Урок химии в 11-м классе на тему Дисперсные системы

Цель:

  1. дать представление о дисперсных системах в природе и производственных
    процессах;
  2. уметь приводить примеры дисперсных систем, характеризовать их свойства,
    сравнивать по структуре, объяснять причины большей или меньшей устойчивости;
  3. формировать у учащихся понятие о единстве всего мира на примере
    дисперсных систем как одном из состояний вещества.

Звучит припев из песни Вячеслава Добрынина “Синий туман”.

Приложение 3

Учитель: какое отношение к изучаемому материалу может иметь эта песня?

На прошлом уроке мы рассматривали взаимодействие между отдельными атомами,
приводящее к их соединению в молекулы, образованные относительно небольшим
числом атомов.

Состояние материи – химическое вещество – появляется, когда соединяется много
частиц: атомов, молекул, ионов. Характер связи между ними имеет свои
специфические черты.

Мы живем в мире дисперсных систем. Посмотрите внимательно вокруг себя. Туман,
пыль, снег – все это не только случайные маленькие неприятности, но и примеры
дисперсных систем.

Большинство веществ окружающего нас мира, составляющих ткани живых
организмов, гидросферу, земную кору и недра, космическое пространство часто
представляют собой вещества в раздробленном, или, как говорят,
дисперсном, состоянии. Диспергирование означает раздробление.
Поэтому цель нашего сегодняшнего урока – составить представление о дисперсных
системах, их месте в природе и жизни человека, научиться характеризовать их
свойства, объяснять причины большей или меньшей устойчивости
.

Итак, что же такое ДС? (Презентация.
Слайд 3)

Диспе’рсная систе’ма – это смесь, состоящая как минимум из двух веществ,
которые совершенно или практически не смешиваются друг с другом и не реагируют
друг с другом химически.

ДС включает в себя два обязательных компонента – это дисперсионная
среда
, в объеме которой распределены частицы (дисперсная фаза),
которые могут быть твердыми, капельками жидкости или пузырьками газа.

Наибольшее значение в практике имеют ДС, в которых средой являются вода или
другие жидкости, о них мы и поговорим подробнее.

Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором
(дисперсионная среда). (Запись в тетради)

Посмотрите на табл. 1 стр. 37. Составьте схему, отражающую виды ДС на основе
таблицы, укажите размер частиц в каждой ДС. Давайте сравним ваши записи, сравним
полученные результаты. (Слайд 4)

Истинные растворы, в которых в-во раздроблено до мельчайших частиц (молекул
или ионов) размерами менее 1 нм, мы изучали ранее, поэтому сегодня сосредоточим
внимание на других ДС.

Тонкодисперсные системы с размером частиц 1–100 нм. также называют
коллоидными системами (растворами) или золями (Слайд4). В зависимости от
природы дисперсионной среды, золи подразделяют на твердые золи, аэрозоли (золи с
газообразной дисперсионной средой) и лиозоли (золи с жидкой дисперсионной
средой).

Используя таблицу учебника, выделите отличительные черты коллоидных растоворв.

Предполагаемый ответ:

Коллоидные частицы настолько малы, что не
задерживаются обычными фильтрами, не оседают под действием силы тяжести.

Учитель: Коллоидные системы (коллоиды, др.-греч.
) –
дисперсные системы, промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными
системами – взвесями и эмульсиями. Коллоидные частицы (мицеллы) не видны в
обычный микроскоп, содержат 103–109 атомов, они крупнее молекул, но простым
глазом их увидеть все же нельзя, т.е. по виду растворы не различимы (Слайд
5).
Но такая необходимость возникает в практической деятельности. Как же
отличить коллоидный раствор от истинного?

Коллоидные растворы можно распознать, если осветить их фонарем сбоку: они
кажутся мутными (Слайд 6). Мелкие частицы, входящие в состав коллоидного
раствора, становятся видимыми, так как рассеивают свет («эффект Тиндаля»).
Размеры и форму каждой частички определить нельзя, но все они в целом дадут
возможность проследить путь света. Причем, в зависимости от величины коллоидных
частиц, луч света может быть параллельным, а может иметь форму конуса (т.н.
“конус Тиндаля”
).

Учащиеся уточняют и дополняют схему, составленную по табл. 1стр. 37 учебника.

Учитель: Из физики вы знаете, что частицы в растворе находятся в
непрерывном движении. Почему при взаимных столкновениях коллоидные частицы не
слипаются? Найдите ответ на вопрос на стр. 40 учебника.

Предполагаемый ответ: Коллоидные частицы (мицеллы) не слипаются, т.к.
адсорбируют на своей поверхности заряженные частицы. Частицы с одноименными
зарядами взаимно отталкиваются и поэтому не слипаются.

Учитель:

  • Положительный заряд имеют гранулы гидроксидов Fe(OH)3, Al(OH)3,
    Cr(OH)3, Ti(OH)3 и др.
  • Отрицательный заряд имеют гранулы некоторых гидроксидов, оксидов MnO2,
    SnO2, SiO2, золи кремниевой кислоты, сульфидов As2S3,
    PbS и других, коллоиды серы S и высокодисперсных металлов Au, Ag, Pt, а
    также глинистые коллоиды и гуминовые кислоты почвы.

Можно ли искусственно вызвать слипание частиц коллоидного раствора? Как и для
чего это можно сделать?

Предполагаемый ответ:

При кипячении происходит десорбция ионов,
частицы укрупняются и осаждаются – идет коагуляция коллоида. К таким же
последствиям приводит и приливание электролита.

Учитель: Объясните, почему?

Предполагаемый ответ:

Коллоидные частицы теряют заряд, начинают
укрупняться и оседают. Пример – створаживание молока.

Если учащиеся затрудняются с ответом, учитель рекомендует обратиться к
разделу “Знаете ли вы, что…” на стр. 40.

Учитель: Некоторые золи при осаждении увлекают за собой жидкую фазу
(иногда даже полностью), образуя с водой общую массу. Подобные осадки называются
гелями, или студнями. Чтобы было легче представить себе, что такое гель,
приведем примеры бытовых гелей – желе, мармелад, яичный белок, студень.

Гелями могут быть дисперсные системы с жидкой и газообразной дисперсионной
средой. Гели обладают одновременно свойствами жидкости и твердого тела. Как
жидкости, гели текучи и пластичны, хотя они могут сохранять форму, как твердые
тела, и могут быть сравнительно прочны и упруги. Эти свойства гелей обусловлены
существованием в них пространственной сетки, образованной частицами дисперсной
фазы, связанными между собой силами различной природы. Состояние жидкости в
гелях непрочное. Они сравнительно легко изменяют свой объем при поглощении или
отдаче дисперсионной среды. С течением времени из геля самопроизвольно
выделяется жидкая фаза и объем геля уменьшается. Это явление называется
синерезисом
,
или старением геля. (Запись в тетради).

Стекловидное тело, заполняющее всю внутренность глаза, хрусталик и роговая
оболочка – это гели (полимерный компонент – белки). (Слайд 7). При
старении геля хрусталика происходит его помутнение, выделение частиц золя,
человек видит предметы размытыми (катаракта).

Рубиновые стекла, аморфные минералы, образовавшиеся в водных растворах и
содержащие переменное количество воды, относятся к твердым гелям.

Драгоценный камень агат SiО2•nН2О – типичный твердый
минеральный гель, встречающийся в отложениях теплых источников, образуется так
же в результате синерезиса (Слайд 8).

Мы достаточно подробно рассмотрели коллоидные р-ры, теперь давайте поговорим
о грубодисперсных системах (слайд 9).

Какие виды ДС относятся к грубодисперсным? (Слайд 9)

Вспомните определение ДС.

На схеме мы видим два сосуда с ДС, дисперсионная среда в них – жидкость,
дисперсная фаза в первом случае – жидкая, во втором – твердое в-во. В случае
двух несмешивающихся жидкостей мы имеем эмульсию, в случае жидкости и
нерастворимого в ней твердого в-ва – суспензию. Перед вами – примеры
грубодисперсных систем (слайд 10).

Каков размер частиц в грубодисперсных системах и как это отражается на их
свойствах, например, устойчивости?

Предполагаемый ответ:

размер частиц более 100 нм это обеспечивает
возможность расслаиваться. Например, оседание взвеси ила в речной воде,
отстаивание сливок на молоке.

Посмотрите на составленные вами схемы. Закрыв тетрадь, воспроизведите
информацию.

Выполните задания: (Слайд 11)

  1. Превратите крупную австралийскую птицу – страуса, в жидкость со
    взвешенными в ней частицами другой жидкости. (Эму – эмульсия.)
  2. Как превратить атолл Роз в газ со взвешенным в нем мельчайшими
    частицами?(Роз – аэрозоль.)
  3. Название какого раствора начинается с самой низшей школьной оценки?(Коллоидный
    – кол.)
  4. Из названий степного грызуна и города – областного центра черноземной
    зоны России составьте название жидкости со взвешенными в ней твердыми
    частицами.(Суслик, Пенза – суспензия)

Вы усвоили, что такое дисперсные системы, какие они бывают.

Чего не хватает в ваших ответах? Правильно, ваши ответы необходимо дополнить
примерами дисперсных систем. Это мы сейчас и будем делать. Вам предстоит
просмотреть слайды с изображениями, выполнить предложенное задание и оформить
результаты наблюдений в наиболее удобной для этого форме. (Слайды 13–20)
Наиболее удобная для сравнения форма – таблица. Предложите, как она должна
выглядеть (слайд 12).

Назовите ДС, представленные на слайде. Что в них общее? (по каждому слайду)

Ведется демонстрация слайдов. При ответах учитель обращает внимание на
необходимость использования в речи терминов “ дисперсионная среда, дисперсная
фаза”, на количество различных сочетаний среда – фаза по агрегатным состояниям,
предлагает подумать, как это можно оформить графически.

Пример оформления таблицы:

фаза среда Газ (пузырьки) Жидкость (капли) Твердые частицы
Газообразная _________ Туман, облака, аэрозоли. Пыль, дым.
Жидкая Пены, лимонад. Лимфа, молоко, эмульсия жира. Желе, взвесь глины, лекарства.
Твердая Кирпич, снег, пористый шоколад. Грязи, мази, губная помада. Горные породы, чугун, цветные стекла.

Сравним результаты (Слайд 21).

Учитель: Чем же обусловлено многообразие дисперсных систем?

Предполагаемый ответ:

Многообразие дисперсных систем обусловлено
тем, что образующие их среды и фазы могут находиться в любом из трех агрегатных
состояний.

Познакомившись с многообразием ДС, вспомним явления, которые происходят с
ними, т.к. они нередко встречаются в окружающей нас действительности и их
необходимо учитывать при использовании ДС.

Учащиеся должны назвать:

эффект Тиндаля, синерезис, коагуляцию
коллоидов, расслаивание эмульсий и суспензий.

Учитель: еще одно важное св-во ДС – вещество в дисперсном состоянии
стремится поглотить другие вещества. Подумайте и приведите пример всем
известного вещества из домашней или нашей школьной аптечки, которое в
мелкодисперсном состоянии (суспензия) применяется при отравлениях.
(активированный уголь)

Для проверки усвоения материала проводится тест
“Дисперсные системы”

Итог урока:

Учитель: Охарактеризуйте место ДС в природе и жизни человека.

Предполагаемый ответ:

ДС занимают огромное место в жизни природы в
целом и человека в частности. Образно говоря, мы живем в мире ДС и состоим из
них. (Запись в тетради как итог урока.)

Домашнее задание (Слайд 30).

  1. Прочтите параграф 10 “Дисперсные системы” с 35–36, с 39–41, вопросы
    10–13.
  2. Ответьте на вопросы 10–13
  3. *Проверьте опытным путем, будет ли наблюдаться рассеяние света (эффект
    Тиндаля) для растворов а) сахара в воде, б) соли в воде?
  4. *Подготовьте сообщения “Дисперсные системы вокруг нас”.
  5. *Подберите и запишите песни о ДС (вид ДС выберите сами)

Рефлексия:

выходя из кабинета, поместите смайлик в один из
секторов, расчерченных на доске.

Использованные материалы:

Литература:

  1. Химия. 11 класс: Поурочные планы (по учебнику Ф.Г. Фельдмана, Г.Е.
    Рудзитиса
    )/ Авт.-сост. Л.М. Брейгер. – Волгоград: Учитель, 2004.
  2. Ресурсы сети Интернет: (указаны в презентации)

Следующий: