Бінарний урок з хімії та біології за темою "Оксиген. Кисень. Добування кисню. Фізіологічна дія на організм."

Бінарний урок (хімія – біологія), 7 клас

Тема: Оксиген як хімічний елемент. Кисень як проста речовина. Фізичні властивості кисню. Добування кисню в лабораторії. Поняття про каталізатори. Фізіологічна дія кисню на організм.

Мета: навчальна: закріплювати уміння учнів розрізняти поняття «елемент»                            і «проста речовина» на прикладі оксигену і кисню. Ознайомити учнів                                з історичними відомостями про відкриття кисню та його фізіологічною роллю                   в живих організмах. Познайомити з поширенням оксигену в природі                                    і добуванням кисню в лабораторії. Формувати поняття «каталізатор», «реакції розкладу».

       розвивальна: розвивати пізнавальний інтерес до дисципліни, логічне мислення, самостійність у процесі розвʼязування задач, увагу, памʼять, уміння виділяти головне, робити висновки;

          практична: закріпити знання учнів про дотримання правил техніки безпеки під час роботи з нагрівальними приладами, лабораторним обладнанням, хімічними реактивами, уміння виконувати найпростіші операції під час проведения хімічних експериментів;

       виховна: сприяти екологічному вихованню учнів, формувати науковий світогляд на основі отриманих знань.

Обладнання і реактиви. гідроген пероксид, лабораторний штатив, пробірки, спиртівка, скіпка, сірники, пробка з газовідвідною трубкою, вата, хімічна склянка; діаграма «Поширення хімічних елементів у земній корі», фрагмент відеофільму про кисень, таблиця хімічних елементів Д.І.Менделеєва, мультимедійний проектор.

Основні поняття і терміни: метали і неметали, проста і складна речовина, хімічний елемент, Оксиген, кисень, каталізатор, реакція розкладу, алотропні форми речовин.

Тип уроку: бінарний (хімія, біологія), комбінований.

Методи: Інтерактивні технології «Пошук інформації», «Мікрофон», колективна робота, робота в групах.

Хід уроку.

І. Організаційний етап.

        Учитель повідомляє тему уроку та ставить проблемне питання «Чому ми повинні багато знати про кисень?». Учням роздані кольорові папірці –«каталізатори знань», на яких вони записують, що очікують від уроку,                                  і прикріплюють на нижню частину кошика на плакаті.

        Учні класу об’єднуються в чотири групи-команди.

І група - «Історики»:

ІІ група – «Хіміки»:

ІІІ група – «Фізики»:

ІV група – «Біологи та екологи».

        Кожному учневі роздані картки для самооцінювання за ходом уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Хімічний диктант.

1. Як називається те, з чого складається фізичне тіло? (Речовина)

2. Як називається вид атомів із певним зарядом ядра? (Хімічний елемент)

3. Як називається речовина, утворена одним хімічним елементом? (Проста)

4. Як називається речовина, утворена кількома хімічними елементами? (Складна)

5. На які дві групи можна умовно поділити всі хімічні елементи? (Метали

і неметали)

6. Як називається найдрібніша електронейтральна частинка речовини,

яка складається із позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, які рухаються навколо нього? (Атом)

7. Як називається заряджена частинка, утворена внаслідок втрати атомом або приєднання до нього одного чи кількох електронів? (Йон)

8. Як називається електронейтральна частинка, яка складається із двох або більшої кількості сполучених атомів? (Молекула)

9. Напишіть хімічний символ елемента Оксигену. (О)

10. Запишіть відносну атомну масу Оксигену ( Аr(О)=16)

11. Яку валентність проявляє Оксиген у сполуках? (ІІ)

12. Яка відносна молекулярна і молярна маси речовини кисню? (Мr (О2)=32;

М(О2)=32 г/моль)

       Правильні відповіді записані на слайді. Учні за годинниковою стрілкою передають «сусідові» свою роботу і, за правильними відповідями на дошці, звіряються відповіді кожного учня. Учні, які перевіряли роботи своїх товаришів, зошити повертають, і кожен записує свої бали в лист оцінювання.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

1. Слово вчителя.

       Найважливішим хімічним елементом у біосфері Землі є оксиген і проста речовина кисень, утворена цим хімічним елементом, без якої, як нам відомо, було б неможливим життя на нашій планеті.

2. Робота з таблицею, виготовленою учнями (відповіді на останні чотири питання хімічного диктанту)

•            Хімічний символ елемента Оксигену.
•            Яка відносна атомна маса Оксигену?
•            Яку валентність проявляє Оксиген у сполуках?
•            Яка відносна молекулярна маса речовини кисню?

       Відповіді учні зачитують на дошці по черзі за бажанням, записують в зошит   ті учні, які відповіли невірно.

3. Інтерактивна частина – метод «Пошук інформації».

          Кожна з чотирьох груп отримує картки з інформацією. Через 5 хвилин кожна група повідомляє свою інформацію:

І група – «Історики» - «Відкриття кисню»;

ІІ група – «Хіміки» - «Поширення Оксигену в природі»;

ІІІ група – «Фізики» - «Фізичні властивості кисню»;

ІVгрупа – «Біологи й екологи» - «Фізіологічна дія кисню», «Озон».

Додаткову інформацію готують два учні-«історики».

         1) Аптекар-академік Карл Шееле (1742-1786) – видатний шведський хімік                 і фармацевт у 32 роки був удостоєний звання члена Стокгольмської академії наук, і за своїми знаннями, набутими шляхом самоосвіти, перевищував багатьох академіків свого часую. Надзвичайна спостережливість, багата хімічна інтуїція          і талант дозволили Шееле відкрити сім нових хімічних елементів: Оксиген, Флуор, Хлор, Манган, Молібден, Барій і Вольфрам. Ніхто до Шеєле і після нього не відкрив так багато хімічних елементів.

         Раптова смерть була спричинена спробою визначити на смак синильну кислоту (НСN). Хіміки того часу, одержавши нову речовину, завжди куштували її. Шееле вперше синтезував цю найсильнішу отруту. Він описав запах синильної кислоти як запах гіркого мигдалю.

       2) Повідомлення інформації групи хіміків «Поширення хімічних елементів                 у земній корі». Учитель демонструє діаграму.

3) Повідомлення групи фізиків про фізичні властивості кисню.

       Елемент Оксиген утворює дві прості речовини: кисень О2 та озон О3. Таке явище, коли один елемент утворює кілька простих речовин завдяки здатності атома по різному сполучатися з подібними йому атомами між собою, називається алотропією. Тому кисень і озон є алотропними модифікаціями елемента Оксигену.

        Молекули озону утворюються із молекул кисню в атмосфері під час електричних розрядів. Вони піднімаються високо в атмосфері і утворюють навколо Землі голубий озоновий екран товщиною 10-25 см, який захищає наземно-повітряне середовище від згубних ультрафіолетових променів.

         Кисень знаходиться у нижчих шарах атмосфери і зараз в цьому приміщенні разом з нами. Але ми його не бачимо і не відчуваємо. Тому що молекулярний кисень - це безбарвний газ без запаху, погано розчинний у воді: при температурі  +20̊ його розчинність становить 0,004%. При температурі ‒189̊ він перетворюється на блакитну рідину, а при температурі  ‒219̊ градусів – у тверді сині кристали.

4) Пояснення вчителя.

       Кисень можна добути в лабораторії з декількох речовин, наприклад, перманганату калію, гідроген пероксиду, оксигеновмісних солей – калій та натрій нітрату чи бертолетової солі. Три учні із команди «Хіміки» підготували для вас дослід добування кисню з гідроген пероксиду в присутності каталізатора манган(ІV) оксиду.

Демонстрація досліду. Учні пояснюють свої дії і коментують правила безпеки під час роботи з лабораторним обладнанням. Записують рівняння хімічної реакції. Пояснюють поняття «каталізатор».

2Н2О2  =  2Н2О + О2

5) Історики додають інформацію:

       а) На одній із площ міста Ліндса, що в Англії, стоїть бронзова скульптура молодого гарного чоловіка у модному костюмі ХVІІІ століття.  У правій руці він тримає лінзу, у лівій – тигель зі «ртутною окалиною». У бронзі вдячні співвітчизники закарбували видатного хіміка Прістлі в момент проведення відомого досліду.

       Лінза служила Прістлі інструментом для одержання високої температури шляхом збирання сонячного проміння у фокусі. У такий спосіб Прістлі відкрив кисень. (Записують рівняння хімічної реакції).

2НgО = Нg + О2

б) Розклад води електролізом:

   Слово вчителя: Зараз я хочу, щоб ви переглянули невеличкий відеофільм,

щоб уявити, як перегруповуються атоми під час хімічної реакції. Записуємо рівняння реакції розкладу води:

2Н2О = 2Н2 + О2

в) Розклад бертолетової солі в присутності манган(ІV) оксиду та калій перманганату при температурі (робота з підручником, § 17):

2КСІО3  = 2КСІ + 3О2

2КМnO4 = К2МnO4 + МnO2 + O2

Слово вчителя. Зверніть увагу на рівняння хімічних реакцій. Щоразу з однієї речовини ми отримували кілька (2 або 3) речовин. Такі реакції називаються реакціями розкладу.

6) Повідомлення учнів-«хіміків» про добування кисню в промисловості.

       Кисень одержують із повітря двома методами.

       Перший метод ґрунтується на використанні різних температур кипіння газів,              з яких складається повітря. Основні його компоненти – азот і кисень. Щоб добути кисень, повітря сильно стискають (100200 атм.), а потім різко знижують тиск. Внаслідок цього воно сильно охолоджується і переходить у рідкий стан. Оскільки температура кипіння рідкого азоту (‒ 196̊ С) нижча від температури кипіння рідкого кисню (‒183̊ С), то азот випаровується, а рідкий кисень залишається. Газоподібний кисень зберігають у стальних балонах під тиском 15 МПа.

       Другий метод – електроліз води. Через воду пропускають електричний струм, під дією якого вона розкладається на водень і кисень. (Записуємо рівняння хімічної реакції)

2Н2О = 2Н2 + О2

7) Повідомлення інформації групи «біологи-екологи».

       ‒ Ми сьогодні ознайомились з поняттям «каталізатори» і хотіли б доповнити, що в живих організмах також є каталізатори. Це біокаталізатори, або ферменти, що впливають на швидкість хімічних реакцій. Так, гідроген пероксид можна розкласти, якщо у пробірку, де він міститься, занурити кілька листочків елодеї або тоненький шматочок бульби картоплі, в яких містяться ферментні каталізатори.

       ‒Я хочу прочитати уривок з твору Жуля Верна «Дослід доктора Окса».

       Варто було кинути в землю насіння, як із нього підніметься зелений пагінчик, який ріс із води… Качани капусти перетворювалися на кущі, а гриби ставали величиною з парасольку. Та ба! Усі ці рослини швидко блякли та вмирали, спалені, виснажені, безсилі.

       ‒ Чому рослини швидко вмирали?

       ‒ Доктор використовував атмосферу чистого кисню. За великої концентрації кисень стає отруйним. При потраплянні кисню в організм у великих кількостях відбувається переокиснення органічних речовин, сильне прискорення їх обміну, подразнення слизових оболонок тіла та органів дихання, що може значно порушити гомеостаз в організмі.

8) Група «Історики».

       У 1898 році англійський вчений Вільям баронет Томсон лорд Келвін твердив, що людству задушливо, оскільки в повітря виділяється велика кількість вуглекислого газу не тільки від дихання, а й від промислових підприємств.                    Але К.Тімірязєв це твердження спростував і довів, що людству не дадуть загинути зелені рослини.

       ‒ А що ви, шановні «біологи-екологи», думаєте з цього приводу?

9) «Біологи-екологи» представляють презентацію, по черзі повідомляють                     про кількість вуглекислого газу, який виділяється на планеті, і кількість кисню, який виділяється в процесі фотосинтезу.

       ‒ Людина за добу видихає 800-900 г, а за рік – 300 кг вуглекислого газу. Все людство – 900млн т.

       ‒ Унаслідок спалювання кам’яного вугілля та нафтопродуктів щорічно виділяється близько 11-12 млрд т вуглекислого газу.

‒ Велика кількість вуглекислого газу виділяється під час дихання тварин,                      що населяють планету.

       ‒ Культурні рослини з 1 га поглинають приблизно 20 т вуглекислого газу,                         а рослини всієї земної кулі за рік – 175 млрд т.

       ‒ Упродовж року рослини Землі зв’язують близько 150 млрд т Карбону з 25 млрд т водню і виділяють в атмосферу 400 млрд т кисню. Цікаво, що близько 80% продукції цього гігантського «хімічного комбінату» виробляється у водах океанів мікроскопічними водоростями, і лише 20% - рослинами суходолу.

       ‒ Основними складовими повітря (за об’ємом) є: азот (78,09%), кисень (20,95%), аргон (0,93%), вуглекислий газ (0,03%).

       ‒ Людині для дихання в середньому потрібно 25 кг повітря на добу, тобто в багато разів більше, ніж води та їжі. За добу ми видихаємо з легень близько 1 кг вуглекислого газу.

       ‒ Без їжі людина може прожити 30-50 діб, без води – 3 дні, а без повітря кілька хвилин. Отже, людство має приділяти особливу увагу тому, без чого неможливе життя.

       ‒ Не слід забувати, що дерева можуть в очищенні атмосферного повітря. Тополі, в’язи, липи, каштани – ідеальні очисники забрудненої атмосфери. Листки одного дерева нейтралізують вихлопні гази, що містяться в 100 куб. м забрудненого повітря. Проблема чистого повітря є міжнародною.

       ‒ Друга глобальна небезпека – руйнування озонового екрану, який захищає поверхню планети від ультрафіолетового проміння сонця. Це відбувається внаслідок дії різних речовин, які викидає промислове виробництво.

       ‒ Підраховано, що люди, які курять, щороку викидають в атмосферу 720 т синильної кислоти, 384 т аміаку, 108 тис. т нікотину, 600 тис. т дьогтю та понад 550 тис. т чадного газу.

       ‒ Руйнування озонового екрану призводить до збільшення випадків захворювання на рак шкіри, катаракти очей, зниження імунітету, поширення інфекційних захворювань.

ІV. Закріплення вивченого матеріалу.

1. Перегляд матеріалу за параграфами 16 та 17.

2. Гра «Бліц-конкурс».

Учні відповідають на питання вчителя, фіксують кількість правильних відповідей. Перемагає та команда, яка дає найбільшу кількість правильних відповідей.

•   Скільки загалом відомо елементів-неметалів? (22)
•   Як називається речовина, утворена одним хімічним елементом? (Проста)
•   Як називається певний тип атомів? (Елемент)
•   Як називається речовина, утворена кількома хімічними елементами? (Складна)
•   Який газ є головною складовою повітря? (Азот)
•   Назвіть найпоширеніший елемент-неметал:

А) на Землі; (Оксиген)

Б) у Всесвіті, (Гідроген)

В) в атмосфері Землі. (Нітроген).

•   Назва якого елемента-неметалу в перекладі з латині означає «той, що породжує кислоти»? (Оксиген)
•   Назвіть найлегший газ. (Водень)
•   Речовина, що підтримує горіння. (Кисень)
•   Речовина, молекула якої містить три атоми Оксигену. (Озон)
•   Сам не горить, а горіння підтримує. ( Кисень)
•   Який неметал найпоширеніший в організмі людини? (Оксиген)
•   В якій атмосфері ми живемо? (В атмосфері азоту, помірно збагаченій киснем)
•   Як називається речовина, що змінює швидкість хімічної реакції, але сама в ході реакції не витрачається? (Каталізатор)

V. Підбиття підсумків уроку. Домашнє завдання.

1. Гра «Мікрофон».

       Один з учнів бере мікрофон і проводить з учнями інтерв’ю, задає наступні питання:

•                  Чи сподобався вам сьогодні урок?
•                  Що найбільше сподобалось на уроці?
•                  Що найкраще запам’яталось?
•                  Чи потрібні нам такі уроки? Чому?
•                  Для чого нам потрібно вивчати кисень?
•                  Чи згодяться нам знання про цю речовину в нашому житті?
•                  А зараз всі підійдуть до нашого дерева, на нижніх гілках якого ми приклеїли листочки, кожен візьме свій листочок, прочитає його і згадає,                          що очікував він від уроку на його початку. Якщо його очікування справдились,                 то нехай цей учень листочок перевішає на верхнє гілля дерева.

2. Домашнє завдання.

Підручник Григорович О.В.,  Хімія, 7 клас, Харків, Видавництво «Ранок», 2015.

ІІ рівень. Підручник, параграф 15, 17, опрацювати, № 1, № 10, ст. 114, письмово.

ІІІ рівень. Підручник, параграф 15, 17, опрацювати, № 1, № 10, ст. 114, письмово, № 12, усно.

ІV рівень. Підручник, параграф 15, 17, опрацювати, № 1, № 10, ст. 114, письмово, № 12, усно. Підготувати повідомлення «Відкриття закону збереження маси речовини».

3. Учні підраховують бали на листі самооцінювання і здають вчителю.