Разработка урока химии на тему "Растворы".
методическая разработка по химии (11 класс) на тему

Класс          11                                                                                                                   

Тема: Истинные растворы. Растворение как физико-химический процесс. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля растворенного вещества. Диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты.

Цель:

1. уточнить смысл понятия «растворимость» и выяснить, чем оно отличается от понятия «массовая доля растворенного вещества»; актуализировать знания о способах выражения концентрации веществ; научить применять значение понятий «растворимость», «концентрации растворов» при решении расчетных задач;
2. углубить и обобщить знания, основные понятия электролитической диссоциации, научить применять их в составлении уравнений диссоциации, дать представление об универсальности теории электролитической диссоциации, применении ее для неорганической и органической химии.

Ход урока

      I. Проверка домашнего задания.

II. Актуализация знаний. Беседа с учащимися по основным вопросам.

1. Дать определение раствора, растворителя. Какие известны виды растворов?
2. Растворение — это физический или физико-химический процесс? Обосновать на основании эксперимента взаимодействие безводного сульфата меди (II) с водой.
3. В ходе обсуждения последнего вопроса проводится эксперимент, доказывающий, что растворение есть физико-химический процесс.

CuS04 + 5Н20 = [Cu(OH2)4] • Н20 • S04 + Q.      тетрааква меди (II) раствор голубого цвета

В растворе присутствуют не только частицы растворенного вещества, частицы растворителя, но и продукт их взаимодействия — гидратированные катионы меди (II), придающие раствору голубой цвет. Следует отметить, что происходит образование ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму между катионом меди (II) и молекулами воды, вследствие чего и выделяется тепло.

III. Формирование новых понятий.

1. Истинные растворы. Растворение как физико-химический процесс.          

Что же такое растворимость веществ? Это способность веществ разрушаться до структурных единиц под действием растворителя. Растворимость зависит от природы растворяемого вещества, природы растворителя, температуры, давления для газов. По растворимости вещества делят на хорошо растворимые (растворяется более 1 г в 100 г растворителя), малорастворимые (растворяется от 0,01 г до 1 г в 100 г растворителя) и практически нерастворимые вещества (растворяется менее 0,01 г в 100 г растворителя при температуре 25 °С).

Однако при другой температуре растворимость вещества иная. Поэтому применяется коэффициент растворимости. Он показывает, сколько грамм вещества может растворяться в 100 г растворителя при данной температуре.

Пример: При t° - 30 °С в 100 г растворителя растворяется CuS04 30 г, а при г° = 70 °С — 50 г CuS04 (последняя справочная литература предлагает определение растворимости на 1000 г растворителя).

растворитель — дисперсионная среда вода; в водных растворах солей, кислот, щелочей, сахара, углекислого газа.

Воздух — это раствор кислорода, азота, благородных газов, углекислого газа.

Столовый уксус 9 % — растворитель вода.

Уксусная эссенция 80 % — растворитель уксусная кислота.

По степени дисперсности различают истинные и коллоидные растворы (коллоидные системы). При образовании истинных растворов растворенное вещество находится в растворителе в виде атомов, молекул или ионов.

Истинные растворы подразделяются на:

• молекулярные — водные растворы неэлектролитов (спиртовой раствор йода, растворы сахарозы, глюкозы);
• молекулярно-ионные — растворы слабых электролитов (азотистая кислота, угольная кислота, аммиачная вода);
• ионные растворы — растворы электролитов.

Следует считать, что растворение — физико-химический процесс, т.к. наряду с образованием обычной механической смеси веществ идет и процесс взаимодействия частиц растворенного вещества с растворителями. К таким заключениям в 1887 году пришел Д.И. Менделеев. Точное определение раствора: раствор — гомогенная (однородная) система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Растворы бывают ненасыщенные и насыщенные.

Насыщенный раствор содержит максимальное количество растворенного вещества при данной t°.

Ненасыщенный раствор содержит при данной t° меньше растворенного вещества, чем может раствориться.

2. Способы выражения концентрации растворов.

 Для выражения состава раствора используют количественные характеристики растворов или концентрации — молярная концентрация раствора; массовая доля растворенного вещества или процентная концентрация, моляльная и нормальная концентрация.

Молярная концентрация вещества показывает количество моль вещества в 1 л раствора:

Массовая доля растворенного вещества показывает количество растворенного вещества в 100 г раствора:

     Если в системе газы, то применяется объемная доля 

Иногда необходимо рассчитать мольную долю растворенного вещества.

3. Диссоциация электролитов в водных растворах. Сильные и слабые электролиты.

Работа с тестом (один экземпляр на каждую парту).

1.        Какие вещества называются электролитами, неэлектролитами?

а)        выбрать электролиты: азот, хлорид калия (р-р), азотная кис
лота, углекислый газ, сахароза;

б)        выбрать неэлектролиты: глюкоза, хлорид цинка, спирт.

2. Дать определение диссоциации. Это процесс обратный?
3. Записать схемы диссоциации вещества:

a) NaOH;  б) FeCI3;  в) НС1;   г) NaCl;      д) K2SО4;     е) H2S.

Выберите формулы а) сильных электролитов, б) слабых электролитов:

Fe(OH)3; HNО3; BaCО3; Ca3(PО4)2; Na2S; КОН; H3PО4; NH4OH.

4. Какие вещества при диссоциации образуют силикат-ионы?

 a) CaSiО3; б) Na2SiО3; в) H2SiО3; г)SiО2.

5. Какие вещества при диссоциации образуют катионы магния?

a) MgCl2; б) Mg3(PО4)2; в) MgO; r) Mg(NО3)2.

6. В растворах каких веществ присутствует избыток:

а)        катиона водорода;  б)        гидроксид-аниона вещества: соли? кислоты? щелочи?

6. Дать определение кислотам, солям, щелочам с точки зрения теории электролитической диссоциации.

В ходе обсуждения ответов на вопросы учитель вводит дополнения по некоторым вопросам.

1.        Электролиты — вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Как правило, это соединения с ионной и  ковалентной полярной связью:

КС1 — ионная связь; NH4NО3 — между NH4+ и NО3-— ионная связь.

     Неэлектролиты — вещества, растворы и расплавы которых не проводят электрический ток (органические соединения, газы): С6Н12О6 — глюкоза, С2Н5ОН — этанол, спирт.

2.        Диссоциация — распад электролита на ионы при растворении
или расплавлении. Это процесс обратимый. Процесс, обратный диссоциации, называется ассоциацией.

     3.        Кислоты — электролиты, в растворах которых представлены в качестве катионов только катионы водорода.

    Щелочи — электролиты, в растворах которых представлены в качестве анионов только гидроксид-анионы.

     Соли — электролиты, в растворах которых при диссоциации образуются катионы металлов (или ион аммония) и анионы кислотных остатков.

4.Степень электролитической диссоциации а показывает процент молекул, продиссо- циированных к общему количеству молекул электролита.

5. а)        электролиты сильные HNО3; Na2S; КОН. В их растворах равновесие полностью смещается в сторону прямой реакции.

б)        электролиты слабые  Н3РО4; NH4OH; H2CО3. В растворах слабых электролитов равновесие смещается в сторону образования молекул, т.е. в сторону обратной реакции.

Для характеристики слабых электролитов используют константу диссоциации по каждой ступени.

6. Константа диссоциации есть отношение произведения равновесных концентраций катионов и анионов, возведенных в степени коэффициентов равновесных концентраций, к концентрации непродиссоциированных молекул. Кд зависит от природы электролита, природы растворителя, температуры, но не зависит от концентрации. Иногда Кд вычисляют, используя концентрацию и степень диссоциации:

Кд=а2См

IV. Закрепление.  Расчетные задачи на количественную характеристику растворов.

V. Итог урока.

VI. Домашнее задание.

Использованные материалы:

1. Химия. В помощь школьному учителю. / Авт.-сост. Н.П.Троегубова. – Москва: ВАКО, 2009.
2. Интернет - ресурсы.