ОС 1. Данная схема представляет собой своего рода таблицу. Столбцы - разные агрегатные состояния воды, а строки - критерии, по которым они различаются.
В первой строке показано различие в расположении частиц (молекул): в жидкой форме они находятся близко друг к другу и медленно перемещаются в определенном объеме; в газообразной -- они далеко друг от друга и движутся довольно быстро; в твердой -- частицы упакованы довольно плотно и их движение сводится к колебаниям.
Во второй строке сравнивается объем: в жидком состоянии вода имеет постоянный объем (в какой бы сосуд не налили 1 л воды, она всегда будет занимать этот объем). Если сосуд рассчитан на объем 1 л, то он будет полный, если сосуд двухлитровый, то он будет заполнен наполовину. Вещество в газообразной форме не имеет постоянного объема: газ, занимавший объем 1 л, при сжатии поршнем может занять объем равный 0,5 л. При этом его количество не уменьшается, на что указывает одинаковое число молекул в обоих цилиндрах. Между молекулами вещества просто уменьшается расстояние.
В твердом состоянии вода, как и в первом случае, имеет постоянный объем. Если взять кубик льда объемом 1 дм3, или 1 л, и растопить его, то жидкость, перелитая в сосуд, будет занимать объем также равный 1 л.
В третьей строке сравнивается форма, которую принимает вещество в том или ином агрегатном состоянии. В жидком виде вода всегда принимает форму сосуда, в который ее наливают. Газ в свободном состоянии не имеет постоянной формы, например, пар над кастрюлей с кипящей водой приобретает форму облака, а в воздушном шаре -- форму шара. У твердого вещества форма постоянная, например, ледяная фигура будет сохранять свою форму до тех пор, пока не изменится температура воздуха (пока не наступит потепление), и лед не начнет таять.
ОС-1
ОС - 2. Данная схема построена на бытовых примерах, она состоит из двух частей: первая -- это превращение воды в пар и наоборот, вторая -- это превращение воды в лед и обратно в воду (ОС-2). Водопроводную воду набирают в чайник и доводят до кипения. На чайник устанавливают вверх дном банку (лучше трехлитровую). В банке горячий пар охлаждается и конденсируется на стенках в виде капель воды, которые стекают обратно в чайник. Такой «круговорот воды» может продолжаться до тех пор, пока температура воды будет соответствовать температуре кипения.
Замерзание -- процесс, обратный закипанию. В кастрюлю набирают воду и выносят ее зимой на улицу или помещают в морозильную камеру холодильника при температуре ниже О С. Прежде чем перейти в твердое состояние, вода пройдет следующие стадии: охлаждение, затвердевание и, наконец, замерзание. Затем кастрюлю помещают в теплое помещение, где температура выше О С или нагревают. Постепенно лед начнет плавиться и переходить в жидкую форму -- воду. Эти примеры демонстрируют обратимость превращений одного агрегатного состояния в другое.
ОС - 2. Условные обозначения: 1 нагревание;2 кипение; 3 охлаждение; 4 конденсация; 5 затвердевание: 6 замерзание; 7 плавление
ОС - 3. Схему очистки воды условно делят на семь стадий, на каждой из которой происходит очистка воды от определенного вида загрязнения, кроме седьмой стадии (ОС-3).
Стадия I. Схематично отображает соотношение соленой 1 и пресной 2,3,4 воды на Земле. Кружком отмечено количество пресной воды
ОС-3. Условные обозначения: 1 соленые воды океанов, морей, озер, соленые подземные воды; 2 воды ледников Антарктиды, арктических островов и горных районов; 3 подземные пресные воды; 4 пресные поверхностные воды; 5 решетка; б отстойник; 7 суспензия; 8 химические элементы, содержащиеся в воде (от Н до Bi); 9 болезнетворные бактерии; 10 осадок; 11 коагулянт А12(SО4)3; 12 -- песок SiO2; 13 хлор Сl или озон О3; 14 водохранилище; 15 кран
Ее нужно беречь, так как ее сравнительно мало! Проходя через решетку 5, вода подвергается первичной очистке (освобождается от крупных механических загрязнителей), затем она попадает в отстойник 6.
Стадия II. Под действием силы тяжести часть взвешенных частиц оседает на дно, образуя осадок 10, но вода полностью еще не очищена и содержит биологические загрязнители -- это болезнетворные бактерии 9, и мельчайшие механические загрязнители -- суспензию 7, а также химические примеси 8. «Грязная вода», изображенная на схеме темным цветом, переходит в следующую стадию, но все же частично очищенная она меняет интенсивность своей окраски и светлеет.
Стадия III. Вода становится менее мутной и подвергается коагуляции:
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + +3CaSO4 + 6CO2.
Для этого в воду добавляют коагулянт -- Al2(SO4)3 из емкости 11. В результате химической реакции образуется Al(OH)3 (сначала в виде мелких коллоидных частиц, затем они объединяются в более крупные хлопья). На его поверхности адсорбируются взвешенные примеси и оседают на дно емкости в виде нового осадка, но уже в меньшем количестве. Вода становится еще чище, что можно заметить по уменьшению «интенсивности» окрашивания отстойника 6 и уменьшению содержания химических примесей 8.
Стадия IV. На этой стадии вода проходит через фильтр 12 -- песок, катализатор, адсорбент. Из химических элементов в воде остаются лишь необходимые организму, но в ней еще присутствуют биологические загрязнители 9.
Стадия V. Вода проходит биологическую очистку -- хлорирование или озонирование 13, в результате чего погибает основная часть биологических загрязнителей.
Стадия VI. Чистая, готовая к употреблению вода поступает в водозабор 14, откуда по водопроводу попадет в жилые дома и на предприятия 15- Использованную воду называют сточными водами.
Стадия VII. Сточные воды через очистные сооружения попадают в грунтовые воды и процесс начинается заново.
Продолжить получение сведений о воде можно, рассмотрев одно из важнейших ее свойств - способность растворять различные вещества.
На практике и здесь оказалось удобным использование опорных схем, которые помогают структурировать информацию и систематизировать знания. На практическом занятии демонстрация многочисленных опытов порой не укладывается в детском сознании должным образом, поэтому наглядное закрепление полученных сведений с помощью опорных схем помогает устранить эту проблему.
Начинаем урок с демонстрации растворения в воде веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях. При этом вводим такие понятия, как «растворение», «растворитель», «растворимые вещества», и даем необходимые объяснения.
Довольно быстрому пониманию изучаемого материала могут способствовать примеры, с которыми учащиеся встречаются в быту практически каждый день: появление пузырьков углекислого газа в минеральной воде после ее откупоривания; приготовление рассола для засолки, например, огурцов; использование 9%-ного раствора уксусной кислоты при мариновании (ОС-4).
Первый пример позволяет объяснить растворение в воде газа (оксид углерода (IV)), второй - твердого вещества (хлорида натрия), третий - жидкости (ледяной уксусной кислоты).
Чтобы обсуждать особенности процесса растворения, необходимо ввести новые понятия: «физическое явление», «химическое явление» или «химическая реакция» (ОС-5). Используем примеры явлений, которые также хорошо знакомы учащимся из повседневной жизни.
При рассмотрении химических явлений проводим химические реакции,
выделение газа (взаимодействие уксуса (СН3СООН и соды (NaHCO3));
выделение теплоты (горение спички);
появление запаха (горение резины);
изменение окраски (ржавление гвоздя);
выпадение осадка (пропускание углекислого газа (СО2) через известковую воду (Са(ОН)2).
Серия опытов, изображенных на ОС-6, позволяет закрепить умения различать физические и химические явления и доказать, что их скорость зависит от условий проведения опыта.
Стадия 1. В один стакан с водой наливаем ледяную уксусную кислоту, а в другой - насыпаем гидрокарбонат натрия (пищевую соду). Акцентируем внимание учащихся на том, что они наблюдают растворение.
Смешиваем полученные растворы и выясняем, происходит ли химическая реакция. Обращаем внимание учащихся на интенсивность выделения пузырьков газа.
Стадия 2. Снова готовим раствор уксусной кислоты, но теперь, во-первых, насыпаем в него соду, а во-вторых, перемешиваем содержимое стакана. Отмечаем более интенсивное протекание химической реакции.
Стадия 3. Изменим условия и будем на твердую соду, насыпанную горкой, приливать раствор уксусной кислоты. Первоначально реакция идет бурно, но постепенно ее скорость замедляется.
Стадия 4. Поступим аналогично предыдущему опыту, но будем перемешивать ложечкой сухую соду и раствор уксусной кислоты, увеличивая тем самым поверхность соприкосновения реагирующих веществ. Реакция ускоряется.
Такой подход к изучению воды и растворов необходимо реализовать ввиду его максимальной эффективности как в самом начале обучения, так и при переходе к более сложным темам, где также требуется существенное экспериментальное обеспечение работы учителя.
3.3 Интегрированный урок на тему: «Вода - уникальное вещество природы»
Цель урока: дать целостное представление о воде с точки зрения естественных наук (биологии, химии, физики, географии, экологии).
Оборудование:
иллюстрированный материал; кристаллизатор с холодной водой;
иголка;
дистиллированная вода;
минеральная вода;
лакмусовая бумага.
Действующие лица:
учитель;
ученики 10-го класса в роли биолога, ботаника, зоолога, географа, физика, химика, эколога.
Учитель:
Необходимая составная часть всего живого - Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха; тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснишь только нашими пятью чувствами… Ты величайшее в мире богатство…
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
