Урок "Чистые вещества и смеси"

Предмет: Химия

Класс: 8

Тема: Чистые вещества и смеси

№ п/п занятия в КТП: 4

Цели урока:

Обучающая: рассмотреть понятия «Чистое вещество», «смеси», «однородные смеси», «неоднородные смеси»; рассмотреть способы разделения смесей, научить учащихся разделять смеси на компоненты.

Развивающая: развивать интеллектуальные и познавательные умения учащихся: выделять существенные признаки и свойства, устанавливать причинно-следственные связи, классифицировать, анализировать, делать выводы, выполнять опыты, наблюдать, оформлять наблюдения в виде таблиц, схем.

Воспитательная: воспитывать научное мировоззрение, умение работать в паре и группе, самостоятельно трудиться, умение рефлексии; прививать культуру химического эксперимента.

Задачи:

1) Познакомить учащихся с определениями терминов: «чистое вещество», «смесь», «однородные смеси», «неоднородные смеси»

2) Научить отличать чистое вещество от смеси

3) Обучить способам разделения смесей (гомогенных и гетерогенных)

Планируемые результаты:

Предметные умения: рассмотреть понятия: чистое вещество, смесь, научить определять основные отличия чистых веществ и смесей, обучить основным принципам разделения смесей;

Личностные УУД: формирование ответственного отношения к обучению, готовность к саморазвитию, самообразованию;

Регулятивные УУД: формировать аналитические навыки, умение обобщать и делать выводы, развивать креативность и творческие способности;

Познавательные УУД: воспитывать научное мировоззрение, прививать культуру химического эксперимента, строить логические цепочки, устанавливать причинно-следственные связи;

Коммуникативные УУД: умение работать в паре и группе, самостоятельно принимать решения.

Тип урока: изучение и первичное закрепление знаний и способов деятельности.

Методы обучения: репродуктивные, лабораторная работа, частично-поисковые, проблемные.

Ход занятия

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Теория

Смеси могут отличаться между собой не только по составу, но и по внешнему виду. В соответствии с этим, ее можно отнести либо к однородным (гомогенным), либо к неоднородным (гетерогенным) смесям.

Однородные - смеси, в которых даже при помощи микроскопа нельзя обнаружить частицы других веществ.

К однородным смесям относятся: смеси газов, растворы, сплавы.

Смесь газов – воздух. В состав чистого воздуха входят различные газообразные вещества:

Азот (78%)

Кислород (21%)

Благородные газы (0,96%)

Углекислый газ (0,04%)

Растворы – однородные, обычно жидкие, смеси веществ (в том числе газообразные и твердые). Например, нефть представлена смесью бензина, керосина, дизельного топлива, мазута, смазочных масел. Нашатырный спирт получают, растворяя в воде газ аммиак. А раствор йода получают, растворяя кристаллы йода в спирте (этаноле).

Сплав (твердый раствор) на основе множества различных веществ. Важными сплавами железа являются чугуны и стали.

Кроме углерода в состав сплавов железа могут входить кремний, фосфор, сера. Для того чтобы придать сталям особые свойства, их легируют –вводят марганец (для получения ударопрочной стали) или хром (для получения нержавеющей стали).

Сплавы алюминия отличаются легкостью и высокой механической прочностью. В состав сплавов алюминия входят магний, марганец, медь, кремний.

Бронзой называют сплав меди с оловом, а латунью – сплав меди с цинком.

Неоднородные - смеси, в которых невооруженным глазом или при помощи микроскопа можно заметить частицы других веществ.

К неоднородным смесям принадлежат: аэрозоли (дымы, туманы), суспензии, эмульсии, пены.

Дымом называют такую смесь, когда в среде газообразного вещества распределены частички твердого вещества. Пример, пыль в воздухе.

Туманом называют такую смесь, когда в среде газообразного вещества распределены мелкие капельки жидкости.

Туманы и дымы имеют общее название – аэрозоли. Примером является смог – ядовитая смесь, содержащая вредные вещества от работы предприятий, сжигания топлива.

Суспензии – смесь, когда в жидкости распределены частички твердого вещества. Например, взвесь песка или глины в воде.

Эмульсия – смесь, когда в жидкости распределены мелкие капельки другой (не смешивающейся) жидкости. Например, смесь воды и растительного масла, майонез.

Пена – смесь, когда в среде жидкости распределены пузырьки газа. Например, при откупоривании бутылки газированного напитка образуется пена.

Гранит – смесь, когда в среде твердого вещества распределены частицы других твердых веществ (полевой шпат, кварц, слюда).

Схема

Приложение 4

Теория

В природе вещества обычно встречаются в виде смесей. Чтобы получить чистое вещество, надо его из смеси выделить. В составе смесей вещества сохраняют свои свойства. Способы разделения и очистки веществ основаны на их различиях.

Разделение неоднородных смесей

Отстаивание

И спользуется для разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности. При отстаивании смеси жидкости и твёрдого вещества на дне сосуда оседает вещество с большей плотностью. Верхний слой осторожно отделяют.

Таким способом можно разделить смесь мела и воды, песка и воды. 

Для разделения смеси двух жидкостей (растительное масло и вода, бензин и вода, нефть и вода) используется делительная воронка — сосуд с краном внизу. Сливают сначала более тяжёлый нижний слой, а затем — лёгкий верхний.

Ф ильтрование — это отделение жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы (фильтры). Фильтры задерживают частицы, если их размеры больше размера пор. Для фильтрования можно использовать специальную бумагу, ткань, марлю, вату, песок, уголь, пористую керамику.

Простейший прибор для фильтрования состоит из воронки с фильтром и сосуда для собирания фильтрата. При использовании бумажного фильтра смесь осторожно наливают в воронку по стеклянной палочке. Вода проходит через фильтр, а частицы твёрдого вещества задерживаются на нём.

(1 — смесь, 2 — стеклянная палочка, 3 — воронка с фильтром, 4 — фильтрат)

С помощью фильтрования можно очистить воду от попавших в неё пылинок, частиц песка и других примесей.

В двигателях автомобилей через фильтры обязательно проходит топливо и масло.

На одной из стадий очистки питьевой воды в водопроводах её пропускают через слой чистого песка. В домашних условиях для очистки питьевой воды применяется бытовой фильтр.

С помощью фильтрования очищают также воздух от примесей. На этом основана работа пылесоса, противогаза.

Ц ентрифугирование

Если частицы неоднородной смеси малы, то в этом случае используют центрифугирование. Смесь помещают в сосуды, которые вращают с большой скоростью в центрифуге. Более тяжёлые частицы оседают на дне.

Такой способ находит применение для разделения молока. При вращении в специальной центрифуге (сепараторе) отделяются сливки, и остаётся обезжиренное молоко.

Смесь железных опилок с серой можно разделить, используя магнитные свойства железа. Если к поверхности смеси поднести магнит, то частицы железа притянутся к нему, а сера останется.

Можно эту же смесь разделить с помощью воды. Железо тяжелее воды и оседает на дне. Сера водой не смачивается и остаётся на поверхности. Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов, называется флотацией.

Разделение однородных смесей

Выпаривание

Используется для выделения твёрдых веществ из растворов. Раствор помещают в фарфоровую чашку и нагревают. По мере испарения воды на стенках чашки образуются кристаллики твёрдого вещества.

Кристаллизация

П рименяется для выделения крупных кристаллов твёрдого вещества. Воду испаряют лишь частично. Горячий раствор оставляют открытым на длительное время. Вода медленно испаряется, и из раствора выпадают кристаллы вещества.

Перегонка (или дистилляция) — это способ разделения жидких смесей, основанный на значительной разнице температуры кипения компонентов смеси. 

При нагревании более летучая жидкость (с меньшей температурой кипения) испаряется. Затем её пары охлаждают — происходит конденсация (переход из газообразного в жидкое состояние).

Простейший прибор для дистилляции состоит из двух сосудов (например, пробирок), пробки с газоотводной трубкой и стакана с холодной водой для охлаждения паров.

Смесь нагревается в одном сосуде, а пары более летучего вещества конденсируются в другом. Так можно отделить жидкость от растворённых в ней веществ.

  В химических лабораториях при производстве лекарств таким методом получают дистиллированную воду (без примесей растворённых солей).

П ерегонка используется для опреснения морской воды в тех странах, где питьевой воды не хватает.

Хроматография

Этот способ основан на различном поглощении разделяемых веществ поверхностью другого вещества.

Самый простой пример хроматографии — разделение красителей на бумажной полоске. Если  полоску из фильтровальной бумаги опустить нижним концом в раствор красителей, то подниматься они будут с разной скоростью и на разную высоту.

Кроссворд

Вопросы:

1) Как называются свойства железа, которые используются для разделения смеси железных опилок с серой?

2) Как называется способ разделения неоднородных смесей жидкого и твёрдого вещества или двух жидкостей, которые различаются по плотности?

3) Воронка с краном внизу для разделения смеси двух несмешивающихся жидкостей.

4) Способ отделения жидкости или газа от взвешенных в них твёрдых частиц при пропускании через пористые материалы.

5) Способ разделения неоднородной смеси с очень маленькими частицами в сосудах, которые вращаются с большой скоростью.

6) Способ разделения смесей, основанный на различии смачиваемости компонентов.

7) Способ выделения твёрдых веществ из растворов с помощью нагревания.

8) Способ выделения крупных кристаллов твёрдого вещества без нагревания.

9) Способ разделения жидких смесей, основанный на значительной разнице температуры кипения компонентов смеси

10) Способ основан на различном поглощении разделяемых веществ поверхностью другого вещества.

Ответы

1) отстаивание

Приложение 5

Приложение 6

Очистка воды

Представьте, что вы с друзьями отправились в поход в лес. Скоро выяснилось, что у вашей группы мало питьевой воды, взятой из города в бутылках. К сожалению, вода в речке, на берегу которой вы остановились, загрязнена: содержит мусор, мутная, имеет запах, а вам необходимо получить чистую воду для умывания и приготовления пищи.

В вашем распоряжении имеются пустые пластиковые бутылки, кастрюля, продукты питания, медикаменты из походной аптечки (бинт, вата, марганцовка, активированный уголь, настойка йода, перекись водорода и др.). На берегу и на дне речки есть песок и гравий.

З адание 1

Как можно получить чистую воду в описанной выше ситуации?

Выберите все верные ответы.

А. Очистить воду перегонкой (дистилляцией).

B. Разделить вещества отстаиванием.

C. Профильтровать воду из речки.

D. Прокипятить воду из речки.

E. Адсорбировать присутствующие в растворе вещества.

Ребята знали, как фильтровать загрязнённую примесями воду в условиях школьной лаборатории (см. рис. 1). Но как отфильтровать её в походных условиях?

Задание 2

Какое приспособление для фильтрования могли сделать ребята в походных условиях из тех подручных средств, которые были в их распоряжении?

Кратко опишите это приспособление и принцип его работы.

Ответ:________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Ребята понимали, что в очищенной от мусора и мути воде могут содержаться болезнетворные бактерии. Их можно удалить, например, при помощи химических реакций с веществами-окислителями.

Задание 3

Какие вещества можно использовать для обеззараживания воды в походе?

Выберите все верные ответы.

А. Поваренная соль.

B. Спиртовая настойка йода.

C. Кубики сахара.

D. Кристаллы перманганата калия.

E. Таблетки активированного угля.

Главная проблема домашней водопроводной воды — её жёсткость, то есть присутствие в воде солей кальция и магния. Многие люди очищают питьевую воду в домашних условиях при помощи бытовых фильтров (см. рис. 2).

В своей проектно-исследовательской работе школьники решили определить наиболее эффективный бытовой фильтр для очистки жёсткой воды.

На первом этапе исследования они получили экспериментальные результаты по снижению общей жёсткости водопроводной воды различными фильтрами (таблица 1).

На втором этапе исследования школьники определили, насколько долго фильтры сохраняют свои качества. Данные, которые они получили, показаны в таблице 2.

Задание 4

Какой фильтр по результатам исследования школьники выбрали как лучший?

Напишите марку фильтра и объясните свой выбор.

Ответ: _________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Как выполнять задание?

Вы увидели, что ситуация, которая рассматривается в этом комплексном задании, — это получение чистой питьевой воды в походных или домашних условиях. Но проблема гораздо шире. Это проблема качества воды. Ещё совсем недавно, всего 100—120 лет назад, люди брали воду для питья и приготовления пищи из чистейших рек, ручьёв и озёр. Но сейчас многое изменилось. В современном мире не только наблюдается стремительный рост промышленности и транспорта, энергетики и сельского хозяйства, но и происходит исчезновение природных ресурсов, к самым важным из которых относится чистая пресная вода. Учёные опасаются, что через 30 лет мировые запасы чистой пресной воды могут иссякнуть. Комплексное задание «Очистка воды» ещё раз обращает ваше внимание на остроту этой проблемы.

При выполнении этого комплексного задания вы сможете продемонстрировать или освоить некоторые умения, характеризующие естественно-научную грамотность: анализировать, объяснять, прогнозировать, проводить мысленный эксперимент.

Приложение 7

Суммативное оценивание по теме «Чистые вещества и смеси»

Задания

1. а) Сформулируйте определение понятиям:

чистое вещество -

смеси -

б) Приведите не менее трёх примеров чистых веществ.

2. Определите и подпишите, на какой из картинок изображены элемент, соединение и смесь с учётом того, что атомы разных элементов представлены различными цветами.

_____________ ______________ ____________ ____________

3. На уроке химии ученику были выданы 4 смеси: вода и масло, железные опилки и песок, вода и соль, вода и мел.

Определите тип каждой смеси и выберите подходящий способ разделения для каждой смеси из ниже приведенных. Ответ занесите в таблицу.

Приложение 8