Химический эксперимент по неорганической химии в системе проблемного обучения
Исследование эффективности методической системы проблемного подхода к обучению химии с применением школьного химического эксперимента. Проведение в группе учащихся анкетирования и тестирования с целью исследования образовательного потенциала эксперимента.
Рубрика | Химия |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.06.2009 |
Размер файла | 259,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Опыт 5. Учащимся предлагается более сложное задание.
УЧИТЕЛЬ. Вы знаете, что металлы, основные оксиды и нерастворимые соли могут взаимодействовать с растворами средних солей, хотя на первый взгляд это противоречит теоретическим представлениям. Подумайте, какую еще необычную для средних солей реакцию можно провести. Проведите ее и объясните наблюдаемые явления (о п ы т 5).
Учитель предлагает проанализировать продукты реакции, объяснить происходящие явления, написать уравнения соответствующих реакций.
Обсуждение результатов эксперимента
Опыт 1. Соль Na2CO3 в растворе подвергается гидролизу по аниону:
CO32- + H2O <=>HCO3- + OH-,
Na2CO3 + Н2O <=>NaHCO3 + NaOH. (1)
Амфотерный оксид алюминия, образующий защитную пленку на поверхности алюминия, взаимодействует со щелочью, полученной по уравнению (1):
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]. (2)
Алюминий, лишенный оксидной пленки, взаимодействует с водой:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 v + 3H2. (3)
Гидроксид алюминия, образовавшийся в реакции (3), взаимодействует с гидроксидом натрия, полученным по реакции (1), т.к. Al(OH)3 - амфотерный гидроксид:
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4], (4)
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-.
Поскольку гидроксид-ионы связываются гидроксидом алюминия, равновесие гидролиза (1) смещается вправо, идет вторая ступень гидролиза:
HCO3- + H2O <=>OH- + H2CO3 (H2O + CO2),
NaHCO3 + H2O <=>NaOH + H2CO3 (H2O + CO2). (5)
В ходе эксперимента учащиеся наблюдают выделение газов, которые представляют собой смесь водорода и углекислого газа.
Кроме того, наблюдается выпадение осадка. Если раствор карбоната натрия был разбавленным и взят не в избытке, то этот осадок не растворяется до конца. Поэтому есть возможность проанализировать этот осадок.
Учащиеся предполагают, что в осадке Al2(CO3)3. Однако при добавлении кислоты к осадку, промытому от раствора Na2CO3, углекислый газ не выделяется. Надо догадаться, что осадок - Al(OH)3. Гидроксид алюминия - амфотерный, он должен взаимодействовать и с кислотами, и со щелочами. При экспериментальной проверке, действительно, осадок растворяется и в соляной кислоте, и в растворе гидроксида калия:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O,
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O;
Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4],
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]-.
Мы считаем, что не следует писать суммарное уравнение реакции алюминия с карбонатом натрия. Достаточно обсудить процессы, которые идут в исследуемой системе, описанные уравнениями реакций (1-5).
Опыт 2. Алюминий реагирует с раствором хлорида железа(III). Во-первых, алюминий более активный металл, чем железо, поэтому алюминий вытесняет железо из раствора его соли:
Al + FeCl3 = AlCl3 + Fe.
В осадке можно обнаружить частички железа, например, с помощью магнита.
Кроме того, было замечено выделение газа, и в осадке наряду с частицами железа обнаружены бурые частицы другого вещества. Анализ газа (характерный хлопок при поджигании) показал, что этот газ - водород.
Логично предположить, что хлорид железа(III) подвергается гидролизу по катиону:
Fe3+ + H2O <=>FeOH2+ + H+,
FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl. (1)
Получившаяся в результате реакции (1) кислота взаимодействует с алюминием и с образующимся железом с выделением водорода:
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2, (2)
2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2;
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2, (3)
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2.
Алюминий и железо связывают ионы H+, равновесие гидролиза смещается в сторону его продуктов, гидролиз идет по 2-й и 3-й ступеням:
FeOH2+ + H2O <=>Fe(OH)2+ +H+,
FeOHCl2 + H2O <=>Fe(OH)2Cl + HCl;
Fe(OH)2+ + H2O <=>Fe(OH)3v + H+,
Fe(OH)2Cl + H2O <=>Fe(OH)3v + HCl.
Следовательно, бурые частицы осадка - это гидроксид железа(III), не растворимый в воде и щелочах, но растворимый в кислотах. Это можно проверить экспериментально:
2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O,
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O.
В растворе щелочи осадок Fe(OH)3 не растворяется.
Опыт 3. Учащиеся знают, что нерастворимые соли (СaCO3) не должны взаимодействовать с другими солями. Однако в системе FeСl3 + CaCO3 они наблюдают бурное выделение газа и выпадение бурого осадка. Для выяснения, какой это газ, в реакционную пробирку вносят горящую лучину, она гаснет. Следовательно, выделяющийся газ - CO2. Анализ осадка проводят аналогично опыту 2. Итак, при взаимодействии FeCl3 c CaCO3 образовались углекислый газ и гидроксид железа(III). Учащиеся объясняют, что образовавшаяся при гидролизе FeCl3 соляная кислота реагирует с CaCO3:
FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,
Fe3+ + H2O <=>FeOH2+ + H+;
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2,
2H+ + CaCO3 = Ca2+ + H2O + CO2.
Поскольку ионы H+ реагируют с CaCO3, то гидролиз FeCl3 идет по 2-й и 3-й ступеням:
FeOH2+ + H2O <=>Fe(OH)2+ + H+,
Fe(OH)2+ + H2O <=>Fe(OH)3 + H+.
Опыт 4. Учащиеся замечают изменение окраски раствора. Бесцветный раствор становится голубым, что явно свидетельствует о появлении в растворе гидратированных ионов меди Cu2+. Как это объяснить, если известно, что средние соли не реагируют с основными оксидами?
Сульфат алюминия гидролизуется по катиону:
Al3+ + H2O <=>AlOH2+ + H+,
Al2(SO4)3 + 2H2O <=>2AlOHSO4 + H2SO4;
AlOH2+ + H2O <=>Al(OH)2+ + H+,
2AlOHSO4 + 2H2O <=> (Al(OH)2)2SO4 + H2SO4.
Образующаяся серная кислота при нагревании взаимодействует с оксидом меди(II). Ионы Cu2+ переходят в раствор и придают ему голубую окраску.
CuO + H2SO4 = СuSO4 + H2O,
CuO + 2H+ = Сu2+ + H2O.
Учащиеся анализируют раствор на содержание ионов Cu2+. Для этого прибавляют к фильтрату раствор щелочи, наблюдается выпадение голубого осадка:
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2v + Na2SO4,
Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2v.
Опыт 5. Учащиеся исходят из следующих представлений. При гидролизе соли может образоваться кислота. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, основными оксидами, нерастворимыми солями (если при этом образуется газ), нерастворимыми основаниями и амфотерными гидроксидами. Первые три случая рассмотрены выше (см. опыты 2-4), следовательно, можно предположить, что растворы солей, гидролизующихся по катиону, будут растворять основания и амфотерные гидроксиды. Продукт такого гидролиза - кислота - будет взаимодействовать с основаниями и амфотерными гидроксидами. Например, в растворе Al2(SO4)3 растворится основание Cu(OH)2, а в растворе FeCl3 растворится амфотерный гидроксид Al(OH)3:
Al2(SO4)3 + 2H2O <=>2AlOHSO4 + H2SO4,
H2SO4 + Cu(OH)2 = CuSO4 + 2H2O;
FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,
3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3H2O.
Учащиеся проводят эти реакции, доказывая, что их гипотеза верна: Cu(OH)2 растворяется в растворе сульфата алюминия, а Al(OH)3 растворяется в растворе хлорида железа(III).
Можно показать такой «фокус». Нерастворимое основание Fe(OH)3 взаимодействует с раствором FeCl3, осадок растворяется:
FeCl3 + H2O <=>FeOHCl2 + HCl,
Fe(OH)3 + 2HCl = FeОНCl2 + 2H2O.
(Советуем учителю заранее подобрать нужные концентрации растворов, чтобы ожидаемые эффекты реакций, которые будут проводить учащиеся и сам учитель, наблюдались.)
Вывод. Если к раствору соли, подвергающейся гидролизу, добавить вещество, способное взаимодействовать с кислотами или щелочами, то это вещество взаимодействует с продуктами гидролиза - кислотами или щелочами.
Занятие № 8. Тема «Гидролиз солей»
Предлагаемая форма проведения проблемного эксперимента может быть осуществлена на уроке, в классе с углубленным изучением химии или на факультативном занятии.
Работу можно провести в парах учащихся, а обсуждение ведется в форме эвристической беседы. Возможно также выполнение эксперимента в группах, с последующей защитой каждого опыта.
Цель работы: изучение совместного гидролиза солей
Реактивы и оборудование: 20%-ые растворы: карбоната натрия, нитрата бария, сульфата алюминия, хлорида бария, хлорида алюминия, сульфата меди (II), хлорида железа(III); пробирки.
Ход работы: Учащиеся получают задание - выполнить 5 опытов.
Опыт 1. К раствору карбоната натрия добавить раствор нитрата бария. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 2. К раствору сульфата алюминия добавить раствор хлорида бария. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 3. К раствору карбоната натрия добавить раствор хлорида алюминия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 4. К раствору сульфата меди (II) добавить раствор карбоната натрия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Опыт 5. К раствору хлорида железа (III) добавить раствор карбоната натрия. Описать наблюдаемые явления, объяснить их, написать уравнение происходящей реакции в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах. Проанализировать полученные вещества.
Обсуждение результатов эксперимента
Опыты 1 и 2. Первые два опыта не вызывают у детей удивления, это обычные обменные реакции. Учащиеся фиксируют выпадение осадков, записывают уравнения реакций в молекулярной, полной и сокращенной ионных формах.
Опыт 3. Смешав растворы хлорида алюминия и карбоната натрия, учащиеся наблюдают выделение газа и выпадение осадка. Если предположить, что идет реакция обмена, то газа быть не должно. Внесение в реакционный сосуд горящей лучины и ее угасание служит доказательством того, что образуется углекислый газ. Учащиеся полагают, что выпадающий осадок - карбонат алюминия. Чтобы определить состав осадка, они добавляют к промытому от исходного карбоната натрия осадку соляную кислоту. Газ при этом не образуется, осадок же растворяется. Если к осадку добавить раствор щелочи, то осадок тоже растворяется. Следовательно, осадок - гидроксид алюминия. В ходе дискуссии учащиеся приходят к объяснению этого процесса. Хлорид алюминия гидролизуется по катиону:
Al3+ + H2O <=>AlOH2+ + H+, (1)
AlOH2+ + H2O <=>Al(OH)2+ + H+.
Карбонат натрия гидролизуется по аниону:
CO32- + H2O <=>HCO3- + OH-. (2)
Ионы H+ и OH- связываются в молекулы воды, их концентрация понижается, равновесие реакций гидролиза (1) и (2) смещается в сторону продуктов реакций. Идут и последние ступени реакций гидролиза:
Al(OH)2+ + H2O <=>Al(OH)3v + H+,
HCO3- + H2O <=>OH- + H2CO3 (H2O + CO2).
Суммарное уравнение реакции совместного гидролиза имеет вид:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3v + 3CO2 + 6NaCl.
Опыт 4. Учащиеся приливают раствор карбоната натрия к раствору сульфата меди(II). После проведения опыта 3 их уже не удивляет выделение газа, не поддерживающего горение. Они предполагают, что осадок - CuCO3 или Сu(OH)2. В таблице растворимости кислот, солей и оснований в воде указано, что соединение CuCO3 в водном растворе не существует. Учащиеся делают вывод, что осадок - это гидроксид меди(II). Смущает только цвет осадка - бирюзовый. Учитель просит получить гидроксид меди(II) взаимодействием сульфата меди(II) и гидроксида натрия. Выпавший осадок имеет голубой цвет. Учащиеся предполагают, что осадок, полученный при взаимодействии растворов CuSO4 и Na2CO3, это основная соль (СuOH)2CO3. Однако учитель может показать образец гидроксокарбоната меди(II), который имеет зеленый цвет. Учащиеся делают вывод, что осадок, полученный при взаимодействии CuSO4 и Na2CO3, - это смесь голубого Сu(OH)2 и зеленого (СuOH)2CO3. Процесс можно описать следующими уравнениями реакций:
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (СuOH)2CO3 + CO2 + 2Na2SO4,
CuSO4 + Na2CO3 + H2O = Сu(OH)2 v+ CO2 + Na2SO4.
Опыт 5. В реакции солей FeCl3 и Na2CO3 учащиеся наблюдают выпадение бурого осадка и выделение газа, не поддерживающего горение. Довольно быстро они делают вывод, что совместный гидролиз хлорида железа, гидролизующегося по катиону, и карбоната натрия, гидролизующегося по аниону, приводит к гидроксиду железа(III) и оксиду углерода(IV). Эти вещества являются продуктами последних ступеней гидролиза исходных солей:
2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3v + 3CO2 + 6NaCl,
2Fe3+ + 3CO32- + 3H2O = 2Fe(OH)3v + 3CO2.
Занятие № 9. Амфотерные соединения
Приведённые ниже опыты проводились при объяснении нового материала в изучении темы «Амфотерные оксиды и гидроксиды» у учеников 9-х классов (см. тематическое планирование для 9 класса, урок 3). Использовался теоретический материал учебника 9 класса О. С. Габриеляна Химия-9 [10], методическое пособие для учителя [9], настольная книга для учителя [6], рабочая тетрадь [11].
Цель работы: используя проблемный эксперимент, дать понятие об амфотерности оксидов и гидроксидов металлов и особенностях их химических свойств.
Форма проведения эксперимента: фронтальная (демонстрационный эксперимент)
Оборудование и реактивы:
Ход работы:
Проведение работы начинают с эвристической беседы.
Учитель: приведите классификацию простых веществ, оксидов, гидроксидов.
Ученик: простые вещества: металлы и неметаллы; оксиды: оксиды неметаллов (кислотные) и оксиды металлов (основные); гидроксиды: гидроксиды металлов и кислородсодержащие кислоты (гидроксиды неметаллов).
Учитель: предложите соответствующие друг другу химические формулы представителей простых веществ, оксидов и гидроксидов (для дальнейшего обсуждения учитель выбирает те соединения, которые необходимы ему для работы)
Ученик: простые вещества: металлы - Na, Ca, Zn, Fe, Al, Cr; неметаллы: S, O2, N2, Cl2; оксиды: основные - Na2О, CaО, ZnО, FeО, Fe2О3, Al2О3, Cr2О3, CrО; кислотые - SО3, SО2, N2О5, Cl2О7; гидроксиды: металлов - NaОН, Ca(ОН)2, Zn(ОН)2, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3, Al(ОН)3, Cr(ОН)2, Cr(ОН)3 ; неметаллов - Н2SО4, Н2SО3, НNО3, НClО4, HCl.
Учитель: составьте возможные уравнения реакций между веществами: Ca, Zn, Al; CaО, ZnО, Al2О3; SО3; Ca(ОН)2, Zn(ОН)2, Al(ОН)3, Н2SО4
Ученик: Са + SО3> ; Са + Н2SО4> ; Zn + SО3> ; Zn + Н2SО4> ; Al + SО3> ; Al + Н2SО4> ; и т.д.
Учитель: учитель все предложенные вами реакции вписываются в правило, что вещества металлической природы реагируют с веществами неметаллической природы. Получим некоторые из этих гидроксидов и подтвердим это утверждение реакциями с мерной кислотой.
Опыт 1. Получение гидроксида кальция и опыты с ним
Учитель получает гидроксид кальция взаимодействием хлорид кальция, приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание при этом, что избыток щёлочи приводит к увеличению объёма осадка. Затем проводит реакцию полученного осадка с раствором серной кислоты. Учащиеся записывают уравнения.
Ученик:
СaCl2 + 2NaOH > Ca(ОН)2 v+ 2NaCl;
Ca(ОН)2 v+ Н2SО4 > CaSО4 + 2Н2О;
Ca(ОН)2 v+ NaOH ?
Опыт 2. Получение гидроксида цинка и гидроксида алюминия и опыты с ними
Учитель получает гидроксид цинка взаимодействием хлорид цинка, приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание на получаемый осадок, затем учитель целенаправленно приливает избыток щелочи.
Ученик: осадок растворился. Уравнение реакции получения гидроксида цинка:
ZnCl2 + 2NaOH > Zn(ОН)2 v+ 2NaCl;
Учитель: проведём реакцию получения гидроксида алюминия: учитель получает гидроксид алюминия взаимодействием хлорид алюминия, приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание на получаемый осадок.
Ученик: предлагает приливать щёлочь осторожно, чтобы провести реакцию с серной кислотой, подтвердив их предположение. Составляет уравнение реакции получения гидроксида алюминия: AlCl3 + 3NaOH > Al(ОН)3 v+ 3NaCl
Учитель: во время из беседы приливает избыток щелочи, что опять приводит к растворению осадка гидроксида алюминия.
О чём говорит признак растворение осадка в других ранее изученных процессах?
Ученик: следовательно, происходит химическая реакция
Учитель: добавление какого вещества приводит к растворению осадка гидроксидов цинка и алюминия
Ученик: гидроксида натрия
Учитель: ранее мы не встречались с подобными реакциями при которых гидроксид металла реагирует с гидроксидом другого металла. Составим уравнение реакции, с получением комплексной соли (дать только понятие о комплексных солях):
Zn(ОН)2 v+ 2NaOH > Na2[Zn(ОН)4] (раствор)
Al(ОН)3 v+ NaOH > Na[Al(ОН)4] (раствор)
Учитель: постараемся получить эти гидроксиды аккуратно, по каплям добавляя гидроксид натрия. Мы ещё не подтвердили ранее изученное свойство: способность гидроксидов металлов реагировать с кислотами. Вероятно, что если гидроксиды цинка и алюминия способны реагировать со щелочами, то они не реагируют с кислотами?
Учитель проводит реакцию гидроксидов цинка и алюминия с серной кислотой.
Ученик: осадки растворились.
Zn(ОН)2 v+ Н2SО4 > ZnSО4 + 2Н2О;
2Al(ОН)3 v+ 3Н2SО4 > Al2(SО4)3 + 6Н2О
Учитель: такая способность гидрокисидов цинка и алюминия взаимодействовать и с растворами кислот и с растворами щелочей, характерна и для их оксидов и алюминия и цинка - простых веществ. Это свойство - амфотерность. Записывают определение в тетрадь.
Учитель: проанализируем результаты других опытов:
Опыт 3. Получение гидроксида хрома (II) и (III) и изучение их свойств
Учитель получает гидроксид хрома (II) взаимодействием хлорида хрома (II), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание при этом, что избыток щёлочи приводит к увеличению объёма осадка. Затем проводит реакцию полученного осадка с раствором серной кислоты. Учащиеся записывают уравнения.
Ученик:
CrCl2 + 2NaOH > Cr(ОН)2 v+ 2NaCl;
Cr(ОН)2 v+ Н2SО4 > CrSО4 + 2Н2О;
Cr(ОН)2 v+ NaOH ?
Учитель получает гидроксид хрома (III) взаимодействием хлорида хрома (III) и по каплям приливаемого гидроксида натрия. Учитель обращает внимание на получаемый осадок, затем учитель пробует прилить избыток щелочи.
Ученик: осадок растворился. Уравнение реакции получения гидроксида хрома (III):
CrCl3 + 3NaOH > Cr(ОН)3 v+ 3NaCl;
Учитель: таким образом, гидроксид хрома (II) ведёт себя в растворе так же как гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов, т.е. обладает основными свойствами. А гидроксид хрома (III) проявляет амфотерные свойства.
Сr(ОН)3 v+ 3NaOH > Na3[Cr(ОН)6] (раствор)
Опыт 4. Получение гидроксида железа (II) и (III) и изучение их свойств
Учитель получает гидроксид железа (II) взаимодействием хлорид железа (II), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая при этом внимание, что избыток щёлочи приводит к увеличению объёма осадка. Затем проводит реакцию полученного осадка с раствором серной кислоты. Учащиеся записывают уравнения.
Ученик:
FeCl2 + 2NaOH > Fe(ОН)2 v+ 2NaCl;
Fe(ОН)2 v+ Н2SО4 > FeSО4 + 2Н2О;
Fe(ОН)2 v+ NaOH ?
Учитель получает гидроксид железа (III) взаимодействием хлорид железа (III), приливая по каплям гидроксид натрия, обращая внимание на получаемый осадок, затем учитель целенаправленно приливает избыток щелочи.
Ученик: осадок не растворился. Вероятно и гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III) проявляют основные свойства. Уравнение реакции получения гидроксида цинка:
FeCl3 + 3NaOH > Fe(ОН)3 v+ 3NaCl;
Учитель: проверим ваше предположение, несколько изменив условия реакции: прильём к свежеприготовленному гидроксиду железа (III) горячей концентрированной щелочи.
Ученик: осадок растворяется
Учитель: таким образом, гидроксид железа (III) так же амфотерен, но проявляет это свойство при более жёстких условиях.
Таким образом, к соединениям, проявляющим амфотерные свойства относятся: цинк, оксид цинка, гидроксид цинка, алюминий, оксид алюминия, гидроксид алюминия, оксид и гидроксид хрома (III), оксид и гидроксид железа (III). Кроме того, амфотерными являются оксид и гидроксид олова (II) и оксид и гидроксид свинца (II).
Каково место положения всех названных элементов в таблице и к каким элементам (s, p, d, f) они относятся. Оформим в виде таблицы:
Элемент |
Вид элемента |
Степень окисления |
Амфотерность |
Вывод |
|
Zn |
d-элемент |
Высшая |
+ |
Амфотерными свойствами обладают p- и d-элементы. При непостоянных степенях окисления амфотерными являются соединения с промежуточной степенью окисления |
|
Al |
p-элемент |
Постоянная |
+ |
||
Сr (III) |
d-элемент |
Промежуточная |
+ |
||
Fe (III) |
d-элемент |
Промежуточная |
+ |
||
Sn (II) |
p-элемент |
Промежуточная |
+ |
||
Pb (II) |
p-элемент |
Промежуточная |
+ |
Глава 4. Исследование эффективности методической системы проблемного подхода к обучению химии с применением школьного химического эксперимента
Апробация материалов экспериментов, созданных для использования в системе проблемного обучения, проводилась на базе МОУ Лицей информационных систем и технологий № 73 г. Пензы.
Исследование эффективности методической системы проблемного подхода к обучению химии, с применением школьного химического эксперимента, проводилось нами в урочной деятельности с учащимися 9 и 10 классов при изучении тем «Скорость химических реакций» и «Гидролиз солей», соответственно.
Апробацию нашего эксперимента начинали с формирования двух групп учащихся, с исходно одинаковым уровнем подготовки по химии.
Схема эксперимента приведена на рис. 2.
Рис. 2. Схема эксперимента
Конспект урока по теме «Гидролиз солей» для учащихся, обучавшихся с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения представлен в приложении 4. После проведения урока по теме «Гидролиз солей» с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и без химического эксперимента у учащихся группы 1 и 2, нами было проведено тестирование (Приложение 5).
Анализ проведённого тестирования показал, что показатель «Степени обученности» в группе 1 и 2 на момент начала эксперимента составил 43 %, что соответствует второй (низкой) степени обученности (по В. П. Симонову) [41].
После проведения урока по теме «Гидролиз солей» с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и с химическим экспериментом у учащихся группы 1, нами вновь было проведено тестирование (Приложение 5).
Анализ проведённого тестирования показал, что показатель «Степени обученности» в группе 1 составил 60 %, что соответствует третьей (средней) степени обученности (по В. П. Симонову) [41].
Конспект урока по теме «Гидролиз солей» для учащихся группы 2 приведён в Главе 3, занятие № 6. Для того, чтобы эксперимент в системе проблемного обучения не приобрел развлекательный характер, учащимся с самого начала должна быть ясна цель проводимых опытов. Наш небольшой опыт показал, что учащиеся глубоко вникают в сущность проводимых опытов, задумываются над их результатами и пытаются ответить на вопросы только в том случае, если эксперимент поражает воображение и сильно влияет на эмоциональную сферу.
После проведения урока по теме «Гидролиз солей» в группе 2 с применением химического эксперимента и проблемного подхода к обучению, нами было проведено тестирование (Приложение 6).
Анализ проведённого тестирования показал, что показатель «Степени обученности» в группе 2 составил 94 %, что соответствует четвёртой (высокой) степени обученности (по В. П. Симонову) [41].
Таким образом, полученные в результате нашего исследования данные, показывают, что проблемное обучение при демонстрации опытов, способствует повышению эффективности обучения химии. Подобные опыты являются благодатной почвой для формирования диалектического и системного мышления учащихся. А включение таких опытов в процесс обучения позволяет учащимся овладевать логическими методами познания.
В дальнейшем у учащихся группы 1 и 2 нами было проведено анкетирование (Приложение 7) с целью исследования образовательного потенциала эксперимента - как средства позволяющего реализовать проблемный подход к обучению.
Анализ проведённого анкетирования показал, что все анкетируемые учащиеся проявили заинтересованность к проблемному моделированию ситуации при воспроизведении химических опытов. Большинство их опрашиваемых, при этом, отметили, что эта заинтересованность обусловлена предоставляемой возможностью логически и самостоятельно (в результате беседы) выявить и сформулировать правила и закономерностей химических явлений (процессов).
Все анкетируемые отметили, что они не испытывали сложности при восприятии нового материала, преподаваемого в системе проблемного обучения и хотели, чтобы подобные уроки чаще использовались при объяснении нового материала. Не исключено, что это связано с тем, что именно такая постановка эксперимента позволяет учащимся ощущать себя в роли исследователей-первооткрывателей.
Выводы
1. Проведён анализ психолого-педагогической, методической и химической литературы для определения современного состояния проблемы применения эксперимента в системе проблемного обучения.
2. Разработано содержание двадцати опытов по общей и неорганической химии для использования в системе проблемного обучения.
3. Разработаны методические рекомендации к опытам для учителя, использующего в своей работе проблемный подход к обучению.
4. Для исследования эффективности проблемного обучения при демонстрации опытов, в группах учащихся применяли метод педагогического тестирования учебных достижений по химии, с последующей его оценкой с помощью критерия «Степень обученности» (по В. П. Симонову).
5. «Степень обученности» в группах учащихся‚ обучавшихся по объяснительно-иллюстративной системе без применения химического эксперимента (группа 1 и 2), по объяснительно-иллюстративной системе с применением химического эксперимента (группа 1), в системе проблемного обучения при демонстрации химического эксперимента составила 43 % (низкий уровень), 60 % (средний уровень) и 94 % (высокий уровень), соответственно.
6. Для исследования образовательного потенциала эксперимента, как средства позволяющего реализовать проблемный подход к обучению, в группах учащихся применяли метод выборочного‚ группового‚ очного анкетирования.
7. Апробация материалов экспериментов проведена на уроках у учащихся 9 и 10 классов МОУ Лицей информационных систем и технологий № 73 г. Пензы.
Заключение
Проведённое нами исследование показало, что проблемное обучение при демонстрации опытов позволят ученикам активно применять полученные ранее знания и умения, помогает повысить уровень знаний, глубину понимания химических явлений, а также даёт возможность приобрести опыт конкретного решения проблемных и творческих заданий. Многие исследователи отмечают, что применение проблемного обучения при демонстрации опытов помогает преодолеть некоторые «издержки» использования концентрического принципа в обучении. Кроме того, такой эксперимент дает возможность не только устанавливать новые факты, но также исправлять ошибки в знаниях учащихся.
список Литературы
1. Баксанский О. Е. Проблемное обучение: обоснование и реализация // Наука и школа. - 2000. - № 1. - С. 19-25.
2. Брушлинский А.В. Психология мышления и проблемное обучение.- М., 1983 г.- 350 с.
3. Бурнашев С.И. Исследовательский метод // Биология (приложение к Первому сентября) 2002 г., № с.27-28
4. Выготский Л.С. Собрание сочинений в 6 томах. Т. 2- М.,- 1982г.- С.437
5. Габриелян О.С. Настольная книга для учителя. 8 класс. М., Дрофа, 2002. 65с.
6. Габриелян О. С.‚ Остроумов Г. Химия 9 класс: Настольная книга учителя. М.: Дрофа. 2003. - 400с.
7. Габриелян О. С. и др. Рабочая тетрадь. 8 класс. М., Дрофа, 2001-2002.
8. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: Учебник. М., Дрофа, 2001.146с.
9. Габриелян О.С. Химия. 8-9 класс: Методическое пособие. М., Дрофа 1999-2001. 44-52с.
10. Габриелян О. С. и др. Химия. 9 класс: Учебник для общеобразовательных учеждений. М.: Дрофа,2003. - 224с.
11. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического, экспериментального психологического исследования. -- М.: Педагогика 1986.-С. 165.
12. Дружинин В. Н. Экспериментальная психология. СПб.: Питер, 2002. 45 с
13. Дьюи Дж. Психология и педагогика мышления - Берлин., 1922 г.с. 345.
14. Зайцев О.С. Методика обучения химии. Химия в школе, 1990, № 3, с. 39-40
15. Ильницкая И.А. Проблемные ситуации.- М.,- 1985- с.356
16. Ингенкамп К. Педагогическая диагностика М.: «Педагогика» 1991г. 239 с.
17. Исследования познавательной деятельности/ Дж. Брунер, Р. Оливер, П. Гринфилд.- М., 1971 г.-с. 365
18. Кобардин О.Ф., Земляков А.Н., Тестирование знаний и умений учащихся// Советская педагогика. 1991. №12. С. 26-33.
19. Крайг Г. Психология развития.- Спб., 2000 г.- с. 560
20. Кудрявцев В.Т. Проблемное обучение: истоки, сущность, перспективы // Педагогика и психология. 1991 г.,- № 4- с. 201
21. Кудрявцев Т.В. Проблемное обучение - понятие и содержание // Вестник высшей школы.- 1984 г.- № 4-с. 24-32
22. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления.- М., 1975 г.-с.370
23. Левитес Д. Г. Практика обучения: современные образовательные технологии // п/р Давыденко - Мурманск.- 1997 г.- 221с.
24. Лернер И. Л. Проблемное обучение.- М., 1974 г.- с.267
25. Леонтьев А.Н. Деятельность, сознание, личность. -- М.: Политиздат, 1975. - с.304.
26. Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. М., 1972 г.-с.325
27. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе., М., 1977 г.- с.374
28. Махмутов М.И. Теория и практика проблемного обучения. Казань, 1972 г.- с.365
29. Мельникова Е. Л. Проблемное обучение // Первое сентября- №2- 2002 г.- с.2
30. Мельникова Е. Л. Проблемный урок в начальной школе, или как открывать знания вместе с детьми// Начальная школа - плюс-минус.- 1999 г.., № 5., с. 31-37.
31. Мельникова Е.Л. Технология проблемного обучения// Школа 2100. образовательная программа. № 3. М., 1999 с. 85- 93.
32. Мочалова Н.М. Методы проблемного обучения и границы их применимости.- Казань., 1979 г.-с.385
33. Мутик М.А. Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся.//Биология.- № 40- 2002 г.-с.7.
34. Ожегов С. И. Словарь русского языка. Советская энциклопедия. М.: 1964. - С. 595
35. Оконь В. Введение в общую дидактику.- М.,1990 г.-с.246
36. Петрушин О.В. Методы проблемного обучения на уроках биологии //Образование в современной школе. 2003 г.-№ 6-с.9-11.
37. Поддубный А.В. Еще раз о проблемном обучении// Биология в школе.- 1997 г.- № 5.-с.31-34.
38. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. Дрофа, 2000-2002
39. Рубинштейн С.Л. О мышлении и путях его исследования-М.,1958.
40. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. М.,1988 г.-с.450
41. Симонов В. П. Диагностика степени обученности учащихся: учебно-справочное пособие // Моск. пед. ун-т. фак. повышения квалификации преподавателей вузов. М.‚ 1999. 45 c.
42. Сурин Ю.В., Балезина С.С. Проблемный эксперимент при изучении гидролиза солей в ХI классе.
Приложение 1
Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 9 классах при 2-х уроках в неделю (по учебнику химии автора Габриеляна О.С.) (всего 68 часов) [6, 9, 10, 38]
№ урока |
Содержание учебного материала |
|
1-2 |
Характеристика химического элемента на основании его положения в Периодической системе Д.И. Менделеева |
|
3 |
Амфотерные оксиды и гидроксиды |
|
4 |
Периодический закон и система элементов Д.И.Менделеева |
|
Тема 1.Скорость химических реакций. Химическое равновесие (6ч) по учебнику 8 класса |
||
5 |
Скорость химических реакций |
|
6 |
Зависимость скорости химических реакций от природы реагирующих веществ, концентрации и температуры |
|
7 |
Катализ и катализатор |
|
8 |
Обратимые и необратимые реакции |
|
9 |
Химическое равновесие и способы его смещения |
|
10 |
Обобщение и систематизация знаний по теме |
|
Тема 2 . Металлы (15 ч) |
||
11 |
Положение элементов металлов в Периодической системе Д.И.Менделеева и особенности строения их атомов Физические свойства металлов |
|
12 |
Химические свойства металлов |
|
13 |
Общие понятия о коррозии металлов |
|
14 |
Сплавы |
|
15 |
Металлы в природе. Общие способы их получения |
|
16 |
Общая характеристика элементов главной подгруппы I группы |
|
17 |
Соединения щелочных металлов |
|
18 |
Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы |
|
19 |
Соединения щелочноземельных металлов |
|
20 |
Алюминий, его физические и химические свойства |
|
21 |
Соединения алюминия |
|
22 |
Железо, его физические и химические свойства |
|
23 |
Генетические ряды Fe2+ и Fe3+ |
|
24 |
Обобщение по теме «Металлы» |
|
25 |
Контрольная работа по теме «Металлы» |
|
Тема 3 . Неметаллы (20ч.) |
||
26 |
Общая характеристика неметаллов |
|
27 |
Общая характеристика галогенов |
|
28 |
Соединения галогенов |
|
29 |
Сера, ее физические и химические свойства |
|
30 |
Оксиды серы (IV) и (VI) |
|
31 |
Серная кислота и ее соли |
|
32 |
Азот и его свойства |
|
33 |
Аммиак и его свойства |
|
34 |
Соли аммония |
|
35 |
Азотная кислота и ее свойства |
|
36 |
Соли азотистой и азотной кислот. Азотные удобрения |
|
37 |
Фосфор |
|
38 |
Соединения фосфора |
|
39 |
Углерод |
|
40 |
Оксиды углерода(II) и (IV) |
|
41 |
Карбонаты |
|
42 |
Кремний |
|
43 |
Силикатная промышленность |
|
44 |
Обобщение по теме «Неметаллы» |
|
45 |
Контрольная работа по теме «Неметаллы» |
|
Тема 4. Практикум по неорганической химии (5 ч) |
||
46 |
Получение амфотерного гидроксида и изучение его свойств |
|
47 |
Получение аммиака и исследование |
|
48-49 |
Решение экспериментальных задач на распознавание важнейших катионов и анионов |
|
50 |
Решение экспериментальных задач на распознавание важнейших катионов и анионов |
|
Тема 5 . Органические вещества (12ч.) |
||
51 |
Предмет органической химии. Строение атома углерода |
|
52 |
Алканы. Химические свойства и применение алканов |
|
53 |
Алкены. Химические свойства этилена |
|
54 |
Понятие о спиртах на основе реакции гидратации этилена и взаимодействия этилена с раствором перманганата калия |
|
55 |
Окисление альдегида в кислоту и понятие об одноосновных карбоновых кислотах |
|
56 |
Понятие о сложных эфирах. Жиры |
|
57 |
Понятие об аминокислотах |
|
58 |
Реакция поликонденсации аминокислот. Белки |
|
59 |
Углеводы |
|
60 |
Полимеры |
|
61 |
Обобщение знаний учащихся по органической химии |
|
62 |
Решение экспериментальных задач на распознавание органических веществ с использованием качественных реакций на альдегиды, многоатомные спирты, крахмал и непредельные соединения |
|
Тема 7. Обобщение знаний по химии за курс основной школы (6ч.) |
||
63 |
Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева в свете учения о строении атома |
|
64 |
Строение вещества (виды химических связей и типы кристаллических решеток) |
|
65 |
Химические реакции |
|
66 |
Классы химических соединений в свете ТЭД. |
|
67 |
Контрольная работа по теме «Органические вещества» и «Обобщение знаний по химии за курс основной школы» |
|
68 |
Подведение итогов |
Приложение 2
Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 8 классах при 2 - х уроках в неделю (по учебнику химии автора Габриеляна О.С.) (всего 68 часов)
№ урока |
Содержание учебного материала |
|
1 |
Предмет химии. Вещества. |
|
2 |
Превращение веществ. Роль химии в жизни человека. Краткие сведения по истории химии. Основоположники отечественной химии. |
|
3 |
Знаки (символы) химических элементов. Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева |
|
4 |
Химические формулы. Относительная атомная и молекулярная массы |
Тема 1. Атомы химических элементов (10 часов)
1 |
Основные сведения о строении атомов. Состав атомных ядер: протоны, нейтроны |
|
2 |
Изменение числа протонов в ядре - образование новых химических элементов. Изменение числа нейтронов в ядре - образование изотопов |
|
3 |
Электроны. Строение электронных оболочек атомов элементов №1 - 20 |
|
4 |
Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева и строение атомов. |
|
5 |
Изменение числа электронов на внешнем электронном уровне атомахимического элемента - образование положительных и отрицательных ионов. Ионная химическая связь. |
|
6 |
Взаимодействие атомов элементов неметаллов между собой - образование молекул простых веществ. Ковалентная неполярная связь. |
|
7 |
Взаимодействие атомов элементов- неметаллов между собой - образование молекул соединений Электроотрицательность (ЭО). Ковалентная полярная химическая связь |
|
8 |
Взаимодействие атомов элементов-металлов между собой - образование металлических кристаллов |
|
9 |
Обобщение и систематизация знаний об элементах: металлах и неметаллах, о видах химической связи |
|
10 |
Контрольная работа №1 |
Тема 2. Простые вещества (7 часов)
1 |
Простые вещества - металлы. Общие физические свойства металлов. Аллотропия |
|
2 |
Простые вещества - неметаллы. Физические свойства неметаллов - простых веществ |
|
3 |
Количество вещества |
|
4 |
Молярная масса вещества |
|
5 |
Молярный объем газообразных веществ |
|
6 |
Урок- упражнение |
|
7 |
Обобщение и систематизация знаний по теме |
Тема 3.Соединения химических элементов (13 часов)
1 |
Степень окисления. Бинарные соединения металлов и неметаллов: оксиды, хлориды, сульфиды и др. |
|
2 |
Важнейшие классы бинарных соединений - оксиды, летучие водородные соединения |
|
3 |
Основания |
|
4 |
Кислоты |
|
5 - 6 |
Соли как производные кислот и оснований. |
|
7 |
Урок - упражнение |
|
8 |
Аморфные и кристаллические вещества. Межмолекулярные взаимодействия. Молекулярные кристаллические решетки. Ионные, атомные и металлические решетки |
|
9 |
Чистые вещества и смеси |
|
10 |
Массовая и объемная доля компонентов смеси, в том числе и доля примесей |
|
11-12 |
Расчеты, связанные с понятием «доля» |
|
13 |
Контрольная работа №2 |
Тема 4. Изменения, происходящие с веществами (10 часов)
1 |
Физические явления |
|
2 |
Химические реакции. Закон сохранения массы вещества |
|
3 |
Химические уравнения. Реакции разложения |
|
4 |
Реакции соединения |
|
5 |
Реакции замещения |
|
6 |
Реакции обмена |
|
7 - 8 |
Расчёты по химическим уравнениям |
|
9 |
Обобщение и систематизация знаний по теме |
|
10 |
Контрольная работа №3 |
Тема 5. Простейшие операции с веществами. Химический практикум (6 часов)
1 |
Правила по технике безопасности при работе в химическом кабинете. Приёмы обращения с нагревательными приборами и лабораторным оборудованием |
|
2 |
Признаки химических реакций. Наблюдения за изменениями, происходящими с горящей свечой, и их описание |
|
3 |
Анализ почвы и воды |
|
4 |
Получение водорода и изучение его свойств |
|
5 |
Получение кислорода и изучение его свойств |
|
6 |
Приготовление раствора сахара и определение массовой доли сахара в растворе |
Тема 7. Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов (18 часов)
1 |
Растворение как физико-химический процесс. Растворимость. Типы растворов |
|
2 |
Электролитическая диссоциация |
|
3 |
Основные положения теории электролитической диссоциации |
|
4 |
Ионные уравнения реакций |
|
5 - 6 |
Кислоты в свете ТЭД, и их классификация и свойства |
|
7 |
Основания в свете ТЭД, их классификация и свойства. |
|
8 |
Оксиды |
|
9 |
Соли в свете ТЭД и их свойства |
|
10 |
Генетическая связь между классами неорганических веществ |
|
11 |
Обобщение и систематизация знаний по темеКонтрольная работа №4 . |
|
13 |
Классификация химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции. |
|
14 |
Упражнения в составлении окислительно -восстановительных реакций . |
|
15 |
Свойства изученных классов веществ в свете окислительно-восстановительных реакций |
|
16 |
Обобщение и систематизация знаний по теме |
|
17 |
Практическая работа «Решение экспериментальных задач на распознавание катионов и анионов» |
|
18 |
Контрольная работа №5. |
Приложение 3
Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 11 классах при 2 - х уроках в неделю (по учебнику химии автора Габриеляна О.С.) (всего 68 часов) [5, 7, 8, 9, 38]
Содержание учебного материала |
||
Тема №1 Строение атома |
||
1. |
Основные сведения о строении атома. |
|
2. |
Электронная оболочка. Особенности строения электронных оболочек переходных элементов. |
|
3. |
Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. |
|
4. |
Значение периодического закона Д.И. Менделеева. |
|
5. |
Виды химической связи. Ионная связь. |
|
6. |
Ковалентная полярная и неполярная химическая связь. |
|
7. |
Металлическая связь. |
|
8. |
Водородная химическая связь. |
|
9. |
Повторение и обобщение знаний по теме «Строение атома. Химическая связь» |
|
10. |
Контрольная работа №1 по теме «Строение атома» |
|
Тема №2 Строение вещества и их свойства |
||
11. |
Полимеры. |
|
12. |
Органические полимеры. Волокна. |
|
13. |
Органические полимеры. Волокна. |
|
14. |
Неорганические полимеры. |
|
15. |
Вещества молекулярного строения. Газообразные вещества. |
|
16. |
Жидкие вещества. |
|
17. |
Твердые вещества. |
|
18. |
Чистые вещества и смеси. |
|
19. |
Дисперсные системы. |
|
20. |
Состав смесей. Разделение смесей. |
|
21. |
Истинные растворы. Способы выражения концентрации. |
|
22.23.24.25. |
Решение задач на массовую долю растворимого вещества.Решение задач на массовую долю растворимого вещества.Решение задач на массовую долю растворимого вещества.Решение задач на массовую долю растворимого вещества. |
|
26. |
Урок-зачет «Решение задач» |
|
27. |
Классификация химических реакций. Реакции, которые идут без изменения состава. |
|
28. |
Классификация химических реакций, которые идут с изменением состава вещества. |
|
29. |
Тепловой эффект химической реакции. |
|
30. |
Скорость химической реакции. |
|
31. |
Обратимость химических реакций. Химическое равновесие. |
|
32. |
Условия смещения химического равновесия. |
|
33. |
Электролитическая диссоциация. |
|
34. |
Реакции ионного обмена. |
|
35. |
Гидролиз. Гидролиз неорганических веществ. |
|
36. |
Гидролиз органических веществ. |
|
37. |
Среда водных растворов. Водородный показатель. |
|
38. 39. |
Окислительно-восстановительные реакции. |
|
40. 41. |
Электролиз. |
|
42. |
Обобщение знаний по теме «Строение вещества и их свойства» |
|
43. |
Контрольная работа №2 по теме «Строение вещества и их свойства» |
|
Тема №3 Вещества и их свойства |
||
44. |
Металлы и их свойства. |
|
45. |
Металлотермия. Коррозия металлов |
|
46. |
Общие способы получения металлов |
|
48 |
Общая характеристика инертных газов. |
|
49 |
Общая характеристика галогенов. |
|
50 |
Классификация неорганических и органических веществ. |
|
51 |
Оксиды. |
|
52 |
Кислоты. Химические свойства кислот. Неорганические и органические кислоты. |
|
53. |
Особые свойства серной кислоты. |
|
54. |
Особые свойства азотной кислоты. |
|
55. |
Основания. |
|
56. |
Соли. |
|
57. |
Химические свойства солей. |
|
58. |
Генетическая связь между классами неорганических соединений |
|
59. |
Генетическая связь между классами органических соединений |
|
60. |
Повторение и обобщение темы «Вещества и их свойства» |
|
61. |
Урок-зачет по теме «Вещества и их свойства». |
|
62. |
Контрольная работа №3 по теме «Вещества и их свойства» |
|
63. |
Практическая работа №1 |
|
64. |
Практическая работа №2 |
|
65. |
Химия в жизни общества (урок- конференция)· Химия и промышленность· Химия и сельское хозяйство· Химия и экология· Химия и повседневна жизнь человека |
|
Резерв |
||
66.67.68 |
Решение задач и упражнений |
|
Общее число по курсу |
||
Демонстрации |
||
Лабораторные опыты |
||
Практические работы |
||
Контрольные работы |
Приложение 4
Конспект урока по теме «Гидролиз солей»
Метод: объяснительно-иллюстративный
УчительУченикУчительЗапись на доскеЗапись в тетрадиЗапись в тетрадиВопросУченикУчительЗакрепление |
Водные растворы солей имеют разные значения pH и показывают различную реакцию среды- кислую, щелочную и нейтральную.Например: водный раствор AlCl3 (pH<7)K2CO3 (pH>7)NaCl (pH=7)Чем же можно объяснить различные среды водных растворов солей? Ведь они не содержат в своем составе ионы H+ и OH-, которые определяют среду расвора.Это объясняется тем, что в водных растворах соли подвергаются гидролизу.Слово «гидролиз» означает разложение водой.«гидро» - вода, «лизис» - разложениеГидролиз - одно из важнейших химических свойств солей.Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с H2O, в результате которого образуются слабые электролиты.Гидролиз - процесс обратимый для большинства солей. В состоянии равновесия только небольшая часть ионов соли гидролизуется. Количественно гидролиз характеризуется степенью гидролиза (h).Степень гидролиза равна отношению числа гидролизованных молекул соли к общему числу растворенных молекул:nh = * 100%Nn - число молекул соли, подвергшихся гидролизу;N - общее число растворенных молекул.Степень гидролиза зависит от природы соли, концентрации раствора, температуры. При разбавлении раствора, повышении его температуры степень гидролиза увеличивается.Как можно представить любую соль?Как продукт взаимодействия кислоты с основанием.Например: NaCl образована сильной кислотой HCl и сильным основанием NaOH.В зависимости от силы исходной кислоты и исходного основания соли можно поделить на 4 типа, это соли образованные:1. Сильным основанием + слабой кислотой (NaCN; Ba(NO2)2);2. Сильной кислотой + слабым основанием (CuCl2; FeSO4);3. Сильным основанием + сильной кислотой (NaCl; K2SO4);4. Слабой кислотой + слабым основанием (CH3COONH4; NH4CN).Соли 1, 2, 4 типов подвергаются гидролизу, соли 3 типа нет.Рассмотрим примеры:1. Сильное основание + слабая кислота (подвергается гидролизу по аниону)KOH-сильное основаниеKNO2HNO2 -слабая кислотаKNO2 + HOH KOH + HNO2При добавлении фенолфталеина раствор окрасился в малиновый цвет.Эти соли при растворении в H2O показывают щелочную среду pH>7.2. Сильная кислота + слабое основание (гидролиз по катиону)NH4OH -слабое основаниеNH4IHI - сильная кислотаNH4 I + HOH NH4OH + HIПри добавлении метилоранжа раствор окрашивается в розовый цвет; pH<7.3. Слабая кислота + слабое основание (гидролиз по катиону и аниону)CH3COOH - слабая кислотаCH3COONH4NH4OH - слабое основаниеCH3COONH4 +НОН CH3COOH+ NH4OHРеакция среды нейтральная; pH=7 (используем универсальную индикаторную бумагу)4. Сильное основание + сильная кислотаНе гидролизуется; pH=71. Какую реакцию среды показывают водные растворы различных солей?2. Что такое гидролиз?3. Что называют степенью гидролиза?4. От чего зависит степень гидролиза?5. На какие группы можно разделить соли? |
Приложение 5
Тест № 1. Тема «Гидролиз», для учащихся обучавшихся по объяснительно-иллюстративной форме обучения
Подобные документы
Основные этапы развития химии. Алхимия как феномен средневековой культуры. Возникновение и развитие научной химии. Истоки химии. Лавуазье: революция в химии. Победа атомно-молекулярного учения. Зарождение современной химии и ее проблемы в XXI веке.
реферат [24,8 K], добавлен 20.11.2006Неорганические продукты естественного происхождения. Кристаллографические исследования при низкой температуре. Базовая структура высокотемпературных сверхпроводников. Строение неорганической молекулярной системы. Необычные молекулы и твердые тела.
статья [554,3 K], добавлен 04.01.2013Теоретическая основа аналитической химии. Спектральные методы анализа. Взаимосвязь аналитической химии с науками и отраслями промышленности. Значение аналитической химии. Применение точных методов химического анализа. Комплексные соединения металлов.
реферат [14,9 K], добавлен 24.07.2008Основные функции химии. Свойства моющих и чистящих средств. Использование химии в здравоохранении и образовании. Обеспечение роста производства, продление сроков сохранности сельхозпродукции и повышение эффективности животноводства при помощи химии.
презентация [14,3 M], добавлен 20.12.2009Вещества и их взаимные превращения являются предметом изучения химии. Химия – наука о веществах и законах, которым подчиняются их превращения. Задачи современной неорганической химии – изучение строения, свойств и химических реакций веществ и соединений.
лекция [21,5 K], добавлен 26.02.2009Ознакомление с главными дидактическими функциями, принципами и задачами химического образования. Реализация межпредметных связей химии с физикой, математикой, информатикой, историей с целью повышения научности и последовательности учебной информации.
презентация [51,2 K], добавлен 23.04.2010Жизненный путь Шарля Адольфа Вюрца, его научно-исследовательская деятельность. Научные достижения Вюрца в области органической и неорганической химии: открытие альдольной конденсации, изучение гидрила меди, исследование строения фосфорноватистой кислоты.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.12.2010Управление химическими процессами, особенности анализа и идентификации структуры сложных молекул. Образование земных и внеземных веществ, получение новых химических элементов. Современные синтетические материалы. Важнейшие открытия в химии XXI века.
контрольная работа [57,8 K], добавлен 06.01.2011Особенности преподавания химии в школах на современном этапе. Роль химического эксперимента и его функции. Взаимодействие карбонатов и гидрокарбонатов. Простые и сложные вещества. Химические свойства кислоты и ее солей. Получение этена и его свойства.
дипломная работа [110,5 K], добавлен 06.02.2013Окислительная димеризация алкинов и ее стадии. Синтез оксида этилена и ацетоксилирование олефинов. Получение альдегидов и кетонов дегидрированием спиртов на металлических и окисных катализаторах. Реакции окисления в промышленной неорганической химии.
реферат [62,6 K], добавлен 28.01.2009