Основные положения растворения как физико-химического процесса. Растворимость. Типы растворов
план-конспект урока по химии (8 класс) по теме

Тема урока

Основные положения растворения как физико-химического процесса. Растворимость. Типы растворов.

Тип урока

Изучение нового материала

Цели урока

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

1) Ознакомить учащихся с растворением как физико-химическим процессом и с растворами как с физико-химическими системами.

2) Рассмотреть зависимость растворимости твердых веществ в воде от температуры.

3) Дать классификацию растворов по признаку растворимости.

Развивать способность к систематизации знаний, внимательность и аккуратность при решении задач.

Продолжить формирование научного мировоззрения и представление о поэтапной познаваемости мира на примере формирования физико-химической теории растворов.

Задачи урока

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Ввести  понятия  растворов,  гидратов,  кристаллогидратов, тепловых  явлений  при  растворении.

Выяснить  основные  положения  физической,  химической  и  современной  теории  растворов.

Развитие умения анализировать, сравнивать, систематизировать полученные знания, умения формулировать полные ответы, развитие практических навыков решения расчетных задач по химии

Воспитание умения работать в коллективе,  сдержанности, внимательности к чужому мнению (ответу), воспитание чувства патриотизма и гордости за вклад отечественных ученых в развитие химии.

Этапы урока

1.Организационный

(1мин)

Приветствие.

2. Этап подготовки к активному сознательному усвоению (3 мин)

Подготовка к усвоению темы (Слайд №2)

Вопросы учителя с комментариями

 Вопрос: Назовите вещество, которое существует в природе в 3-х агрегатных состояниях?

- Вода

Вопрос: С позиции науки химии воду, которая присутствует в природе можно назвать чистой?

- Нет, в природной воде даже отфильтрованной всегда присутствуют растворенные в ней соли, т.е. природная вода – это водный раствор солей. В морской воде содержание солей больше, а в речной меньше, наименьшее содержание растворенных веществ в дождевой воде.

О воде и водных растворах, с точки зрения науки химии, мы сегодня и будем говорить.

Объявление целей и задач урока

3. Этап усвоения нового материала(15 мин)

Слайд №3

Слайд №4

Слайд №5

Слайд №6

Особую роль на нашей планете играет вода. Из всех жидкостей вода служит наилучшим растворителем. Она входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. В огурцах, в листьях салата вода составляет 95% их массы, в помидорах 90%

Физическую потребность живого организма в воде можно удовлетворить только водой и ничем иным

Согласно теории эволюции жизнь на земле зародилась в воде. В первичном океане (вовремя появления жизни на Земле) массовая доля солей, по предположениям, была низка, около 1%.  В каждом живом организме течет по сосудам – артериям,  венам и капиллярам – волшебный раствор, составляющий основу крови, массовая доля солей в нем такая же, как в первичном океане, - 0,9%.  

Природные водные растворы участвуют в процессах почвообразования и снабжают растения питательными веществами. Многие технологические процессы в химической и других отраслях промышленности протекают в растворах. Изучение свойств растворов занимает важное место в современной науке.

Понятие «растворы» связанно не только с водой или с водными растворами.

Существуют и многие другие растворители – спирты, (различные лекарственные настойки, йод, туалетная вода и т.д.), органические растворители (ацетон). Это жидкие растворы. Существуют и твердые растворы (золотые украшения представляют собой раствор Cu, Ag в Au, все сплавы) и газообразные.

Вопрос: Чем же растворы отличаются от других смесей?

- Все частицы входящие в состав раствора распределены равномерно и в любом микрообъеме состав везде одинаков.

В данной теме мы будем рассматривать только водные растворы.

Теория растворов

В середине XIX века разрабатывались две независимые теории растворов:

1.физическая, ее развивали Я.Х.Вант-Гофф, С.А.Аррениус и Ф.В.Оствальд.

2. химическая, наибольший вклад в развитие этой теории внес Д.И.Менделеев

Теория растворов

Физическая:

Растворы – результат диффузии. Растворы – однородные смеси

Химическая:

Растворение – это химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, называемое гидратацией. Растворы – это химические соединения – гидраты.

Современное представление объединяет эти две теории.

При растворении разрушаются связи между атомами, ионами или молекулами в растворяемом веществе и возникают новые связи между атомами растворенного вещества и атомами молекул растворителя. Разрушение старых связей связанно с затратами энергии, а возникновение новых связей - с выделением энергии. Однако на разрушение старых связей при растворении обычно затрачивается значительно больше энергии, чем выделяется при образовании новых, так что растворение обычно связанно с отрицательным тепловым эффектом.

Характерные примеры, растворение в воде: NaCl, NH4NO3.

Положительный тепловой эффект присутствует, например, при разбавлении серной кислоты.

Вопрос: Поясните механизм растворения.

- На разрушение старых связей при растворении серной кислоты затрачивается меньше энергии, чем выделяется при образовании новых связей.

В этом процессе происходит выделение такого количества теплоты, что раствор может закипеть, поэтому льют кислоту в воду, а не наоборот.

Выделение или поглощение тепла, это признак химического взаимодействия.

Попав в растворитель (для нас это вода), частица растворенного вещества, непросто распределяется среди молекул воды, а взаимодействует с ними, образуя продукт взаимодействия – гидрат.

Таким образом:

Растворение – это физико-химический процесс.

Растворы – это гомогенные системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия – гидратов.

Состав раствора

1. растворитель
2. растворенное вещество
3. гидраты

Гидраты – непрочные соединения, существующие в растворе. Косвенным доказательством гидратации является существование кристаллогидратов, твердых соединений в которые входит вода.

CuSO4 – белое кристаллическое вещество

CuSO4 + H2O – раствор голубого цвета

CuSO4■5H2O – голубые кристаллы медного купороса

5H2O – кристаллизационная вода

Еще пример кристаллогидрата кристаллическая сода Na2CO3■10H2O.

Растворимость веществ в воде зависит от температуры (см. рис123 на стр.189).

Как правило, растворимость твердых веществ увеличивается с повышением температуры, а растворимость газов уменьшается с повышением температуры. Поэтому воду можно полностью освободить от растворенных газов кипячением.

Если растворять хлорид калия в воде, то при комнатной температуре 200С его может раствориться (см. рис123 на стр.189) только 34,4 г в 100г воды, такой раствор называют насыщенным. Если содержание хлорида калия на 100г воды в полученном растворе будет меньше, такой раствор называют ненасыщенным.

Попробуйте сформулировать определение пересыщенного раствора самостоятельно.

Если взять насыщенный раствор при данной температуре и медленно и осторожно его охладить, то осадок может не выпасть, такой раствор называют пересыщенным. Достаточно небольшого толчка или крупинки соли – ее называют центром кристаллизации и мгновенно начинается кристаллизация, избыточная при данной температуре соль, выпадает в осадок.

Классификация веществ по их растворимости в воде.(см табл. растворимости)

Хорошо растворимые - если при комнатной температуре в 100 г воды растворяется больше 1 г этого вещества.

Малорастворимые – если при таких условиях растворяется меньше 1 г вещества в 100 г воды.

 Практически нерастворимые вещества – такие вещества, растворимость которых меньше 0,01 г в 100 г воды. 

Приведите примеры растворимых, малорастворимых и нерастворимых веществ, пользуясь таблицей растворимости. 

4.Промежуточный этап закрепления(9мин)

Вопросы с выбором ответа Слайды № 7-10

Игра

Отвечает ученик, который первый поднял руку

1. Какая теория растворов принята в настоящее время в науке:

А) химическая

Б) физическая

В) физико-химическая

Г) биохимическая

2. Какой из данных ученых являлся сторонником химической теории растворов:

А) С.А.Аррениус

Б) Вант-Гофф

В) Оствальд

Г) Д.И.Менделеев

2. Существование, каких солей служит косвенным доказательством гидратации:

А) гидратов

Б) кристаллогидратов

В) карбонатов

Г) хлоридов

3. Растворимость большинства твердых веществ в воде уменьшается:

А) при повышении температуры

Б) при понижении температуры

Задание №1

Какую массу сульфата магния на 100 г воды необходимо взять для приготовления насыщенного раствора при:

250С – 40г

400С – 51г

550С – 60г

Задание №2

Какую массу хлорида калия на 100 г воды необходимо взять для приготовления насыщенного раствора при

650С – 50г

300С – 40г

100С – 30г

5. Решение задач(4мин)

Задача                                                        

Определите массовую долю сульфата магния, содержащегося в насыщенном растворе при 250С?

6. Информация о домашнем задании и его выполнении(2мин)

Слайд №11

§ 34, Упр. 2, 5

7. Этап закрепления   (10 мин)

 Проверочная работа

8. Подведение итогов(1мин)

Оценки по результатам проверки самостоятельной работы с учетом активности в процессе урока

Вид используемых на уроке средств ИКТ

Презентация к уроку «Основные положения растворения как физико-химического процесса. Растворимость. Типы растворов» 

Проверочная работа   Вариант 1 

Тестовые задания оцениваются в 1 балл

Задача оценивается в 2 балла

6 баллов – оценка 5

5 баллов – оценка 4

4 балла – оценка 3

3 балла и менее – оценка 2

задания с выбором одного ответа

1. Какая теория растворов принята в настоящее время в науке:

а) химическая

б) физическая

в) физико-химическая

г) биохимическая

2. Какой из данных ученых являлся сторонником химической теории растворов:

а) С.А.Аррениус

б) Вант-Гофф

в) Оствальд

г) Д.И.Менделеев

3. При 500С в растворе на 100г воды находится 50г хлорида бария, такой раствор можно назвать:

а) ненасыщенным

б) насыщенным

в) пересыщенным

г) разбавленным

4. Какое из представленных веществ нерастворимо?

а) хлорид натрия

б) хлорид свинца

в) хлорид меди

г) хлорид серебра

задания с полным ответом 

Задача  

Определите массовую долю сульфат калия, содержащегося в насыщенном растворе при 400С?

Проверочная работа   Вариант 2 

Тестовые задания оцениваются в 1 балл

Задача оценивается в 2 балла

6 баллов – оценка 5

5 баллов – оценка 4

4 балла – оценка 3

3 балла и менее – оценка 2

задания с выбором одного ответа

1. Какой теории растворов соответствует следующее определение «Раствор – однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия»:

а) химической

б) физической

в) физико-химической

г) биохимической

2. Какой из данных ученых не является сторонником физической теории растворов:

а) С.А.Аррениус

б) Вант-Гофф

в) Оствальд

г) Д.И.Менделеев

3. При 900С в растворе на 100г воды находится 60г хлорида бария, такой раствор можно назвать:

а) ненасыщенным

б) насыщенным

в) пересыщенным

г) разбавленным

4. Какое из представленных веществ малорастворимо?

а) хлорид натрия

б) хлорид свинца

в) хлорид меди

г) хлорид серебра

задания с полным ответом 

Задача

Определите массовую долю хлорида бария, содержащегося в насыщенном растворе при 400С?