Использование элементов дистанционного обучения на уроках химии в классах химико-биологического профиля

ДОНЕЦКАЯ ПРОФИЛЬНАЯ ГИМНАЗИЯ №122

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

НА УРОКАХ ХИМИИ

В КЛАССАХ ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

Курохтина Н.В., учитель высшей категории, учитель-методист

В связи с интенсивным развитием информационных технологий, развитием и глобальных электронных сетей, мультимедийных средств обучения, современной компьютеризацией могут существенно изменяться, формы содержание и даже смысл школьного образования. Современный компьютер как способ обучения и его программное обеспечение имеет огромные возможности относительно учебного процесса, в частности в увеличении объема самостоятельной работы вещества.

В условиях реальности (обеспеченности учащихся, школы, учителя образовательными мультимедийными средствами и электронными ресурсами, доступом в Интернет) на сегодняшний день можно говорить лишь об использовании элементов дистанционного образования информационного типа, где главный смысл – обмен информацией с помощью компьютерных технологий, знания – транслируемая информация, ученик – получатель информации.

Использовать элементы дистанционного обучения можно для организации самостоятельной работы учащихся в классах химико-биологического профиля при углубленном изучении химии, при подготовке учащихся к олимпиадам, независимому тестированию, а также для коррекции знаний учащихся с низким и средним уровнем учебных достижений.

Вашему вниманию предлагается пример использования элементов дистанционного обучения, если на изучения какого-либо либо вопроса, темы выделяется небольшое количество часов, а объем материала достаточно большой, и сам материал сложный. Так, в теме ‹‹Строение вещества›› (11 кл.) на изучение комплексных соединений отводится 3 часа (лекция, семинар, практическая работа).

При традиционном подходе на закрепление изученного недостаточно данного времени.

При дистанционном обучении работа строится следующим образом:

1. Предварительное знакомство с опорным конспектом (составление плана лекций, работа над составлением словаря терминов, понятий, вынесение на поля вопросов по материалу, вызвавшему затруднению при первом знакомстве с опорным конспектом).

2. Подготовка к семинару (составить предварительный план к семинару), знакомство с типом знаний, упражнений (решение не обязательно).

3. Учащиеся получают возможность оценить объем практической работы, им дается задание повторить правила ТБ, амфотерность цинка и алюминия, их соединений. Благодаря подготовительной самостоятельной работе учащихся сокращается время на лекцию, тем самым оно высвобождается для закрепления изученного, более организованно проходит практическая работа.

Учащимся предлагается следующий материал для самостоятельной работы.

Тема: “ Краткие сведения о комплексных соединениях,

и их значение в неорганической и органической химии”

Рассчитана на 3 часа, предусматривает проведение лекции, семинара и практической работы.

Ваша самостоятельная работа заключается в подготовке к семинару и практической работе, работе над конспектом лекции:

1. Составить план лекции, озаглавив выделенные компоненты конспекта.

2. Составить словарь терминов.

3. На полях конспекта обозначить знаком вопроса места требующие пояснения на лекции.

4. При подготовке к практической работе повторить правила техники безопасности при работе с растворами кислот, щелочей, со стеклянной посудой.

5. Повторить амфотерные свойства алюминия и цинка, и их соединений.

При подготовке к практической, лекции и семинару можно пользоваться дополнительной литературой:

1. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1984

2. Глинка Ф.Б., Ключников Н.Г. Химия комплексных соединений. – М.: Просвещение, 1982

3. Третьяков Ю.Д., Метяин Ю.Г. Основы общей химии: Учебное пособие по факультативному курсу. – М.: Просвещение, 1985

К координационным (комплексным) соединениям относятся весьма многочисленные и разнообразные по составу, структуре и свойствам вещества. Многие сложные, казалось бы “насышенные” вещества могут взаимодействовать между собой с образованием еще более сложных веществ:

CuSO₄ +4 NH₃ [Cu(NH₃)₄]SO₄

CuSO₄ + 5 H₂O [Cu(H₂O)₄]SO₄∙H₂O

4 KCN + Fe(CN)₂ K₄[Fe(CN)₆]

Комплексные (координационные) соединения содержат сложные частицы (комплексы), образованные из простых частиц и способных к самостоятельному существованию в уздах кристаллической решетки и в растворе.

Na[Al(OH)₄] – комплексное соединение;

[Al(OH)₄]^– – комплекс , которые может быть получен из реальных частиц:

Аl³⁺ + 4 OH^– [Al(OH)₄]^– или Al(OH)₃ + OH ^– [Al(OH)₄]^–

Координационная теория Вернера.

Комплексное соединение состоит из внутренней сферы (собственного комплекса) и внешней сферы

2. Во внутреннюю сферу входит центральный атом (ион) – комплексообразователь (Al³⁺, Cu²⁺…)

Роль комплексообразователя может играть любой элемент периодической системы, но наиболее часто элементы побочной подгруппы VIII группы (Fe, Pt, Co, Ni), а также Ag⁺, Cu⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ и т.д.

И вокруг центрального атома (иона) – комплексообразователя расположено (координировано) определенное число противоположно заряженных ионов или полярных молекул называются лигандами или аддендами:

NH₃, H₂O, CO, CN^–, OH^–, Cl^–, NO₂^–, Br^–, SO₃^2–…

3. Число лигандов, окружающих комплексообразователь, называется координационным числом.

Оно зависит от заряда комплексообразователя:

Заряд комплексообразователя Координационное число

+ 2 Ag⁺, Cu⁺

2+ ,6 Cu²⁺, Zn²⁺, Pt²⁺, Fe²⁺

3+ ,4 Аl³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺

4+ ,6 Pt⁴⁺

4. Ионы, которые располагаются на более далеком расстоянии от комплексообразователя, образуют внешнюю сферу.

5. Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов.

[Ag⁺ (NH₃)₂⁰]⁺ (+1+2∙0) = +

[Pt⁴⁺ Cl₆^-]^2– (+4+6∙(-1)) = 2-

[Ag⁺(CN)₂^–]^– (+1+(-1)∙2) = –

Образование комплекса может осуществляться за счет донорно-акцепторного или электростатического взаимодействия, а в общем случае – за счет того и другого одновременно.

[Ag(NH₃)₂]Cl

Донорно-акцепторное: Ag⁺+2 NH₃ [Ag(NH₃)₂]⁺

Ag⁺ 4d¹⁰5s⁰5p⁰ одну 5s⁰ и дону 5p⁰ орбиталь предоставляет для двух неподеленных пар молекул аммиака – донорно-акцепторного взаимодействия. Между внутренней и внешней сферами:

Cl^– и [Ag(NH₃)₂]⁺ - связь ионная.

Номенклатура комплексных соединений

Название лигандов:

2 – ди 3 – три 4 – тетра 5 – пента 6 – гекса

1. Если металл входит в состав аниона – латинское название элемента +суффикс - с указанием степени окисления (римской цифрой)

Аl³⁺ - алюминат; Zn²⁺ - цинкат; Pt^2+,4+ - платинат (II), (IV);

Ag⁺ - аргенат; Cu²⁺ - купрат (II)

2. Если металл входит в состав катиона украинское название
элемента с указанием в скобках его степени окисления (римской
цифрой).

Примеры:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ — тетраамминкупрум (II) сульфат

[Ag(NH₃)₂]Cl — диамминаргентум (II) хлорид

Pt(NH₃)₅Cl]Cl₃ — пентаамминхлороплатина (IV) хлорид

K₄[Fe(CN)₆] — калий гексацианоферрат (II)

K₃[Fe(CN)₆] — калий гексацианоферрат (Ш)

Na[Al(OH)₄] — натрий тетрагидроксоалюминат

Нейтральные комплексы:

[Сг(Н₂О)_зР₃] — триакватрифлуорохром

Единой классификации для комплексных соединений не создано. Существует несколько попыток разбить комплексные соединения на группы:

I. Катионные Анионные Нейтральные

[Cu(NH₃)₄]SO₄ K₄[Fe(CN)₆] [Pt(NH₃)₂Cl₄

[А1(Н₂О)₆]С1₃ K₃[Fe(CN)₆] [Cr(H₂O)₃F₃]

[Ag(NH₃)₂]NO₃ Na₃[Al(OH)₆] [Cr(H₂O)₄(OH)₂]

II. Аммикаты

[Cu(NH₃)₄]SO₄; [Pt(NH₃)₆]Cl₄; [Ag(NH₃)₂]Cl

Аквакомплексы

[Co(H₂O)₆]Cl; [A1(H₂O)₆]C1₃; [Cr(H₂O)₆]Cl₃

Ацидокомплексы (лиганды — анионы):

K₄[Fe(CN)₆]; K₂[PtCl₄]

Гидроксокомплексы:

Na₂[Zn(OH)₄]; Na[Al(OH)₄]

Ониевые комплексы:

[NH₄]⁺— аммония; [ОН₃]⁺ — оксония; [С1Н₂]⁺ — хлорония

Диссоциация комплексных соединений.

Первичная - сильные электролиты

[Ag(NH₃)₂]Cl [Ag(NH₃)₂]⁺ + Сl^-

[Cu(NH₃)₄]SO₄ [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2-

Вторичная - диссоциация комплексов - незначительна.

[Ag(NH₃)₂]⁺ Ag⁺+2 NH₃

[Cu(NH₃)₄]²⁺ Cu²⁺+2 NH₃

Поэтому! Можно получить Си(ОН)₂ из CuSO₄, но нельзя из раствора [Cu(NH₃)₄]SO₄:

CuSO₄ + 2NAOH Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Cu²⁺+ 2OH Cu(OH)₂

Но нельзя провести реакцию:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + NaOH,

т.к. [Cu(NH₃)₄]²⁺ + OH^- не протекает.

Разрушить комплексное соединение можно: добавить вещество, вызывающее образование более устойчивого комплекса.

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + 2H₂SO₄ CuSO₄ + 2[NH₄]₂SO₄

более устойчивый комплекс

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2KCN K[Ag(CN)₂] + КС1 + 2NH₃f

более устойчивый

комплекс

1. В аналитической химии. Для обнаружения многих ионов

Fe ²⁺ K₃[Fe(CN)₆] – красная кровяная соль

3FeCl₂ + 2K₃[Fe(CN)₆] Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6КС1

феррум(II) гексациано-

феррат (Ш)

Fe³⁺ K₄[Fe(CN)₆]₃ - желтая кровяная соль

4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] 12KC1 + Fe₄[Fe(CN)₆]₃

феррум (Ш) гексацианоферрат(II)

2. Многие катализаторы (например, катализатор Циглера-Натта)

3. Для определения и устранения жесткости воды.

4. В медицине.

Важна роль комплексных соединений в жизнедеятельности
животных и растительных организмов: гемоглобин, хлорофилл,
многие витаминные комплексные соединения

Упражнения по теме "Краткие сведения о комплексных соединениях, их значение в неорганической и органической химии".

Задание №1

Определить внутреннюю сферу (комплекс), внешнюю сферу, комплексообразователь и координационное число для комплексообразователя; определить лиганды и заряд комплекса, комплексообразователя:

l. Na[Al(OH)₄] 4. [Pt(NH₃)₄Cl₂]

1. K₃[Fe(CN)₆] 5. [Cu(NH₃)₄]SO₄

3. [Cr(H₂O)₃F₃] 6. [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂

К каким комплексам относятся 1,2?

Задание №2

Вычислите заряды следующих комплексных ионов, образованных Хромом(Ш), Феррумом(II), Платиной(II), Палладием(II) и Никилем(П).

1. [Сг(Н₂О)₆]^? 7. [PdClNH₃]^?

1. [СгС1(Н₂О)₅]^? 8. [PtNO₂(NH₃)₃]^?

2. [СгС1₂(Н₂О)₄]^? 9. [PtCl(NH₃)₂H₂O]^?

3. [Cr(CN)₆]^? 10. [Fe(CN)₅NH₃]^?

4. [Cr(NH₃)₄(H₂O)₂]^? 11. [Ni(CN)₄]^?

5. [Cr(NO₂)(NH₃)₅]^? 12. [Fe(CN)₆]^?

Помни! Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов

Заряды лигандов CN^-, Cl, NO₂^-

Нейтральные лиганды: NH₃⁰, H2O⁰

Задание №3

Дать названия комплексным соединениям:

1. [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]NO₃ 7. [Zn(NH₃)₂Cl₂]

2. [Ag(NH₃)₂]Cl 8. [Zn(H₂O)₄]SO₄

3. [Cu(NH₃)₄]SO₄ 9. [K₃[Fe(CN)₆]

4. [А1(Н₂О)₆]С1₃ 10. Na₂[Zn(OH)₄

5. [Cr(H₂O)₄(OH)₂] 11. K₂[Cu(H₂O)₄(CO₃)₂]

6. [Pt(NH₃)₂Cl₄] 12. Na₃[Fe(NH₃)(CN)₅]

Задание №4*

Укажите ошибки, допущенные при составлении следующих названий

[Fe(CO)₆] — карбонил феррума

[Os(NH₃)₆] — осмий гексааммин

[А1(Н₂О)₄С1₂] — хлорид гексаводаалюминий

[Сг(Н₂О)₄С1₂] — тетрааквадихлорохром(Ш)

K₄[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат калия

[Ag(NH₃)₂]Cl — диамминаргентат хлорид

Задание №5*

Написать уравнения первичной диссоциации комплексных соединений.

1. [Co(NH₃)₄(H₂O)₂]Br₃ 5. [Pt(NH₃)₄]Cl₂

2. [Co(NH₃)₄Cl₂]Cl 6. [Pt(NH₃)₃Cl]Cl

3. [Co(NH₃)₄H₂OCl]Cl₂ 7. [Zn(CN)₄]Cl₂

4. K₄[Fe(CN)₆] 8. H₃[Co(CN)₆]

Написать уравнение вторичной диссоциации комплексных соединений № 2, 3.

Задание №6*

Хлорид кобальта (III) образует с аммиаком соединения следующего состава: СоС1₃ • 6NH₃, СоС1₃ • 5NH₃ • Н₂О, СоС1₃ • 5NH₃, СоС1₃ • 4NH₃

Действие раствора AgNO₃ приводит к практическому осаждению всего хлора из первых двух соединений; около ²/з хлора из третьего соединения и около Уз хлора из четвёртого.

Измерения электропроводности растворов этих соединений показывают, что первое и второе соединение распадаются на 2 иона, третье - на 3, а четвёртое - на 2 иона.

Каково координационное строение указанных соединений? Написать уравнение их распада на ионы.

Задание №7*

Составьте формулы возможных комплексных соединений, комбинируя один Со ³⁺, х NH₃, у NO₂ и (при необходимости) z K⁺. Для иона Со³⁺ к.ч. равно 6. Назовите эти вещества.

Дата_________________________________________

Практическая работа 1

Получение и изучение свойств комплексных соединений Купрума, Цинка, Алюминия.

Цель:________________________________________________________

________________________________________________________

Для работы необходимы:

реактивы: растворы сульфатной кислоты, натрий, калий гидроксида, алюминия, цинка, купрума (П), бария хлоридов; купрума (П), алюминия, цинка сульфатов; раствор аммиака, кусочек медной проволоки; оборудование: штатив с пробирками.

Ход работы.

Опыт №1. Получение комплексного соединения Цинка.

Налейте в пробирку 0,5 мл раствора цинк хлорида или сульфата и каплями добавляйте раствор натрий или калий гидроксида до образования белого осадка.

Объясните наблюдаемое явление

Продолжайте добавлять раствор щелочи. Объясните наблюдаемое явление

Напишите уравнение реакции в молекулярно-ионном виде

Опыт №2 Получение комплексного соединения Алюминия.

К раствору алюминий хлорида добавляйте по каплям раствор щелочи до образования осадка, который растворятся в избытке щелочи. Объясните наблюдаемое явление

Напишите в молекулярно-ионном виде уравнения реакций, которые объясняют наблюдаемые явления - образование и растворение осадка

Опыт №3 Получение комплексного соединения Купрума

Опустите в пробирку небольшой кусочек медной проволоки, добавьте к нему 2мл раствора аммиака. На протяжении 3-5 минут трижды встряхните. Наблюдайте за изменением его окраски. Постепенно образуется комплексное соединение — тетраамминкупрума (II) гидроксид [Cu(NH₃)₄](OH)₂.

Напишите уравнение реакции в молекулярно-ионном виде, учитывая, что в реакции принимает участие кислород воздуха.

Опыт №4 Получение комплексного соединения Купрума, его диссоциация, влияние кислоты на комплексный ион.

В пробирку налейте 0,5 мл раствора купрум (II) сульфата. Добавьте концентрированного раствора аммиака и энергично смешайте оба раствора.

Что наблюдаете? Образованием какого иона объясняете темно-синее окрашивание раствора?

Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Разлейте полученный раствор в 3 пробирки:

а) к полученному аммиачному раствору комплексной соли купрума добавьте раствор щелочи. Почему не образуется осадок купрума (П) гидроксида?

б)Добавьте во вторую пробирку раствор барий хлорида. Что наблюдаете?

Про что свидетельствует образование белого осадка барий сульфата?

в) Добавьте в третью пробирку раствор сульфатной кислоты. Почему изменяется цвет раствора? Какое влияние кислоты на комплексный ион купрума (II) наблюдается?

Напишите уравнения наблюдаемых реакций в молекулярно-ионном виде.