Інтегрований урок з хімії, біології на тему: 'ВОДА — УНІКАЛЬНА РЕЧОВИНА. ТВЕРДІСТЬ ВОДИ ТА МЕТОДИ ЇЇ УСУНЕННЯ"

ВОДА — УНІКАЛЬНА РЕЧОВИНА. ТВЕРДІСТЬ ВОДИ ТА МЕТОДИ ЇЇ УСУНЕННЯ.

Інтегрований урок з хімії, біології

Цілі уроку: узагальнити знання учнів про воду як найпоширенішу речовину на Землі, її фізичні й хімічні властивості; закріпити знання учнів про роль води у природі; єдність живої й неживої природи, методи очищення стічних вод; розвивати вміння аналізувати й робити висновки про роль води в житті рослин, тварин, людини; розвивати комунікативну й соціальну компетенції в процесі роботи творчих груп; виховувати дбайливе й ощадливе ставлення до водних ресурсів, екологічну культуру учнів.

Обладнання: таблиця «Вміст води в живих організмах», мультимедіа, таблиця хімічних елементів Д. І. Менделєєва, фільм «Велика таємниця води», очищена питна вода, набір хімічних реактивів, вода.

Тип уроку: комбінований

Методи й форми роботи: пояснювально-ілюстративні (бесіда, розповідь); наочні (демонстрації); групові, репродуктивні, частково-пошукові, застосування комп'ютерних презентацій.

Хід уроку.

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II.АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ і МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Учитель. Діти! У нашому житті, як казали давні, все тече, все змінюється. Нехай незмінним залишається гарний настрій, здоров'я й потяг до пізнання! Час тече, як вода, тож не будемо губити ні те, ні інше й поговоримо сьогодні про найбільш унікальну речовину на Землі. А про яку, ви зараз спробуєте відгадати. (слайд)

Отже, об’єктом дослідження сьогодні на уроці є – вода – найцінніший скарб планети Земля. (слайд) Її значення важко оцінити. Джерелом життя назвав воду італійський художник Леонардо да Вінчі. На зорі виникнення нашої планети Земля – життя вперше зародилося у воді, у світовому океані. А життя людини? Ембріон людини розвивається також у навколоплідних водах, в утробі материнського організму. Тому вважають, що вода – це колиска життя.

Епіграфом до нашого уроку я пропоную слова героя повісті видатного французького письменника Антуана де Сент–Екзюпері «Планета людей» (слайд), який зазнавши катастрофи при перельоті над пустелею, переживши передсмертну агонію від зневоднення організму і відчувши радість спасіння, вигукнув: «Вода! У тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуєшся, не знаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти потрібна для життя: ти саме життя. Ти наповнюєш нас радістю, яку не пояснити почуттями, з тобою повертаються до нас сили, з якими ми вже розпрощалися… Ти найбільше багатство у світі…»

Вона і лід, вона і пара,

Бува рухлива і рідка.

Ні “Нескафе”, ні “Ліптон” навіть

Не варті будуть і гроша

Без неї – Феї із ковша…

Вона розчинить сіль і цукор,

І в борщ, і в суп її додай,

Та вже не зможеш повернути,

Коли розлив її у чай…

Вгамує спрагу, заспокоїть,

Або, як кажуть, зніме стрес…

Вона потрібна всім навколо,

Не дивлячись на наш прогрес.

Відома всім уже давно

Її Величність Аш два О.

IІІ. УЗАГАЛЬНЕННЯ Й СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ

Зараз давайте спробуємо довести, що вода – унікальна речовина і згадаємо все те, що ви вже знаєте про воду.

Учитель. Давайте згадаємо, де перебуває вода в природі та як людина її використовує.

Вода ‒ найпоширеніша речовина на поверхні нашої планети. Водна оболонка Землі ‒ гідросфера ‒ складає 71 % земної поверхні. Якщо воду океанів розподілити рівномірним шаром по всій земній кулі, то Світовий океан був би загальною глибиною 4 км.

У зв'язаному стані вода міститься й у земній корі ‒ літосфері. Запаси води на Землі (у літосфері й гідросфері) становлять 2,7 млрд км³.

В атмосфері у вигляді цари міститься 13 тис. км³ води.

Вода входить до складу комет, великої кількості планет Сонячної системи, їх супутників, до складу мінералів, гірських порід.

А зараз давайте поговоримо про хімічну сутність води.

До якого класу сполук відноситься вода? (Оксиди)

Які речовини називають оксидами?

Зі збільшенням населення Землі, розвитком промисловості, збільшенням потреб людей зростає й потреба у воді. (Питання до учнів: Де людина використовує воду?)

На одержання 1 т сталі витрачається 150 т води, паперу ‒ 250 т, синтетичних волокон ‒ 4000 т. Багато хімічних процесів прискорюються в присутності води, тобто вода відіграє роль каталізатора. Також вона безпосередньо бере активну участь у реакціях, наприклад, під час одержання кислот, гасіння вапна, у процесах гідратації. Вода обов'язково потрібна для процесів схоплювання й затвердіння в'язких матеріалів ‒ цементу, гіпсу, вапна.

Головна властивість води – це можливість розчиняти тверді, рідкі та газоподібні речовини. Доведено, що 60 елементів в розчиненому стані містяться у воді. Розрахунки показали, що в океанічній воді міститься 8млн. т золота, 164 млн. т срібла, 80 млн т йоду та інших солей. Вже сьогодні з морської води добувають хлор, натрій, золото, уран. Її називають «живою рудою».

IV. Вивчення нового матеріалу

ВЧ.: Кожна речовина має свою будову, яка зумовлює її властивості.

Молекула води складається із двох атомів Гідрогену й одного атома Оксигену, які перебувають один відносно одного під кутом 105° (слайд).

Атоми Гідрогену приєднуються до атомів Оксигену не симетрично з боків, а зміщуються до одного боку. Вчені вважають, що , якби не ця несиметричність, то властивості води різко змінилися б. Наприклад, вода переходила б у твердий стан за 90˚ С, а кипіла б за – 70˚С

Вода – це речовина, в молекулі якої ковалентні полярні зв’язки. Тому молекула води є диполем. (Звертаємось до «Ряду активності елементів» і визначимо, який елемент більш електронегативний О чи Н)

Атом Оксигену більш електронегативний, тому спільні електронні пари відтягуються в його бік.

Молекули води сильно полярні, і завдяки цьому вони здатні утворювати між собою особливий тип хімічного зв'язку ‒ водневий. Дві сусідні молекули зазвичай взаємно притягуються за рахунок сил електростатичної взаємодії між негативним зарядом атома Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом атома Гідрогену іншої. При цьому й виникає водневий зв’язок, який у 15-20 разів слабший за ковалентний. Це забезпечує рідкий агрегатний стан води, зумовлює плівку поверхневого натягу води. Коли вода перебуває в рідкому стані, її молекули безперервно рухаються і водневі зв’язки постійно то розриваються, то утворюються знову. Саме завдяки такій будові молекула води є універсальним розчинником.

Завдяки водневому зв'язку молекули води існують не поодиноко, а парами, трійками, квартетами, секстетами. Якби цього не було, вода за звичайних умов була б газом.

Чиста (дистильована) вода ‒ безбарвна рідина, без запаху й смаку. Це єдина речовина, що існує на Землі в трьох агрегатних станах. Температура кипіння ‒ 100 °С. Температура кристалізації (плавлення) ‒ 0°С.

У XVIII столітті вода стала еталоном для вибору одиниці маси:

* Масі води об'ємом 1 см³ було приписане значення 1 г.

* Максимальна густина за +4 °С прийнята за 1 г/мл, усі інші речовини порівнюються за густиною й масою з водою.

* Густина льоду менше, ніж у рідкої води, що є аномальною властивістю води (слайд).

* Чиста вода не проводить електричний струм.

Вода має дуже велику теплоємність. Завдяки цій властивості води чудово пом'якшує клімат. Навесні й улітку вода повільно нагрівається, охолоджуючи повітря. Восени вона поступово вихолоняє, зігріваючи повітря. Вода відіграє роль махового колеса природи й клімату. Без неї клімат був би несприятливим для життя. Щоб нагріти склянку води від 0° до 100° С, потрібно витратити енергію, якої достатньо, щоб підняти тіло масою 1 кг на висоту 8,4 км.

Ще більші у води теплоти пароутворення і плавлення. Щоб випарити воду з чайника, потрібно в п’ять разів більше тепла, ніж для її кип’ятіння. (намочити платок у воді і підпалити). Якби не ця властивість води, багато річок і озер улітку пересохли б. Замерзаючи, вода віддає багато тепла (1 л води підігріє на 1°С понад 250 л повітря)

При замерзанні вода чи не єдина речовина, що розширюється, а не стискається і таке розширення може стати фатальним для водопроводу й живих клітин.

Вчитель. А які ж хімічні властивості води?

1. З металами.

а) Дуже активні метали внаслідок взаємодії з водою утворюють гідроксид натрію і водень:

2Nа + 2Н₂O = 2NaОН+Н₂↑ (Дослід «Розчинення натрію у воді»)

В результаті реакції виділяється велика кількість тепла, тому Натрій з безформенного шматочка перетворюється на розплав і ми бачимо крапельку, яку примушує бігати по поверхні води виділення водню та закипання води. Крім того, водень від тепла може загорітися (тому цю реакцію треба проводити дуже обережно, беручи маленькі шматочки металу). (реакція з індикатором)

2К + 2Н₂O = 2КОН + Н₂↑

Са + 2Н₂O= Са(ОН)₂ + Н₂↑

б) Середні за активністю метали внаслідок взаємодії з водою під час нагрівання утворюють оксид металу й водень:

Zn + Н₂О = ZnО + Н₂↑

в) Малоактивні метали з водою не реагують.

2. З оксидами.

а) Оксиди металів унаслідок взаємодії з водою утворюють гідроксиди:

СаO + Н₂O=Са(ОН)₂ ‒ кальцій гідроксид

б) Оксиди неметалів унаслідок взаємодії з водою утворюють кислоти:

SО₃+Н₂О = Н₂SО₄ ‒ сульфатна кислота

Розкладання (електроліз).

2Н₂O = 2Н₂↑ + О₂↑

Вч.: Отже, сьогодні на уроці ми розглянули низку питань, які стосувалися такої унікальної речовини, як вода. Неможливо за час уроку дізнатися про воду все. Але ми з вами спробували це зробити. Будь ласка, закрийте очі. Мільярди краплинок падають на землю, воду, рослини. Кожна виконує своє призначення. Я бажаю вам не тільки вдивлятися в оточуючий світ, але й бачити його, розуміти його мову, брати активну участь в його перетворенні. І тоді природа – наша колиска – віддячить вам і вашим нащадкам.

Людино, ти ‒ совість природи.

Вода – її тихе світання.

Бережи її чисту воду

Так, наче, крапля оця – остання.