Урок "Вода, склад її молекули, поширеність у природі, фізичні властивості"

Урок на тему: «Вода, склад її молекули, поширеність у природі, фізичні властивості.»

Цілі уроку:

дидактична: сформувати поняття про воду як найважливіший природ­ний оксид; закріпити знання про оксиди; продовжити формування са­моконтролю, взаємоконтролю;

розвивальна: розвивати пізнавальний інтерес до досліджуваного мате­ріалу на основі міжпредметних зв’язків, зв’язку з життям, новин науки й техніки, створюючи ігро­ві та проблемні ситуації, еврис­тичні моменти.

виховна: сприяти розвитку екологічного мислення, усвідомленню необ­хідності охорони й раціонально­го використання водних ресур­сів; здійснювати естетичне вихо­вання.

Тип уроку: вивчення нового мате­ріалу

Форми й методи роботи: індивідуальна робота, картка самооцінювання, рефлексія, випереджувальні завдання, проблемне питання,  «Мікрофон»,  «Прес», «Есе», загадки).

Засоби навчання: таблиця Д.І. Менделєєва, роздатковий матеріал.

 

Хід уроку.

І. Організаційна частина.

Епіграф до уроку:

Вода! Ти не маєш ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не знаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти необхідна для життя: ти — саме життя. Ти найбільше багатство у світі...

Антуан де Сент-Екзюпері

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Вода – основа життя. Вода початок і суть усього.

Давньогрецькі філософи.

Учитель. Сьогодні є очевидним, що з-поміж усіх речовин на Землі вода — найпоширеніша і, напевно, найдивовижніша. Сучасне й майбутнє жит­тя немислиме без неї — неповторної частини матеріального світу. У комп­лексі матеріальних багатств вода віді­грає особливу роль, тому що саме у воді зайнявся вогник житгя. Багато написа­но і сказано про неї: від поетичних ряд­ків до виключно наукових, академіч­них праць. Вода здавна пробуджувала уяву людини, адже всі бачили, що во­лога сприяє росту рослин, у воді меш­кають живі організми, без неї не може існувати все живе. Воду наділяли чу­додійними властивостями. Що ж таке вода? Спробуймо розгадати її таємниці.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

Учитель. Але перш ніж ми зроби­мо це, відгадайте загадки:

1. Чого в решеті не віднесеш? (Води)

2. У воді не тоне, у вогні не горить. (Лід)

3. Без рук, без ніг, угору біг, вгорі заліг. (Водяна пара)

Учитель. Подумайте, про які сполуки йдеться в цих рядках:

Земля дарує буйство кольорів,

Нектару пахощами щедро поїть,

Щоб кожен з нас, як свічечка, горів

Перед іконою природи дорогої...

Основа вічної краси ці речовини.

Молекули цих дивовижних речовин

Лиш два складають елементи,

Вони пануючі в усі моменти,

І Оксиген — один із них.

«Мікрофон»

1. Що таке агрегатний стан?
2. Які агрегатні стани ви знаєте?
3. В скількох агрегатних станах перебуває вода?
4. Про які ж сполуки йдеться у вірші?
5. Що таке оксиди?
6. Який склад молекули води?

Випереджувальне завдання (повідомлення учнів)

Чи знаєте Ви:

- якщо всю воду Землі розподілити рівномірним шаром по її поверхні, то утворився  

   б Світовий океан завглибшки 4 км?

-  якби висота земної кори була всюди однакова,  наша планета вкрилася б шаром води

    заввишки 2400 метрів?

- звук у воді поширюється у п’ять ра­зів швидше, ніж у повітрі?

- теоретично в абсолютно чистій воді такий поверхневий натяг, що по ній можна ходити

   або кататися на ковза­нах? Але практично абсолютно чисту воду ще ніхто у світі не

   одержав.

- довжина Дніпра становить 2 200 км, а площа його басейну — 504 тис. км²?

- людина може прожити без їжі тиж­день, без води — п’ять днів, без по­вітря — 5 хв?

- цінні породи дерев сушать у воді? Для цього крізь воду, в якій знахо­диться дерево,

  пропускають елек­трострум, що у деревині проходить швидше, ніж у воді, і тому деревина

  виділяє надлишок вологи у воду.

- роль пилки може виконувати вода? Сильний струмінь води під тиском ріже навіть метал.

- під чотиристаметровим шаром ан­тарктичного льоду розташоване море, глибина якого —

  близько 200 м? На поверхню його води понад 120 тис. ро­ків не потрапляло сонячне світло,

  але дивно те, що в ній виявлено життя – ракоподібні тварини й одноклітинні рослини

  діатомеї.

- у сказаннях Давнього Сходу вода вважалася першоджерелом усього іс­нуючого?

  Давньогрецький філософ Фалес говорив: «Початок і сутність усього — вода».

ІV. Вивчення нового матеріалу.

Учитель.

Якісний та кількісний склад молекули води.

У молекулі води на два атоми Гід­рогену припадає один атом Оксигену.. Чому саме так виглядає форму­ла води?

а) Насамперед слід сказати, що кла­сичну формулу води Н₂0 уста­новили в 1805 р. учені Гей-Люссак і А. Гумбольдт.

б) Пізніше воду розклали на во­день і кисень і встановили масові (1 : 8) і об’ємні (1:2) співвідно­шення Гідрогену й Оксигену.

в) Урешті-решт, ви самі можете відчути себе вченими й вивести й довести формулу води, адже вам уже відоме поняття «валент­ність».

(Учні дають визначення поняття «ва­лентність», називають валентності Гідрогену й Оксигену.)

Запишіть у зошит: Н₂0. (Учень виво­дить формулу біля дошки.)

Походження води

Де і як утворилася вода?

Учені довго сперечалися, звідки взя­лася вода на планеті. До єдиної дум­ки вони не прийшли дотепер. Най­поширенішою версією є теорія про космічне походження води. Першим незаперечні докази цьому знайшов італійський хімік Пізані. Досліджуючи метеорит, що впав у 1864 р. поблизу Орігейля в півден­ній Франції, він виявив у ньому до 14 % води. Пізніше з’ясувалося, що всі метеорити містять воду.  Крім цього, було створено чимало наукових теорій щодо походжен­ня води. Значно поширилася одна з них, розроблена видатним ученим А. Шмідтом, відповідно до якої вода утворилася з водню й кисню в між’ядерному просторі під дією космічної радіації. Разом з космічним пилом молекули води заносяться у верхні шари атмосфери. На висоті 67 – 97 км частки пилу вкриваються крижаною оболонкою й утворюють сріблисті хмари.

Фізкультхвилинка 

Дощик крапав: крап-крап-крап.

Ми раділи так-так-так.

А узимку краплі стигли

І ставали хутко снігом.

А суворий Морозенко

Набирав той сніг в цеберко,

Щоб сніжок в погоді

Заморозить льодом.

Ось слід, он слід

Став із краплі лід.

(Напівприсідання, голову назад. Руки вгору, потрясти кистями рук, голову назад. Руки на пояс, ліве плече вгору, праве (по черзі). Руки вгору, нахилитись до низу (імітація насипання снігу у відро). Обхопити тулуб руками за плечі, нахил  вперед-назад. Руки на поясі, перекат з пятки на носок.)

Проблемне питання. За якими ознаками ми оцінюємо фізичні властивості?

Фізичні властивості. Чиста вода — безбарвна рідина, без смаку і запаху. Лід має меншу густину, ніж рідка вода, і спливає на її поверхню, що дуже важливо для мешканців водойм зимою. Вода має винятково велику теплоємність, тому вона повільно нагрівається і повільно охолоджується. Завдяки цьому водні басейни регулюють температуру на нашій планеті.Вода — найсильніший розчинник. Деякі вчені вважають, що в ній містяться усі без винятку елементи, які є на Землі.А якби вода не мала цієї аномальної для рідини властивості? Адже вода подає корінням рослин розчинені в ній поживні речовини. Вона є основою рослинних соків, що розносять ці речовини по коренях і гілках рослин. Вода — основна частина тваринних організмів та організму людини. Наприклад, у дорослої людини вода становить  основну частину маси тіла. Кров людини містить 83 % води, серце й мозок — близько 80 %, кістки — близько 20 %. Цікаво, що в тілі медузи — 99 % води.

     Вода—прозора рідина без запаху і смаку. За н. у. (тиску 760 мм рт. ст., t = 20 °С) густина води становить 1 г/см³. При температурі 0 °С вона кристалізується, а при 100 °С — перетворюється на пару. Тому вода може перебувати у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібно­му. Вона має велику питому теплоємність, яка дорівнює 4900Д кДж/моль. Це означає, що при нагріванні 1 кг води на 1 °С потрібно витратити     4900 Дж тепла. Ця властивість води також відіграє велику роль. Завдяки цій властивості вода чудово пом’якшує клімат. Навесні та влітку вона дуже повільно нагрівається, охолоджуючи готове розпектися повітря. Восени вода поступово остигає, зігріваючи повітря. Завдяки такій значній теплоємності вода переносить величезну кількість тепла з тропічних морів у полярні. Без цієї властивості клімат на Землі був би значно менш сприятливим для життя, незрівнянно суворішими були б зими й спекотнішими літні періоди року. Вода є основним регулятором теплового режиму нашої планети. Стільки ж тепла вона віддає під час охоло­дження. Щоб нагріти 1 л води на 1 °С потрібно у 3 300 разів більше тепла, ніж для нагрівання 1 л повітря.

Ще одна особлива властивість води, яку називають «аномалією теплового розширення»: при нагріванні від 0 °С до +4 °С об’єм води зменшується, а, починаючи з +4 °С, починає зростати.

     Вода має ще одну аномальну властивість — надзвичайно високу приховану теплоту плавлення. Щоб розплавити 1 кг льоду треба витратити 79 кілокалорій тепла! У сталі цей коефіцієнт нижчий майже вдвічі, а у свинцю — майже в п’ятнадцять разів. Така властивість води рятує нас від катастрофічних водяних повеней, дає можливість грунтам увібрати достатню кількість вологи на літо.

      Аномально високі значення питомих теплоти пароутворення води й теплоти плавлення льоду використовують у виробничій діяльності. На багатьох металургійних виробництвах як охолод- жувач використовують не холодну воду, а окріп. Охолодження відбувається за рахунок теплоти пароутворення. Окріп-охолоджувач використовують там, де потрібно охолодити об’єкти, нагріті більш ніж на 100 °С.

Ще один приклад. Коли пізньої весни раптові нічні заморозки загрожують квітучим плодовим деревам, досвідчені садівники знаходят вихід, що здається зовсім несподіваним: вони проводять дощування саду. Крапельки води покривають пелюстки квітів, перетворюючись на лід, вода одягає квіти в льодяну шубу, віддаючи їм при цьому своє тепло.

 Але й на цьому не закінчується перелік аномальних властивостей води. Аномальними є залежність стисливості води від температури, в’язкості — від тиску тощо. Ще одна аномалія води: усі речовини (за невеликим ви­нятком) під час зниження температури зменшуються в об’ємі, а вода — збільшується. Лід має більший об’єм, ніж вода, а його густина є значно меншою. Тому він плаває на поверхні.

Аномальною властивістю води є дуже високі приховані теплоти випаровування і плавлення. Щоб випарити її з чай­ника, потрібно у 5 разів більше тепла, ніж для кип’ятіння.

І, нарешті, у води з усіх рідин найбільший поверхневий натяг, у результаті чого на її поверхні утворюється тонка плівка, по якій, як по підлозі, бігають комахи-водомірки і навіть тропічні ящірки — василіски.

Вода — універсальний природний розчинник. У ній роз­чиняються і тверді речовини, і рідини, і гази.

    Якби вода не мала більшості з цих аномальних властивостей, життя на Землі або зовсім не було б, або було б воно далеко не таким могутнім і пишним. Саме аномальні властивості води сприяють життю на планеті Земля. І недаремно в народі кажуть: «Водиця — усього живого цариця», «Де вода, там і життя».

V. Закріплення вивченого матеріалу.

Учитель. «Прес»

1. Щоб нагріти 1 л води на 1 °С потрібно у 3 300 разів більше тепла, ніж для нагрівання 1 л повітря. Яке значення має це для живих організмів, що населяють воду? (Темпера­тура води змінюється повільно, тому організмам не за­грожує охолодження або перегрівання.)

2. При нагріванні від 0 °С до +4 °С об’єм води зменшується, а, починаючи з +4 °С, починає зростати. Яке значення це має для живих ор­ганізмів, що населяють воду? (Узимку на дні вода має тем­пературу не нижчу за 4 °С, що дає можливість жи­вим істотам пережити холод.)

3. Лід має більший об’єм, ніж вода, а його густина є значно меншою. Тому він плаває на поверхні. Яке значення це має для живих організмів, що на­селяють воду? (Під такою льодовою «шубою» навіть зи­мою в Арктиці живим істотам нехолодно.)

4. Щоб випарити воду з чай­ника, потрібно у 5 разів більше тепла, ніж для кип’ятіння. Яке значення має ця властивість води для живих організмів, що її населяють? (Якби не властивість води повільно випаровуватися, то багато водойм улітку пересихали б.)

5. Чому у холодні ночі взимку до теп­лиць заносять бочку з водою? (Замерзаючи, вода віддає багато тепла: 1 л води, що перетворюється на лід, може підігріти на 1°С 250 тис. л повітря.)

6. Чому в акваріум не можна заливати кип’ячену воду? (Тому що в кип'яченій воді практично відсутній розчинений кисень, необхідний рибкам для дихання.)

7. Чим можна пояснити, що льодовики не тануть повністю? (Для цього знадобилась би величезна кількість енергії, що неможливо. Це рятує нас від катастрофічних весняних повеней і дає грунтам можливість увібрати достатню кількість вологи на літо. Наприклад, щоб розплавити 1 кг льоду, необхідно 79 ккал теплоти.)

8. За температури 0°С вода перетворюється на лід? (Так, якщо йдеться про чисту воду, морська ж вода замерзає за температури -1,9 °С через домішки солей).

9.Як ви вважаєте, що краще вживати – чисту воду чи напої? (Чиста вода відразу всмоктується й розріджує кров, а напої в процесі травлення викликають зворотний рух води в кишечник).

VІ. Підбиття підсумків уроку. Оцінювання відповідей учнів.

Учитель. Картка самооцінювання учня

Виставте собі від 0 до 3 балів за кожним із кри­теріїв.

1.Я активно працював(ла) на уроці.

2.Я надавав(ла) вдалі пропозиції, які були вра­ховані класом.

3.Я допомагав(ла) іншим учням, зацікавлю­вав(ла) їх роботою.

4. Я узагальнював(ла) думки інших.

Рефлексія

1.Чи досягли ви особисто й клас у цілому очіку­ваних результатів?

2.Що саме допомогло досягти бажаних резуль­татів?

3.Що сподобалося на уроці?

4.Що можна було б організувати краще, корис­ніше?

5.Над якими навичками й уміннями ще необхід­но попрацювати вдома?

VІІ. Домашнє завдання.

І рівень. Навести приклад аномалії води та охарактеризувати її.

ІІ рівень. Складіть структурологічну схему аномалій води.

ІІІ рівень. Охарактеризуйте основні складові фізичних властивостей води.

ІV рівень.

«Есе» (творче завдання)

Висловіть свої міркування…

    Боюся, що всі ви переконані й у тім, сказав Славко, що предмет, що зайнявся, якщо його не погасити, обов'язково згоряє. Спробуємо перевірити правильність і цього дуже розповсюдженого переконання – і, діставши з кишені носову хустку, продовжував: - Цю хустку я змочу горючою рідиною ацетоном і підпалю. Дивіться.

     З цими словами він опустив хустинку в подану помічником чашку з безбарвною прозорою рідиною, віджав, узяв за кінець тигельними щипцями: підніс до її нижнього кінця запалений сірник. Хустинка спалахнула.

     Пропала хустинка, - вирішив Микола. - Цікаво, що скаже він матері?

     До його подиву, язички полум’я на хустинці стали зменшуватися і незабаром зникли зовсім, а хустинка навіть не стемніла.

     Славко відклав убік щипці, зім'яв хустинку і кинув її через стіл на парту, за якою сиділи Микола і Михайло. Приятелі квапливо розгорнули її.

      Навіть не обгоріла. Чому? - здивувався Михайло.

      Запитаєш мене про це на вечорі! - відповів Славко - І то лише в тому випадку, якщо пояснити це "чудо” не зможуть і інші.

Відповідь: Хустка була попередньо легко змочена водою (вологою), а потім уже ацетоном. При горінні ацетону теплоти виділяється так мало, що її не вистачає навіть, щоб висушити хустку.