Уроку в темі Тема: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів

Скачати 368.68 Kb.

Назва	Уроку в темі Тема: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів
Сторінка	1/4
Дата	19.10.2013
Розмір	368.68 Kb.
Тип	Урок

bibl.com.ua > Фізика > Урок

1 2 3 4

Дата:

Тема шкільного курсу: ______________________________________________

Урок № ___ (номер уроку в темі)
Тема: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів.

Мета:

Навчальна – добитися засвоєння такими, що вчаться понять: гальваностегія, гальванопластика, рафінування, оксидування; пояснити природу електричного струму в розчинах і розплавах електролітів, показати практичне застосування електролізу, спостерігати явища, викликані електричним струмом у різних середовищах; сформулювати два закони Фарадея; формувати такі якості знань учнів як системність, глибина, усвідомленість, гнучкість міжпредметних зв'язків; формувати здатність розуміння хімічних понять, зв'язків між ними і загальними природничонауковими поняттями; учити дізнаватися фізичні і хімічні явища, застосовувати знання з різних тим по фізиці і хімії для вирішення завдань, вирішувати комбіновані завдання.

Виховна – виховати прагнення до самостійного вирішення поставлених завдань; реалізовувати комплексний підхід до виховання; підвищувати рівень політехнічної спрямованості навчання.

Розвивальна – розвивати системне і творче мислення учнів, формувати їх пізнавальну активність, самостійність і інтерес до пізнання природи; долати предметну інертність мислення і розширювати кругозір учнів.

Тип уроку: інтегрований урок із застосуванням повідомлень-презентацій учнів

Обладнання: фільтрувальний папір, скляна пластинка, водний розчин купрум сульфату, розчин двохромовокислого калію, батарейка (на 4,5 В), два шматки ізольованого мідного проводу, лампочка від ліхтарика, кілька склянок, дистильована вода, цукор, сіль, розчин фенолфталеїну (пургену) у спирті (одеколоні); апарат електролізер, гальванометр, джерело постійного електричного струму, сполучні дроти.
Хід уроку

І Організаційний момент

Здрастуйте, хлопці! Нашому уроку ми хочемо передувати словами Б. Пастернака.

«Во всём мне хочется дойти до самой сути…».

А чи можна дістатися до самої суті, якщо в твоєму багажі дані однієї науки?

На це питання дає відповідь поетеса М. Аллегер.

О, физика, наука из наук

Все впереди так мало за плечами

Пусть химия нам будет вместо рук,

Пусть математика очами станет.

Не разлучайте этих трёх сестёр

Познания в подлунном мире

Тогда лишь будет ум и глаз остёр

И знанье человеческое шире.

Саме тому ми і проводимо сьогодні спільний урок по фізиці і хімії по темі "Застосування електролізу".

ІІ Повторення

Гра «Світлофор»

Зміст тверджень untitled

Електричним струмом називають напрямлений (упорядкований) рух частинок. (Жовтий — доповню.)
Силу струму вимірюють у вольтах. (Червоний — не погоджуюсь.)
За напрям електричного струму приймають напрям рухудодатньо заряджених частинок. (Зелений — погоджуюсь.)
Електричний струм чинить такі дії: теплову, магнітну і хімічну. (Жовтий — доповню.)
Якщо сила струму з часом не змінюється, то струм називають змінним. (Червоний — не погоджуюсь.)
Для того, щоб виник і існував електричний струм у речовині, потрібні заряджені частинки. (Жовтий — доповню.)
Провідник має опір 1 Ом. Якщо різниця потенціалів 1 В, то сила струму в ньому дорівнюватиме 0. (Червоний — не погоджуюсь.)
Електричний опір провідника залежить від матеріалу провідника і його геометричних розмірів. (Зелений — погоджуюсь.)
Щоб виміряти силу струму в провіднику, амперметр у коло вмикають паралельно до провідника. (Червоний — не погоджуюсь.)
Сила струму в колі залежить від прикладеної напруги і опору провідника. (Зелений — погоджуюсь.)

ІІІ Мотивація

Фронтальне усне опитування по темі "Електричний струм в рідинах"

Питання:

1) Чому чиста дистильована вода - практично діелектрик, а розчини солей, кислот і лугів у воді - хороші провідники.

Відповідь: відбувається розпад нейтральних молекул на іони під дією розчинника, тобто електролітична дисоціація.

2) Яку ж провідність мають електроліти?

Відповідь: іонною.

3) Яких дії струму вам відомі?

Відповідь: теплове, магнітне, хімічне.

На які групи поділяються речовини за своїми електричними властивостями?
А рідини належать до провідників електрики чи до діелектриків?

IV Вивчення нового матеріалу

Вода розчиняє багато речовин; це — найкращий розчинник.

Розрізняють концентровані та розбавлені розчини. У розбавленому розчині міститься значно більше розчинника, ніж розчиненої речовини, а в концентрованому — навпаки.

Властивості розчину відрізняються від властивостей його компонентів. Наприклад, водний розчин солі замерзає при температурі, трохи нижчій від 0 °С, закипає при температурі, що перевищує 100 °С, і, на відміну від води і кристалів натрій хлориду, добре проводить електричний струм.

Утворення розчину. Процес утворення розчину є складним; крім фізичних явищ він часто включає й хімічні.

Розглянемо, як відбувається розчинення у воді йонної речовини. При потраплянні кристала такої речовини у воду до кожного йона, розміщеного на його поверхні, притягуються молекули води своїми протилежно зарядженими частинами (мал. 12).
$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image1.jpeg$

Мал. 12. Розчинення йонного кристала у воді
Якщо сили такої взаємодії переважають сили притягання між катіонами й аніонами у кристалі, йони поступово відокремлюються один від одного й переходять у воду. Кристал розчиняється. У розчині, що утворився, містяться йони розчиненої речовини, сполучені з молекулами води. Такі частинки називають гідратованими (Розчинення натрій хлориду у воді можна проілюструвати схемою

).

Зобразіть у зошиті гідратовані катіон Барію і гідроксид-іон.

Утворення гідратованих йонів зумовлює існування кристалогідратів.

Розчинення молекулярних речовин у воді може відбуватися по-різному. Якщо, наприклад, молекули кисню, спирту, цукру, потрапляючи у воду, не зазнають змін, то молекули хлороводню, сульфатної кислоти розпадаються на йони. А розчинення вуглекислого газу у воді супроводжується хімічною реакцією — утворенням карбонатної кислоти. Щоправда, з водою реагує лише незначна частина карбон (IV) оксиду.

Процес утворення водного розчину можна поділити на три стадії:

Взаємодія частинок речовини і молекул води.
Відокремлення частинок речовини (молекул, йонів) одна від одної під впливом молекул води.
Дифузія речовини і води, тобто проникнення частинок однієї речовини між частинками іншої (мал. 13).

При розчиненні газу у воді друга стадія відсутня.

Для того щоб тверда речовина розчинялася швидше, її подрібнюють, збільшуючи у такий спосіб поверхню контакту частинок речовини з розчинником. Крім того, розчинення здійснюють при перемішуванні, а іноді й при нагріванні.
$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image1.jpeg$

Мал. 13. Дифузія забарвлених йонів

у воді при розчиненні калій перманганату
Значний внесок у дослідження електропровідності водних розчинів зробив на початку XIX ст. англійський учений Майкл Фарадей.

Те, що йони у розчині рухаються до електродів, з’єднаних із батарейкою, можна довести за допомогою експерименту. Аркуш фільтрувального паперу кладуть на скляну або полімерну пластину і змочують безбарвним розчином електроліту (наприклад, натрій хлориду). Потім у центр аркуша наносять кілька крапель розчину солі, що містить забарвлені катіони (купрум (ІІ) сульфат

, нікель (ІІ) сульфат

, ферум (ІІІ) хлорид

) або аніони (калій перманганат

, калій дихромат

). На папір по обидва боки від центру кладуть два електроди і з’єднують їх дротинками з батарейкою (мал. 29). Кольорова пляма починає зміщуватися до одного з електродів.

$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image1.jpeg$

Мал. 29. Дослід із виявлення руху забарвлених йонів у розчині до електродів
До якого електрода — позитивно чи негативно зарядженого — рухатимуться катіони

, аніони

?
Електролітична дисоціація молекулярних речовин. В електролітах молекулярної будови — кислотах — йони відсутні. Вони утворюються лише під час розчинення речовин у воді.

Розглянемо, як відбувається цей процес у водному розчині хлороводню

— хлоридній кислоті.

У молекулі

існує полярний ковалентний зв’язок. Спільна електронна пара зміщена до більш електронегативного атома Хлору (

). На атомі Хлору зосереджується невеликий негативний заряд (

), а на атомі Гідрогену — позитивний заряд (

). Отже, молекула хлороводню є диполем:

.

Під час розчинення хлороводню молекули

притягуються одна до одної своїми протилежно зарядженими частинами (мал. 30). Унаслідок цього ковалентні зв’язки в багатьох молекулах

розриваються, і вони розпадаються, але не на атоми, а на йони. Спільна електронна пара, що була зміщена до атома Хлору, під час руйнування молекули

переходить у його «власність»; атом Хлору перетворюється на йон

. Атом Гідрогену втрачає свій єдиний електрон і стає йоном

. Утворені йони залишаються оточеними молекулами води, тобто гідратованими.
$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image1.jpeg$

Мал. 30. Утворення йонів із молекули

у водному розчині
Деякі йони

внаслідок взаємного електростатичного притягання знову сполучаються в молекули. Тому рівняння електролітичної дисоціації хлороводню у водному розчині має такий вигляд (

Знак оборотності

свідчить про одночасний перебіг двох процесів — прямого (зліва направо) і зворотного (справа наліво). Ці процеси за незмінних концентрації розчину і температури відбуваються з однаковою швидкістю. Тому кількість молекул і йонів у розчині з часом не змінюється.
Пояснимо результати дослідів.

У твердій речовині йони сполучені один з одним. Тому речовина не проводить електричного струму. У рідині (розплаві, розчині) йони рухаються хаотично (мал. 27). Якщо в неї занурити електроди, з’єднані із джерелом постійного струму, рух йонів стає направленим. Позитивно заряджені йони (катіони) прямуватимуть до негативно зарядженого електрода (катода), а негативно заряджені (аніони) — до позитивно зарядженого електрода (анода) (мал. 28).

$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image2.jpeg$

Мал. 27. Хаотичний рух йонів у розплаві або розчині йонної сполуки
$c:\docume~1\03b2~1\locals~1\temp\finereader11\media\image1.jpeg$

Мал. 28. Направлений рух йонів до електродів у розплаві або розчині йонної сполуки
Фронтальна бесіда з класом.

Що називається електролізом?
Складіть рівняння реакції електролізу розчинів Hg(NO₃)₂ і KJ. (Два учні самостійно працюють у дошки).
Чим ми скористаємося при прогнозі продуктів електролізу?
Що узяте за основу розташування металів у ряді напруги?
Дайте визначення стандартного електродного потенціалу?
Які межі застосування електрохімічного ряду?

Учні (у дошки): пояснюють результати самостійної роботи, використовуючи теоретичні знання про прогнозування продуктів електролізу.

Учень-експериментатор: демонструє результати експерименту, підтверджуючи правильність прогнозу електролізу розчину KJ.

Запишіть формулу, що відбиває закон М. Фарадея.
Сформулюйте закон Фарадея.

А зараз ми можемо виявити залежність маси речовин, що виділилися, на електродах від сили струму експериментально.

Демонстраційний дослід: Якісний доказ закону Фарадея.

"Маса речовини, що виділилася не електроді пропорційна силі струму, що пройшов через електроліт і часу (

)".

Устаткування: батарея акумуляторів, дроти, три лампи на підставці (1В), три склянки з розчином

(мідного купоросу), три пари вугільних електродів, ключ.

Схема ланцюга:

Для цього з'єднання справедливий закон паралельного з'єднання провідників :

Час проходження струму через електроліт в 3-х склянках одинаково-

, але сила струму

- різна.

Велика маса чистої речовини (мідь) виділиться на катоді К.

Тобто,

Замикаю ланцюг і пропускаю струм протягом 8 хвилин, після чого катоди сохнуть на фільтрувальному папері і демонструються класу.

На катоді К – більше нашарування міді, на К₁ і К₂ меньше.

Строгий доказ закону зажадав би великих витрат часу, оскільки для цього потрібно було б виміряти масу електродів до досвіду і потім.

Відкриття Фарадеем закону електролізу, зроблені на стику хімії і фізики, вже друге століття грає помітну роль в різних сферах життя людини.

Завдання:

Ви повинні проаналізувати, узагальнити результати самостійної роботи будинку, з урахуванням вивченого матеріалу теми на цьому уроці.
Результати вивченого матеріалу оформити у вигляді опорного конспекту по алгоритму.

1 2 3 4

Схожі:

Уроку в темі Тема: Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів Виховна – виховати прагнення до самостійного вирішення поставлених завдань; реалізовувати комплексний підхід до виховання; підвищувати...	УРОК ФІЗИКИ У 9 КЛАСІ ЕЛЕКТРОЛІЗ. ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОЛІЗУ МЕТА. Навчання: систематизувати й узагальнити знання учнів з теми «Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів», закріпити...
План-конспект бінарного уроку Тема: Електричний струм в газах. Самостійні... Тема: Електричний струм в газах. Самостійні та несамостійні розряди. Газові розряди в літературних творах	Урок-гра Тема: Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників Мета: узагальнити та систематизувати знання з теми «Електричний струм. Сила струму. Напруга. Опір провідників»,розвивати вміння працювати...
Лекція №13: “Елементарний електричний вібратор” Елементарний електричний вібратор (диполь Герца) — це короткий порівняно з довжиною хвилі відрізок провідника довжиною, по якому...	Тема: Змінний електричний струм Мета уроку Мета уроку : довести учням, що вільні електромагнітні коливання в контурі не мають практичного застосування; використовуються незатухаючі...
Тема : ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ У РІЗНИХ СЕРЕДОВИЩАХ ...	Урок узагальнення і систематизації знань і вмінь учнів. ХІД УРОКУ:... Форми організації навчальної діяльності: фронтальна, індивідуальна, робота в парах, робота в групах
Тема. Безпека вдома. Електрика в побуті. Правила безпечного користування електроприладами Мета: продовжувати формувати в учнів уявлення про електричні прилади, електричний струм, уміння безпечно поводитися з електроприладами,...	Лекція №11: “Основні характеристики та параметри антен” Під впливом паралельної провіднику складової електричного поля у провіднику збуджується електричний струм густиною , а під впливом...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання