Интегрированный урок физика-химия (конспект)

План-конспект интегрированного урока физика-химия по теме: Электрический ток в растворах.

Тип урока: Изучения нового материала.

Цели урока

Личностные (Воспитательная) : создание условий для овладения навыками самоконтроля и умения управлять своей познавательной деятельностью, необходимостью в познании наук химии и физики в целом и отведение им одного из первых мест в практической, технологической и бытовой деятельности.

Метапредметные ( Развивающая).: создать условия для овладения культурой речи, навыков диалога и полилога; создание условий для совершенствования навыков анализа и синтеза, поиска способов решения проблем, осуществления межпредметного переноса.

Предметные(обучающая):создать условия для овладения понятиями: электролит, неэлектролит, электролитическая диссоциация, анион, катион, познакомить с причинами электрического тока в растворах

Оборудование урока: прибор для электролиза, растворы электролитов, лампа, ключ, выпрямитель, электроды.

1).Организационный

2).Подготовка к работе на основном этапе

Учитель физики: В физике исследуются самые общие закономерности материального мира, и эти закономерности могут применяться в любой науке о природе. Физические законы используют и в химии, и в астрономии, и в биологии, и в геодезии, и в географии и во многих других науках.

Такие науки как физика и химия очень тесно связаны. Про некоторые разделы этих наук даже трудно сказать к чему они относятся к физике или химии. На стыке этих наук находится физическая химия. В этом году на уроках физики вы изучали темы «Электричество. Электрический ток».

Учитель химии.

Но с электрическими явлениями мы будем сталкиваться и на уроках химии.

Учитель физики:

Ребята на прошлых уроках мы с вами говорили об электрическом токе в металлах.

-Почему металлы являются хорошими проводниками?

3).Усвоения новых знаний и умений (основной этап)

Учитель физики:

Вспомните из своей повседневной жизни, какие еще вещества проводят электрический ток? (почему на коробках с нагревательными приборами, а девочки наверное видели надписи на коробках с феном пишут- не пользоваться в воде? наводящий вопрос)

Учитель химии:

А что будет, если мы опустим электроды в раствор хлорида натрия?

Учитель физики. Показать опыт электропроводность раствора хлорида натрия.

Учитель химии:

- Почему загорелась лампочка?

Учитель физики:

Об этом и других подобных явлениях мы сегодня будем говорить на уроке.

-Итак как можно сформулировать тему сегодняшнего урока ?

Электрический ток в растворах.

Работа в группах. Опыты.

Изучение электрических свойств жидкости

Разделить класс на 4 группы и проделать следующие опыты.

1 группа.

Цель работы: убедиться в том, что дистиллированная вода является диэлектриком; убедиться в электропроводности растворов солей, кислот и оснований в воде.

Оборудование: вода дистиллированная; металлические электроды - 2 шт.; провода соединительные; источник тока; низковольтная лампочка на подставке; ключ; соляная кислота HCl.

Ход работы

1. Соберите установку, изображённую на рисунке, налив в кювету дистиллированную воду.

2. Замкните цепь и пронаблюдайте за свечением лампочки.

3. Добавьте в воду соляной кислоты HCl и вновь пронаблюдайте за свечением лампочки.

4. Сделайте вывод.

2 группа.

Цель работы: убедиться в том, что дистиллированная вода является диэлектриком; убедиться в электропроводности растворов солей, кислот и оснований в воде.

Оборудование: вода дистиллированная; металлические электроды - 2 шт.; провода соединительные; источник тока; низковольтная лампочка на подставке; ключ; гидроксид натрия NaOH.

Ход работы

1. Соберите установку, изображённую на рисунке, налив в кювету дистиллированную воду.

2. Замкните цепь и пронаблюдайте за свечением лампочки.

3. Добавьте в воду гидроксид натрия NaOH и вновь пронаблюдайте за свечением лампочки.

4. Сделайте вывод.

3 группа.

Цель работы: убедиться в том, что дистиллированная вода является диэлектриком; убедиться в том, что при растворении глюкозы в воде она все-равно осталось не проводящим веществом.

Оборудование: вода дистиллированная; металлические электроды - 2 шт.; провода соединительные; источник тока; низковольтная лампочка на подставке; ключ; глюкоза C6H12O6.

Ход работы

1. Соберите установку, изображённую на рисунке, налив в кювету дистиллированную воду.

2. Замкните цепь и пронаблюдайте за свечением лампочки.

3. Добавьте в воду глюкозу C6H12O6 и вновь пронаблюдайте за свечением лампочки.

4. Сделайте вывод.

4 группа.

Цель работы: убедиться в том, что спирт является диэлектриком, даже после того, когда в нем растворили хлорид натрия NaCl.

Оборудование: спирт; металлические электроды - 2 шт.; провода соединительные; источник тока; низковольтная лампочка на подставке; ключ; соль поваренная NaCl.

Ход работы

1. Соберите установку, изображённую на рисунке, налив в кювету спирт.

2. Замкните цепь и пронаблюдайте за свечением лампочки.

3. Добавьте в воду хлорид натрия NaCl и вновь пронаблюдайте за свечением лампочки.

4. Сделайте вывод.

Учащиеся делают опыты. И рассказывают об увиденном.

Вывод из проведенных опытов

Учитель физики.

На практике вы увидели, что растворы одних веществ, проводят электрический ток, а другие растворы не проводят.

В металлах переносчиками электрических зарядов являются свободные электроны (проводниках первого рода). Сегодня мы делали опыты и наблюдали электропроводность водных растворов хлорида натрия, соляной кислоты, гидроксида натрия. В растворах этих веществ переносчиками электрических зарядов являются свободные ионы( проводники второго рода) В проводниках электричества заряженные частицы (электроны, ионы) могут свободно перемещаться .Поэтому их называют свободными зарядами. Под действием электрического поля свободные заряды приходят в направленное движение, т.е. создают электрический ток. В непроводниках электричества заряды или не могут перемещаться по веществу или противоположно заряженные частицы объединяются в нейтральные частицы.

Учитель химии.

-Все ли растворы проводили электрический ток?

-В каком случае сила тока была выше?(в разбавленном или там где больше растворенного вещества?)

-Как вы думаете, откуда появились свободные ионы –переносчики электрических зарядов?

(Образование свободных ионов в растворах произошло под действием молекул воды, молекулы спирта (мы это видели) не расщепляют вещества на ионы .)

-А если бы мы взяли очень концентрированный раствор, то на ваш взгляд что бы вы смогли сказать о силе тока в нем? Почему?

Учитель химии.

Вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток, называются электролитами и там переносчиками электрических зарядов являются свободные ионы. Вещества, растворы и расплавы которых не проводят электрический ток, называются неэлектролитами.

Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на анионы и катионы при растворении его в воде или расплавлении.

Так выглядит с точки зрения химии процесс распада на ионы веществ из наших опытов.

KOH K⁺ + OH^-

NaCl Na⁺ + Cl^-

HCl H⁺ + Cl^-

Параллельно с диссоциацией идет процесс соединения ионов(ассоциация).

Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставится знак обратимости.

Диссоциация оснований:

Ba(OH)₂ Ba²⁺+ 2OH^-

Основания диссоциируют на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные гидроксид-ионы.

Диссоциация солей:

Na₃PO₄ 3Na⁺ + PO^3-₄

BaCl₂ Ba²⁺ + 2Cl^-

K₂CO₃ 2K⁺ + CO₃^2-

Соли диссоциируют на положительно заряженные ионы металлов и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка

Диссоциация кислот:

Н₃РО₄ 3Н⁺ + РО₄^{3 -}

H₂SO₄ 2H⁺ + SO₄^2-

Кислоты диссоциируют на положительно заряженные ионы водорода и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка

Учитель физики:

Под действием электрического поля ионы приобретают направленное движение: положительно заряженные ионы движутся к катоду и называются катионами, отрицательно заряженные ионы движутся к аноду и называются анионами. Так же на опыте мы увидели выделение вещества на катоде- этот процесс называется электролиз. Применение: получение алюминия и меди; очистка металлов от примесей; получение водорода.

4).Первичной проверки понимания изученного

Учитель физики:

-Какие из ионов являются катионами, а какие анионами:

H⁺ , Li⁺ , NO₃⁻ , S²⁻ , Fe³⁺ , HCO₃⁻ , Ba²⁺ , Cu²⁺ ,H⁺ , SO₄²⁻ , Na⁺ , CO₃²⁻ , S²⁻ , Ca²⁺ , HCO₃⁻

-Какие из ионов будут двигаться к АНОДУ:

-Какие из ионов будут двигаться к КАТОДУ:

5).Подведение итогов урока.

Учитель физики: И так ребята, что мы сегодня узнали про ток.

В каких средах он протекает?

Может ли ток существовать только в металлах? А где еще?

Учитель химии:

На сегодняшнем уроке мы лишь в общих чертах коснулись химизма электролитической диссоциации. Подробнее об этом процессе мы будем говорить в 9 классе. А сегодня мы попытались вам показать, как наши 2 науки физика и химия тесно связаны друг с другом.

6).Информация о домашнем задании. В каких средах может еще существовать ток узнайте самостоятельно?

11