Дисперсные системы

Изучение дисперсных систем в виде отдельного блока я считаю целесообразным, поскольку они широко распространены в быту, природе, играют большую роль в различных производственных и природных процессах (геологических, почвенных). Необходимо знать виды дисперсных систем, их свойства, чтобы научиться понимать проявления нежелательных процессов в окружающей среде и правильно решать многие научно-технические и экологические проблемы.

Если на предыдущих этапах изучения химии учащиеся знакомились с многообразием веществ и установлением взаимосвязи меду строением, составом и свойствами вещества, то при изучении дисперсных систем они узнают о новой зависимости – зависимости свойств вещества от состояния их раздробленности.

При изучении дисперсных систем встречается много новых терминов, поэтому необходимо составить их перечень с соответствующими разъяснениями и по мере знакомства с дисперсными системами обращаться к этому перечню.

Уроки по данной теме я планирую следующим образом:

1. Дисперсные системы, их виды.
2. Конференция «Свойства дисперсных систем. Роль дисперсных систем в быту, природе и производственных процессах».

Цель уроков: Обобщить, систематизировать знания по теме; создать на уроке атмосферу поиска и сотрудничества, дать каждому ученику возможность достичь успеха.

Образовательные задачи:

1. Проконтролировать степень усвоения основных ЗУН по теме:
   - Сформулировать понятие дисперсной системы.
   - Познакомить с классификацией дисперсных систем по различным признакам.
   - Привлечь внимание учащихся к дисперсным системам большой практической значимости:
   суспензиям, эмульсиям, коллоидным растворам, истинным растворам, аэрозолям, пенам.;
2. Продолжить формирование общеучебных умений (осуществлять самоконтроль; сотрудничать; использовать компьютер, ноутбук, интерактивную доску).
3. Продолжить формирование навыков самостоятельной работы учащихся с учебником, дополнительной литературой, сайтами Интернета.

Воспитательные задачи:

1. Продолжить развитие познавательных интересов учащихся;
2. Воспитывать культуру речи, трудолюбие, усидчивость;
3. Продолжить формирование ответственного, творческого отношения к труду;

Развивающие задачи:

1. Развивать умение использовать химическую терминологию
2. Развивать мыслительные операции (анализ, синтез, установление причинно-следственных связей, выдвижение гипотезы, классификация, проведение аналогий, обобщение, умение доказывать, выделение главного);
3. Развивать интересы, способности личности;
4. Развивать умение проводить, наблюдать и описывать химический эксперимент;
5. Совершенствовать коммуникативные умения учащихся в совместной деятельности (умение вести диалог, выслушивать оппонента, аргументировано обосновывать свою точку зрения) и информационно - познавательную компетентность учащихся.

Предварительная подготовка:

1. Постановка проблемы;
2. Прогнозирование практических результатов работы;
3. Организация самостоятельной (индивидуальной, парной, групповой) деятельности учащихся на уроке и во внеурочное время;
4. Структурирование содержательной части исследовательской работы (с указанием поэтапных результатов и указанием ролей);
5. Исследовательская работа в малых группах (обсуждение, поиск источников информации);
6. Создание слайдовой презентации;
7. Защита исследовательской работы на конференции.

Оборудование:

• Перечень: «Термины и их разъяснения».
• Таблица №6 «Дисперсные системы» - высвечивается на доске и дается на каждый стол.
• На демонстрационном столе: образцы различных дисперсных систем и прибор для демонстрации эффекта Тиндаля.
• Компьютеры, медиопроектор.

Урок №1. Дисперсные системы, их виды.

Ход урока.

Во вступительном слове обосновывается необходимость изучения дисперсных систем, подчеркивается, что дисперсные системы – это не отдельный класс веществ, как думали раньше, столкнувшись с коллоидными системами(яичный белок, белок сои и др.), а состояние веществ, но не агрегатное, а состояние раздробленности вещества, обуславливающее его свойства.

Разъясняется значение термина «дисперсный», даются определения дисперсной системы, дисперсной фазы, дисперсной среды.

Отмечается, что дисперсные системы окружают нас повсюду. К ним относятся воздух, вода, пищевые продукты, косметика, лекарства, природные тела(горные породы, организмы растений и животных), а также разнообразные строительные и конструкционные материалы.

Демонстрируются образцы дисперсных систем: вода из-под крана, растворы различных солей, раствор яичного белка, спиртовая вытяжка хлорофилла, канцелярский клей, молоко, глина в воде, лекарственный препарат «Альмагель», питательный крем, зубная паста, кусок пемзы, кусок пенопласта, смесь растительного масла с водой, майонез, аэрозольные баллончики.

Еще раз отмечается, что под дисперсными системами понимают образования из двух и более числа фаз с сильно развитой поверхностью между ними, и что основной признак дисперсной системы – сильно развитая поверхность дисперсной фазы.

Рассматривается классификация дисперсных систем по размеру частиц (см. схему№1) и агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсной среды (см. таблицу №6) .

Схема №1.

Дисперсные системы:

1. Грубодисперсные (суспензии, эмульсии, аэрозоли)
2. Тонкодисперсные (коллоидные и истинные растворы)

Виды дисперсных систем. Таблица №6.

На основании данных схемы №1 и таблицы №6 характеризуется каждый вид дисперсной системы, классифицируются на демонстрационном столе натуральные объекты по важнейшим видам дисперсных систем.

Класс делится на 5 групп. Каждой группе предлагается по приведенному ниже плану охарактеризовать ту или иную дисперсную систему.

План.

1. Характеристика дисперсной системы, примеры, где встречается.
2. Свойства (внешний вид, видимость частиц, способность осаждаться, способность задерживаться фильтром, наличие заряда).
3. Получение и разрушение дисперсной системы.
4. Значение дисперсной системы в быту и производственных процессах, в охране окружающей среды.

В соответствии с планом участники каждой группы подбирают материал по следующим видам дисперсных систем: аэрозоли, эмульсии, суспензии, пены, коллоидные растворы или истинные растворы. Обязательно используются электронные учебники и материалы сети Интернет. Материал скачивается в свою папку на компьютер и используется для создания презентации для выступления на конференции по теме «Дисперсные системы вокруг нас».

Кроме того, каждая группа получает практическую задачу, которая стояла перед химиками и была решена специалистами. Задание написано на карточке и вручается руководителю группы.

Задание №1.

Известен следующий способ снижения запыленности воздуха: загрязненный воздух пропускается через камеры, в которых распыляется обычная вода. Капельки воды поглощают частицы пыли и оседают на дно камеры.

Предлагается найти способ повышения степени очистки запыленного воздуха с помощью разбрызгиваемой воды.

(Один из ответов можно найти в книге Г.В.Лисичкина и В.И.Бетанели «Химики изобретают». М., Просвещение, 1990. стр. 85).

Задание №2.

Вводной среде молока эмульгированы мелкие капельки жира. Они постепенно поднимаются на поверхность, поскольку их плотность меньше, чем плотности воды. В молоке за несколько часов образуется слой сливок. Молоко является не устойчивой эмульсией.

Молоко, поступающее в продажу с предприятий молочной промышленности, должны быть более устойчивы к расслоению. Каким образом можно повысить устойчивость данной эмульсии.

Задание №3.

Суспензии – это дисперсные системы, в которых маленькие твердые частицы распределены в жидкости. Суспензии неустойчивы и постепенно твердые частицы под действием силы тяжести выпадают в осадок. Основным способом отделения твердого вещества от жидкости в суспензиях является фильтрование. На фармацевтической фабрике возникла задача быстрого разделения суспензии путем фильтрования, причем было необходимо выделить для дальнейшей переработки, как жидкость, так и взвешенную в ней твердую фазу. Для этого суспензию стали пропускать через мелкоячеистый фильтр из металлической сетки. По мере накопления осадка скорость фильтрования уменьшалась и , наконец, процесс практически прекратился.

Необходимо найти принципиальную схему устройства, которое позволило бы вести процесс фильтрования суспензии в непрерывном режиме.

(Один из ответов можно найти в книге Г.В.Лисичкина и В.И.Бетанели «Химики изобретают». М., Просвещение, 1990. стр. 76).

Задание №4.

Для получения тепло- и звукоизолирующих полимерных материалов их необходимо вспенивать «вспучивать»), т.е. получать пенопласты. Это материалы, в которых в массе твердого полимера содержится большое количество пузырьков газа. Одним из способов получения пенопластов является применение веществ – газообразователей. Эти вещества при полимеризации разлагаются с выделением газа.

Необходимо предложить вещества, которые можно использовать в качестве газообразователей, и составить уравнения реакций их разложения.

Задание №5.

Выяснить, что такое кровоостанавливающий карандаш. Объяснить, на чем основано его действие.

К уроку конференции учащиеся каждой группы определяют, какие наглядные средства будут ими применяться, т.е. какие натуральные объекты они будут использовать во время выступления своей группы, какие опыты могут продемонстрировать, какие схемы показать и т.д. на уроке информатики дорабатывают свои презентации. По всем вопросам могут получить консультации учителя. Время выступления каждой группы ограничено: не более 6-7 минут.

Для подготовки к конференции можно использовать библиотечку кабинета химии:

• Энциклопедический словарь юного химика. М., Педагогика, 1990.
• Петрянов И.В., Сутугин А.Г. Вездесущие аэрозоли. М., Педагогика, 1989.
• Юдин А.М., Сучков В.Н. Химия в быту. М., Химия, 1982.
• Справочные материалы. М., Просвещение, 1984.
• Давыдова С.Л. химия в косметике. М., Знание, 1990.
• Г.В.Лисичкина и В.И.Бетанели «Химики изобретают». М., Просвещение, 1990.

Урок №2. Конференция «Свойства дисперсных систем. Роль дисперсных систем в быту, природе и производственных процессах».

План урока конференции:

1. Вступительное слово учителя.
2. Сообщения групп учащихся (аэрозоли, эмульсии, суспензии, пены, коллоидные растворы, истинные раствор) – учащиеся используют подготовленные презентации, демонстрационный материал.
3. Подведение итогов конференции.

Во вступительном слове напоминается, с какими видами дисперсных систем учащиеся познакомились, где дисперсные системы встречаются в жизни, как их классифицируют.

Ученики защищают свои работы в виде презентации и делают конспективные записи, заполняя заранее подготовленные опорные таблицы.

Сведения об изученных дисперсных системах.

В заключительном слове учитель еще раз отмечает большое практическое значение дисперсных систем. Они применяются в пищевой промышленности, производстве искусственного шелка, крашении тканей, кожевенной промышленности, сельскохозяйственном производстве, почвоведении, медицине, строительстве и других отраслях народного хозяйства. Знания о дисперсных системах, способах образования и разрушения, закономерностях поведения их в природных процессах позволяют решать научно-технические и экологические проблемы.

Используемая литература:

1. Габриелян О.С. Химия 11 класс. – М. Дрофа 2005.
2. Лагунова Л.И. Преподавание обобщающего курса химии в средней школе. – Тверь, 1992г.
3. Политова С.И. Общая Химия. Опорные конспекты. 11 класс. – Тверь, 2006г.