Химия. Дисперсные системы.

Сценарий занятия.

Раздел: Растворы. Электролитическая диссоциация. Гидролиз солей. Электролиз солей.

Тема занятия «Дисперсные системы»

Цели занятия:

- образовательная - продолжить формирование системы знаний о веществах, смеси веществ на примере дисперсных систем.

- развивающая - развитие познавательной активности обучающихся.

- воспитательная - совершенствовать навыки самообразования при систематизации знаний.

Задачи занятия:

- образовательные – дать представление о дисперсных системах. Ознакомить с классификацией, применением дисперсных систем, ознакомить с понятиями «коагуляция», «синерезис», «диффузия», «эмульсия», «суспензия».

- задачи развития умений - уметь давать характеристику отдельных представителей дисперсных систем (коллоидные системы).

Занятие рассчитано на 2 академических часа.

Формы и методы работы: групповая  и индивидуальная работа, беседа с использованием фрагментов презентации.

Тип занятия: изучение нового материала

Междисциплинарные связи: МДК. 02. 02. Процессы приготовления, подготовки к реализации и презентации горячих блюд, кулинарных изделий, закусок. МДК. 04.02. Процессы приготовления, подготовки к реализации горячих и холодных сладких блюд, десертов, напитков. (профессия «Повар, кондитер»)

ТСО: мультимедиа проектор, компьютер, экран.

Дидактические материалы:  карточки с вопросами, тест.

Оборудование: образцы коллоидных систем: томатный сок, зефир, мармелад, клейстер, майонез, силикатный клей.

Подготовительный этап

Включает следующие шаги: подготовка презентации по теме «Дисперсные системы», подготовка сообщения «Эффект Тиндаля» - выдается задание для внеаудиторной самостоятельной работы 2-3 обучающимся за неделю до занятия, подготовка образцов коллоидных систем, разработка схем, таблиц для систематизации сведений о коллоидных системах.

Ход занятия

Вступление

Мы живем в мире дисперсных систем. Посмотрите внимательно вокруг себя. Туман, пыль, снег – все это не только случайные неприятности, но и примеры дисперсных систем. В дисперсионной среде распределены частицы дисперсной фазы, которые могут быть твердыми, капельками жидкости или пузырьками газа. Дисперсная фаза мелко распределена в дисперсионной среде. Наибольшее значение в практике имеют ДС, в которых средой является вода или другие жидкости, о них мы и поговорим подробнее, а также поймем неразделимую связь химии с профессией «Повар, кондитер».

Посмотрите на эти вещества (слайд 1, 2), мы очень часто сталкиваемся с ними в повседневной жизни, а что мы знаем о них? Как они образовались, что является их составными частями? Как правильно с ними обращаться, необходимы ли специальные условия хранения?

Представленные на слайде образцы - примеры дисперсных систем

Запишем тему занятия «Дисперсные системы» (слайд 3)

С таким понятием, как «вещество» вы познакомились на начальном этапе изучения химии, но чистые вещества в природе встречаются очень редко. Гораздо чаще мы имеем дело со смесями веществ. Смеси веществ в различных агрегатных состояниях могут образовывать растворы и так называемые «дисперсные системы» (дисперсия обозначает «распределение »)

Попробуем сформулировать определение «Дисперсные системы»- это гетерогенные системы, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц распределено в объеме другого (слайд 4).

Запишем в тетрадь это определение, введем понятия – дисперсная среда- вещество, в котором распределена дисперсная фаза, дисперсная фаза – растворенное вещество с большими по размеру молекулами, запишем их. Между дисперсионной средой и частицами дисперсной фазы существует поверхность раздела, поэтому дисперсные системы называют гетерогенными, то есть неоднородными. И дисперсная среда, и дисперсионная фаза могут находиться в различных агрегатных состояниях- жидком, твердом, газообразном. В зависимости от сочетания среды и фазы можно выделить 8 видов таких систем.

Но начнем мы классификацию дисперсных систем и растворов по величине частиц, составляющих дисперсную фазу.

Запишем в тетрадь: Дисперсные системы делят на грубодисперсные (с размерами частиц более 100 нм (нанометров 10^-9 м) - это эмульсии, суспензии, аэрозоли (слайды 5,6). и тонкодисперсные с размерами частиц от 100 до 1 нм.- это коллоидные системы ( золи, гели) ( слайды 7,8). Коллоидные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными системами и истинными растворами

Если же вещество раздроблено до молекул или ионов размером менее 1нм, образуется гомогенная система-раствор. Она однородна, поверхности раздела между частицами и средой нет, поэтому растворы не относятся к дисперсным системам.

Таким образом, можно предложить следующую схему: (слайд 9)

Попробуем разобраться в этом многообразии дисперсных систем с помощью заполнения таблицы (обучающимся выдаются карточки с таблицей «Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию») (Приложение 1). Используя материалы слайдов, заполните таблицу. На слайде первое название- это Дисперсионная среда, второе – дисперсная фаза.

(слайды 10,11,12,13,14,15,16,17)

А сейчас внесем в нашу таблицу такие понятия, как эмульсия, суспензия, золь, гель. Посмотрите на текст слайда 18, найдите примеры, которые подходят под эти определения и запишите их в таблицу.

(эмульсия-это ЖИДКАЯ фаза распределена в ЖИДКОЙ среде, суспензия – это ТВЕРДАЯ фаза распределена в ЖИДКОЙ среде, золь, гель – это ТВЕРДАЯ фаза распределена в ЖИДКОЙ среде).

На занятиях кулинарии, да и в быту вы наверняка сталкивались такими понятиями, явлениями как коагуляция и синерезис. Давайте выясним, что это такое. А сейчас проверим правильность наших рассуждений. (слайды 19,20).

Мы рассмотрели с вами примеры дисперсных систем, разобрались с их классификацией, но различным признакам, выяснили, какие процессы происходят в этих системах с течением времени. Давайте разберемся, как отличить истинный раствор от коллоидного. (Выступление обучающегося с сообщением «Эффект Тиндаля» - слайды 21, 22).

Мы с вами рассмотрели дисперсные системы в химии, а сейчас разберем дисперсные системы в профессии «Повар, кондитер».

Некоторые пищевые продукты (хлеб, мука и другие) являются простыми дисперсными системами, то есть в них раздробленные и непрерывные части системы состоят из одной фазы. Однако чаще встречаются сложные дисперсные системы, состоящие из трех и более фаз. Само раздробленное вещество (дисперсная фаза), может быть многофазовая.

Следующий отличительный признак, по которому классифицируются все дисперсные системы, является – размер частиц. Обычно принято использовать величину, обратную размеру частиц, называемую дисперсность.

Характеристика некоторых пищевых продуктов как дисперсных систем:

 твердо-жидкие: фруктовый сок, производство сахара, расплавленные шоколадные и конфетные массы, консервы, сахарное производство безалкогольных напитков.

жидко-жидкие: соусы, молоко, майонез, кремы, десерты, маргарины, масложировая продукция.

газо-жидкие: полупродукты бродильного производства, шипучие напитки, игристые и шампанские вина, пивоваренное производство, производство безалкогольных напитков, виноделие.

твердо-твердые: мясо, рыба, колбаса, шоколадные массы, мясорыбная, колбасная, кондитерская продукция.

жидко-твердые: жировые включения в тесто и кондитерские массы. Кондитерская, хлебопекарная продукция

газо-твердые: хлеб, сыр, пастила, зефир, яблоки и т.д. Хлебопекарная, кондитерская продукция, производство сыра.

твердо-газовые: мука, крупа, крахмал, сухое молоко, молотый кофе, какао-порошок. Мукомольная, крупяная, хлебопекарная, кондитерская продукция.

жидко-газовые: сырье (зерно и т.д.) Практически любая минерализованная газированная вода.

эмульсией является молоко – стабилизированная животными белками эмульсия жиров в воде. Молоко является сырьем молочной промышленности и служит для получения множества молочных продуктов – сливок, простокваши, сметаны, масла, сыра и т. д. Природными эмульсиями являются также яичный желток, млечный сок растений. В тесто жиры вводят в виде эмульсии типа М/В (масло/вода), что значительно улучшает качество хлеба и хлебобулочных изделий.

Сливки – более концентрированная эмульсия по сравнению с молоком.

Маргарин – концентрированная эмульсия типа В/М (вода/масло) в которой дисперсной фазой является вода, а дисперсной средой – пищевой жир.

Майонез – концентрированная эмульсия растительного масла типа М/В, где дисперсной средой является вода, содержащая яичный желток, уксус, горчицу, сахар, специи. В его состав входят прямая и обратная эмульсии: в большей степени В/М и, отчасти, М/В.

Кремы – применяются для отделки кондитерских изделий и имеют различный состав.

Масляные кремы получают взбиванием сливочного масла с сахарным сиропом с добавлением молока и яиц.

Белковые кремы получают из белков, растворов сахара и агар – агара. Подобные кремы представляют собой концентрированную прямую эмульсию типа М/В.

Пасты и гели представляют собой, по сути однотипную дисперсную систему, типа твердо-жидкая. Данная система отличается размерами и концентрацией частиц дисперсной фазы.

Золи – являются коллоидными растворами и относятся к высокодисперсным системам. - Некоторые золи при осаждении увлекают за собой жидкую фазу (иногда даже полностью), образуя при этом 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. В зависимости от дисперсионной среды различают гидрозоли, органозоли, пирозоли.

Золи: мука (частицы муки коллоидных размеров), крахмальная патока (фруктоза), вино и вино материалы (белки, дрожжи, микроорганизмы), томатный сок (пектины, частицы мякоти томата), овощные и фруктовые соки (частицы исходного сырья, пектины).

Суспензии: кукурузный крахмал, диффузионный сок сахарной свеклы (пектины, клетчатка), неочищенные растительные масла

Суспензии часто получаются в процессе приготовления пищи. Суспензии используются для некоторых технологических процессов (отбеливание растительного масла основано на использовании суспензии).

Рефлексия:  Сформировалось ли у вас представление о дисперсных системах и их значении? Что узнали нового? Материал показался сложным, интересным, познавательным, простым или скучным?

Ответим устно на вопросы по пройденной теме» (Приложение 2).

Для дополнительной проверки усвоения материала проведем проверочную работу в формате теста» (Приложение 3).

Домашнее задание: проработка конспекта и повторение пройденного материала, задание на логическое мышление и умение работать с интернет ресурсами:

(На какие подгруппы можно подразделить гели? Чем определяется срок годности косметических, медицинских, пищевых гелей?)

(Почему чистый воздух, природный газ и истинные растворы не относят к дисперсным системам?)

Используемая литература:

Ю.М. Ерохин, И.Б. Ковалева Химия для профессий специальностей технического и естественно-научного профилей, М. Академия 2019г

Интернет ресурсы: www.hij.ru (журнал «Химия и жизнь»), profspo.ru