Окисно-відновні реакції, їхнє значення і застосування

               Миколаївська загальноосвітня І-ІІІ ст. школа № 40 
                                Миколаївської міської ради

                             Конспект відкритого уроку  
                                  з хімії в 9 класі  
  

                          Учитель хімії: Біденко Ніна Дмитрівна 
          

                                                Миколаїв-2017

          Тема  уроку: "Окисно-відновні реакції, їхнє значення  і застосування.
    Мета уроку: поглибити знання учнів про окисно-відновні реакції, навчивши учнів  складати рівняння окисно-відновних реакцій методом електронного балансу, розвивати вміння і навички роботи в команді, вчити самостійно  здобувати знання з різних джерел інформації та оформлювати їх у вигляді    презентації, формувати вміння виступати перед аудиторією, використовуючи можливості мультимедійної техніки.             
    Програмне забезпечення:  програмно-методичний комплекс «Chemistry8»,  компілятор уроків «Мальва», Microsoft PowerPoint 2010, Microsoft Word 2010, Paint, Internet Explorer, інтерактивна презентація з елементами анімації «Окисно-відновні реакції. Їх значення і застосування».             
    Обладнання:  Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва,  пам’ятки  з алгоритмом складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом    електронного балансу, правила визначення ступенів окиснення елементів в  речовинах, набори хімічного обладнання і реактивів.     І. Організаційний момент.               
Привітання, перевірка готовності учнів до уроку, налаштування на робочий  настрій та побажання успіху в роботі (слайд 1)             
     II. Актуалізація опорних знань. 
1.Повторення основних понять будови атома (слайд 4) 
- Який склад атома? ( ядро і електронна оболонка); 
- Який заряд несуть елементарні частинки – електрони? (негативний) 
- Які електрони ми  називаємо валентними, як їх визначити за таблицею Менделєєва? (електрони, що розташовані на зовнішньому               електронному рівні);             
- Як називають заряджені частинки, що утворюються під час реакцій ( йони)?
- Назвіть позитивні і негативні частинки (катіони і аніони);
- До якої структури намагається атом під час хімічної реакції (завершеної)?
- Яка кількість електронів у завершеної електронної оболонки (вісім)?
- Скільки електронів віддає Натрій і приймає   Хлор під час взаємодії (Один)?
         Кожна група представляє свою реакцію, класифікує її (міні-проект). Додатково пропонується завдання для обговорення у групі:
Перша група: значення окисно-відновних процесів в природі.
Друга група: значення окисно-відновних реакцій в житті людини.
Третя група: значення окисно-відновних реакцій в техніці, руйнівна роль окисно-відновних реакцій.             
     III. Мотивація навчальної діяльності. 
    З процесами окиснення та горіння ми познайомились у 7 –ому класі, коли вивчали тему «Кисень та його властивості» Ще Геракліт помітив, що все в світі складається з протилежностей. Їхня боротьба і визначає сенс будь-якої речі, процесу. Діючи одночасно, ці протилежності утворюють напружений стан, котрим і визначається внутрішня гармонія речей. Сьогодні на уроці ви познайомитеся з окисно-відновними реакціями; їх значенням в житті людини.             
      Найважливіші процеси на планеті пов'язані із цим типом хімічних реакцій. Окисно-відновні реакції вимагають до себе особливої уваги.

 V. Викладення нового матеріалу. 
    Презентація з обговоренням  
«ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ. ЇХ ЗНАЧЕННЯ І ЗАСТОСУВАННЯ» (слайд 5)             
Робота за презентацією.

•                   Хімічні реакції, які відбуваються зі зміною ступеню окиснення хімічних  елементів – окисно-відновні реакції.             
  (слайд 5)
•                   Що таке ступінь окиснення? (слайд 6)

•                   Умовний заряд,  який виникає  на атомі внаслідок переходу електронів
  від одних атомів  до інших, або → зміщення спільних електронних пар у та  атомів більш  електронегативних  елементів (слайд 7, 8)

•                   Демонстрація таблиці електронегативності ( слайд 9)
•                   Демонстрація зміни ступеню окиснення в атомах під час хімічних реакцій (слайд 10, 11)

•                   Анімація перебігу електронів в атомах під час хімічної реакції ( слайд 12, 13)

•                   Ступінь окиснення простих речовин дорівнює нулю (слайд 14)

•                   Проблемне питання за слайдом (15) – атоми яких елементів змінюють ступені окиснення?
•                   Демонстрація відео «Горіння фосфору» (слайд 16); запис вчителем етапів окисно-відновної реакції на дошці. Одночасно робота учнів з хімічним словником. Запис понять «окисник», «відновник», «окиснення», «відновлення».
•                   Демонстрація анімації запису окисно-відновної реакції.(слайд 17, 18)

 
1) Робота в групах (учні отримують картки з завданням заздалегідь)
Перша група: значення окисно-відновних процесів в житті рослин, тварин, людини.( слайд 19, 20)             

 
Друга група: значення окисно-відновних реакцій в природі.( слайд 21, 22, 23, 24, 25)

Третя група: значення окисно-відновних реакцій в техніці,  руйнівна роль ОВР. (слайд, 26, 27, 28, 29, 30, 31)             
Заслуховуються повідомлення груп. 
Прогнозовані результати: 
   Перша  група. Окисно-відновні реакції найбільш поширені і відіграють значну роль у природі. Вони є основою життєдіяльності, адже з ними пов’язані найважливіші функції живої системи  –  це дихання, обмін речовин, фотосинтез у рослин.   Під час дихання органічні речовини окиснюються до кінцевих продуктів-вуглекислого газу і води, використовуючи для цього кисень.  А під час   фотосинтезу вуглекислий газ відновлюється   до органічних сполук (глюкози), а кисень вивільняється у повітря.
Процеси гниття, бродіння, тління, утворення органічних добрив, та  мінеральних солей в ґрунті   -  це все окисно-відновні  реакції.               За допомогою цих реакцій постійно відбувається кругообіг всіх хімічних елементів, які входять до складу живих організмів: Оксигену, Карбону, Нітрогену, Гідрогену.             
Процес фотосинтезу: 
                              6C⁺⁴O₂-2+ 6H₂⁺¹O^-2=  C₆⁰H₁₂⁺¹O₆^-2+ 6O₂⁰ 

До складу зеленого пігменту хлорофілу входить Магній, активний метал, горить сліпучим білим полум’ям (слайд 19-А).

                 
                        фото-слайд 19-А. «Горіння магнію» 
   Друга група. Окисно-відновні реакції мають велике значення і в житті людини  –   це отримання тепла в наших домівках при спалюванні вугілля, дров, газу; добування багатьох органічних речовин; виробництво цілого ряду будівельних матеріалів; виробництво лікарських препаратів, харчових та кормових добавок, вітамінів, гормонів, ферментів; виробництво кисломолочних продуктів, сирів, пива, спирту, і багатьох інших продуктів. Природоохоронні заходи, які застосовують для очищення навколишнього середовища, а саме стічних вод і ґрунту від побутового і  промислового забруднення ґрунтуються на процесах окиснення та відновлення. Певні види бактерій здатні розкладати, мінералізувати органічні сполуки, які потрапляють у воду та ґрунт.              
Окисно-відновна реакція - спалювання сірки: (фото 1)

                 
             фото1. «Горіння сірки та утворення сульфітної кислоти» 
    Третя група. Значення окисно-відновних реакцій в техніці дуже велике. Більшість рідкісних, важливих в техніці металів  (нікель, вольфрам, молібден, хром, алюміній та ін.) отримують за допомогою окисно-відновних реакцій. Лужні метали такі як натрій, калій, лужноземельні  –  кальцій, барій отримують шляхом електролізу із їх солей. В основі електролізу лежать теж окисно-відновні реакції. Виробництво чавуну, сталі, добування деяких неметалів: фосфору, хлору, йоду; добування амоніаку, нітратної та сульфатної кислот ґрунтується також на окисно-відновних процесах.
Дуже негативний процес відбувається в техніці з  металами  теж на основі окисно-відновних реакцій  –  це корозія (руйнування) металів, утворення іржі.              

Реакція добування алюмінію (глиноземний завод):                                  
                                        2Al₂O₃     → 4Al + 3O₂       

                                     
Учні роблять висновки про значення  окисно-відновних реакцій.  
Проблемне запитання: Яке значення мають окисно-відновні реакції? 
VI. Висновки (учні роблять самостійно) 
1.  Завдяки окисно-відновним процесам на ранніх стадіях  існування нашої планети утворились гірські породи і мінерали.             
2.  Такі процеси, як виверження вулканів, згоряння метеоритних тіл, грозові розряди в атмосфері завжди супроводжуються окисно-відновними процесами.
3.   З точки зору хімії, у районах дії вулкану і на дні кратерних озер утворюються поклади самородної сірки. Це відбувається у результаті таких окисно-відновних реакцій:             
2H₂S + O₂  = 2S + 2H₂O     H₂S +2SO₂ = H₂SO₄+ 2S 
4.  Під час викидів металургійних заводів в повітря потрапляє велика кількість сірчистого газу SO₂. Сполучаючись з водою під час дощу, утворюється сірчиста кислота H₂SO₃ і на землю ллються кислотні дощі. Завдяки цим процесам на потрапляють кислотні дощі, що наносять велику шкоду зеленим рослинам.             
                          S + O₂ → SO₂ ; SO₂ + H₂O → H₂SO₃  (фото 3)

                    
     фото 3.Стіннівки про кислотні дощі «Парасолька для Землі»

5.  У живій природі окисно-відновні процеси є основою всіх процесів обміну речовин, які є джерелом енергії. Під дією сонячного світла в зелених рослинах відбувається процес фотосинтезу. Він включає десятки хімічних реакцій, однак сумарне рівняння просте:             
CO₂ + 6 H₂O =   C₆H₁₂O₆ +6 O₂ 
У результаті фотосинтезу світлова енергія перетворюється на хімічну енергію зв’язків у молекулах глюкози.              
6.  Окисно-відновні процеси використовуються в металургії під час виплавки чавуна та сталі, одержання та очищення кольорових, рідкісних металів.
Підсумок: Крок за кроком накопичувався досвід використання окисно-відновних реакцій. Вивчення окисно-відновних процесів продовжується і в наш час. Отже, окисно-відновні процеси відіграють надзвичайно важливу роль у природі, виробництві, техніці та побуті.             
VІІ. Підведення підсумків уроку – «Перевір себе». 
(Використовую інтерактивний прийом «Незакінчене речення». ) 
                                                 Перевір себе 
( під час роботи з інтерактивним завданням, учні дають відповідь на питання, а потім для перевірки відкривають шифровану частину питання)

1.Реакції, які відбуваються із зміною ступенів окиснення атомів, що входять до складу реагуючих речовин називаються …  (окисно - відновними).
2.Окисно - відновні реакції це єдність двох процесів … (окиснення і відновлення).
3.Окиснення – це процес … (віддавання електронів атомом елемента).
4.Окисник в окисно - відновних  реакціях завжди  - … . (відновлюється).
5.Метали, при взаємодії з водою або розчинами кислот, завжди будуть … . (відновниками).
6.Кількість відданих або приєднаних електронів під час окисно – відновної реакції завжди … . (однакова).
7. Оксиген в багатьох окисно – відновних реакціях приєднує електрони, тому його називають …  (окисником).
8. Процес окислення  завжди супроводжує процес … (відновлення).
9. Коефіцієнти в окисно – відновних реакціях зручно підбирати методом … (електронного балансу).
10. Процес приєднання електронів атомом елемента під час хімічної реакції, це процес… (відновлення).
11. Процес фотосинтезу, виверження вулканів, грозові розряди  – це приклади наявності в природі … (окисно – відновних реакцій).
VIII. Домашнє завдання: підручник «Хімія» 9 клас О.В. Григорович 
Опрацювати § 15, стор. 88 виконати завдання 178 на стор. 94