конспект к уроку 9 класса "Растворы"

Класс________№Урока___________Дата___________

Тема: Вода в природе и способы её очистки. Аэрация воды. Физические  свойства воды.

 Цели

Образовательные

Организовать деятельность учащихся  по формированию знаний о воде как уникальном веществе природы  на аномальных свойствах, способах очистки воды и аэрации. Обобщить знания учащихся о воде как наиболее распространенном   веществе на Земле, и её  значении. Углубить знания учащихся о природе, показать взаимосвязь между естественными науками. Сформировать понятия о структуре молекулы воды, зависимость свойств воды от структуры, подвести учащихся к оценке роли воды в природе.

Развивающие

Развивать навыки самостоятельной познавательной деятельности,  выделять главное, обобщать. Развивать логическое мышление,  работать с дополнительной литературой. Развивать умение учеников делать сообщения и выступать перед аудиторией. Вызвать интерес к химии, развивать умения работать в команде. Сформировать представление о  круговороте в природе, понимание необходимости бережного и экономного отношения к водным ресурсам.

Воспитательное

Воспитание положительной мотивации к обучению, культуры поведения, умения красиво говорить и выступать с презентацией.

Тип урока изучение новых знаний.

     Вид  Презентация

План работы над проектом.

1.      Постановка проблемы;

2.      Определение темы и цели проекта;

3.      Ознакомление учеников с содержанием проекта и основными этапами его реализации;

4.      Работа с литературой;

5.      Отчёты творческих групп;

6.      Презентация проекта

Ключевой вопрос проекта. В чём заключается универсальность воды?

Тематические задания.

1.     Распространение воды в природе,  круговорот воды;

2.     Строение молекулы воды;

3.     Физические свойства воды (аномалии воды);

4.      Химические свойства;

5.      Источники загрязнения воды;

6.      Методы и способы очистки воды;

7.      Значение воды

                                                Ход Урока

1.Организационный момент.

     2. Мотивация. Стихотворение о воде.

                              В кружево будто одеты

                            Деревья, кусты, провода

                          И кажется сказкою это,

                 А в сущности – только вода.

        Безбрежная тишь океанов

И тихая заводь пруда,

                    Каскад водопада и брызги фонта

                           И всё это – только … вода.

                              В бирюзовой дали исчезая,

                             Лебедями плывут облака,

                            Вот туча идёт грозовая,

                            А в сущности – только вода.

                 Высокие гребни вздымая,

                  Бушует морская вода

                 И топит, как будто играя,

                Морские большие суда.

               Как пухом, зимой одевает

              Снег белый, родные поля,

               Но время придёт – всё растает

              И будет простая ВОДА!!!

             3.Изучение новых знаний

1.Шум природного происхождения, шум моря благотворно влияет на организм человека, он успокаивает, настраивает на мышление и творческий труд. Если посмотреть на карту полушария, то вода наиболее распространённое вещество на земле, на её долю приходится ¾ воды, а ¼ часть занимает суша. На мировой океан приходится 96,5 %  всей воды и только 3, 5% - это воды суши. В связанном состоянии вода находится в литосфере, атмосфере, в телах живых организмов. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников. Молекулы воды обнаружены даже в межзвёздном пространстве. Но только Земля имеет такие огромные запасы воды. Предполагают, что вода выделилась, как и материковая кора, при образовании Земли из верхней мантии или накапливалась постепенно. Вода и сейчас выделяется из магмы попадая на поверхность Земли при извержении вулканов, при образовании океанической коры в зонах растяжения плит литосферы. Так будет происходить ещё многие миллионы лет. Часто воды поступает на Землю из космоса.

Живые существа на 2/3 состоят из воды. Много воды в сочных плодах, мякоти листьев, в корнях растений: например – в плодах арбузов, огурцов – до 90 % воды. В организме млекопитающих массовая часть воды 70%, рыб – 80 %, медуз 97%. В организме человека содержится 65% воды, но в раннем возрасте её даже больше. Большинство тканей и органов в основном состоят из воды. В каком же органе человека содержится наибольшее количество воды, в каком наименьше?

Таблица содержания воды в организме человека.

№ п/п	Составные части организма	%  содержание воды
1	Головной мозг (серое и белое вещество)	83/70%
2	Спинной мозг	74,8%
3	Почки	82%
4	Сердце	79%
5	Лёгкие	79%
6	Мышцы	75%
7	Кожа	72%
8	Печень	70%
9	Скелет	46%
10	Зубная эмаль	0,2%
11	Клетки эмбриона	80%
12	Плазма крови	92%
13	Стекловидное тело глаза	99%
14	Слюна	99,4%
15	Желудочный сок	99,5%

Потеря организмом большого количества воды вызывает его гибель. Без воды человек может прожить 3 дня, а без еды 30-50 дней. В живых организмах ни один процесс не происходит без участия воды.

Круговорот воды в природе. Вода в природе всё время находится в движении, если бы можно было пойти за водой, где она бывает, то у нас получилось бы интересное путешествие. Основной причиной круговорота является солнце. Четвёртая часть солнечной энергии идёт на испарение влаги с поверхности воды. 2/3 атмосферной влаги возвращается в виде осадков в мировой океан, 1/3 выпадает на сушу. Круговорот воды исключительно важный процесс. Он обеспечивает сушу пресной водой, которая постоянно пополняется. Замена воды в реках происходит в среднем 30 раз в год. Влага в почве меняется в течении года, вода в озёрах меняется за десятки лет.

1.      Химическая формула воды H₂O , это вещество имеет молекулярное строение. Электронное и графическое формулы воды:

Молекула воды имеет угловое строение: вхо­дящие в её состав ядра образуют равнобедренный треугольник, в осно­вании которого находятся два атома водорода, а в вершине — атом кислорода. Межъядерное расстояние O—H близко к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно 0,15 нм, угол между связя­ми H—O—H равен 104,5°. Из октетной оболочки атома кислорода в мо­лекуле воды четыре электрона задействованы в образовании ковалент­ных связей O—H, остальные составляют неподелённые электронные пары:

H:Ö̤:H

Связи O—H являются полярными за счёт более высокой электро­отрицательности кислорода, на котором локализован частичный отри­цательный заряд. На атомах водорода, напротив, создаётся дефицит электронной плотности:

В целом молекула H₂O является полярной молекулой, т. е. диполем. Относительная молекулярная масса воды равна 18 и отвечает её простейшей формуле. Однако молекулярная масса жидкой воды, определяемая в обычных условиях, оказывается более высокой. Это свидетельствует о том, что в жидкой воде происходит ассоциация мо­лекул, т. е. соединение их в более сложные агрегаты за счёт межмолекулярной водородной связи.

Чистая вода – прозрачная жидкость без вкуса и запаха. В тонких слоях она бесцветна, а в толстых имеет голубой цвет. При температуре 0С вода переходит в твёрдое состояние лёд, а при температуре  100С она переходит в пар, при нормальных условиях вода жидкость. Максимальная плотность воды – 1г /см ³ при температуре 4 С.

Аномалия первая. Ближайшие родственники воды - сероводород, селеноводород, теллуроводород - представляют собой газы, которые имеют температуры кипений и плавления ниже 0 С. Вода плавится и кипит при значительно высоких температурах. Известно, что на температуру кипения и плавления вещества оказывает влияние его относительная молекулярная масса: с увеличением её повышаются температуры кипения и плавления. Из четырёх веществ (H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te) вода имеет наименьшую относительную молекулярную массу, но температуры плавления и кипения у неё наивысшие. Эту аномалию можно объяснить тем, что молекулы воды способны сцепляться друг с другом. Атом кислорода одной молекулы воды притягивает атом водорода другой. Связь между молекулами воды называется водородной. За счёт неё молекулы связывается друг с другом и образуют целые группы молекул. Это затрудняет испарение воды, а следовательно, повышает температуру плавления и кипения.

Аномалия вторая. Вода - единственное вещество, которое при затвердевании расширяется. Поэтому плотность льда меньше плотности жидкой воды. Вот почему лёд плавает на поверхности воды. Один кубический дециметр воды при 4 С имеет массу 1000 г, а кубический дециметр льда - 916 г, т. е. Замерзшая вода увеличивает свой объём на одну десятую часть. Эту аномалию воды можно объяснить тем, что с понижением температуры увеличивается число водородных связей между её молекулами. Это приводит к такому расположению молекул воды относительно друг друга, при котором образуются пустоты между молекулами. Кристаллическая решётка льда имеет ажурное строение.

Аномалия третья. Самое привычное для нас состояние воды - жидкое. Однако из того, что температура кипения воды - её аномальное свойство, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твёрдое состояния её - также аномалия. Нормальным должно быть только газообразное состояние. Невозможным жителем невозможного мира, в котором все свойства воды были бы нормальными, пришлось бы строить специальные машины, чтобы сжижать такую воду, подобно тому как это делаем мы, получая жидкий кислород. Самое обычное свойство воды оказывается необычным и удивительным, если как следует с ним познакомиться и хорошо разобраться.

Аномалия четвёртая. Наличие водородных связей между молекулами затрудняет испарение воды, поэтому у неё очень высокая теплота испарения. Солнце - великий энергетик - нагревает воду всюду, где она есть: в луже, в пруду, в море, в океане. Вода поглощает в своём тонком слое почти всю энергию падающих в неё солнечных лучей и испаряется. Необходимо очень много солнечной энергии, чтобы разъединить молекулы воды и превратить её в пар. Нет ни одного вещества, у которого бы удельная теплота испарения была бы больше, чем у воды. Метеорологи подсчитали, что Солнце испаряет на Земле за 1 мин миллиард тонн воды. Энергия Солнца, поднятая с водяным паром вверх, неминуемо должна выделиться обратно. Каждую минуту водяной пар отдаёт атмосфере Земли огромное количество энергии -2,2 10 Дж, Столько энергии за то же время могли бы выработать 40 млн. электростанций, по миллиону киловатт каждая. Эта энергия переходит в тепловую, нагревая воздух. Это та энергия, которая переносит сотни миллиардов тонн воды по воздуху в облаках и орошает дождями всю поверхность Земли, за счёт неё дуют ветры, возникают бури, рождаются штормы и ураганы.

Аномалия пятая. В кристаллах льда, как и в жидкой воде, каждая молекула воды связана водородными связями с четырьмя соседними. Поэтому при плавлении льда приходится затрачивать большую энергию. Вода имеет высокую теплоту плавления. Удельная теплота плавления льда 335 Дж на 1 г. Когда наступает зима, образуется лёд, вода отдаёт энергию, поглощенную при плавлении льда, обратно, подогревая землю и воздух, 1 л воды, превращаясь в лед, подогревает на 1 С 250 тыс. литров воздуха. Это смягчает переход к суровой зиме, сильным морозам. Именно благодаря этому замечательному свойству воды на нашей планете существуют осень и весна.

Аномалия шестая. У воды самое высокое поверхностное натяжение из всех жидкостей, кроме ртути. Поверхность воды всегда затянута тончайшей плёнкой из молекул, прочно связанных водородными связями, По этой пленке, как по гамаку, бегают водомерки. Измерив площадь опор лапок у этих насекомых и их вес, можно обнаружить, что водная пленка выдерживает значительные давления. Силы поверхностного натяжения заставляют воду подниматься из глубины почвы и питать растения. Вода сама поднимает­ся вверх по капиллярным сосудам стволов деревьев н стеблям трав, доставляя растворён­ные питательные вещества на большую высоту от корней к листьям и плодам.

Аномалия седьмая. Вода - самое распространённое вещество на Земле, н в то асе время мы вправе сказать, что на Земле нет чистой воды. Всё, что мы называем водой, - растворы тех или иных веществ в воде. Вода - один из лучших растворителей, В ней растворены газы атмосферного воздуха: азот, кислород, углекислый газ, аргон и др. В ней растворены сотни различных соединений почти всех элементов периодической системы. В ней взвешены мельчайшие частички пыли. Это мы и называем чистой водой. Растворен­ные в воде соли прядают ей приятный вкус. В воде некоторых источников содержится большое количество растворенных веществ, и она имеет целебные свойства. Это мине­ральная вода.

4.Химические свойства воды H₂O – это те химические реакции, в которых она является реагентом. Вода довольно активный реагент. Реагирует с многими веществами – и простыми и сложными.

1). Она реагирует с простыми веществами металлами (щелочными), реагирует с металлами средней активности часто при нагревании. Ме (Na, Li, Ca, Ba, Mg) + H₂O = Ме(ОН)_п + Н₂

Me(Zn, Fe) +H₂O      ^t     Me _nO_m +H₂

Me(Cu, Ag, Au)+H₂O         не реагируют

2).Вода реагирует со сложными веществами (кислотные оксиды, основные оксиды).

3).Вода разлагается под действием электрического тока на газообразные вещества.

4).В воде происходят физико-химические процессы растворения.

5. Источники загрязнения водоёмов

Виды загрязнения	Примеры
I.                    Физическое	Песок и глина, ил
II.                 Биологическое (возбудители болезней)	Бактерии, вирусы, что есть в выбросах сточных вод биогенного происхождения
III.              Химическое
1.      Минеральные вещества	Удобрения (нитраты, фосфаты)
2.      Органические вещества	Ядохимикаты, гной, бензин, машинное масло.
3.      Неорганические промышленные отходы	Соли, кислоты, щёлочи.
IV.              Тепловое	Теплая вода сбрасывается с заводов электростанций, прачечных и т.д.

Кроме тех загрязнений, что уже названы, очень токсичны ртуть, кадмий, свинец. Если эти вещества и их соединения попадают с промышленными стоками в водоёмы то приводят к гибели планктона и моллюсков, которые принимают участие в самоочистки воды. Соли тяжёлых металлов обуславливают нарушение нормальных условий размножения рыб, при этом они гибнут от прямого отравления. Наиболее чувствительные к тяжёлым металлам икра и мальки, они вызывают заболевания всех систем организма животного и человека. Наличие даже незначительного количества моющих средств в воде придаёт ей неприятный запах и вкус. При концентрации 1 мг./литр погибает мелкий планктон, 5 мг – рыбы. Влияние воды образованных изотопами воды приводят к непоправимым заболеваниям человеческого организма.

6. Природная вода всегда содержит примеси. В зависимости от целей и применения используют разные приёмы очищения. Известные способы разделения смеси: фильтрование, отстаивание, дистилляция. Схема очищение воды:

1.Очищение воды от твёрдых примесей и нерастворимых веществ – отстаиванием и фильтрованием;

2.Очищение воды от микроорганизмов – хлорированием, озонированием, действием ультрафиолетовых лучей.

7.

Из таблицы видно объемы используемой воды колоссальны. Правда и без воды и не туда и не сюда. Для нас обычным является ежедневное использование питьевой воды в еде, в том числе разнообразных напитков (чай, кофе, компот, сок, молоко и т.д.) Что лучше использовать – чистую воду или напитки? Оказывается лучше пить чистую воду. Это установили исследователи Калифорнийского университета. Если выпивать до 5 стаканов чистой воды в день, то можно снизить риск сердечно - сосудистых заболеваний, например, инфаркт на 41 % у женщин и 54% у мужчин. Учёные объясняют это тем, чистая вода сразу попадает и разжижает кровь, а напитки в процессе пищеварения не сразу. ВЫВОДЫ УРОКА:

1.«Вода, в тебе нет, цвета, вкуса, тебя нельзя и описать, тобою наслаждаюсь не ведая, что есть ты! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни. Ты есть жизнь!»

2.Вода – основа жизни.

3. Вода – начало и суть всего.

Стихотворение о воде.

В кружево будто одеты

Деревья, кусты, провода.

И кажется сказкою это,

А в сущности – только вода.

Безбрежная тишь океанов

И тихая заводь пруда,

Каскад водопада и брызги фонтана –

И всё это – только … вода.

В бирюзовой дали исчезая,

Лебедями плывут облака,

Вот туча идёт грозовая,

А в сущности – только вода.

Высокие гребни вздымая,

Бушует морская вода

И топит, как будто играя,

Морские большие суда.

Как пухом, зимой одевает

Снег белый, родные поля,

Но время придёт – всё растает

И будет простая вода

.

Д/З  ПАРАГРАФ 32-33