№ слайда
|
Действия
учителя и учеников
|
Слайд №1
|
Название: «Адсорбция в военном деле»
Эпиграф на слайд: “…наука есть источник высшего
блага человечества в
периоды мирного труда, но она и самое грозное оружие защиты и нападения во
время войны”.
Н. Д. Зелинский
|
Слайд №2
|
Учитель: Когда говорят, что отныне войны будут в значительной мере
"химическими", то забывают, что химия уже свыше 700 лет широко
использована в военном деле для изготовления пороха и других взрывчатых
веществ, а частично применялась еще и того ранее, когда при ее помощи
сражающиеся сжигали неприятельские суда и укрепления горючими составами.
Но под
"химической войной" обычно подразумевают войну при помощи ядовитых
веществ, начало которой было положено немцами весной 1915 года.
Думая так,
ошибаются.
|
Слайд 3
|
Испанец
Овиедо-и-Вальес сообщает о нападении с помощью "перечного газа".
При сражении у реки Ориноко в 1532 г. два молодых индейца шли впереди фронта,
неся каждый в одной руке сковороду с горящими угольями, а в другой -
размолотый перец. Как только ветер казался им благоприятным, они сыпали перец
в уголь. Результаты были наглядны, так как пар приводил в беспорядок ряды
испанцев, заставляя каждого из них продолжительное время чихать. Момент такой
"перечной" атаки изображен на обложке книги.
По сообщению
француза Дю-Тертр»а, это средство содействовало изобретению газовой маски.
"Пар перца
раздражает слизистые оболочки носа и бронхи так сильно, что может повести к
смерти, если не покинуть отравленного пространства или не употребить
средства, состоящего в смачивании платка в крепком уксусе и завязывании им
носа, чтобы нейтрализовать вредное действие перца".
Однако нынешняя
газовая или химическая война ничуть не похожа на "перечную" химию
древних. Мощно развитая химическая промышленность - производство азотной,
серной и др. кислот и всевозможных газов - дала возможность созданию новых, никогда ранее в природе не
сосуществовавших веществ. Однако, создавая новые вещества, которые должны
служить во благо, учёные создавали и такие вещества, которые становились
угрозой для человечества.
|
Слайд 4
|
Вот примеры из истории I мировой войны 1915г., где немцы
использовали для победы на французском фронте газовые атаки ядовитыми
веществами. Что оставалось делать остальным странам, чтобы сохранить жизнь и
здоровье солдат?
|
Слайд 5
|
Видео
о противогазе
В первую очередь – создать противогаз, что было выполнено
успешно Н.Д.Зелинским. Он говорил: «Я изобрёл его не для
нападения, а для защиты молодых жизней от страданий и
смертей».
|
Учитель: Сегодня на занятие я предлагаю изучить явление, положеное в основу
работы противогаза. Этот процесс называется адсорбцией.
Если вы
даже не слышали о адсорбции то, наблюдали ее неоднократно. Одежда
маляра пахнет скипидаром и краской, кондитера – орехом мускатным, шофера –
бензином. Причина этого вызвана адсорбцией молекул газов на одежде.
|
Слайд 6
|
Учитель комментирует слайд:.
Сорбцией
(от латинского «sorbeo» -
поглощаю, втягиваю) называют любой процесс поглощения одного вещества другим,
независимо от механизма поглощения. В зависимости от механизма сорбции
различают адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию.
На слайде:
– любой
процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом).
|
адсорбция
|
хемосорбция
|
абсорбция
|
- поглощение
жидкостью или твердым телом веществ из окружающей среды с образованием
химических соединений
|
|
|
Слайд №7
«Абсорбция и
адсорбция»
|
На слайде:
Адсорбция
|
Абсорбция
|
·
процесс
поглощения газов или жидкостей поверхностью
·
При
абсорбция – поглощение
происходит во всем объеме твердых тел
|
·
избирательное
поглощение
компонентов газовой смеси жидким поглотителем
·
при
адсорбции – поглощение вещества поверхностью.
|
Сегодня более подробно будем рассматривать адсорбцию. Материал, на
котором происходит адсорбция называется адсорбентом,
адсорбирующееся вещество является адсорбатом. Что в данном
примере является адсорбентом (бумага, ткань), а что – адсорбатом (чернилы)?
|
Слайд №8
|
Учитель: .
Рассмотрим механизм данного процесса:
|
Слайд №9
«Адсорбтив и
адсорбент»
|
Учитель:
Адсорбирующееся
вещество является адсорбатом, адсорбирующее вещество – адсорбентом.
Очень
хороший адсорбент - уголь. Причем не каменный, а древесный, и
не просто древесный, а активный (активированный).
Ребята, а что представляет собой древесный уголь?
(Предполагаемый ответ:
Древесный уголь - это микропористый высокоуглеродистый продукт,
образующийся при разложении древесины без доступа воздуха. Чтобы увеличить
поглотительную способность, древесный уголь обрабатывают горячим водяным
паром. Обработанный таким способом уголь называют активированным или
активным. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода,
чёрных и цветных металлов, активированного угля, в качестве топлива в
кузнечных горнах, используется в металлургии при выплавке особо чистых сортов
чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе. Однако
больше известно применение древесного угля, основанное на его способности к
адсорбции – способности поглощать (адсорбировать) различные вещества.)
Можно
продемонстрировать активированный уголь под микроскопом.
На слайде:
Адсорбтив
– поглощаемое вещество.
Адсорбент
– поглотитель.
|
Слайд №10
«Эксперимент №1»
Слайд 11
Слайд №12
|
Учитель:
Давайте выясним
и сделаем выводы: какие вещества могут адсорбироваться углем из растворов?
Это наглядно
можно видеть на примере красящих веществ
Эксперимент
№1.
«Адсорбция активированным углем красящих веществ»
При проведении
данного эксперимента необходимо вспомнить ТБ
Цель: Изучить возможность
адсорбирования углем красящих веществ
|
1 ряд –
красящих веществ напитков
|
2 ряд –
красящих лекарственных веществ
|
3 ряд – чернил
|
Оборудование:
газированный напиток (в пробирке: ярко окрашенный – пепси-кола),
активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.
Ход работы:
1. Наливаем в пробирку
3 мл газированного напитка.
2. Добавляем
2 таблетки активированного угля.
3. Нагреваем
на спиртовке так, чтобы раствор не кипел.
4.
Отфильтровываем уголь.
5. Объясняем
результаты опыта.
Что
адсорбировал уголь?
|
Оборудование:
индиго или раствор йода (в пробирке), активированный уголь, пробирка – 1
шт., фильтр, воронка, спиртовка.
Ход работы:
1. В пробирку
наливаем раствор йода.
2.. Добавляем 2
таблетки активированного угля.
3. Нагреваем
на спиртовке так, чтобы раствор не кипел.
4.
Отфильтровываем уголь.
5. Объясняем
результаты опыта.
.
|
Оборудование:
раствор брилиантового зеленого (в пробирке), активированный уголь, пробирка
– 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.
Ход
работы:
1.
Приготовьте
бледный раствор чернил любого цвета
2.
налейте
в пробирку, но не доверху.
3.
Положите
в пробирку таблетку активного угля, лучше растолченного,
4.
закройте
пробкой и встряхните как следует.
Раствор
посветлеет на глазах. Поменяйте раствор на какой-либо другой, но тоже
окрашенный — пусть это будет разбавленная гуашь или акварель. Эффект
окажется таким же. А если взять просто кусочки древесного угля, то они
будут поглощать краситель значительно слабее
|
|
Слайд 13
|
Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов.
Изучим адсорбцию различных пахучих газообразных веществ Возьмите пробирку,
с выданным пахучим веществом. Обхватите пробирку ладонями и подержите ее так
с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость – тогда она будет быстрее
испаряться и сильнее пахнуть.
Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими
взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами летучего вещества: не
всегда ведь известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А
теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой
и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе
взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее,
поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.
Эксперимент
№2.
«Способность активированного угля поглощать пахучие вещества»
Цель:
изучить адсорбцию пахучих газообразных веществ
|
1 ряд
|
2 ряд
|
3 ряд
|
Оборудование:
активированный уголь, мерный стакан, раствор уксусной кислоты. Или аммиак.
Ход работы:
1. В мерный
стакан налейте 10 мл раствора уксусной кислоты.
2. Поместите в
раствор 1 таблетку активированного угля.
3. Опишите
ваши наблюдения.
Наблюдение и
вывод:
Произошла
адсорбция – количество кислоты в растворе уменьшилось, молекулы кислоты
концентрируются на поверхности угля.
|
Оборудование:
активированный уголь, мерный стакан, эфирные масла гвоздики
Ход работы:
1.
капните
на дно одну каплю одеколона.
2.
Обхватите
пробирку ладонями и подержите её так с полминуты, чтобы немного нагреть
пахучую жидкость — тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть.
Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими
взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами вещества; не всегда ведь
известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни
был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А теперь положите в
склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на
несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами
ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, поглотились
молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.
|
Оборудование:
активированный уголь, мерный стакан, ацетон
|
|
Слайд №14
|
Эксперимент
№3.
«Адсорбция кукурузными палочками паров пахучих веществ»
Учитель:
Не обязательно брать для этих опытов активный уголь. Есть много
других веществ, которые могут служить адсорбентами: туф, сухая размолотая
глина, мел, промокательная бумага. Словом, самые разные вещества, но
обязательно с развитой поверхностью. В том числе и некоторые пищевые продукты
— вы, наверное, знаете, как легко хлеб впитывает посторонние запахи. Недаром
пшеничный хлеб не советуют держать в одной упаковке с ржаным — их запахи
смешиваются, и каждый теряет свой особый, только ему присущий аромат.
Очень хороший адсорбент — воздушная кукуруза, или кукурузные палочки,
столь любимые многими из нас. Конечно, тратить на опыт пакет или даже
четверть пакета нет смысла, но несколько штук... Попробуем. Предыдущий опыт с
пахучими веществами повторите в присутствии кукурузных палочек.
Давайте
узнаем, исчезнет ли запах совершенно. Конечно, после опыта есть палочки уже
нельзя.
Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов
Возьмите пол-литровую стеклянную банку и капните на дно одну каплю одеколона
или любого другого пахучего вещества. Обхватите банку ладонями и подержите ее
так с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость – тогда она будет
быстрее испаряться и сильнее пахнуть. Как принято в химии, не нюхайте
вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух
вместе с парами летучего вещества: не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет
то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А
теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой
и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе
взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее,
поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.
Оборудование: духи
(одеколон), кукурузные палочки, склянки (пробирки или колбы) с крышками – 2
шт.
Ход работы:
1. В две склянки
с крышками капните по капле духов.
2. В одну из
склянок положите 4-5 кукурузных палочек.
3. Обе склянки
закройте крышками.
4. Склянку, в
которой находятся кукурузные палочки, немного потрясите.
5. Откройте обе
склянки.
6. Объясните
результаты опыта.
|
Слайд №15
«Открытие»
|
Учитель:
Честь
открытия адсорбции в растворах, положившего начало области новой химии –
учению о поверхностных явлениях, принадлежит русскому учёному XVIII в.
Т.Е.Ловицу.
Приемник
М.В. Ломоносова по кафедре химии Петербургской Академии наук, он дал
исчерпывающее описание адсорбционных свойств угля и указал области его
возможного применения, в том числе медицине.
На слайде (последовательность
появления):
1. Выдающийся
русский химик немецкого происхождения, академик Петербургской Академии
наук
2. Товий
Егорович Ловиц
3. 25
апреля 1757 г. — 7 декабря 1804 г.
4. Июнь
1785 года
5. Учение
об адсорбции является большой и важной главой современной физической химии и
получило большое практическое применение.
|
Слайд № 16
|
Эксперимент
№ 4 «Адсорбция
ионной металлов из растворов»
На основе
адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем
используют для питья и технических нужд. С помощью угля можно абсорбировать
даже ионы металлов из растворов солей.
У вас на столе
стоит раствор нитрата свинца.
Ход работы:
1. Проведем
качественную реакцию на ионы серебра: В капельную пластинку капните раствор
нитрата серебра.
2. К нему
добавьте раствор иодида калия.
3. В
пробирку налейте… мл раствора Pb(NO3)2
4. Положите
… таблеток активированного угля.
5. Закройте
пробирку пробкой и тщательно встряхните пробирку в течении 1 мин.
6. Проведите
аналогичную реакцию на ионы свинца: в капельную пластинку капните раствор
нитрата серебра. К нему добавьте раствор иодида калия.
7. Сравните
результаты и сделайте вывод.
|
Слайд №17
|
8.
|
Не брать
|
Демонстрационный опыт «Абсорбция углекислого газа»
Явление адсорбции газов кукурузными палочками можно доказать на
примере с углекислым газом.
Вспомните, как можно обнаружить углекислый газ?
Предполагаемый ответ: с помощью известковой воды. Она помутнеет.
Заранее заполним две пробирки углекислым газом.
1. Из одной пробирки «выльем»
углекислый газ в колбу с известковой водой (СО2 тяжелее воздуха,
поэтому будет выливаться)
2. В другую пробирку положите кукурузные
палочки и встряхните несколько раз. Далее, как и прежде, проделайте опыт с
известковой водой (можно просто «наливать» в нее газ из пробирок — он тяжелее
воздуха).
3. Почему такая разница между поведением
известковой воды?
Предполагаемый
ответ: Жидкость станет
мутной только в том стакане, в который «вылили» газ, не обработанный
адсорбентом. А из другой пробирки, той, где были кукурузные палочки, диоксида
углерода не извлечь: его поглотил адсорбент.
|
Слайд
№18
«Применение»
|
Учитель:
Адсорбция
- очень распространенное явление, широко используется в технике, быту и
повседневной жизни. Где мы это используем?.
Задание:
Составьте кластер «Применение адсорбции»
На
слайде:
ü в противогазах
для очистки воздуха от вредных газов;
ü для фильтрации
аквариумов;
ü в медицине:
лабораторные исследования,
анестезиология
и реаниматология, токсикология и др.
|
Слайд №19
«Применение»
|
На
слайде:
ü Для анализа
сложных смесей
ü Адсорбционные
установки – на предприятиях нефтегазовой, нефтехимической, химической и
пищевой промышленности, в металлургии, энергетическом комплексе и в сельском
хозяйстве.
ü Адсорбция
является одним из свойств кожи и слизистых оболочек.
|
Дополнительный
материал
|
Практическое
значение адсорбции.
Учитель
дополняет ответ учащихся, если это требуется
ü При помощи
различных твердых адсорбентов производится улавливанье ценных паров и газов,
осветление растворов в производстве сахара, глюкозы, многих фармацевтических
препаратов, нефтепродуктов.
ü Адсорбцией
извлекают малые количества веществ, растворенных в больших объемах жидкости.
Этим способом пользуются, например, в технологии получения редких элементов.
ü Важную роль
адсорбционные процессы играют при крашении волокон, при обогащении полезных
ископаемых (флотация).
ü Адсорбция нашла
широкие применения в пищевой промышленности. Так, например, в производстве
вина из него удаляют излишнее количество ионов Fe3+,Cu2+,Ca2+, которые
вызывают помутнение вин.
ü Таким же методом
изменяют солевой состав молока. Удаляя определенное количество солей кальция
из коровьего молока, можно так изменить соотношение кальция и казеина, что
коровье молоко можно будет применять для питания детей раннего возраста.
ü Адсорбция широко
используется в кулинарной практике, в частности, для осветления мясных и
рыбных бульонов. Процесс осветления бульонов основан на том, что белки икры и
яиц (при осветлении рыбных бульонов) или специальной «оттяжки» (при
осветлении обычных мясных или мясо - костных бульонов) при нагревании
свертываются, образуя пористую массу, которая адсорбирует на своей поверхности
взвешенные частицы, придающие бульону мутность. Яичным белком осветляют также
мутные фруктово-ягодные сиропы для приготовления желе.
ü На основе
адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем
используют для питья и технических нужд.
ü Восприятие
человеком запаха и вкуса зависит от адсорбции молекул соответствующих веществ
в носовой полости и на языке.
ü В
организме человека часто наблюдаются явления избирательной адсорбции токсинов
и других веществ различными тканями и клетками. Так, например, токсины
возбудителей столбняка, ботулизма и другие поражают прежде всего клетки
центральной нервной системы, а токсины возбудителей дизентерии — вегетативную
нервную систему; при сыпном тифе поражаются преимущественно сосуды кожи,
мозга и отчасти сердца и т. д.
ü Введение в организм
даже небольших количеств ядов и токсинов, обладающих
высокой адсорбируемостью на активных центрах
некоторых ферментов и других биологически активных соединений, часто приводит
к их блокаде. Так, введение в организм цианистых соединений вызывает смерть
через несколько секунд вследствие блокады железосодержащих дыхательных
ферментов.
|
Слайд 20
Дополнительный
материал
|
Учитель: абсорбцией историки
объясняют странную болезнь Ньютона и версию отравления Наполеона.
Странная болезнь
Ньютона: незадолго до своего пятидесятилетия, в
1692 году, Ньютон тяжело заболел. Причина болезни осталась неизвестной. Недуг
продолжался год. Когда непонятная болезнь прошла, он прожил еще 33 года.
Впоследствии группа исследователей проанализировала имеющиеся в их
распоряжении волосы великого ученого. Оказалась, что средняя концентрация
ртути в них в 15 раз превышала норму. Химический анализ волос и то
обстоятельство, что до болезни Ньютон 18 лет работал с ртутью, послужили
основанием считать болезнь Ньютона результатом ртутного отравления.
Версия
отравления Наполеона: подобному анализу
подверглись волосы Наполеона, в которых была обнаружена повышенная
концентрация мышьяка, достаточная для отравления. Источником мышьяка,
по-видимому, служили обои спальни Наполеона в его доме на острове Святой
Елены. По случайно сохранившемуся образцу обоев удалось установить, что они
содержали большое количество мышьяка (в виде арсенита мышьяка).
В настоящее время объяснение причины болезни Ньютона и возможность
отравления Наполеона следует рассматривать как версии. Безусловной в одном
случае является повышенная концентрация в волосах ртути, в другом - мышьяка.
Возможно, они проникли во внутренние органы человека, а затем в волосы, но
скорее это произошло вследствие адсорбции паров ртути и мышьяка из окружающей
среды.
В приведенных примерах, пары ртути и соединений мышьяка будут
адсорбатом, а волосы – адсорбентом.
Ни Ньютон, ни Наполеон не подозревали, что их волосы являлись
адсорбентом, и ничего не могли сделать для предотвращения адсорбции.
|
Слайд 21
Слайд 22
|
Итак, давайте
подведем итог нашего занятия.
1.
Что такое абсорбция?
2. Что
такое адсорбент и адсорбтив?
3. Какие
примеры адсорбентов
и адсорбтивов
вы могли бы привести?
Я благодарю вас
за активную работу и доброжелательное отношение на занятие.
В заключении
сегодняшнего разговора хотелось бы, чтобы вы продолжили одну из фраз на
экране:
Я
рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным, заставило вас
задумать о
•
сегодня
я узнал…
•
было
интересно…
•
было
трудно…
•
я
выполнял задания…
•
я
понял, что…
•
теперь
я могу…
•
я
почувствовал, что…
•
я
приобрел…
•
я
научился…
•
у
меня получилось…
•
я
смог…
•
я
попробую…
•
меня
удивило…
•
урок
дал мне для жизни…
•
мне
захотелось…
Я
рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным и подарило вам
новые знания и умения.
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.