Статья "Метод проектов в преподавании химии"
статья
Специфика современного мира состоит в том, что он меняется все более быстрыми темпами. Процессы глобализации, информатизации, ускорения внедрения новых научных открытий, быстрого обновления знаний и профессий выдвигают требования повышенной профессиональной мобильности и непрерывного образования. Каждые десять лет объем информации в мире увеличивается. Поэтому знания, полученные людьми в школе, через некоторое время устаревают и нуждаются в коррекции, а результаты обучения не в виде конкретных знаний, а в виде умения учиться становятся все более востребованными. .
Учиться, чтобы знать, овладение определенным объемом знаний, для настоящего времени недостаточно. Учиться созидать – это больше, чем просто овладеть мастерством и приобрести навыки; это применение знаний в новых ситуациях, совмещение труда и обучения на протяжении всей жизни.
Исходя из этого, Федеральный государственный образовательный стандарт определил в качестве главных результатов не предметные, а личностные и метапредметные универсальные учебные действия.
«У человека должно быть такое образование, которое позволит обеспечить достойную жизнь и свободное развитие». Статья 7 Конституции Российской Федерации.
Скачать:
Предварительный просмотр:
Метод проектов в преподавании химии
Усанкина Н.А., учитель химии МБОУ СОШ с. Большие Озерки Балтайского муниципального района Саратовской области
В докладе описана реализация проектного метода в обучении. Приведен пример междисциплинарного исследовательского проекта «Электрохимическое и химическое восстановление металлов из растворов», выполненного учащимся 11 класса МБОУ СОШ с. Большие Озерки
Ключевые слова: метапредметный подход, метод проектов
План:
1. Введение
2. Требования ФГОС к результатам метапредметного подхода
3.Проектная и исследовательская деятельность как реализация метапредметного подхода в современном образовании
4.Методическая характеристика исследовательского проекта «Электрохимическое и химическое восстановление металлов из растворов»
5. Обзор исследовательских работ и проектов, выполненных обучающимися при изучении предмета и во внеурочной деятельности
6. Проектная деятельность, как способ формирования функциональной грамотности
1. Специфика современного мира состоит в том, что он меняется все более быстрыми темпами. Процессы глобализации, информатизации, ускорения внедрения новых научных открытий, быстрого обновления знаний и профессий выдвигают требования повышенной профессиональной мобильности и непрерывного образования. Каждые десять лет объем информации в мире увеличивается. Поэтому знания, полученные людьми в школе, через некоторое время устаревают и нуждаются в коррекции, а результаты обучения не в виде конкретных знаний, а в виде умения учиться становятся все более востребованными. Сформированы четыре основные актуальные для настоящего времени задачи образования. Первая (древняя) – передавать знания, вторая – научить созидать, третья – научить жить, четвертая – научить жить вместе.
Учиться, чтобы знать, овладение определенным объемом знаний, для настоящего времени недостаточно. Учиться созидать – это больше, чем просто овладеть мастерством и приобрести навыки; это применение знаний в новых ситуациях, совмещение труда и обучения на протяжении всей жизни.
Исходя из этого, Федеральный государственный образовательный стандарт определил в качестве главных результатов не предметные, а личностные и метапредметные универсальные учебные действия.
«У человека должно быть такое образование, которое позволит обеспечить достойную жизнь и свободное развитие». Статья 7 Конституции Российской Федерации.
2. В основе Стандарта лежит системно-деятельностный подход, который обеспечивает:
- формирование готовности к саморазвитию и непрерывному образованию;
- активную учебно-познавательную деятельность обучающихся.
Метапредметные требования, которые устанавливает Стандарт в усвоении обучающимися образовательной программы, это межпредметные понятия и УУД, способность их использования в учебной, познавательной и социальной практике, самостоятельность планирования и осуществление учебной деятельности, организация учебного сотрудничества с педагогами и сверстниками, построение индивидуальной образовательной траектории.
Метапредметные результаты освоения основного общего образования должны отражать:
- умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учебе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
- умение планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач;
- умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменением ситуаций;
- умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности их решения;
- владение основами самоконтроля, самооценки, принятия решений осуществление осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности;
- умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения, умозаключения (индуктивные, дедуктивные, по аналогии) и делать выводы;
- умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;
- смысловое чтение;
- умение организовать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе; находить общие решения и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение;
- умение осознанно использовать речевые средства в соответствие с задачей коммуникации для выражения своих чувств, мыслей и потребностей, планирования и регуляции своей деятельности; владение устной и письменной речью, монологической контекстной речью;
- формирование и развитие компетентностей в области использования ИКТ;
- формирование и развитие экологического мышления, умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации.
Мета” - “за”, “через”, “над”, то есть выход за рамки предмета, над предметом. Универсальность метапредметов состоит в обучении школьников общим приемам, техникам, схемам, образцам мыслительной работы, которые лежат над всеми предметами, но в то же время воспроизводятся при работе с любым предметом в отдельности.
Метапредметный подход в образовании и, соответственно, метапредметные образовательные технологии были разработаны для того, чтобы решить проблему разобщенности, оторванности друг от друга различных научных дисциплин и учебных предметов.
3. Всесторонней реализации метапредметного подхода в современном образовании способствует проектная и исследовательская деятельность, поскольку в процессе ее осуществления формируются практически все универсальные учебные действия, прописанные в Стандарте.
Исследовательские и проектные работы могут быть построены таким образом, что в них будут востребованы практически любые способности подростков, реализованы личные пристрастия к тому или иному виду деятельности. В данном случае учащиеся делают первые шаги в направлении пред-профессиональной ориентации.
Для них характерно совместное планирование деятельности учителем и учащимися. Существенно то, что необходимые для решения задачи или создания продукта конкретные сведения или знания должны быть найдены самими учащимися. При этом изменяется роль учителя — из простого транслятора знаний он становится действительным организатором совместной работы с учениками, способствуя переходу к реальному сотрудничеству в ходе овладения знаниями.
4. Исследовательский проект, выполненный учащимся 11 класса на тему «Электрохимическое и химическое восстановление металлов из растворов» (Приложение 1):
по способу организации деятельности учащихся - индивидуальный;
по продолжительности – долгосрочный;
по доминирующему виду деятельности – исследовательский;
по предметно-содержательной области проектирования – межпредметный.
Тема была интересна обучающемуся, так как ученик сдавал экзамен по химии, и совпадала с кругом интересов учителя, так как теме «Электролиз» отводится недостаточное количество учебного времени, необходимого для более полного понимания учебного материала.
Проект выполнялся обучающимся в рамках двух учебных предметов, химии и физики, с целью продемонстрировать свои достижения в самостоятельном освоении содержания и методов избранных областей знаний и способность проектировать и осуществлять результативную учебно-познавательную деятельность.
Для обучающегося самым важным (на первых порах и самым трудным) явилась постановка цели своей работы. Роль учителя здесь значительна, хотя основную работу всё же учащийся выполнял самостоятельно. Помощь взрослого необходима главным образом на этапе осмысления проблемы и постановки цели. Важно научить учащихся правильно и самостоятельно формулировать цели своей проектной и исследовательской деятельности.
Цель данного проекта - меднение и цинкование металлических предметов и изучение влияния изменения условий на результат процесса.
Приступая к работе, автор проекта с небольшой помощью педагога составил план предстоящей работы. Умение планировать и работать по плану - это один из важнейших не только учебных, но и социальных навыков, которым должен овладеть школьник, приобретение которого свидетельствует о сформированности регулятивных действий
Для формулировки гипотезы необходимо проведение предварительного анализа имеющейся информации. Автор проекта выдвинул гипотезу о возможности воспроизведения промышленного способа получения покрытия в лабораторных условиях.
Поиск решения проблемы, проведение исследований и проектных работ с поэтапным контролем и коррекцией результатов включают:
- сбор и уточнение информации;
- изучение литературы;
- использование таких естественно-научных методов и приемов, как наблюдение, постановка проблемы, выдвижение гипотезы, эксперимент, моделирование, использование математических моделей, теоретическое обоснование, установление границ применимости модели;
- обработка и анализ полученных данных; умение делать выводы и умозаключения. Выделяется три вида умозаключений: индуктивное, дедуктивное и умозаключение по аналогии.
- использование таких математических методов и приемов, как абстракция и идеализация, доказательство, доказательство по аналогии, индуктивные и дедуктивные рассуждения, построение и исполнение алгоритма;
- умение классифицировать — это распределение объектов по группам в соответствии с основаниями, принципами деления.
Представление результатов исследования или продукта проектных работ, оформление результатов деятельности как конечного продукта, формулирование нового знания включают:
- умение структурировать материал;
- видеть ошибки и не допускать их в будущем.
- обсуждение, объяснение, доказательство, защиту результатов, составление текста и презентации материалов, иллюстрирующих, объясняющих, демонстрирующих как сам процесс исследования и его средства, так и результаты; планирование сообщения о проведении исследования, его результатах и защите.
- оценку полученных результатов и их применение к новым ситуациям.
Овладение выше перечисленными умениями свидетельствуют о сформированности коммуникативных действий.
Развитию познавательных УУД способствовало:
- практическое освоение обучающимся глубины темы;
- смысловое чтение и работа с информацией; умение вычленять из текста информацию, раскрывающую тему исследования и преобразовывать текст в соответствии с планом исследования.
- практическое усвоение методов познания.
Исследовательская работа была представлена на обсуждение на районной научно-практической конференции, а результат работы – презентация - используется учителем как дидактический материал по теме.
5. Одним из самых сильно действующих средств для создания и поддержания интереса к предмету является демонстрационный химический эксперимент. Практически он предусмотрен при изучении всех разделов химии в средней школе. Любой химический эксперимент может являться основой для проекта, мини-проекта.
Обучающимися были выполнены исследовательская работа «Кристаллы» (Фото 1.), проекты «Валентность», «Зеркала» (Фото 2., Фото 3.), «Ацетилен» (Фото 4., Фото 5., Фото 6., Фото 7.), «Исследование качества питьевой воды» (Фото 8.), «Уникальное вещество – вода» (Фото 9., Фото 10., Фото 11., Фото 12., Фото 5.); мини-проекты «Восстановление металлов из их оксидов», «Признаки химических реакций», «Электропроводность дистиллированной, водопроводной, минеральной вод» (Фото 13., Фото 14., Фото 15.), «Химические свойства щелочных металлов» (Фото 16., Фото 17.), «Исследование воздействия на белок спирта, температуры и солей тяжелых металлов», «Определение машинного и растительного масел» (Фото 18.) и др.
Реализация проектной деятельности не ограничивается только уроками, но осуществляется и во внеурочной деятельности, которая способствует повышению качества эффективности уроков, продуктивности знаний учащихся, повышению их мотивации к учению, обогащают их духовно и нравственно.
Развитию регулятивных УУД способствует использование в учебном процессе заданий, которые наделяют обучающихся функциями организации их выполнения: планирование этапов выполнения работы, отслеживание продвижения в подготовке к мероприятию, соблюдения графика подготовки и предоставление материалов, поиска необходимых ресурсов, распределение обязанностей и контроля качества выполнения работы при минимальной помощи учителя.
Примерами такого задания является подготовка и проведение внеклассного мероприятия для младших школьников «В гостях у Химии» учащимися 11 класса в ходе предметной недели.
Проведению мероприятия предшествовали сбор и обработка информации, подготовка чернового наброска, обсуждение, оценивание и коррекция. Были подготовлены шуточный сценарий соответствующий возрасту зрителей, проведены занимательные опыты для детей «Превращение воды в кровь», «Невидимые чернила», надувание шарика углекислым газом, «Фараонова змея».
Подготовка к мероприятию способствовало развитию коммуникативных УУД, умений и навыков получения необходимой информации из разнообразных источников; выступающих как средство развития личности за счет формирования навыков культурного общения.
6. В целом проектную деятельность можно рассматривать как один из немногих видов школьной работы, позволяющих преобразовывать академические знания в реальный жизненный и даже житейский опыт учащихся.
Установлено, что у учащихся, занимающихся проектной деятельностью, учебная мотивация учения в целом выражена выше. Кроме того, с помощью проектной деятельности можно добиться существенного снижения школьной тревожности. Дело в том, что вовлечение в проектную деятельность снижает напряжение и стресс в обучении, т. е. это здоровье-сберегающая технология (М. А. Ступницкая, А. В. Белов, В. А. Родионов, 2003).
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. Конституция Российской Федерации
2. Федеральный государственный стандарт основного общего образования
3. Пособие для учителя. Под ред. А.Г. Асмолова. Москва, «Просвещение», 2010.
4. Интернет-ресурс:
studmed.ru›stupnickayа Ступницкая М.А. Что такое учебный проект?
Предварительный просмотр:
Фото 1. Исследовательская работа «Кристаллы». Кристаллы из соли и сахара
Фото 2. Теоретическая часть проекта «Зеркала». История возникновения зеркал, тайны, поверья и загадки зеркального мира
Фото 3. Практическая часть проекта «Зеркала». Проведение химической реакции "серебряного зеркала", по которой в промышленности изготавливают зеркала и елочные игрушки
Фото 4. Проект «Ацетилен». Добавление небольшого количества воды
к карбиду кальция
Фото 5. Проект «Ацетилен». Бурное выделение газа.
Газ горит ярким пламенем
Фото 6. Проект «Ацетилен». Пропускание ацетилена через раствор
перманганата калия
Фото 7. Проект «Ацетилен». Обесцвечивание раствора перманганата калия. Качественная реакция на непредельные углеводороды, к которым относится ацетилен
Фото 8. Проект «Исследование качества питьевой воды». Определение наличия ионов железа в воде химическими реактивами «красная кровяная соль» и «желтая кровяная соль», с которыми ионы железа образуют цветные осадки "турнбулеву синь" и "берлинскую лазурь".
Фото 9. Проект «Уникальное вещество – вода». Исследование физических свойств воды (из-за поверхностного натяжения воды металлическая игла удерживается на ее поверхности)
Фото 10. Проект «Уникальное вещество – вода». Исследование физических свойств воды. Жидкости разных температур не смешиваются, когда теплая вода сверху
Фото 11. Проект «Уникальное вещество – вода». Исследование физических свойств воды. Жидкости разных температур сразу же перемешались, когда сверху оказалась холодная
Фото 12. Проект «Уникальное вещество – вода». Исследование химических свойств воды. Вода является катализатором химической реакции между йодом и алюминием. Капля воды, добавленная в данную смесь, привела к возгоранию этих веществ
Фото 5. Проект «Уникальное вещество – вода». Исследование химических свойств воды. Вода – реагент в химических реакциях. При взаимодействии воды с карбидом кальция выделяется газ ацетилен
Фото 13. Мини-проект «Электропроводность дистиллированной, водопроводной, минеральной вод». Вода - смесь. Помогут доказать это утверждение датчик электропроводности цифровой лаборатории и знания о том, что чем больше в воде растворено минеральных солей, тем выше ее электропроводность
Фото 14. Мини-проект «Электропроводность дистиллированной, водопроводной, минеральной вод». В трех стаканах, без обозначения находятся дистиллированная вода, вода из-под крана и минеральная вода
Фото 15. Мини-проект «Электропроводность дистиллированной, водопроводной, минеральной вод». При перемещении датчика из стакана с дистиллированной водой в стакан с минеральной, на экране компьютера фиксируется резкое изменение кривой графика и числовых показаний электропроводности
Фото 16. Мини-проект «Химические свойства щелочных металлов». Небольшой кусочек натрия поместили в чашку с водой и фенолфталеином
Фото 17. Мини-проект «Химические свойства щелочных металлов». Бурная реакция с участием данных веществ с выделением газа водорода. Изменение цвета на малиновый свидетельствует об образовании еще одного вещества – гидроксида натрия
Фото 18. Мини-проект «Определение машинного и растительного масел». Строение молекулы растительного масла обуславливает химическое взаимодействие с раствором перманганата калия и в результате обесцвечивает его. Машинное масло в химическую реакцию с раствором марганцовки не вступает и изменения цвета не происходит
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
ЦЕЛЬ: получение покрытия из других металлов на токопроводящих предметах электрическим током и контактным вытеснением металлов из растворов их солей более активными металлами ЗАДАЧИ: 1) изучение условий проведения электролиза и их влияния на процесс; определение природы растворимых электродов; демонстрация тесной межпредметной связи между химией и физикой; 2) сопоставление окислительно-восстановительной активности металлов в водных растворах и расположение их в ряд активности; 3) ознакомление с практическим значением химических процессов восстановления металлов
АКТУАЛЬНОСТЬ ВЫБРАННОЙ ТЕМЫ: методами химического и электрохимического восстановления осаждают защитные, декоративные, жаростойкие, коррозийно-устойчивые, износостойкие, токопроводящие покрытия, получают готовые изделия нужной формы (процесс гальванопластики), извлекают металлы из растворов, регенерируя таким образом металлы, получают порошки для последующего формирования из них металлоизделий или восстановления изношенных деталей ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ: подготовка и выступление на научно-проектной конференции. Использовать материалы работы на уроках химии в качестве дидактического материала при изучении темы: Электролиз МЕТОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ: изучение литературы по данной теме; практическое применении различных способов получения покрытий металлами на поверхности токопроводящих предметов; наблюдение за результатами химических процессов на каждом этапе, фотографирование с последующим описанием; объяснение и обобщение результатов проведенных опытов
ПЛАН: 1. I ЧАСТЬ: ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ 1 .1. Покрытие стального токопроводящего предмета (монеты) слоем меди электрическим током с погружением в раствор электролита 1.2. Нанесение на алюминиевый предмет (ложку) слоя меди электрическим током без погружения в раствор электролита 1.3. Установление природы металлических стержней 1.4. Нанесение слоя цинка на стальную пластинку электрическим током 2. II ЧАСТЬ: КОНТАКТНОЕ ВЫТЕСНЕНИЕ МЕДИ ИЗ РАСТВОРА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ 3. III ЧАСТЬ: ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ 4. ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. I ЧАСТЬ: ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ 1.1. Покрытие стального токопроводящего предмета (монеты) слоем меди электрическим током с погружением в раствор электролита Электролиз - (от электро... и греч. lysis - разложение, растворение, распад), совокупность процессов электрохимического окисления-восстановления на погруженных в электролит электродах при прохождении через него электрического тока. Анод – положительный электрод Катод – отрицательный электрод Особенность электролиза - пространственное разделение процессов окисления и восстановления: электрохимическое окисление происходит на аноде, восстановление - на катоде.
Электролиз может быть легко осуществим при растворении в воде солей, диссоциирующих на ионы CuSO 4 → Cu²+ + SO 4 ²‾ . Процессы окисления- восстановления в растворах проходят глубже, если среда раствора кислая. Для повышения рН раствора необходимо добавить серную кислоту. В качестве гальванической ванны можно использовать любую стеклянную емкость такого размера, чтобы покрываемый металлом предмет свободно размещался в ней и при этом не находился вблизи от анода.
полюсу Источника питания. Монета – катод. Медный провод соединен с положительным полюсом источника питания и является в настоящей цепи анодом. К А _ + CuSO 4 В качестве источника электропитания можно использовать как стационарный источник постоянного тока, так и электрическую батарейку, которая дает напряжение 4 – 10 В. Монета с помощью проволоки присоединена к отрицательному
При проведении электролиза электроды должны быть погружены в растворы, содержащие ионы, т. е. в электролиты. К А
Площадь анода необходимо увеличить, наматывая на него спиралью медную проволоку. Расстояние между электродами – не А К меньше 8 см.
Процессы, протекающие на электродах при электролизе растворов Катод (+) Не зависят от материала катода; зависят от положения металла в ряду напряжений Анод (-) Зависят от материала анода и природы анионов Анод нерастворимый (инертный), т.е. изготовлен из угля графита, Pt, Au Анод растворимый, из- готовлен из С u, Ag, Zn, Ni, Fe и др. (кром. Pt, Au) 1. В первую очередь восстанавлива ются катионы металлов, стоящие в ряду напряжений после H 2 : Me n+ + nē → Me 0 1. В первую очередь окисляются анионы бескислородных кислот (кроме F - ): A m- - mē → A 0 Анионы не окисляются. Идёт окисление атомов металла анода: Me ° - n ē → Me n + Катионы Me n + переходят в раствор. Масса анода уменьшается. 2. Катионы металлов средней активности, стоящие между Al и H 2 , восстанавливаются одновременно с водой: Me n+ + nē →Me° 2H 2 O + 2 ē → H 2 ↑ +2OH - 2. Анионы оксокислот (SO 4 2 - , CO 3 2- ,..) и F - не окисляются, идёт окисление молекул H 2 O : 2H 2 O - 4ē → O 2 ↑ +4H + 3. Катионы активных металлов от Li до Al (включительно) не восста навливаются, а восстанавливаются молекулы H 2 O : 2 H 2 O + 2ē →H 2 ↑ + 2OH - 3. При электролизе растворов щелочей окисляются ионы OH - : 4OH - - 4ē → O 2 ↑ +2H 2 O 4. При электролизе растворов кислот восстанавливаются катионы H + : 2 H + + 2ē → H 2 0 ↑
А К Cu²+ Cu²+ На катоде в результате электролиза происходит восстановление ионов электролита. Катионы принимают электроны и превращаются в атомы К: Cu 2+ + 2ē → Cu 0 На аноде в результате электролиза происходит окисление молекул, принадлежащих материалу анода (анод растворяется) А: Cu 0 → Cu 2+ + 2ē
Электролиз сводится к переносу меди с анода на катод Cu 2+ + Cu 0 → Cu 0 + Cu 2+ Изменение окраски на катоде протекает быстро: от нескольких секунд до нескольких минут.
В результате электролиза поверхность катода покрывается пленкой осаждающегося металла: меняется ее цвет, увеличивается масса катода в соответствии с 1- ым законом Фарадея: m = k • I • t (масса вещества, которая выделилась при электролизе на катоде прямо пропорциональна тому электричеству, который прошел сквозь электролит в единицу времени t ).
1.2. Нанесение на алюминиевый предмет (ложку) слоя меди электрическим током без погружения в раствор электролита
Поверхность алюминиевой ложки необходимо очистить от оксидной пленки наждачной бумагой и обезжирить раствором соды технической, затем ложку поместить в пустую стеклянную емкость и присоединить К проводом к отрицательному полюсу источника питания.
Медный провод необходимо распределить между щетинками зубной щетки и другим концом соединить с «+» источника питания. Необходимо приготовить насыщенный подкисленный раствор медного купороса.
Между поверхностью обрабатываемой детали (катода) и медным проводом (анода) всегда должен быть слой электролита, поэтому импровизированную кисть необходимо помещать в раствор электролита постоянно.
Во время работы медный провод не должен касаться ложки, замыкать электрическую цепь должен раствор электролита.
Процесс детального покрытия ложки медью длился несколько минут. Избирательное нанесение медного покрытия применяется в дизайнерских проектах.
1 .3. Определение природы металлических стержней
Необходимо приготовить насыщенный раствор электролита из поваренной соли. NaCl
Металлические стержни необходимо погрузить в раствор электролита и подключить к источнику питания. А К
Наблюдаю бурное выделение газа на катоде и небольшое изменение цвета на аноде. К А
При дальнейшем проведении электролиза наблюдаю бурную реакцию с выделением газа на электродах и все более интенсивную серо-зеленую окраску вблизи анодной области. К А
В растворе без подкисления образуется зеленоватый гелеобразный осадок.
При дальнейшем воздействии электрического тока осадок меняет цвет на коричневый. Наблюдаемыми свойствами – придавать электролиту зеленый цвет вблизи анода – обладают ионы железа: А: Fe 0 → Fe 2+ + 2ē Fe(OH) 2 при дальнейшем электролизе окисляется до Fe(OH) 3 бурого цвета: А: Fe 2+ → Fe 3+ + ē Т.к. в растворе присутствуют ионы хлора ( NaCl → Na + + Cl - ) , параллельно с образованием осадка выделяется газ Cl 2 со специфической окраской и запахом: А: 2 Cl - + 2ē → Cl 2 ↑ На катоде в результате электролиза происходит восстановление ионов электролита с образованием новых продуктов. Катионы принимают электроны и превращаются в ионы более низкой степени окисления К: Fe 3+ + ē → Fe 2+ (катод принял цвет осадка – серо-зеленый) и 2H + + 2ē → H 2 ↑ из воды (выделение газа).
Вывод: данные стержни из стали - сплава на основе железа. Сопутствующие выводы: масса анода уменьшилась, анод стал тоньше, на его поверхности рыхлый слой Fe(OH) 3 коричневого цвета из раствора, я оставила его для более наглядного восприятия; масса катода увеличилась, катод принял зеленовато-серый цвет осадившегося Fe(OH) 2 . Процесс длился два часа.
1.4. Нанесение слоя цинка на стальную пластинку электрическим током
Необходимо приготовить электролит, содержащий соль цинка. Zn Zn Zn
Помещаю пластинки цинка в раствор серной кислоты.
Наблюдаю выделение газа с поверхности пластинок цинка: Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ↑ Необходимо дождаться окончания реакции и перелить электролит в гальваническую ванну.
При изучении влияний условия на процесс (изменение силы тока в цепи) в электрическую цепь необходимо включить амперметр и реостат. ZnSO 4 К А _ +
Zn Стальная пластинка ZnSO4 + _ При растворении анода, состоящего из того металла, осаждение которого проводится, раствор пополняется ионами осаждаемого металла Zn⁰ → Zn² + + 2ē
Zn²+ Zn²+ Zn²+ К А Zn²+ Zn²+ На катоде: Zn 2+ + 2ē → Zn 0 и 2H + + 2ē → H 2 ↑ из воды (выделение газа) на аноде: Zn 0 → Zn 2+ + 2ē растворение материала анода (цинковой пластинки). Происходит перенос вещества с анода на катод. Масса катода увеличивается.
1. Я увеличила сопротивление ( R) электрической цепи, т.о. сила тока ( I ) уменьшилась ( I закон Ома): I = U / R , скорость растворение анода небольшая ) ( R увел. . 2. Сопротивление ( R) уменьшила, сила тока ( I) увеличилась, растворение цинковой пластинки происходит интенсивнее и с большей скоростью, но качество покрытия катода ухудшается, становится рыхлым. R уменьш скорость растворения Zn увеличилась
Стальную пластинку я погружала в раствор электролита не полностью, чтобы результат был очевиден. Процесс цинкования пластинки длился несколько часов. Покрытие получилось прочным.
ВЫВОДЫ : I. Скорости электродных реакций зависят от: 1. состава и концентрации электролита 2. материала электрода 3. плотности тока – силы тока, действующей на единицу площади II. Масса и качество осажденного металла зависят от: 1. материала электрода 2. плотности тока 3. времени процесса III. В процессе электролиза получено избирательное покрытие предмета другим металлом IV. В процессе электролиза установлен качественный состав электродов V. Электролиз – физико-химический процесс, теоретической основой которого являются законы М.Фарадея, позволяющие рассчитать выход продукта по массе, спрогнозировать необходимый результат и повлиять на ход процесса.
2. ЧАСТЬ II . КОНТАКТНОЕ ВЫТЕСНЕНИЕ МЕДИ ИЗ РАСТВОРА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ Pb Sn Zn Fe CuSO 4
1-ый день: я поместила образцы металлов в пробирки с концентрированным раствором медного купороса.
2-ой день : в пробирках №2 и №3 изменился цвет раствора . Pb Zn Fe Sn
При детальном рассмотрении установлено, что реакция замещения началась в пробирках с образцами цинка и железа: Zn 0 + Cu 2+ SO 4 = Zn 2+ SO 4 + Cu 0 Fe 0 + Cu 2+ SO 4 = Fe 2+ SO 4 + Cu 0
Pb Zn Fe Sn 3-ий день дал следующие результаты: ионы меди восстановились в первую очередь на цинковой пластинке: Cu 2+ + 2ē → Cu 0 – раствор стал прозрачным; 2. во вторую очередь ионы меди восстановились на железном гвозде – раствор приобрел бледно-голубую окраску; 3. начало реакции замещения в 4-й пробирке: Sn 0 + Cu 2+ SO 4 = Sn 2+ SO 4 + Cu 0 , о чем свидетельствует слабое изменение цвета образца олова.
ВЫВОДЫ: 1. Скорость выделения меди из раствора при использовании различных восстановителей различна, а значит: 2. восстановительные свойства металлов различны. 3. Расположение исследуемых металлов в ряд активности. 4. Преимущества электролиза перед химическим методом получения целевых продуктов заключаются в возможности сравнительно просто (регулируя ток) управлять скоростью и селективной направленностью реакций. Условия электролиза легко контролировать, благодаря чему можно осуществлять процессы как в самых «мягких», так и в наиболее «жестких» условиях. Zn Fe Sn Pb Cu
3. III ЧАСТЬ: ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ КАТОД, ПРОЦЕССЫ НА КАТОДЕ АНОД, ПРОЦ. НА АН. МЕТАЛЛУР ГИЯ Получение чистых металлов: Na, Ca, Mg, Al, Zn, Cu, Ni, Cd, Co, Mn Нерастворимый анод: угольный, графитовый Очищение: С u, Ni, Sn, Pb, Ag, Pt Очищаемый металл ГАЛЬВАНО СТЕГИЯ Защита изделий от коррозии, придания им эстетического оформления: Cr, Ni, Ag, Au,Pt Пластины из того металла, который осаждается на катоде ГАЛЬВАНО ПЛАСТИКА Получение точных копий с рельефных предметов (изготовление бюстов, статуй) ХИМИЧЕС КАЯ ПР-ТЬ H 2 Cl 2 , O 2, анилин и другие ОЧИСТКА СТОЧ. ВОД Нерастворимые аноды; растворимые ( Al, Fe) ЭЛ.ХИМИЧ ПОЛИРОВ КА МЕТАЛ ЛОВ Резное изделие, соеди ненное с «+» выравни вается, т.к. наиболее интенсивно ē покидают именно выступы
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: 1. Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012 2. Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1, 2. М. : Мир, (1972). 3. Рэмсден Э. Н. Начала современной химии. Л.:Химия, (1989) 4. Гроссе Э., Вайсмантель Х. Химия для любознательных. Л: Химия, (1987) 5. Манкевич Н.В. Неорганическая химия. Весь школьный курс в таблицах. Минск «Букмастер» «Кузьма», 2013 6. Шульпин Г.Б. Химия для всех. Издательство «Знание», Москва, 1987 7. Фадеев Г.Н. Химические реакции. Пособие для учащихся. Москва «Просвещение», 1980
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Презентация "Современные педагогические технологии в процессе преподавания химии"
Образование меняется, и поэтому появляется необходимость постоянного переосмысления ценностей и целей в новом контексте. Одним из средств решения этой проблемы является технологический подход, примене...
эссе на тему Преподавание химии в школе
Вот уже 4 года я работаю учителем химии в МОУ СОШ №14 г.Тайшета Иркутской области, учитель II квалификационной категории. Это мои ученики и мои коллеги, без которых я не представля...
Пропедевтическое преподавание химии в средней школе
Раннее изучение и преподавание химии, система преподавания естественнонаучного цикла...
Особенности преподавания химии в профильном нехимическом классе
несколько примеров как можно заинтересовать детей на уроках химии в старшей школе, если профильными предметами у них являются другие...
Системно – деятельностный подход в преподавании химии. (Из опыта работы учителя химии ГБОУ СОШ с. Шигоны Симоновой Л.П.
Опыт работы...
Профессиональная направленность преподавания химии по специальности Строительство и эксплуатация зданий и сооружений Методические рекомендации по УД «Химия»
Методические указания предназначены для преподавателей химии среднего профессионального образования, по направлению «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»....