Методические рекомендации к уроку-игре по химии «Самое удивительное вещество - вода»

Цель – обобщение и систематизация знаний о свойствах воды, о необходимости бережного отношения к ней, об ее строении, применении и получении.

Заранее готовим группу учащихся, которые будут делать сообщения, предусмотренные сценарием. Они подбирают необходимое оборудование: географическую карту, глобус, таблицы, графики, находят в видеотеке слайды для иллюстрации рассказов. Другая группа занимается художественным и музыкальным оформлением вечера.

Команды, которым предстоит принимать участие в конкурсах, должны будут показать знание стихотворений, пословиц, песен о воде, поэтому они получают задание ознакомиться с соответствующей литературой в библиотеке.

Ход урока.

Вода в природе.

Советский ученый В.И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено».

Если посмотреть на глобус или карту, то становится очевидным, что большую часть земной поверхности занимают океаны, моря, озера и реки.

В природе вода встречается в трех агрегатных состояниях: в жидком, твердом (ледяной покров полярных регионов Земли и вершин гор) и газообразном (облака, туман и т.п.).

Учитель приводит таблицу о содержании воды в гидросфере, атмосфере, литосфере.

Физические свойства и строение воды.

Трудно найти в природе другое вещество, физические свойства которого были бы так необычны, своеобразны, аномальны.

Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает. Если бы это было не так, то при приближение зимы поверхностные стоки природных вод охлаждалась бы до 0⁰С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям. Так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобретала бы температуру 0⁰С. Далее льдины стали бы погружаться на дно, и водоем промерз бы на всю глубину. Жизнь в воде была бы невозможной.

Но наибольшей плотности вода достигает при 4⁰С. При этой температуре заканчивается перемещение слоев, вызываемая охлаждением. В дальнейшем самый охлажденный слой с меньшей плотностью остается на поверхности, превращается в лед и тем самым защищает лежащие ниже слои от замерзания.

Вода обладает аномально высокой теплоемкостью – 4,18 Дж/(гК).не одно вещество не требует таких больших затрат теплоты для повышения его температуры на 1´С. В ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно. Днем или при переходе от зимы к лету она медленно нагревается. Это делает регулятором и переносчиком тепла на всей планете.

С высокой полярностью молекул воды связана большое значение диэлектрической проницаемости и почти не имеющее себе равных способность растворять другие полярные соединения и вызывать электролитическую диссоциацию кислот, оснований и солей.

Причина этого в том, что электроны образующие связи О-Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате в молекуле создаются два полюса: положительный – атомы водорода и отрицательный – атом кислорода.

Вода обладает большим поверхностным натяжением. По утверждению К.С.Лосева, у абсолютно чистой воды эта величина столь велика, что по ней можно было бы кататься на коньках, как по льду.

Температура кипения воды 100⁰С, плавления - 0⁰С. Это тоже аномально высокие значения. Ученые объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей. На разрыв этих связей и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

Вода – самое необыкновенное вещество в мире.

Гимном этому веществу стали строки знаменитого французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери: «вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни. ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которого не объяснишь нашими чувствами с тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились».

«Где вода, там и жизнь» и «Земля умирает, если ушла вода» - эти восточные пословицы известны каждому.

Вода была той великой колыбелью, в которой зародилась жизнь на Земле. Процессы, которые происходят в клетках организмов, осуществляются при ее участии.

Установлено, что состав плазмы крови близок к составу воды морей и океанов. В крови содержится 83% воды.

Человек умирает, если потеряет всего 12% влаги своего организма. Для нормальной жизнедеятельности каждому человеку необходимо примерно 2,5 литров в сутки.

Запасы воды в нашей стране очень велики. На ее территории имеется около 200 000 рек и озер. И среди них такие озера-великаны, как Байкал, Онежское и др. чтобы представить себе количество находящейся там воды, достаточно сказать, что в одном Байкале сосредоточено около 10% доступной пресной воды нашей планеты.

Огромные количества воды потребляют растения. Подсчитано, что для получения 1т пшеницы нужно около 1500т воды, хлопчатника-10000т. Большая часть этой воды испаряется листьями, давая атмосфере столько воды, сколько ее несут все реки земли. Лишь 1,5-2% поступающей в растения воды расходуется в процессе фотосинтеза, а это составляет около 650 млрд тонн в год.

Вода – универсальный растворитель. На дне Тихого океана находиться 1 500 000 млн. тонн металлических руд. В воде морей и океанов содержится почти все элементы периодической системе Д.И. Менделеева. Океанскую воду называют «жидкой рудой» и уже сегодня из нее извлекают натрий, хлор, золото, уран.

Применение воды.

Даже если речь пойдет только о промышленности, то области применения воды настолько обширны, что практически невозможно назвать какойлибо производственный процесс, в котором не использовалась бы вода. Промышленность нашей страны ежесекундно потребляет столько воды, сколько несет ее Волга. На получение 1 т стали расходуется 150 т воды, бумаги – 250 т, синтетических волокон – 4000 т.

Вода используется в сельском хозяйстве для полива, например, овощных, зеленных и технических культур, а также при производстве сельскохозяйственной продукции.

Многие химические процессы ускоряются в присутствии воды, т.е. вода играет роль катализатора. А, например, при получении кислот, гашении извести, в процессах гидратации, схватывания и затвердевания связывающих материалов (цемент, гипс, известь) вода - активный реагент.

Как это ни странно звучит, но вода играет определенную роль и в искусстве: каскады прудов и фонтаны украшают сады и парки. Во многих странах есть традиция сооружать зимой ледяные скульптуры героев сказок и легенд.

Получение воды.

Казалось бы, разговор об этом не заслуживает особого внимания. Ведь вода – самое распространенное вещество на поверхности Земли. Но нельзя забывать, что природная вода представляет собой раствор различных веществ, концентрация которых колеблется в широких пределах. Абсолютно чистую воду получить очень трудно.

Критерием чистоты воды служит постоянство ее свойств, в частности электропроводности. Лишь после 35-40 повторных дистилляций в вакууме свойства воды перестают изменяться.

Весь материал - в документе.

Цель – обобщение и систематизация знаний о свойствах воды, о необходимости бережного отношения к ней, об ее строении, применении и получении.

Заранее готовим группу учащихся, которые будут делать сообщения, предусмотренные сценарием. Они подбирают необходимое оборудование: географическую карту, глобус, таблицы, графики, находят в видеотеке слайды для иллюстрации рассказов. Другая группа занимается художественным и музыкальным оформлением вечера.

Команды, которым предстоит принимать участие в конкурсах, должны будут показать знание стихотворений, пословиц, песен о воде, поэтому они получают задание ознакомиться с соответствующей литературой в библиотеке.

Ход урока

Вода в природе

Советский ученый В.И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено».

Если посмотреть на глобус или карту, то становится очевидным, что большую часть земной поверхности занимают океаны, моря, озера и реки.

В природе вода встречается в трех агрегатных состояниях: в жидком, твердом (ледяной покров полярных регионов Земли и вершин гор) и газообразном (облака, туман и т.п.).

Учитель приводит таблицу о содержании воды в гидросфере, атмосфере, литосфере.

Физические свойства и строение воды

Трудно найти в природе другое вещество, физические свойства которого были бы так необычны, своеобразны, аномальны.

Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает. Если бы это было не так, то при приближение зимы поверхностные стоки природных вод охлаждалась бы до 0⁰С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям. Так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобретала бы температуру 0⁰С. Далее льдины стали бы погружаться на дно, и водоем промерз бы на всю глубину. Жизнь в воде была бы невозможной.

Но наибольшей плотности вода достигает при 4⁰С. При этой температуре заканчивается перемещение слоев, вызываемая охлаждением. В дальнейшем самый охлажденный слой с меньшей плотностью остается на поверхности, превращается в лед и тем самым защищает лежащие ниже слои от замерзания.

Вода обладает аномально высокой теплоемкостью – 4,18 Дж/(гК).не одно вещество не требует таких больших затрат теплоты для повышения его температуры на 1´С. В ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно. Днем или при переходе от зимы к лету она медленно нагревается. Это делает регулятором и переносчиком тепла на всей планете.

С высокой полярностью молекул воды связана большое значение диэлектрической проницаемости и почти не имеющее себе равных способность растворять другие полярные соединения и вызывать электролитическую диссоциацию кислот, оснований и солей.

Причина этого в том, что электроны образующие связи О-Н, смещены к более электроотрицательному атому кислорода. В результате в молекуле создаются два полюса: положительный – атомы водорода и отрицательный – атом кислорода.

Вода обладает большим поверхностным натяжением. По утверждению К.С.Лосева, у абсолютно чистой воды эта величина столь велика, что по ней можно было бы кататься на коньках, как по льду.

Температура кипения воды 100⁰С, плавления - 0⁰С. Это тоже аномально высокие значения. Ученые объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей. На разрыв этих связей и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

Вода – самое необыкновенное вещество в мире

Гимном этому веществу стали строки знаменитого французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери: «вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни. ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которого не объяснишь нашими чувствами с тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились».

«Где вода, там и жизнь» и «Земля умирает, если ушла вода» - эти восточные пословицы известны каждому.

Вода была той великой колыбелью, в которой зародилась жизнь на Земле. Процессы, которые происходят в клетках организмов, осуществляются при ее участии.

Установлено, что состав плазмы крови близок к составу воды морей и океанов. В крови содержится 83% воды.

Человек умирает, если потеряет всего 12% влаги своего организма. Для нормальной жизнедеятельности каждому человеку необходимо примерно 2,5 литров в сутки.

Запасы воды в нашей стране очень велики. На ее территории имеется около 200 000 рек и озер. И среди них такие озера-великаны, как Байкал, Онежское и др. чтобы представить себе количество находящейся там воды, достаточно сказать, что в одном Байкале сосредоточено около 10% доступной пресной воды нашей планеты.

Огромные количества воды потребляют растения. Подсчитано, что для получения 1т пшеницы нужно около 1500т воды, хлопчатника-10000т. Большая часть этой воды испаряется листьями, давая атмосфере столько воды, сколько ее несут все реки земли. Лишь 1,5-2% поступающей в растения воды расходуется в процессе фотосинтеза, а это составляет около 650 млрд тонн в год.

Вода – универсальный растворитель. На дне Тихого океана находиться 1 500 000 млн. тонн металлических руд. В воде морей и океанов содержится почти все элементы периодической системе Д.И. Менделеева. Океанскую воду называют «жидкой рудой» и уже сегодня из нее извлекают натрий, хлор, золото, уран.

Применение воды

Даже если речь пойдет только о промышленности, то области применения воды настолько обширны, что практически невозможно назвать какойлибо производственный процесс, в котором не использовалась бы вода. Промышленность нашей страны ежесекундно потребляет столько воды, сколько несет ее Волга. На получение 1 т стали расходуется 150 т воды, бумаги – 250 т, синтетических волокон – 4000 т.

Вода используется в сельском хозяйстве для полива, например, овощных, зеленных и технических культур, а также при производстве сельскохозяйственной продукции.

Многие химические процессы ускоряются в присутствии воды, т.е. вода играет роль катализатора. А, например, при получении кислот, гашении извести, в процессах гидратации, схватывания и затвердевания связывающих материалов (цемент, гипс, известь) вода - активный реагент.

Как это ни странно звучит, но вода играет определенную роль и в искусстве: каскады прудов и фонтаны украшают сады и парки. Во многих странах есть традиция сооружать зимой ледяные скульптуры героев сказок и легенд.

Получение воды

Казалось бы, разговор об этом не заслуживает особого внимания. Ведь вода – самое распространенное вещество на поверхности Земли. Но нельзя забывать, что природная вода представляет собой раствор различных веществ, концентрация которых колеблется в широких пределах. Абсолютно чистую воду получить очень трудно.

Критерием чистоты воды служит постоянство ее свойств, в частности электропроводности. Лишь после 35-40 повторных дистилляций в вакууме свойства воды перестают изменяться. Самую чистую воду получают взаимодействием тщательно очищенных водорода и кислорода в присутствии платинового катализатора:

2Н₂ + О₂ = 2 Н₂О

Вот как описал дистиллированную воду поэт Л.Мартынов:

Вода благоволила литься!

Она блистала столь чиста.

Что ни напиться ни таиться,

И это было неспроста.

Ей не хватало ивы, тала

И горечи цветущих лоз

Ей водорослей не хватало

И рыбы, жирной от стрекоз.

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде.

Ей жизни не хватало - чистой,

Дистиллированной воде!

О дефиците пресной воды

Сокращение запасов пресной воды связано, прежде всего, с техногенной деятельностью человека. Он вырубает леса вдоль берегов рек, сбрасывает в них бытовые и промышленные отходы.

Как это противоестественно - сбрасывает грязь и нечистоты туда, откуда берешь воду для питья!

Да, природная вода обладает способностью к самоочищению под влиянием солнечной радиации, жизнедеятельности водорослей, бактерий, грибов, растений и некоторых животных, а также других естественных факторов. Но при сильном загрязнении экосистемы природных водоемов из-за нарушения биологического равновесия не могут в полной мере осуществлять эту функцию. В итоге это приводит не только к нехватке питьевой воды, но и к гибели животных разных видов.

Осуществлять одно поучительное предание, которое напоминает нам о различии между ценностями, вечными и мнимыми, преходящими.

Царь Дхатусена, правивший на острове Шри-Ланка и V в. нашей эры, в ответ на требования мятежников показать тайники, где спрятаны несметные царские сокровища, привел своих неразумных врагов к созданному им искусственному озеру Калавена, имевшему 80км в окружности. Озеро спасало жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал: «Друзья мои, это и есть все мое богатство».

Список литературы:

1. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. -М.: Дрофа, 2006.

2. Алексеев Л.С. Контроль качества воды. -М.: ИНФРА-М, 2004, -159 с.

3. Ввозная Н.Ф. Химия воды и микробиология. -М.: Высшая школа, 1979.-342с.

4. Бондаренко Н.М. Элексир бодрости и здоровья. Алма-Ата. 1990. – 89 с.

5. Джапуев М.И. Лечебные минеральные воды. Нальчик, 2009. С. 14-37

3