Разработка профориентационного урока химии "Качественные реакции. Профессия - эксперт-криминалист"

Урок химии в 9 классе

Тема: Качественные реакции

Профессия: эксперт-криминалист

Послушайте, Халецкий, а ведь, наверное, сильно выросла бы раскрываемость преступлений, если можно было бы консервировать место происшествия. Как вы думаете? А. и Г.Вайнеры. «Визит к Минотавру

Урок разработан для учащихся 9 или 11-ых общеобразовательных классов на основе программы О.С. Габриеляна и занимает место в учебно-тематическом плане в разделе «Химия и жизнь».

Цель:

‒          акцентирование внимания на  социальной и практической значимости химического анализа при использовании оптимальных форм и методов обучения;

‒          формирование исследовательских умений и навыков обучающихся на материале темы,

‒          совершенствование химического языка;

‒          формирование неразрывности понятий «знания» и «информация» через поиск недостающей информации, приобретение новой информации на основе полученных знаний, получение новой информации как источника новых знаний.

Задачи

Образовательные:

‒          Расширить знания учащихся о химических методах анализа.

‒          Сформировать представления об основах криминалистики.

‒          Повысить учебную мотивацию обучающихся.

Развивающие:

‒          Развить идеи, заложенные в базовом курсе химии, дополнить их новыми знаниями.

‒          Расширить кругозор учащихся.

‒          Развить творческое мышление учащихся, умение устанавливать  взаимосвязь между знаниями разнообразных учебных дисциплин (биологии, истории, физики и т.д.), мыслительных процессов, ограниченных одной дисциплиной.

Воспитывающие:

‒          Повысить воспитательный потенциал обучения.

‒          Формирование естественно – научного мировоззрения учащихся.

‒          Нравственное воспитание.

Тип урока: урок комплексного применения знаний, умений и навыков.

Методы обучения: демонстрационный эксперимент, беседа, лабораторные исследования, сообщения учащихся.

Формы обучения: индивидуальная, парная, групповая работа.

Ход урока

I. Организационный момент. Вступление.

Учитель: Здравствуйте, ребята. Тема сегодняшнего урока написана на доске невидимыми чернилами. Кто сможет сделать её видимой? Никто? Почему?  (Неизвестно, каким веществом сделана надпись). Хорошо, подскажу: тема урока написана крахмальным клейстером. Кто теперь сможет её прочесть и что для этого нужно? (Ответ – спиртовым раствором йода). Подскажите, какого цвета будет надпись? (Синего)

-  А кто скажет, как называются такие реакции? (Качественные)

- Верно. Это и есть тема нашего сегодняшнего урока. И думаю, уже стоит её проявить. (Ученик проявляет надпись с помощью распылителя).

- Итак, тема урока «Качественные реакции»

II. Объяснение нового материала (с элементами применения знаний учащихся из курсов органической и неорганической химии)

Учитель: Как вы думаете, какую значимость для человека имеют качественные реакции? Для чего их проводят? (Чтобы узнать состав различных веществ, смесей, продуктов, объектов, чтобы определить их качество!)

- А какими могут быть последствия применения некачественных продуктов, товаров, препаратов? (Ответы учащихся).

- Ребята, давайте определим область применения качественных реакций и возможные объекты анализа (составление кластера).

Специалист, занимающийся анализом веществ – это химик-аналитик. Одно из направлений работы химика-аналитика – криминалистика.

Сообщение ученика «Криминалистика»

Криминалистика – юридическая наука о методах расследования преступлений, собирании и исследовании судебных доказательств. Корни этой науки исходят из глубин веков. Начиналась она с простейших химических методов расследования.

Если вспомнить положение с расследованием преступлений с конца ХIX в. до середины ХХ в. знаменитых детективов Ната Пинкертона, Патера Брауна, мисс Марпл, Эркюля Пуаро или русских сыщиков, то окажется, что в своих действиях они использовали в основном лишь исключительную наблюдательность, знания психологии и умение правильно сопоставлять факты.

А многочисленные знаменитые частные детективы американских писателей уже нашего времени? Они применяли силу, подкуп, розыгрыш, порой обращались к помощи судебно-медицинских экспертов. Таково положение в этой области, если верить популярным детективным романам.

Однако в действительности сегодня почти ни одно из расследований криминального характера не обходится без научно-технической экспертизы, в которой наряду с другими важное место занимают химические и физико-химические методы.

Для чего чаще всего используют химические методы? Простое перечисление наиболее известных областей их применения выглядит довольно внушительно:

– поиск и сохранение скрытых отпечатков пальцев;

– идентификация личности по анализу состава ДНК;

– поиск и определение состава ядовитых веществ, взрывчатых веществ, наркотиков;

– получение слепков отпечатков обуви;

– анализ на содержание алкоголя и состава алкогольных напитков;

– анализ состава чернил, бумаги и других средств, используемых для составления документов;

– анализ всевозможных загрязнений.

Представьте, что сегодня мы присутствуем на заседании экспертного Совета криминалистов. Нам предстоит расследовать несколько крупных дел.

Дело №1. На экране – «Натюрморт с подсолнухами» кисти Винсента Ван Гога (демонстрируется его портрет)

    

Эта картина, одна из самых дорогих в мире, на наших глазах медленно и неотвратимо «умирает»: желтая краска, которую так любил Ван Гог, становится день ото дня зеленее. Искусствоведы с ужасом наблюдают за этим событием. А мы должны понять: что происходит? Какие будут версии? (Происходит химический процесс, воздействие окружающей среды и т.д.).

Посмотрим демонстрационный эксперимент – ускоренную модель того, что происходит в природе. Дело в том, что желтая краска, которую использовал Ван Гог – хромат свинца. Возьмём бихромат аммония (это другая соль, но и в той, и в другой присутствует один и тот же ион Cr⁺⁶) и подвергнем его нагреванию (демонстрируется опыт «Извержение вулкана»). Что наблюдаем? (Оранжевая окраска бихромата аммония превратилась в зеленую).

Произошло восстановление иона Cr⁺⁶ до иона Cr⁺³:Этот процесс происходит на наших глазах на картине. Никто не знает, почему. Возможно, влияет ультрафиолетовое излучение, или какие-то компоненты масла или органических добавок. Факт в том, что остановить этот процесс пока мы не можем. Подумайте: как можно спасти картину Ван Гога. Возможно, это станет толчком к вашему выбору профессии.

Дело №2. Все начиналось с порошков.

– Вот, – сказал Мюллер, достав из кармана три дактилоскопических отпечатка, – смотрите, какая занятная выходит штука. Эти пальчики, – он подвинул Штирлицу первый снимок, – мы обнаружили на том стакане, который вы наполняли водой, передавая несчастному, глупому, доверчивому Холтоффу. Эти пальчики, – Мюллер выбросил второй снимок, словно козырнув картой из колоды, – мы нашли... где бы вы думали... А?

Ю.Семенов. «Семнадцать мгновений весны»

Сообщение ученика «Дактилоскопия»

Историю дактилоскопии – науки о папиллярных линиях, т. е. узорах, образуемых линиями кожи на внутренней поверхности кончиков пальцев, – можно прочитать в известной книге Ю.Торвальда «Век криминалистики», вышедшей на русском языке в 1984 г. и переизданной в 1990 г.

Каждый узор на пальце индивидуален, но составлен, как было установлено еще в 1686 г., из сочетания главным образом трех простых элементов – петель, дуг и завитков. Выделяют и более мелкие детали: вилки, крючки, озера, острова, пересечения. Рисунок образуется до рождения человека, на третьем-четвертом месяце его внутриутробного развития, и сопровождает его, не изменяясь до самой смерти (у детей он лишь увеличивается в размерах).

Вопрос к классу: А вы знаете, что сейчас уже разрабатывается база идентификации людей по отпечаткам губ?

Как вы думаете, можно ли на Земле найти хотя бы двух людей с одинаковыми отпечатками пальцев? (Нет. Папиллярный узор каждого человека индивидуален. Папиллярный узор, возникает в период внутриутробного развития человека и до его смерти остаётся неизменным).

Вопрос к классу: Можно ли изменить рисунок папиллярного узора? (Нет. Будучи повреждённым, папиллярный узор восстанавливается вновь. Это свойство подтверждается экспериментами, проведёнными Покаром и Витковским, которые обжигали себе концы пальцев кипящей водой, горячим маслом, прикосновением к раскалённому железу, но в результате убеждались, что как только повреждения заживают, узоры неизбежно восстанавливаются).

Вопрос к классу: Какие вещества мы можем использовать, чтобы получить отпечаток пальца преступника? И как их потом сохранить? (Здесь можно получить совершенно фантастические ответы детей, начиная от обычной штемпельной краски, грифеля, заканчивая липкой лентой – скотчем! И не возможно с этим не согласиться!)

Лабораторное исследование. На стенку стеклянного стакана нанесены несколько отпечатков пальцев. Обработав отпечатки мягкой кистью с оксидом меди, вам необходимо обнаружить проявившиеся следы.

        

       

Дело №3. Дело о поддельной расписке.

Перед вами на экране документ – некий господин написал расписку в том, что он взял в долг 1 миллион гривен и обязуется до конца года вернуть. Эта правильная расписка, в которой в скобках указана сумма долга прописью.

Лет пятнадцать назад в Венгрии молодая девица потратила деньги в магазине на покупку одежды, ей не хватило денег и она попросила в долг 500 форинтов, написав соответствующую расписку, но не указав сумму долга прописью. А когда через месяц она принесла деньги, то человек, который ей давал в долг, потребовал с неё 5000 форинтов, показав расписку, на которой действительно стояла сумма 5000. Можно ли доказать, что расписка была поддельной?

Сообщение ученика «Хроматография»

Лабораторное исследование. На полоске бумаги для хроматографии нанесены несколько пятен разными образцами паст шариковых ручек. На пятна пасты нанесите по каплям растворитель (спирт этиловый) и наблюдайте за разделением красителя. Определите, какое пятно отличается от других и сделано другой шариковой ручкой.

Дело №4. В 1995 году во время слушания дела об убийстве в уголовном суде Лос- Анджелеса защита прибегла к неожиданному трюку, заявив, что обнаруженные на вещественных доказательствах пятна крови являются на самом деле следами кетчупа. Можно ли определить, на какой из двух тканей находится пятно крови или кетчупа?

Лабораторное исследование. В 2 часовых стекла наливаем горячую воду. На эти стёкла вымываем образцы крови и кетчупа из белой ткани, на которую они были нанесены. Добавляем пару капель роданида аммония в каждый раствор. Наблюдаем окрашивание одного из растворов в красно-коричневый цвет, что свидетельствует о наличии железа. Следовательно, это кровь.

         

Fe³⁺ + 3CNS^- = Fe(CNS)₃

Дело №5. Дело о тайнописи и секретах.

В разные времена правители разных стран прибегали к тайнописи, используя разные вещества.

Сообщение ученика «Тайнопись».

Тайная переписка ведётся с древних времён и не прекращает своё существование и в современном мире. Вот несколько примеров! Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком, соком лимона или рисовым отваром.

Всем нам хорошо известный В.И. Ленин использовал для тайнописи молоко или концентрированный раствор пищевой соды. Знаменитая шпионка Мата Хари тоже использовала секретные чернила. Когда она была арестована в Париже в 1917 году, в её гостиничном номере нашли пузырёк с водным раствором хлорида железа (III) FeCl₃, которое она принимала как лекарство.

 Секретные чернила широко применялись и в России революционерами-подпольщиками. В 1878 году Вера Засулич стреляла в петербургского градоначальника Трепова. Судом присяжных Засулич была оправдана, но жандармы пытались снова её арестовать при выходе из здания суда. Однако ей удалось скрыться, сообщив заранее своим друзьям о плане побега по окончании суда при любом его решении. Записка с просьбой принести кое-что из одежды содержала на обратной стороне информацию, о побеге, написанную водным раствором жёлтой кровяной соли K ₄[Fe(CN)₆].

Лабораторное исследование. Вам предложены образцы писем (в которых зашифрованы химические термины), написанных разными «невидимыми» чернилами (соком лимона, раствором хлорида железа (III) FeCl₃ и раствором жёлтой кровяной соли K₄[Fe(CN)₆]). А также представлены образцы веществ проявителей и условий проявления: роданид калия КCNS, раствор хлорида железа (III) и обычное нагревание при помощи спиртовки. На каждый образец письма (а их по три копии) воздействуйте по очереди одним из трёх предложенных способов проявления. По окончании исследования, делая вывод из наблюдений, свяжите попарно невидимые чернила и проявитель, расшифруйте химический термин, запишите результаты исследования в тетрадь (заполняется диаграмма «Симпатические чернила»).

Ответ:

Сок лимона – нагрев

Раствор хлорида железа (III) – роданид калия KCNS (проявление красных букв)

Раствор жёлтой кровяной соли – хлорид железа (III) (проявление синих букв)

По окончании исследовательской работы каждая из групп, подводя итог проделанной работы, демонстрируя около доски, проявляет разные образцы писем, сопровождая показ рассказом о веществах-проявителях. Также учащимся можно предложить написать возможные химические уравнения реакций, обсудить качественные реакции на ионы.

III. Закрепление полученных знаний.

В заключение урока учащимся можно предложить ответить на вопросы теста (в рабочей тетради) по рассмотренному материалу.

Тест «Химия в криминалистике»

1. В какой из областей криминалистики, по вашему мнению, можно применить химический метод хроматографии:

А) анализ состава чернил;

Б) анализ на содержание алкоголя;

В) определение пятен крови

2. Если к подкисленному раствору дихромата калия прилить этанол, то раствор окрасится:

А) в оранжевый цвет;

Б) в зелёный цвет;

В) в красный цвет

3. Письмо, написанное раствором хлорида железа (III) можно проявить:

А) нагреванием;

Б) раствором роданида калия;

В) нашатырным спиртом

4. Одним из проявителей отпечатков пальцев является неорганическое вещество:

А) раствор хлорида натрия;

Б) раствор нитрата серебра;

В) спиртовой раствор йода

Список использованной литературы:

1.               Архипова Е. Л. Сценарий урока с элементами профессиональной ориентации «Качественные реакции». [Электронный ресурс] - http://videouroki.net/downloads/65fc19b3b885def80b11622ce513a7ca/98702155.doc

2.               Герцева О. Ю. Методическая разработка по химии (11 класс) по теме: Химия в криминалистике. [Электронный ресурс] - http://nsportal.ru/sites/default/files/2012/12/15/metodicheskaya_razrabotka_uroka_himiya_v_kriminalistike.doc

3.               Как решать задачи по криминалистике. [Электронный ресурс]. - http://masterotvetov.com/drugoe-nauka/57004-kak-reshat-zadachi-po-kriminalistike.html

4.               Натюрморт «Подсолнухи». [Изображение]. - http://www.wm-painting.ru/MasterPieces/p19_sectionid/18/p19_imageid/2563

5.               Портрет Ван Гога. [Изображение]. - http://www.prekladatelstvi-anglictina.cz/netflicks.php?q=vincent-van-gogh-self-portrait-1887

6.               Раков Э.Г. Химия и криминалистика. [Электронный ресурс] - http://him.1september.ru/article.php?ID=200002001

7.               Стрельникова Л. Следствие ведут химики. [Видео] - http://www.youtube.com/watch?v=duV8hBTWZwA

8.               Стрельникова Л. Следствие ведут химики-2. [Видео] - http://www.youtube.com/watch?v=ffz9myy4rP4

9.               Сыщик. [Изображение]. - http://forensicsciencebester.blogspot.co.uk/2013/01/forensic-science-detective.html

10.           Уравнение реакции разложения бихромата аммония [Изображение]. - https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82_%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%8F

11.           Чурилова А., Арутюнова Е.,  Свиридова В., Родионова М.В. - Химия в криминалистике. [Электронный ресурс] - http://lib.convdocs.org/docs/index-287748.html

Краткое описание документа:

Урок разработан для учащихся 9 или 11-ых общеобразовательных классов на основе программы О.С. Габриеляна и занимает место в учебно-тематическом плане в разделе «Химия и жизнь».Тип урока: урок комплексного применения знаний, умений и навыков. Методы обучения: демонстрационный эксперимент, беседа, лабораторные исследования, сообщения учащихся.Формы обучения: индивидуальная, парная, групповая работа.