Разработка урока-исследования по теме
« Поиск истины в творческой лаборатории мыла» (10
класс)
Автор: Махрина Г.Н., учитель химии и биологии
Девиз: «Опыт никогда не ошибается,
ошибаются ваши суждения»
Леонардо да Винчи
( СЛАЙД 1)
Цели урока:
·
Развивать у учащихся
умение на основе наблюдений делать теоретические выводы, наоборот, на основе
теоретических знаний предсказывать результаты протекающих явлений.
·
Отрабатывать навыки
самостоятельной исследовательской работы.
·
Достигать повышения
активности мотивации самостоятельности за счет познавательной деятельности.
Задачи урока:
1. Организовать
работу, направленную на формирование исследовательских умений учащихся.
2. Раскрыть
содержание темы и показать особенности строения и свойств мыла.
3. Создать условия
для обучения школьников практическому применению знаний и умений в
повседневной жизни.
Методы: проблемно-поисковый, исследовательский.
Форма работы: работа в группах.
Оборудование и
реактивы: пробирки, жидкое мыло, твердое мыло, вода,
универсальная лакмусовая бумага, загрязненный материал, держатель, спиртовка,
спички, кристаллизатор, 2 металлические ложечки.
I часть (ВВОДНАЯ БЕСЕДА)
Добрый день, уважаемые коллеги! Да, да, именно
коллеги. Ведь вы, так же как и я, пришли сюда постигать основы химии.(СЛАЙД1)
Сегодня мы займемся поиском истины, поработаем в
творческой лаборатории. На ваших столах находятся «путеводители», в которых вы
будете делать записи. Они останутся у вас после урока и будут служить вам как
копилка знаний.
Сообщаю учащимся, что они будут работать в
группах. Работа направлена на самостоятельное получение новых знаний. Работа
групп будет прерываться для подведения промежуточных итогов.
Напоминаю учащимся о необходимости соблюдения
правил техники безопасности при работе с химическим оборудованием и обращаю их
внимание на стенд «Правила безопасности в кабинете химии». После этого
учащиеся приступают к работе.
Обращаю внимание на девиз работы. Девиз: «Опыт
никогда не ошибается, ошибаются ваши суждения» Леонардо да Винчи
Желаю вам, ребята, чтобы сегодняшний опыт утвердил
вас в правильности ваших суждений.
Ну а чтобы подготовиться к сегодняшнему исследованию
вспомним формулы некоторых органических соединений, которые пригодятся нам на
уроке.
(СЛАЙД 2)
№ п/п
|
формула вещества
|
Название органического соединения
|
1
|
HOCH2−CH(OH)−CH2OH
|
Глицерин (пропантриол)
|
2
|
CH3-(CH2)16-СОONa
|
Стеарат натрия
|
3
|
CH₃CH(OH)CH₃
|
Изопропиловый спирт
|
4
|
CH3COOCH3
|
Метиловый эфир уксусной кислоты
|
5
|
СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН.
|
Олеиновая кислота
|
II часть (ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ)
Итак, мы в творческой лаборатории.
Любое исследование строится по определенной траектории
(СЛАЙД 3)
Как видно из схемы, в основе исследования лежит
проблема, на основе которой формулируется цель и задачи работы.
Для того, чтобы определить проблему, которую нам
сегодня предстоит решить, предлагаю выполнить Задание №1.
Возьмите загрязнённую тряпочку. Очистите загрязнение,
смочив тряпочку водой (при этом можно потереть её руками.
Получилось?Тогда попробуйте её намылить и, ещё раз, смочив
водой, потереть и почистить. Получилось? А вы можете объяснить, почему
мыльная
вода приобретает другие свойства, отличные от свойств обычной воды?
Объяснение:_____________
Тогда как вы сформулировали бы
проблему, возникшую перед вами? Почему
мыло моет?
Каковы в связи с этим
цель предстоящего исследования и тема урока?
И какое средство решения данной проблемы?
Мыло.
Сформулируем тему урока( СЛАЙД 4)
Тема: «Мыло, состав, свойства, применение».(
СЛАЙД 5)
Проблема: почему мыльная вода имеет лучшие моющие свойства
по сравнению с обычной.
Мыло и будет служить объектом сегодняшнего
исследования.
Впишите тему урока в титульный лист своего
путеводителя.
Итак, сегодня мы пытаемся решить проблему отмывания
грязи средствами мыла. Какой проблемный вопрос здесь возникает?
Почему мыло моет?
Предлагаю сформулировать цель нашего исследования.
(Цель и задачи формулируют школьники) (СЛАЙД 6)
Цель: исследовать свойства мыла, определяющие его моющую способность.
А теперь сформулируем задачи, которые служат
этапами нашей работы.
1) Рассмотреть историю создания мыла
2) Строение молекулы мыла.
3) Изучить его свойства.
4) Способы получения мыла.
5) Воздействие мыла на организм человека.
По мере продвижения нашей работы мы будем заполнять логико-смысловую
модель, которая заменит вам краткий конспект
Внесем в ее центр проблемный вопрос, который нам
предстоит решить «Почему мыло моет?» (работа с интерактивной доской)
Заполнение названий стрелок в ЛСМ согласно
сформулированным задачам.
Работа с интерактивной доской.( СЛАЙД 7)
III часть (РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ)
Мыла бывают разные.
Обращаю
внимание учащихся на выставку, на которой представлены различные мыла: детские,
женские, мужские; гигиенические и для хозяйственных нужд; твердые и жидкие.
Современный
рынок этой продукции никого не оставит равнодушным.
Когда же впервые
было изготовлено мыло?
Историческая
справка( СЛАЙД 8) ( выступление ученика ).( ОТДЕЛЬНАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ)
Для решения проблемного вопроса, который мы с
вами поставили, нам придется решить несколько проблемных задач. Вот одна из
них:
Почему при попадании мыла в глаза мы
испытываем неприятное ощущение? ( СЛАЙД 9)
Вероятно, влияет среда раствора (кислая или
щелочная).
Ответить на этот вопрос нам поможет химическое
свойство мыла – гидролиз.
Вспомнить: Гидролиз – это взаимодействие веществ с водой.
Определить среду раствора мыла вы сможете,
проведя опыт № 1, воспользовавшись рекомендациями.
Рекомендации: В пробирку с раствором мыла (химический стаканчик)
поместите индикаторную бумагу. Проанализируйте среду раствора в соответствии с
окраской бумаги.
Эталонная шкала для рН
кислая среда щелочная
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
Вопрос для размышления: Какое вещество образуется при гидролизе мыла?
Работа проводится в парах. Время работы 1
минута.
Индикаторная бумага посинела, следовательно,
среда щелочная. Значит, при гидролизе мыла образуется щелочь.
Какие катионы металлов образуют щелочь?
Ионы натрия, лития, калия (щелочных металлов).
А как определить их наличие в растворе? (по окрашиванию
цвета пламени)( СЛАЙД 10)
Демонстрационный опыт:
Мы вносим медную проволоку, смоченную раствором
жидкого мыла, в пламя спиртовки. В какой цвет оно окрашивается?
Фиолетовый.
О наличии каких катионов это свидетельствует?
Катионов калия (K+).
Мы вносим раствор твердого мыла в пламя спиртовки. В
какой цвет оно окрашивается?
Желтый.
О присутствии каких катионов это свидетельствует?
Катионов натрия (Na+).
Вывод: Мыло –это натриевые или калиевые соли
высших карбоновых кислот. ( СЛАЙД 11)
Жидкие мыла – это калиевые соли высших карбоновых кислот.
Твердые мыла – это натриевые соли высших карбоновых кислот.
. (Заполните, пожалуйста, соответствующую стрелку
ЛСМ).
Для того, чтобы рассмотреть вторую составную
часть молекулы мыла, ознакомимся со способом его получения (СЛАЙД 12 )
В основе получения мыла лежит реакция щелочного
гидролиза жиров (сложных эфиров глицерина и высших карбоновых кислот).
В специальных ёмкостях (варочных котлах) нагретые жиры
омыляют щёлочью (обычно гидроксидом натрия). В результате реакции образуется
однородная вязкая жидкость, густеющая при охлаждении — мыльный клей.
Ключевое слово в данном процессе – гидролиз. Механизм обменный.
Молекула исходного вещества должна распасться на составные части, которые
дополнятся соответствующими частицами. Каковы продукты данной реакции?
Глицерин и соль карбоновой кислоты
Работа с интерактивной доской.( СЛАЙД 13)
H2C – OCO –
R H2C – OH
׀
׀
HC – OCO – R
3NaOH HC – OH 3R – COONa
׀
׀
H2C – OCO –
R H2C – OH
животный жир каустическа
сода глицерин соль карб. кислоты
Предлагаю сформулировать вывод о составе мыла.
Вывод: Мыла – это соли высших карбоновых кислот. (Запишите
определение в ЛСМ).
ПРСМОТР ВИДЕО ОПЫТА ГИДРОЛИЗ (СЛАЙД 14)
Чаще всего для получения мыла используют тристеарат
глицерина.
задание № 2.
Рассмотрите уравнение
реакции щелочного гидролиза тристеарата глицерина.
О
СН2- О - С
О – С17Н35 СН2 -
ОН
О
СН- О - С + 3NaOH
3C17H35COONa+ СН - ОН
О –
С17Н35
О
СН2 - ОН
СН2- О - С
О – С17Н35
При просмотре видеоопыта вы услышали, что в войну для приготовления
мыла использовали соли калия. В домашних условиях можно использовать щелок
ИСТОРИЧЕСКАЯ ВСТАВКА (ЧИТАЮ САМА)
Щёлок - средство гигиены во время войны.
Сейчас большинство
людей не представляют себе нормальной жизни без разнообразных “благ
цивилизации”, в частности, без мыла, шампуней и других моющих средств.
Во время войны, люди
научились обходиться без мыла и чистящих средств.
Из воспоминаний
тружеников тыла: «Мыла в деревне практически не было. Купить его колхозники не
могли, потому что стоило оно очень дорого, притом что качество было очень
плохое. Мыло было зеленого либо черного цвета и вообще не мылилось.
Кое-кто пытался
варить мыло сам с использованием сала. Из-за отсутствия мылящих средств людям
приходилось мыться и стирать одежду щелочью. Через золу пропускался кипяток, и
вода становилась мыльной, ею умывались и стирали. Бани были земляные и топились
«по чёрному». В таких банях мылось несколько семей. Топились бани один раз в
неделю в субботу по очереди. Сегодня одна семья топит, на следующую неделю
другая и т.д. Мы дети даже и не догадывались, что существовало, какое- то
другое средство мытья волос помимо щёлока. Щёлок для нас в деревне был
универсальным моющим средством и по совместительству – удобрением. Мама его
использовала повсеместно для стирки, мытья полов и посуды, для мытья тела и
головы, для дезинфекции белья, опрыскивали им растения для защиты от вредителей
.У наших женщин переживших войну, голод, холод , потери близких людей не было
никаких проблем с волосами до глубокой старости. Я не помню, что бы кто- то
жаловался на выпадение волос
или перхоть. Золу из
печей не выкидывали на улицу, её заготавливали впрок, выгребали, тщательно
просеивали и хранили в деревянных ёмкостях».
Но Великая Отечественна война помнится нам не только подвигами бойцов и
тружеников тыла, мы помним и ужасы концентрационных лагерей
Вставка ( МЫЛО ИЗ ТРУПОВ)( СЛАЙД 15) ( ЧИТАЮ САМА )
Слухи об изготовлении в Германии мыла из трупов людей появились с
началом Второй мировой войны. Так, аббревиатуру RJF на ящиках с
мылом, производившимся в Германии, расшифровывали как Reines Jüdisches
Fett («чистый еврейский жир»).
В действительности она означала Reichsstelle für industrielle
Fettversorgung (Государственное управление по снабжению промышленным
жиром).
Позднее профессор Рудольф
Шпаннер произвёл
до 100 кг мыла из трупов заключённых. Показания, которые фигурировали
на Нюрнбергском
процессе, дали
свидетели, работавшие в институте. 28 мая 1945 года Зигмунд Мазур показал на
допросе, что он работал в анатомическом институте препаратором. Трупы
поставлялись из конлагерей Кёнигсберга и Данцига. Мыло имело неприятный запах,
для уничтожения которого применялся бензальдегид.
Мазур сообщил, что для своих нужд (для туалета и стирки) он использовал это
мыло, взяв себе 4 кг.
По словам Мазура, институт посещали министр просвещения Бернхард Руст,
министр здравоохранения Леонардо
Конти, гауляйтер
Данцига Альберт
Форстер. Показания
также дали двое английских военнопленных — Джон Генри Виттон и Вильям
Андерсон Нили, занимавшиеся строительством в институте. Они подтвердили факт
изготовления мыла из трупов.
И пусть сегодня, некоторые пытаются переписать историю, доказывать, что
ужасы войны- это не правда, мы не должны забывать подвиг русского солдата,
отстоявшего право на нашу мирную жизнь и свободу.
Итак, мы приближаемся к решению поставленного
нами в начале урока проблемного вопроса «почему мыло моет?».
Химия – удивительная наука. Она позволяет судить о
невидимых процессах и веществах благодаря моделированию.
Рассмотрим модель молекулы мыла (СЛАЙД 16)
Молекула мыла состоит из двух частей: большого
углеводородного радикала, обладающего водоотталкивающими свойствами
(гидрофобными), и полярной карбоксильной группы, растворимой в воде
(гидрофильная часть).
(Заполнение ЛСМ, стрелка № 2)
Выводы:
·
Раствор мыла
представляет собой поверхностно-активную систему, состоящую из гидрофобной
части, притягивающей загрязнение, и гидрофильной части, притягивающей воду.
Молекула мыльной воды одинаково сильно
взаимодействует и с молекулами загрязнителей, и с молекулами воды, что
позволяет мыльной воде смывать жир и грязь( СЛАЙД 17)
Вода, с которой приходится соприкасаться мылу,
обладает целым рядом удивительных свойств (способностей), одним из которых
является поверхностное натяжение.
Проблемный вопрос: Как вы думаете, как поверхностное натяжение влияет на
моющую способность воды?
Благодаря поверхностному натяжению вода сама по
себе является чрезвычайно плохим смачивателем, и поэтому не может обеспечить
эффективный моющий процесс.
В чем заключается «работа» мыла?
Оно уменьшает поверхностное натяжение.
В качестве доказательства этой гипотезы предлагаю
посмотреть опыт.
Опыт (СЛАЙД 18)
в чашку на поверхность воды поместили небольшое
количество сухой приправы (сушеная мята)
что наблюдаем? частички плавают на поверхности
На палец капнули каплю жидкого мыла, прикоснулись к
воде в чашке.
Что наблюдаем? Частички «разбегаются» в разные
стороны.
Вывод: мыло уменьшает поверхностное натяжение воды
За счет уменьшения поверхностного натяжения воды
происходит отрыв грязевой частички от субстрата и выталкивание ее в раствор.
Поэтому стоит только немного приложить усилий (ручная стирка или машинная), и
субстрат очистится от грязевых частиц.
Мы ответили на главный вопрос «почему мыло моет?». (
СЛАЙД 19)
Теорию моющего процесса создал наш соотечественник,
Герой Социалистического Труда академик Петр Александрович Ребиндер. ( СЛАЙД
20)
Ответ на проблемный вопрос « Почему мыло моет» заключается в следующем (СЛАЙД
21)
□ За счет гидролиза молекул с образованием щелочной
среды.
□ За счет уменьшения поверхностного натяжения
воды молекулами мыла.
□ За счет способности молекул мыла обволакивать
частички грязи и перемещать их с поверхности субстрата.
Анализ ЛСМ ( СЛАЙД 22)
А какое воздействие на человеческий организм оказывает
мыло?
Положительный эффект обусловлен моющей
способностью (смывает грязь, лишний жир, пот и др. вещества с поверхности кожи,
волос), тем самым защищая нас от воздействия бактерий, для которых это
благодатная среда для размножения.
Но… Есть и отрицательное воздействие.
Во-первых, при гидролизе мыла образуется
щелочь, вредно действующая на кожу. Во-вторых, многие добавки, содержащиеся в
мылах, могут вызывать аллергическую реакцию на коже за счет различных добавок.
Качество того мыла, которое имеется у вас дома, вы
сможете определить, проанализировав состав и сравнив его с имеющимися данными о
вредном влиянии некоторых компонентов на слайде (СЛАЙД 23)
Роль некоторых добавок в моющих средствах
Название
|
Роль в моющем
средстве
|
Воздействие на
организм человека
|
Лаурилсульфаты
|
Играет моющую и пенообразующую роль
|
Аллергические реакции, раздражающее
воздействие на кожу. С приемом пищи попадают в организм, оказывая
отрицательное токсическое воздействие.
|
Тетранатриевая соль (Трилон Б)
|
Компонент, смягчающий жесткую воду
|
Раздражающее действие на слизистые оболочки
глаз. Общетоксическое (на почки)действие.
|
Диэтаноламид ДЭА
Триэтаноламин
|
Стабилизатор пены; загуститель
|
Раздражающее действие на неповрежденные
кожные покровы и слизистую оболочку глаз. Опасен при проглатывании (тошнота,
кашель).
|
Фосфаты натрия и калия
|
Комплексообразователи и моющие агенты
|
Снижают у кожи барьерную функцию. Биогенные
вещества.
|
IV
часть (ИТОГИ. РЕФЛЕКСИЯ)
Подведем итог нашей работы.
Мы хорошо с вами потрудились. (Анализ работы)(
СЛАЙД 24)
Сегодня наша деятельность носила творческий характер,
мы в процессе поиска открыли новые знания, смогли приспособить имеющиеся знания
и умения под решение проблемных задач, на основе анализа отдельных единиц
информации синтезировали целостную картину понимания исследуемого объекта во
взаимосвязи свойств и строения.
В заключении приведу высказывание Аристотеля
( СЛАЙД 25)
Домашнее задание ( СЛАЙД 26)
Благодарю за сотрудничество.
Путеводитель урока химии
Дата_______________
Тема урока__________________________________
Цель:_______________________________________
Решаемая
проблема___________________________________
Повторение:
формула вещества
|
Название органического соединения
|
HOCH2−CH(OH)−CH2OH
|
Глицерин
(пропантриол)
|
CH3-(CH2)16-СОONa
|
Стеарат натрия
|
CH₃CH(OH)CH₃
|
Изопропиловый спирт
|
CH3COOCH3
|
Метиловый эфир
уксусной кислоты
|
СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН.
|
Олеиновая кислота
|
логико-смысловая
модель
(Исследование рН)
Рекомендации: В
пробирку с раствором мыла (химический стаканчик) поместите индикаторную бумагу.
Проанализируйте среду раствора в соответствии с окраской бумаги.
какая среда раствора
мыла?____________________________________________________
Ответьте на проблемный вопрос: Почему
при попадании мыла в глаза мы испытываем неприятное ощущение?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт
:
в чашку на поверхность воды поместили
небольшое количество сухой приправы (сушеная мята)
что наблюдаем
__________________________________________________________
На палец капнули каплю жидкого мыла,
прикоснулись к воде в чашке.
Что наблюдаем _________________________________________________________
Вывод:
______________________________________________________________
Роль некоторых добавок в моющих средствах
Название
|
Роль в моющем
средстве
|
Воздействие на
организм человека
|
Лаурилсульфаты
|
Играет моющую и пенообразующую роль
|
Аллергические реакции, раздражающее
воздействие на кожу. С приемом пищи попадают в организм, оказывая
отрицательное токсическое воздействие.
|
Тетранатриевая соль (Трилон Б)
|
Компонент, смягчающий жесткую воду
|
Раздражающее действие на слизистые оболочки
глаз. Общетоксическое (на почки)действие.
|
Диэтаноламид ДЭА
Триэтаноламин
|
Стабилизатор пены; загуститель
|
Раздражающее действие на неповрежденные
кожные покровы и слизистую оболочку глаз. Опасен при проглатывании (тошнота,
кашель).
|
Фосфаты натрия и калия
|
Комплексообразователи и моющие агенты
|
Снижают у кожи барьерную функцию. Биогенные
вещества.
|
проблемный вопрос «Почему мыло моет?».
За счет гидролиза молекул с образованием
щелочной среды.
За счет уменьшения поверхностного натяжения
воды молекулами мыла.
За счет способности молекул мыла обволакивать
частички грязи и перемещать их с поверхности субстрата.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.