Открытое занятие «Понятие о растворах. Теория электролитической диссоциации»
план-конспект занятия на тему

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

«ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

ДЕПАРТАМЕНТА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

для преподавателей

теоретического занятия

по учебной дисциплине

Химия

ТЕМА:

Понятие о растворах.

Теория электролитической диссоциации.

Для специальности:

060301 – Фармация

Москва

2014

«РАССМОТРЕНО И УТВЕРЖДЕНО»

Цикловой методической

комиссией общепрофессиональных дисциплин  

Протокол №  7  от   04  .04.2014 года 

Председатель

цикловой методической комиссии                                                         Л.Н. Керницкая  

«СОГЛАСОВАНО»

Старший методист

ГБОУ СПО «Фармацевтический

колледж Департамента

здравоохранения города Москвы»                                                     Т.И. Барабанова

Цели занятия

  I. Дидактические цели:

        Студент должен знать:

• механизм образования растворов и их классификацию;
• растворение как физико-химический процесс;
• способы выражения количественного состава растворов;
• формулы для расчета массовой доли растворенного вещества и молярной концентрации раствора.
• основные положения теории электролитической диссоциации;
• понятие «диссоциация воды», «водородный показатель»;
• гидролиз органических и неорганических соединений;

         Студент должен уметь:

• рассчитывать концентрацию вещества в растворе по массовой доле;
• рассчитывать молярную концентрацию растворов.
• записывать уравнения реакций ионного обмена;
• записывать ионные уравнения диссоциации солей многоосновных кислот и оснований многовалентных металлов;
• составлять уравнения реакций гидролиза органических и неорганических соединений;
• определять кислотность растворов кислотно-основными индикаторами;
• объяснять физико-химическую природу растворения и растворов;
• объяснять механизм взаимодействия растворителя и растворенного вещества;
• объяснять условия протекания до конца реакций ионного обмена.

 II. Развивающие цели:

Развивать у студентов:

- умение анализировать, сравнивать, делать обобщения и выводы;

- способность применять полученные теоретические знания на практике;

- навыки практической деятельности;

- способность соблюдать временной режим работы;

- познавательный интерес к дисциплине;

- навыки работы с лабораторным оборудованием;

- навыки работы с ТСО.

III. Воспитательные цели:

Воспитывать у студентов:

- интерес к будущей профессии;

- аккуратность и внимательность;

- культуру речи и поведения;

- самостоятельность, ответственность;

- положительное   отношение   к   познавательной деятельности.

Глоссарий

    Гипотонический раствор – это раствор с низкой концентрацией солей по отношению к внутренней среде клетки. Если клетка попадает в такой раствор, то вода будет проходить в неё. Клетка набухнет и лопнет.

     Гипертонический раствор– это раствор с высокой концентрацией солей по отношению к внутренней среде клетки. Если клетка попадает в такой раствор, то вода будет выходить из неё. Клетка сморщится (животная) или  цитоплазма будет отслаиваться от стенок клетки (у растительной).

     Изотонический раствор  – это раствор, концентрация которого равна концентрации внутренней среды клетки. Никаких изменений с клеткой не произойдет.

     Растворение – это физико-химический процесс.

     Электролиты – вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие электрический ток.

     Неэлектролиты – это вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят.  

      Кислоты – это  электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода.

      Основания – это электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

      Соли – это электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов, а также катион аммония ( NH+4) и анионы кислотных остатков.

      Степень диссоциации – это отношение числа распавшихся на ионы молекул N' к общему числу растворенных молекул N.

     Электролитическая диссоциация – это распад электролитов на ионы при растворении или расплавлении.

 Изучение нового материала.

1. Растворение – физико-химический процесс.

Смешаем два вещества. Что произойдет? В зависимости от природы веществ и условий, в которых осуществляется смешивание, возможны три варианта изменений:

1. Образуется механическая смесь. Вещества не изменяются. Свойства механической смеси  представляют собой сумму свойств образующих их веществ.
2. Произойдет химическая реакция. Вещества будут взаимодействовать в определенных отношениях (действует закон постоянства состава). В результате образуется новое вещество, свойства которого отличаются от свойств исходных веществ.
3. Образуется раствор. Раствор – это однородные системы, состоящие из молекул растворителя и частиц растворенного вещества, между которыми происходят физические и химические взаимодействия.

   Компоненты раствора – растворитель и растворённое вещество.

Процесс растворения – это не физический процесс смешения, а раствор -  не смесь, т.к. его свойства не равны сумме свойств компонентов. Но вместе с тем процесс растворения нельзя отнести к собственно химическим реакциям, т.к. он не представляет собой химическое соединение, подчиняющееся закону постоянства состава.  

  Д.И.Менделеев первым указал на промежуточную между смесями и химическими соединениями природу растворов.

Что же происходит при растворении вещества?

• Во-первых, вещество дробится до молекул, которые равномерно распределяются среди молекул растворителя, смешиваются с ними – это физический процесс.
• Во-вторых, происходит взаимодействие растворённого вещества с молекулами растворителя. Это взаимодействие сопровождается признаками химических реакций (вспомните, какие это признаки). Например, если смешать белый порошок сульфата меди CuSO4    с водой, то образуется раствор голубого цвета. При упаривании этого раствора выделится образовавшийся медный купорос CuSO4*5Н2О голубого цвета. Раствор соли хлорида натрия проводит электрический ток, а сухая соль и вода по отдельности – нет.

         Таким образом, растворение – это физико-химический процесс.

Растворимость веществ  определяется массой вещества, способной раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.

Растворимость веществ  разная.                          

                                                                                Вещества (растворимость при 20ºС)

        сахар-2000 г                                      гипс – 2 г                                хлорид серебра – 1,5·10¯ ³г

Демонстрация и обсуждение таблицы «Растворимость веществ в зависимости от температуры».

Растворимость большинства твердых веществ с повышением температуры увеличивается. Растворимость газов  в воде уменьшается с повышением температуры.

Растворимость зависит также от природы растворяемого вещества и растворителя. Например, растворимость иода в спирте почти в 100 раз больше, чем в воде. Поэтому в аптечке иод – это спиртовой раствор, а не водный.

Типы растворов по растворимости

2. Теория электролитической диссоциации.

Для объяснения особенностей водных растворов электролитов шведским ученым С.Аррениусом в 1887 г. была предложена теория электролитической диссоциации. 

В дальнейшем она была развита многими учеными на основе учения о строении атомов и химической связи. Современное содержание этой теории можно свести к следующим трем положениям:

1. Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на ионы -     

     положительные и отрицательные.

     Они могут состоять из одного атома - это простые ионы (Na+, Mg2+, Аl3+ и т.д.) -  

     или из нескольких атомов - это сложные ионы (NО3-, SO2-4, РОЗ-4и т.д.).

2.  Под действием  электрического  тока ионы  приобретают  направленное движение:  

     положительно заряженные ионы движутся к катоду, отрицательно заряженные - к аноду.

     Поэтому первые называются катионами, вторые - анионами.

3.  Диссоциация - обратимый процесс: параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация)

      протекает процесс соединения ионов (ассоциация).

      Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят знак

      обратимости.

Например, уравнение диссоциации молекулы  КA на катион К+ и анион А- в общем виде записывается так:

                                         КА  K+ + A-

Теория электролитической диссоциации является одной из основных теорий в неорганической химии и полностью согласуется с атомно-молекулярным учением и теорией строения атома.

3.  Электролиты и неэлектролиты.

Хорошо известно, что одни вещества в растворенном или расплавленном состоянии проводят 

электрический ток, другие в тех же условиях ток не проводят.

Это можно наблюдать с помощью простого прибора.

 Он состоит из угольных стержней (электродов), присоединенных проводами к электрической сети. В цепь включена электрическая лампочка, которая показывает присутствие или  отсутствие тока в цепи. Если опустить электроды в раствор сахара, то лампочка не загорается. Но она ярко загорится, если их опустить в раствор хлорида натрия.

Вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие электрический ток, называются электролитами.

К электролитам относятся:

•  растворимые кислоты,
•  растворимые основания (щелочи),
•  растворимые  соли.

Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят, называются неэлектролитами.  

К неэлектролитам относятся:

• большинство органических соединений,
• нерастворимые кислоты, основания, соли
• простые вещества О2, Н2 и др.,
•  вода,
• оксиды.

В растворе или расплаве электролиты распадаются на ионы, благодаря чему и протекает ток. Очевидно, чем больше ионов в растворе, тем лучше он проводит электрический ток. Чистая вода электрический ток проводит очень плохо.

Распад электролитов на ионы при растворении их в воде называется элекролитической диссоциацией.

Так, хлорид натрия NaСl при растворении в воде полностью распадается на ионы натрия Na+ и

 хлорид-ионы Cl¯.

Вода образует ионы водорода Н+ и гидроксид-ионы ОН¯лишь в очень незначительных количествах.

Различают сильные и слабые электролиты.

Сильные электролиты при растворении в воде диссоциируют на ионы.

К ним относятся:

1) почти все соли;

2) многие минеральные кислоты, например Н2SO4, HNO3, НСl, HBr, HI, НМnО4, НСlО3,  НСlО4;

3) основания щелочных и щелочноземельных металлов.

Слабые электролиты при растворении в воде лишь частично диссоциируют на ионы.

К ним относятся:

1) почти все органические кислоты;

2) некоторые минеральные кислоты, например H2СО3, Н2S, НNO2, HClO, H2SiO3;

3) многие основания металлов (кроме оснований щелочных и щелочноземельных металлов), а

    также NH4OH.

4) вода.

Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе.

2.  Механизм диссоциации

Существенным является вопрос о механизме электролитической диссоциации.

Легче всего диссоциируют вещества с ионной связью. Как известно, эти вещества состоят из  ионов. При их растворении диполи воды ориентируются вокруг положительного и  отрицательного ионов.

Между ионами и диполями воды возникают силы взаимного притяжения. В результате связь между ионами ослабевает, происходит переход ионов из кристалла в раствор.  При этом образуются гидратированные ионы, т.е. ионы, химически связанные с молекулами  воды.

Аналогично диссоциируют и электролиты, молекулы которых образованы по типу полярной  ковалентной связи (полярные молекулы).

Вокруг каждой полярной молекулы вещества также ориентируются диполи воды, которые своими отрицательными полюсами притягиваются к положительному полюсу молекулы, а положительными полюсами - к отрицательному полюсу.

В результате этого взаимодействия связующее электронное облако (электронная пара) полностью смещается к атому с большей электроотрицательностью, полярная молекула превращается в ионную и затем легко образуются гидратированные ионы.

Диссоциация полярных молекул может быть полной или частичной.

Таким образом, электролитами являются соединения с ионной или полярной связью - соли, кислоты и основания. И диссоциировать на ионы они могут в полярных растворителях.

3. Диссоциация кислот, оснований и солей в водных растворах.

С помощью теории электролитической диссоциации дают определения и описывают свойства 

 кислот, оснований и солей.

  Кислотами называются электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только катионы водорода.

Например:

НCl Н++ Сl-; 

СН3СООН Н+ + СН3СОО-

Основностъ кислоты определяется числом катионов водорода,  которые образуются при  диссоциации.

Так, НCl, HNO3 - одноосновные кислоты - образуется один катион водорода;

Н2S, Н2СО3, Н2SO4 – двухосновные; 

Н3РО4, Н3АsО4 - трехосновные, так как образуются соответственно два и три катиона водорода.

Двух- и многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато (постепенно).

Например:

Н3РО4  Н+ + Н2РО-4(первая ступень)

Н2РО-4  Н+ + НРO2-4 (вторая ступень)

НРО2-4  Н+ PОЗ-4 (третья ступень)

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей степени по второй и лишь в незначительной степени - по третьей.

Поэтому в водном растворе фосфорной кислоты наряду с молекулами Н3РО4 имеются ионы (в последовательно уменьшающихся количествах) Н2РО-4, НРО2-4 и РО3-4.

Основаниями называются электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.

Например:

KOH  K+ + OH-;

NH4OH  NH+4 + OH-

Основания, растворимые в воде называются щелочами.

Их немного. Это основания щелочных и щелочноземельных металлов: LiOH, NaОН, КОН, RbОН, СsОН, FrОН и Са(ОН)2, Sr(ОН)2, Ва(ОН)2, Rа(ОН)2, а также NН4ОН. Большинство оснований в воде малорастворимо.

Кислотность основания определяется числом его гидроксильных групп (гидроксогрупп). Например, NН4ОН - однокислотное основание,

Са(ОН)2 – двухкислотное;

Fе(ОН)3 – трехкислотное.

 Двух- и многокислотные основания диссоциируют ступенчато

 Например:

Сa(ОН)2Са(ОН)+ + OH- (первая ступень)

Ca(OH)+Ca2++OH- (вторая ступень)

Однако имеются электролиты, которые при диссоциации одновременно образуют катионы

 водорода, и гидроксид-ионы. Эти электролиты называются амфотерными или амфолитами. К ним относятся вода, гидроксиды цинка, алюминия, хрома и ряд других веществ.

Вода, например, диссоциирует на ионы Н+ и ОН- (в незначительных количествах):

Н2O  Н+ + ОН-

Следовательно, у нее в равной мере выражены и кислотные свойства, обусловленные наличием

 катионов водорода Н+, и щелочные свойства, обусловленные наличием ионов ОН-.

Солями называются электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов, а также катион аммония ( NH+4) и анионы кислотных остатков.

Например:

(NH4)2SO4  2NH+4 + SO2-4;

Na3PO4  3Na+ + PO3-4

Так диссоциируют средние соли.

Кислые же и основные соли диссоциируют ступенчато. У кислых солей вначале отщепляются ионы металлов, а затем катионы водорода.

Например:

KHSO4  K+ + HSO-4

и далее

HSO-4  H++SO2-4

У основных солей вначале отщепляются кислотные остатки, а затем гидроксид-ионы.

Mg(OH)Cl  Mg(OH)++Cl-

и далее

 Mg(OH)+  Mg2++OH-

4.  Степень диссоциации.

Поскольку электролитическая диссоциация - процесс обратимый, то в растворах электролитов наряду с их ионами присутствуют и молекулы. Поэтому растворы электролитов характеризуются степенью диссоциации (обозначается греческой буквой альфа α).

Степень диссоциации - это отношение числа распавшихся на ионы молекул N' к общему числу растворенных молекул N.

Степень диссоциации электролита определяется опытным путем и выражается в долях единицы 

или в процентах.

Если α = 0, то диссоциация отсутствует, а если α = 1 (или 100%), то электролит полностью распадается на ионы. Если же α = 20%, то это означает, что из 100 молекул данного электролита 20 распалось на ионы.

Различные электролиты имеют различную степень диссоциации. Опыт показывает, что она зависит от концентрации электролита и от температуры. С уменьшением концентрации электролита, т.е. при разбавлении его водой, степень диссоциации всегда увеличивается.

 Как правило, увеличивает степень диссоциации и повышение температуры.

 По степени диссоциации электролиты делят на:

• сильные (диссоциируют необратимо); 
• слабые (диссоциируют обратимо).

Рассмотрим смещение равновесия,  устанавливающегося между недиссоциированными молекулами и ионами при электролитической диссоциации слабого электролита - уксусной кислоты: 

СН3СООН СНзСОO- + Н+

При разбавлении раствора уксусной кислоты водой равновесие сместится в сторону образования 

ионов, - степень диссоциации кислоты возрастает.

Наоборот, при упаривании раствора равновесие смещается в сторону образования молекул  кислоты - степень диссоциации уменьшается.

5. Ионные уравнения

Мы  рассмотрим химические свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации, т.е. реакции, протекающие в растворах.

Какие же признаки говорят о протекании реакций?

Реакция протекает в растворе, если:

1.Выпадает осадок

2.Выделяется газ.

3.Образуется малодиссоциирующее вещество (например, вода).

Согласно теории электролитической диссоциации все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами. Они называются ионными реакциями,

а уравнения этих реакций - ионными уравнениями.

   При составлении ионных уравнений реакций следует руководствоваться тем, что вещества малодиссоциированные, малорастворимые (выпадающие в осадок) и газообразные записываются в молекулярной форме.

   Знак ↓, стоящий при формуле вещества, обозначает, что это вещество уходит из сферы реакции в виде осадка, знак ↑ обозначает, что вещество удаляется из сферы реакции в виде газа.

   Сильные электролиты, как полностью диссоциированные, записывают в виде ионов. Сумма электрических зарядов левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов правой части.

Для закрепления этих положений рассмотрим примеры.

Пример 1. 

Напишите уравнения реакций между растворами хлорида железа (III) и гидроксида натрия в молекулярной и ионной формах.

Разобьем решение задачи на четыре этапа.

1. Запишем уравнение реакции в молекулярной форме:

FeCl + 3NaOH = Fe(OH)3 + 3NaCl

2. Перепишем это уравнение, изобразив хорошо диссоциирующие вещества в виде молекул:

FeЗ+ + 3Cl- + 3Nа+ + 3ОН- = Fе(ОН)3↓ + 3Nа+ + 3Cl-

Это ионное уравнение реакции.

3.  Исключим из обеих частей ионного уравнения одинаковые ионы, т.е. ионы, не участвующие в реакции (они подчеркнуты):

Fe3+ + 3Cl- + 3Na- + 3ОН- = Fе(ОН)3↓ + 3Na++ 3Cl-.

4. Запишем уравнение реакции в окончательном виде:

Fe3+ + 3ОН- = Fe(OH)3↓

Это сокращенное ионное уравнение реакции.

Как видно из этого уравнения, сущность реакции сводится к взаимодействию ионов Fe3+ и ОН-, в результате чего образуется осадок Fе(ОН)3. При этом вовсе не имеет значения, в состав каких электролитов входили эти ионы до их взаимодействия.

Пример 2. 

Напишите уравнения реакций между растворами соляной кислоты и гидроксида натрия.

1. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:
   НСl + NaOH = NaCl + H2O

2. Перепишем это уравнение, изобразив хорошо диссоциирующие вещества в виде ионов:

    H++Cl-+Na++OH-=Na++Cl-+Н2O (полное ионное уравнение)

3. Исключив одинаковые ионы Na+ и Cl- из обеих частей равенства получим сокращенное ионное  

    уравнение:

   Н++ОН-=Н2О

Пример 3. Напишите уравнения реакций между растворами карбоната калия и серной кислотой.

Пример 4.

 Напишите уравнения реакций между растворами хлорида калия и нитрата натрия.

Так как продукты взаимодействия хорошо растворимы в воде и не уходят из сферы реакции, то данная реакция обратима.

Как и в примере 1, записываем по этапам:

KCl + NaNO3  KNO3 + NaCl 

K++Cl-+Na++NO-3 K++NO-3+Na++Cl- 

Уравнения для следующих этапов написать нельзя, так как с точки зрения теории электролитической диссоциации реакция не происходит. Однако если выпаривать этот раствор, то будут возникать новые химические связи между ионами и получится смесь четырех солей: КСl, NаNО3, NaСl, КNO3.

Задания для внеаудиторной самостоятельной работы:

Рекомендации для обучающихся:

1. Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.

2. В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения.

3. При выполнении заданий  этого раздела пользуйтесь таблица «Растворимость солей, оснований,  кислот в воде».

4. В левой части  ионно-молекулярных уравнений в задании 2 указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.

Задание 1. Напишите ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ:

а) NaOH и HCl;

б) Pb(NO3)2 и Na2S;

в) NaClО и НNO3;

г) К2СО3 и Н2SO4.

Эталон ответа:

           а)  NaOH +HCl  = NaCl + H2O
Na+ + OH- + H+ + Cl-  = Na++ Cl- + H2O
             H+ +OH-  = H2O

Задание 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

Эталон ответа:

а) Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O
б) Pb(NO3)2 + К2CrO4 = PbCrO4 + 2KNO3
в) КНСО3 + КОН = К2СО3 + Н2О
г) ZnOHCl + HCl = ZnCl2 + H2O

Используемая литература

Основная:

1. О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов  Химия. – М.: Издательский центр «Академия»,2007
2. А.В. Бабков, Т.И. Барабанова Химия. – М.: Издательский центр  

 «Академия»,2012

Дополнительная:

1. Г.М. Чернобельская, И.Н.Чертков Химия. -  М.: ДРОФА, 2005

2. О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова Химия в тестах, задачах и упражнениях. -  

    М.: Издательский центр «Академия»,2007

3. М.Ю. Горковенко Поурочные разработки по химии. 10 класс. – М.:  «ВАКО»,2008

4. Журнал «Химия в школе», №1/2009, 4/2010

Электронные издания:

1. Журнал «Химия»  - ИД «Первое сентября», № 02/2009
2. Журнал «Биология»  - ИД «Первое сентября», электронная версия

Задание №1.

Решите задачу и приготовьте требуемый раствор.

1. Определите массы воды и борной кислоты, необходимые для приготовления 50 г раствора с массовой долей кислоты 0,02. Где применяют данный раствор?

2. Какие массы гидрокарбоната натрия и воды надо взять, чтобы приготовить раствор массой 50 г с массовой долей соли 10%? Где используют данный раствор?

3. Вычислите массы соли и воды, которые потребуются для приготовления 50 г раствора хлорида натрия, содержащего 0,1 массовой доли соли. Для чего необходим этот раствор в быту и лаборатории?

4. Требуется приготовить 50 г. раствора борной кислоты с массовой долей 0,02 (2%).  

     Какие вещества требуются для  этого? Какова их масса?

5. Вычислите массы соли и воды, которые потребуются для приготовления 50 г раствора хлорида  натрия, содержащего 0,1 массовой доли соли.

Задание №2.

Подготовьте ответы на вопросы.

1.  Назовите 2-3 примера растворов, использующихся в быту.

2.  Назовите 2-3 примера растворов, встречающихся в природе.

      3.  Какие составляющие необходимы для приготовления растворов?

      4.  Какой универсальный растворитель вам известен?

5.  В каком агрегатном состоянии вещества могут растворяться в воде?

      6. Приведите примеры растворения в воде газообразных веществ и использования этих

            растворов.

     7.  Приведите примеры растворения в воде жидких веществ и использования этих  

          растворов.

8.  Приведите примеры растворения в воде твердых веществ.

     9.  Какие растворы используются в медицине? Есть ил они в вашей домашней аптечке?

   10.  В каком виде используются лекарства для инъекций?

   11.  Вспомните из курса биологии определения гипотонического, гипертонического и

     изотонического растворов. Какое биологическое значение они имеют?

12.  Можно ли встретить в природе чистую воду?  
13.  Какое значение в природе имеют водные растворы?

   14.  Как человек использует водные растворы?

   15.  Только ли вода может выступать в роли растворителя?

16.  При открывании бутылки с минеральной водой, особенно, если она нагрелась,  

       наблюдается бурное выделение газа. Чем это можно объяснить?

17. В заливе Кара-Богаз-Гол (Каспийское море) высокая скорость испарения воды и

      концентрация солей достигает 30%. Зимой активно  добывается  сырьё для  

      химических заводов, а летом добыча прекращается. Почему?

18. Что такое электролиты? Как определить их по таблице растворимости    

19. Какие электролиты называют сильными и слабыми?

20. Что показывает степень диссоциации? Какова она, если из 1000 молекул

      продиссоциировало   500?

   21. Если  α = 20%, что это означает?

   22. Чем отличается ион от нейтрального атома?

   23. Как называются ионы?

Задание №3.

Заполните  сводную таблицу «Электролиты и неэлектролиты».

Задание №4.

Запишите уравнения диссоциации следующих веществ – азотной кислоты,

гидроксида  кальция, сульфата меди(II), фосфорной кислоты.

Задание №5.

Выполните тестовые задания.

I. Выберите  один правильный ответов.

1. Неэлектролитами являются оба вещества:

а) гидроксид калия (водный р-р)  и серная кислота

б) глюкоза (водный р-р) и этиловый спирт

в) этиловый спирт и хлорид кальция (водный р-р)

г) вода (дист.) и  сахароза (водный раствор)

2. Проводит электрический ток:

а) раствор сахара

б) раствор хлорида кальция

в) раствор хлороводорода

г) дистиллированная вода

3. Составьте ионное уравнение диссоциации гидроксида калия. Укажите число ионов в реакции.

а) 1

б) 2

в) 3

г) 4

4. Соединениями с ионной химической связью являются оба вещества пары:

а) HBr и N2

б) KF и NaCl

в) CO2 и H2O

г)  Na2O и H2O

5. Электролитами являются оба вещества:

а) хлорид калия (водный р-р)  и серная кислота

б) глюкоза (водный р-р) и этиловый спирт

в) этиловый спирт и хлорид калия (водный р-р)

г) вода (дист.) и  глюкоза (водный раствор)

6.  Из раствора хлорида натрия выпадает осадок при добавлении:
а) AgNO3
б) NаNO3
в) KNO3

г) Н2О

Подтвердите ответ молекулярным уравнением реакции.

7.  Для молекулярного уравнения K2O + HCl =  KCl +H2O  сумма коэффициентов равна:
       а) 7
       б) 4
       в) 6

        г) 5

    Подтвердите ответ молекулярным уравнением реакции.

8.  Правой частью молекулярного уравнения 2NaOH +MgCl2 =…является:

        а) Mg(OH)2 +2 Na++2 Cl-
       б) Mg2+ + H2O

        в) MgCl2 + H2

        г) Mg(OH)2 + 2NaCl
       

        9.   В записи молекулярного уравнения  … + CuSO4 =  FeSO4 + Cu   пропущено вещество:

         а) Fe
        б) FeO

         в) Fe(OH)2

         г) FeS

 II.  Установите соответствие между классом соединений и его определением:

1. Оксиды                       А – Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

2. Основания                         образованием катиона металла и аниона кислотного остатка                            

3. Кислоты                     Б -  Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

4. Соли                                  образованием катиона водорода и аниона кислотного остатка                            

                                         В -  Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из  

                                                 которых - кислород

                                         Г -   Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

                                                образованием катиона металла и гидроксид-ионов  

Задание №6.

Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) H2CO3 и NaOH;

б) К2SiO3 и HCl;

Задание №7.

Какое из веществ: Al(OH)3; Н2SO4; Ba(OH)2 – будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

Задание №8.

Составьте молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

Пояснительная записка

Методическая разработка предназначена для проведения теоретического  занятия по Химии, рассчитанного на 2 академических часа, по теме «Понятие о растворах. Теория электролитической диссоциации» и составлена в соответствии с календарно-тематическим планом и учебной программой для специальности 060301 «Фармация». Формируемые знания, умения и навыки включены в минимальный перечень знаний и умений рабочей программы по дисциплине и соответствуют требованиям ФГОС СПО.

В методической разработке представлены следующие блоки:

- организационно-методический;

- информационный блок;

- контролирующий блок;

- приложение.

Методическая разработка предполагает использование разных форм контроля знаний студентов во время занятия, которые позволяют активизировать учебную деятельность студентов, использовать индивидуальный подход.

Также методической разработкой предусмотрено использование на этапе контроля мультимедийной презентации. Презентация облегчает восприятие материала заданий, позволяет повысить его наглядность, что является одним из важнейших приемов, необходимых для успешного выполнения контрольных заданий.

Контролирующий блок предполагает активизацию и контроль исходного уровня знаний студентов в форме устного индивидуального и фронтального опроса с использованием различных видов заданий: вопросов на соответствие, ситуационных  задач, заданий, требующих свободного ответа, заданий, требующих записи уравнений реакций. При этом проверяются как теоретические знания, полученные на предыдущих занятиях, так и приобретенные в ходе них умения и навыки. Контроль уровня усвоения знаний проводится в виде устного фронтального опроса, что позволяет быстро выявить успешность усвоения и систематизации знаний студентами.

Оснащение занятия

1. Таблица «Растворимость солей, оснований, кислот в воде» (настенная таблица).    

2. Видеофильмы:

    Современная гуманитарная академия. Сборник демонстрационных  

    опытов для  средней   общеобразовательной школы.

    Школьный химический эксперимент.

3. Методический раздаточный материал для студентов.

4. ТСО: телевизор, экран, ноутбук.

        Мотивация темы        

Изучение данной темы позволяет обучающимся продолжить систематизацию полученных знаний о неорганических и  органических веществах, объяснить причины их многообразия, осмыслить возможность целенаправленного синтеза веществ с заданными химическими свойствами.

        Практическая деятельность медицинского работника непосредственно связана с использованием различных неорганических и органических веществ в качестве лекарственных препаратов, дезинфицирующих веществ, поэтому знания о составе, свойствах и влиянии на организм, позволяют осмысленно применять химические вещества, соблюдать необходимую дозировку и правила техники безопасности. Многие из веществ являются растворимыми и используются в качестве  растворов.

      Суть химических реакций, происходящих в растворах – это взаимодействие между ионами, на которые распадаются вещества - электролиты. Поэтому необходимо знать, какие вещества являются электролитами и как они диссоциируют в растворах.

Суть реакций, отражающих химические свойства кислот, оснований, солей – это взаимодействие между ионами. Необходимо научиться писать уравнения реакций  в  ионном виде для того, чтобы показывать суть реакций.

     Знания теории электролитической диссоциации и особенностей растворов необходимы при изучении таких дисциплин как Биология, Фармакология, Анатомия и физиология человека, Основы микробиологи, Биохимия, Аналитическая химия и др.

Изучение данной темы позволит обучающимся использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни:

• для объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;
• определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;
• экологически грамотного поведения в окружающей среде;
• оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;
• безопасного обращения с токсичными веществами;
• приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве;
• критической оценки достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

Полученные знания о электролитах  помогут  в дальнейшем студентам  более  осмысленно  относится к  изучению неорганической, органической, аналитической химии, фармакологии. Практические навыки  могут быть использованы при выполнении работ по фармацевтической технологии.

Междисциплинарные связи

Обеспечивающие

Химия

(спирты, альдегиды)

Химические свойства

                                                                                                                         Обеспечиваемые                                                                 

Вопросы проверки уровня усвоения материала

                            (Курсивом указаны эталоны правильных ответов).

Вопросы  для устного опроса:

1. Что такое электролиты? Как определить их по таблице растворимости?

    (Вещества, распадающиеся на ионы в растворах или расплавах и потому проводящие

    электрический ток, называются электролитами. В таблице растворимости указан знак «Р»)

2)   Какие электролиты называют сильными и слабыми?

     (По степени диссоциации электролиты делят на:сильные (диссоциируют необратимо); 

      слабые (диссоциируют обратимо)).

3)  Что показывает степень диссоциации?

     Какова она, если из 1000 молекул продиссоциировало   500?

    (Степень диссоциации - это отношение числа распавшихся на ионы молекул N' к общему  

     числу растворенных молекул N.

      a =  500/1000 = 0,5).

4)  Если  α = 20%, что это означает?

    (Если  α = 20%, то это означает, что из 100 молекул данного электролита 20  

     распалось на ионы).

5)  Чем отличается ион от нейтрального атома?

    (Ион – частица, имеющая заряд ((+) или (-)), а атом частица электронейтральная).

6)  Как называются ионы?

     (Положительно заряженные ионы -  катионы, отрицательно заряженные -  анионы).

 Вопросы  для письменного опроса:

(письменная фронтальная работа  и  индивидуальная работа у доски)

1. Запишите уравнения диссоциации следующих веществ – азотной кислоты, гидроксида

     кальция, сульфата меди(II), фосфорной кислоты.

(НNO3 Н++ NO3-;

Ca(OH)2 Ca2++2OH-;

CuSO4  Cu2+ + SO42-;

H3PO4  3H+ + PO43-)

2. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) H2CO3 и NaOH;

б) К2SiO3 и HCl;

3. Какое из веществ: Al(OH)3; Н2SO4; Ba(OH)2 – будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

4. Составьте молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

1. а) 2NaOH + H2CO3 =  Na2CO3 + 2H2O
       2Na+ + 2OH- + 2H+ + CO32-  = 2Na+ + CO32- + 2H2O
       2OH- + 2H+  =  CO32- + 2H2O

 б)  K2SiO3 +2HCl = 2KCl + H2SiO3

      2K+  + SiO32- +2H+  +2Cl-  = 2K+  +2Cl-  + H2SiO3

     SiO32-    + 2H+  =  H2SiO3

2. С гидроксидом калия будет взаимодействовать Н2SO4

2КOH + Н2SO4 = К2SO4 + 2H2O
2К+ + 2OH- + 2H+ + SO42-  =  2К++ SO42-  + 2H2O
2H+ + 2OH-  = 2H2O

 H+ + OH-  = H2O

3.   а)   MgCl2  +   Na2CO3   =   Mg CO3   +  2NaCl

            Mg2+   +2Cl- +2Na+ + CO32-    = Mg CO3   + 2Na+  +2Cl

           Mg2+ +  CO32-  = Mg CO3  

     б)   КOH +HCl  = КCl + H2O
          К+ + OH- + H+ + Cl-  = К++ Cl- + H2O
         H+ +OH-  = H2O

Вопросы контроля исходного уровня знаний

Вопросы  для фронтального опроса:

1. Назовите 2-3 примера растворов, использующихся в быту.

2. Назовите 2-3 примера растворов, встречающихся в природе.

3. Какие составляющие необходимы для приготовления растворов?

      4.   Какой универсальный растворитель вам известен?

5.   В каком агрегатном состоянии вещества могут растворяться в воде?

      6.   Приведите примеры растворения в воде газообразных веществ и использования этих

            растворов.

      7.    Приведите примеры растворения в воде жидких веществ и использования этих растворов.

      8.   Приведите примеры растворения в воде твердых веществ и использования этих растворов.

Вопросы  для фронтального опроса с использованием презентации:

            Инструкция: выберите один правильный ответ. Объясните свой выбор.

1. Неэлектролитами являются оба вещества:

а) гидроксид калия (водный р-р)  и серная кислота

б) глюкоза (водный р-р) и этиловый спирт

в) этиловый спирт и хлорид кальция (водный р-р)

г) вода (дист.) и  сахароза (водный раствор)

2. Проводит электрический ток:

а) раствор сахара

б) раствор хлорида кальция

в) раствор хлороводорода

г) дистиллированная вода

3. Составьте ионное уравнение диссоциации гидроксида калия. Укажите число ионов в реакции.

а) 1

б) 2

в) 3

г) 4

4. Соединениями с ионной химической связью являются оба вещества пары:

а) HBr и N2

б) KF и NaCl

в) CO2 и H2O

г)  Na2O и H2O

5. Электролитами являются оба вещества:

а) хлорид калия (водный р-р)  и серная кислота

б) глюкоза (водный р-р) и этиловый спирт

в) этиловый спирт и хлорид калия (водный р-р)

г) вода (дист.) и  глюкоза (водный раствор)

Задания

для индивидуального опроса

(с использованием видеофрагментов):

Прокомментируйте  видеофрагменты:

1.  «Взаимодействие уксусной кислоты с гидроксидом натрия»
2.  «Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом натрия»

Вопросы и задания

для письменного индивидуального опроса

(с использованием раздаточного материала):

              Тестовый контроль.

  Инструкция: выберите один правильный ответ.

1.  Из раствора хлорида натрия выпадает осадок при добавлении:

     Подтвердите ответ молекулярным уравнением реакции.
      а) AgNO3
      б) NаNO3
      в) KNO3

       г) Н2О

2.  Для сокращенного ионного уравнения K2O + HCl =  KCl +H2O  сумма коэффициентов равна:

     Подтвердите ответ уравнением реакции.
       а) 7
       б) 4
       в) 6

        г) 5

3.  Правой частью молекулярного уравнения 2NaOH +MgCl2 =…является:

     Подтвердите ответ уравнением реакции.

        а) Mg(OH)2 +2 Na++2 Cl-
       б) Mg2+ + H2O

        в) MgCl2 + H2

        г) Mg(OH)2 + 2NaCl

4.   В записи молекулярного уравнения  … + CuSO4 =  FeSO4 + Cu   пропущено вещество:

      Подтвердите ответ уравнением реакции.

        а) Fe
       б) FeO

        в) Fe(OH)2

        г) FeS

5. Установите соответствие между классом соединений и его определением:

1. Оксиды                       А – Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

2. Основания                         образованием катиона металла и аниона кислотного остатка                            

3. Кислоты                     Б -  Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

4. Соли                                  образованием катиона водорода и аниона кислотного остатка                            

                                        В -  Сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из  

                                                 которых - кислород

                                        Г -   Электролиты, диссоциирующие в водных растворах с

                                                образованием катиона металла и гидроксид-ионов  

Эталоны ответов на вопросы контроля исходного уровня знаний

Эталоны правильных ответов на вопросы  для фронтального опроса:

1.  чай с сахаром,  кофе, сок, р-р иода, р-р перекиси водорода и т.д.
2.  березовый сок, морская вода, слёзы, жидкая среда организма и т.д.
3.  растворитель и растворяемое вещество

           4.   вода

5.   в газообразном, жидком и твердом

           6.   растворенный в воде кислород воздуха обеспечивает жизнь водных организмов;

                образующийся при разложении остатков организмов сероводород делает водоем

                безжизненным

          7.   водный раствор серной кислоты используется для опытов, для заливки автомобильных

               аккумуляторов;  водный раствор уксусной кислоты используется в пищевой

               промышленности и т.д.

         8.   раствор поваренной соли – морская вода, раствор мыла, сахара и т.д.

Ответы на задания  для фронтального опроса

(с использованием презентации):

1-б,г;  2- б,в;  3- б;  4- б;  5- а.

Ответы на задания

для индивидуального опроса

(с использованием видеофрагментов):

Комментарий  видеофрагментов:

 «Взаимодействие уксусной кислоты с гидроксидом натрия»

В  пробирку поместили  5 капель раствора гидроксида натрия. Добавили 1 каплю фенолфталеина. Окраска раствора стала малиновой,  Затем добавляли по каплям раствор уксусной кислоты. Раствор стал бесцветным. Изменение цвета раствора свидетельствует о прохождении реакции нейтрализации. Реакция ионного обмена протекает необратимо, т.к. образуется слабый электролит  - вода.

«Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом натрия»

В пробирку  поместили  5 капель раствора уксусной кислоты. При добавлении

карбоната натрия наблюдается бурное выделение углекислого газа. Это

свидетельствует о том, что уксусная кислота –  более сильная вытесняет

угольную – более слабую. Реакция ионного обмена протекает необратимо, т.к.  

образуется неэлектролит  - газ.

Ответы на  задания

для письменного индивидуального опроса

(с использованием раздаточного материала):

1. а) NaCl +AgNO3  = AgCl + NaNO3
2. в) K2O + 2H+ =  2K+ +H2O  

      3-  г)

      4-  а)

      5-  1-В, 2-Г, 3-Б, 4-А