Королёва Лариса Владимировна. Интегрированные предметы: (биология, география, физика, химия, экология). Интегрированный урок

Вид материала

Содержание

Разгадываем слова: 15 по вертикали
Разгадываем слова: 9 по вертикали
Берега солёных озёр покрыты слоем соли, которая кристаллизовалась при испарении воды. Эти залежи имеют промышленное значение)
Разгадываем слова: 8 по горизонтали
Разгадываем слова: 13 по горизонтали
Чем это можно объяснить?
Разве воду едят?
Разгадываем слова: 16 по горизонтали
Разгадываем слова: 5 по горизонтали

Подобный материал:

МОУ СОШ №40 г. Томска.

Учитель химии Королёва Лариса Владимировна.

Интегрированные предметы: (биология, география, физика, химия, экология).

Интегрированный урок по теме: «Вода – вещество привычное и необычное» (8 класс).

Продолжительность занятия: 90 мин. (два урока).

Цель урока: дать целостное представление о воде с точки зрения естественных наук (биологии, географии, физики, химии, экологии).

Задачи урока:

Рассмотреть это вещество и его строение с точки зрения физики, химии, биологии;
Раскрыть сущность воды, её значимость физических и химических свойств;
Показать значимость воды в жизни живого;
Рассмотреть вопрос необходимости охраны воды.

Оборудование и реактивы: OC Windows 2000; проектор; экран; глобус; лёд; кристаллизатор с водой; стакан с водой; пробирки; ложка для сжигания веществ; монеты; игла; пересыщенный раствор поваренной соли; фенолфталеин; металлический натрий; магниевая стружка; красный фосфор; негашёная известь; карбид кальция; картофель.

Учебно-методическое обеспечение:

Габриелян О.С. Химия. 9кл. Учебник для общеобразовательных школ. М.: Дрофа 2006г.
Мультимедийное приложение к УМК «Химия. 8класс». Электронное учебное издание «Физикон». Дрофа 2006г.
Фотографии и репродукции: Айвазовский «Девятый вал», «Чёрное море»; Моне «Бурное море»; Фридрих К. «Море во льдах»; Чюрлёнис «Соната моря».
Таблицы: «водородная связь»; «круговорот воды в природе».
Фильм «Великая тайна воды»; наглядная презентация « Вода – вещество привычное и необычное».

Основные этапы урока:

Подготовительная часть: формирование цели и задач урока.
Актуализация знаний учащихся о воде: (использование приёма ЗХУ).
Изучение нового материала: « Химические свойства воды».
Выводы. Подведение итогов. Рефлексия.

Содержание урока:

I. Вводно- мотивационный этап. ( Демонстрируется фрагмент фильма «Великая тайна воды»).

Актуальность темы: Вода наиболее распространённое и обыкновенное вещество, привычное в нашей повседневной жизни. Но так уж оно обычно? Что мы знаем про воду? (обращаем внимание учащихся на репродукции о воде).

II. Знакомство с предметным содержанием темы с помощью наглядной презентации (Приложение 1).

Вода! У тебя нет ни укуса, ни цвета, ни запаха; тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое.

Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь.

Ты величайшее в мире богатство…

Антуан де Сент-Экзюпери.

На доске заполняют таблицу по приёму ЗХУ (первые две колонки).

По ходу урока идёт разгадывание кроссворда (приложение 2) на столах для каждого ученика.

I. Распространение воды в природе.

Вода – самое распространённое на Земле вещество.

Перечислите географические образования воды на Земле (Сл. 4) (реки, озёра, моря, океаны).

Взгляните на глобус, почти ¾ поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Если всю воду распределить равномерным слоем по земному шару, то такой Мировой океан бил бы глубиной 4 км, а если всю воду собрать в одну каплю, то её диаметр оказался бы равным 1500км. Основные запасы воды на Земле сосредоточены в морях и океанах – около 1,4 млрд. км³. (Сл. 5)

Где ещё встречается вода, в каких формах? (облака, туман, ледники, айсберги)

Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; огромными массами снега и льда лежит вода круглый год на вершинах высоких гор в полярных странах. Не только на поверхности Земли, но и в её недрах находится вода, пропитывающая почву и различные горные породы, образуя грунтовые воды, дающая начало источникам и ключам (Сл. 6).

Разгадываем слова: 15 по вертикали: водная оболочка планеты (гидросфера);

4 по горизонтали: водное географическое образование гигантских размеров (океан);

1 по горизонтали: участок водной поверхности (акватория);

19 по вертикали: плавающий ледник в океане (айсберг).

Вся вода делится на пресную (в 1л. воды содержится менее 1г. соли, т.е w=0,1%) и солёную (в 1л. воды более 1г. соли, т.е. w=0,1% до 5%) (Сл. 7).

Вода океанов содержит 36,5 г/л растворённых веществ, главным образом солей. Много это или мало? Конечно, много. Если выпарить весь океан и полученную соль равномерно рассыпать по Земле, она покроется 150-метровым слоем соли.

Содержание воды на Земле	Тип воды по солям	Масса в т.	Масса в %
Общее количество		1,4 *10¹⁸	100%
В Мировом океане	Минерализованная	1,37 *10¹⁸	92,9%
В ледяных полярных шапках	Пресная	2,4 *10¹⁶	1,7%
В реках и озёрах	Пресная	1,2 *10¹³	0,00085%

Из таблицы видно, что масса пресной воды на Земле едва достигает 2% от общего запаса. Доступной для питья и того меньше. Основная часть пресной воды находится в недоступной форме, в виде ледников.

Разгадываем слова: 9 по вертикали: Самое прозрачное озеро в мире (Байкал);

17 по вертикали: Самое солёное озеро России (Баскунчак).

Решаем задачи: (в парах)

Рассчитайте массовую долю солей в Байкале, если в 1 л. байкальской воды содержится 91,4 мг солей.
Рассчитайте массовую долю солей в Волге, если в 1 л. воды содержится 433 мг солей.
Рассчитайте массовую долю солей в минеральной воде (раздать этикетки различной минеральной воды, где указана общая минерализация, обычно 3-5 г в 1л. воды).

Все данные вносят в таблицу (приложение 3).

По результатам делаем вывод: по сравнению с Мировым океаном все исследуемые воды имеют невысокое содержание солей и могут быть отнесены к питьевой воде.

Какой процесс происходит, если вода солёных озёр испаряется? (опыт с пересыщенным раствором). ( Берега солёных озёр покрыты слоем соли, которая кристаллизовалась при испарении воды. Эти залежи имеют промышленное значение) (Сл. 8).
Что представляет собой грунтовая вода? Она содержит растворённые вещества? (грунтовая вода, растворяя различные вещества, содержит их больше, чем наземная вода. Так возникают минеральные воды, которые употребляются в лечебных целях).

Разгадываем слова: 8 по горизонтали: подземная пустота, образованная благодаря растворяющей способности воды (пещера);

6 по вертикали: гигантская волна (цунами).

Какое влияние на климат оказывает вода? (Вода обладает хорошей теплоёмкостью - медленно нагреваться и медленно остывать. Вблизи морей и океанов климат мягче, характеризуется мягкой зимой и нежарким летом. Климат глубинных районов, удалённых от океана отличается резкими перепадами температур в летнее и зимнее время, днём и ночью).

Сравним колебания температур: В Прибалтике от +20 до -10 С⁰; В Якутии от +40 до -50 С⁰.

Разгадываем слова: 13 по горизонтали: климат удалённых от моря областей (континентальный);

2 по вертикали: северный русский порт, незамерзающий зимой

(Мурманск);

3 по вертикали: название океанического течения, влияющего на климат (Гольфстрим);

7 по горизонтали: ветер, дующий с моря на сушу и приносящий обильные дожди (Муссон);

11 по вертикали: географическое образование, лишённое воды (пустыня).

II. Значение воды для жизни на Земле.

«Воде дана волшебная сила быть соком жизни на Земле»

Леонардо да Винчи.

Вода! Мы пьем ее, готовим с ней пищу, моемся и плаваем в ней - и в основной принимаем воду как данное. Эта прозрачная и безвкусная жидкость является настолько неотъемлемой частью нашей жизни, что мы редко задумываемся над ее удивительными свойствами. Наше тела состоят на 65% из воды: кровь -83%; в клетках мозга – 85%; сердце – 80%; цитоплазма клеток – 60- 95%; кости - 25%; стекловидное тело глаза – 99% (Сл. 10). Неудивительно, что человек может достаточно долго прожить без еды – месяц, без воды - около недели.

Чем это можно объяснить? Все жизненные процессы в организме идут в водно-солевых растворах. Вода выделяется из организма с мочой; потом – 0,5 л за сутки, через кожу; с остатками непереваренной пищи; при дыхании. Всего за сутки человек теряет 3л -12 стаканов, значит, такое же количество надо выпить или съесть. Потеря 20% воды приводит к смерти.

Разве воду едят? В любой еде воды содержится гораздо больше, чем твёрдого материала: в мясе – воды втрое больше, огурец и арбуз почти целиком состоят из воды – 99%; салат и спаржа -95%; в помидорах и моркови – 90%(Сл. 11).

Какое бы животное или растение мы ни взяли, в него входит вода как одна из главных составных частей. Обитатели водоёмов, как правило, содержат в себе больше воды, чем жители суши. В теле рыб до 80% воды; а в медузе – 99,9%; в организмах млекопитающих – до 70%; в травянистых растениях суши до 85% (Сл. 12).

Какие адаптации у растений к засушливым условиям среды? ( Пушение листьев, превращение их в колючки, утолщение стеблей и листьев, длинные корни, раннее цветение).

Размножение у многих растений происходит с участием воды (водоросли, мхи, хвощи, плауны, папоротники).

Какие приспособления у животных к засухе? ( Переждать в норах жару (суслики); летняя спячка в слизевом коконе (дождевой червь); накопить жир, который, расщепляясь, даёт воду (верблюды, грызуны); осуществлять миграции).

У многих животных размножение протекает в воде (рыбы, земноводные).

Разгадываем слова: 16 по горизонтали: растение, поднимающееся из воды с восходом солнца и вновь опускается на дно после его захода (Кувшинка);

17 по горизонтали: грызун, строящий платину на реках (бобр);

18 по горизонтали: животное, способное выпить 250л. воды сразу (верблюд);

14 по вертикали: водоём, созданный руками человека (водохранилище).

Какими функциями обладает вода? (Сл. 13).

Вода необходима для растворения минералов и кислорода, для очищения наших тел от отходов жизнедеятельности и для транспортировки питательных веществ по нашему телу. Вода – термостабилизатор и терморегулятор (смягчает влияние на организм перепадов температуры в окружающей среде, т. е. охлаждает организм за счёт потоотделения; позволяет организму поддерживать одинаковую температуру). Также выполняет структурную функцию – придаёт клеткам тургорное состояние (Опыт с картофелем).

Вода – единственное вещество, которое имеет эти свойства. Как мы видим, она имеет намного больше удивительных характеристик, указывающих на то, что вода была спроектирована "в точности" для жизни. Из отрывка в Писании о воде: « Нам всем следует прославлять Бога за чудеса воды и быть благодарными Ему за ее многие полезные свойства и применения». (Сл. 14).

Что означает круговорот воды в природе? (Рассказ по таблицы).

Есть два отрывка о воде (Сл. 15). Библия предвосхитила современную науку, в которой говорится о водном цикле – испарение, облака, дождь: « Вот, Бог велик, и мы не можем познать Его; число лет Его неисследимо. Он собирает капли воды, они во множестве изливаются дождем: из облаков каплют и изливаются обильно на людей». Также есть сказка Леонардо да Винчи «Вода».

III. Аномалии воды (свойства)

Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях: жидком, твёрдом и газообразном (вода, лед и водяной пар). Чистая вода без примесей - это жидкость без запаха, вкуса и цвета с температурой кипения = + 100 С и температурой замерзания = 0 С, плотность (г/см³): у жидкой воды – 1, у льда – 0,92 (Сл. 16).

Молекула воды не линейна - уголковая, угол между атомами водорода 104⁰27^/. В молекуле воды имеются две полярные ковалентные связи H-O. В молекуле имеются четыре полюса зарядов: два – положительные и два отрицательные. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, т.к. кислород электроотрицательнее водорода. Два отрицательных полюса приходятся на две электронные пары кислорода, таким образом, молекулы воды являются диполем (Сл. 17).

Рассмотрим строение молекулы воды и других водородных соединений ( Сл. 18).

Свойства / Вещества	H₂O	NH₃	HCl	CH₄	H₂S
Относительная молекулярная масс	18	17	36,5	16	34
Температура плавления (⁰С)	0	-77,7	-114,	-182,5	-85,6
Температура кипения (⁰С)	100	-33,4	-85	-161,6	-60,3

Анализируя таблицу, делаем вывод: водородные соединения, имеющие большие и меньшие значения молекулярной массы, чем у воды, кипят и плавятся при гораздо более низкой температурах по сравнению с водой. Это доказывает наличие между молекулами воды более прочных, чем межмолекулярные связи.

Они называются водородными – связь, возникающая между атомом водорода и атомом кислорода соседних молекул. Эти связи удерживают молекулы вместе, образуя ассоциаты, достаточно прочно, поэтому процесс испарения затруднён (требуется сильное нагревание 100⁰С) (Сл. 19). Эти связи в 15-20 раз слабее, чем обычные химические связи, но достаточно сильные чтобы сделать воду жидкой при комнатной температуре. Водородные связи ответственны за высокое поверхностное натяжение воды, высокую удельную теплоемкость и теплоту испарения воды.

Форма молекулы и водородные связи означают, что лед имеет очень открытую шестиугольную кристаллическую структуру, которую можно прекрасно продемонстрировать огромным разнообразием снежинок, т.е. внешняя форма снежинок выражает внутреннее строение льда (Сл. 20). Замерзая, вода расширяется на 9% по отношению к прежнему объёму. Поэтому лёд всегда легче воды (опыт со льдом), следовательно, он плавает. Это имеет важное значение. Реки и озёра затянутые льдом остывают медленно, и до дна не промерзают даже за долгую зиму. Всё это даёт возможность растениям и живым организмам благополучно перезимовывать. При этом не надо забывать, что лёд имеет большую удельную теплоту плавления (в 13,5 раз больше, чем у свинца), поэтому вода при замерзании выделяет большое количество теплоты, которая передаётся окружающей среде (часто в морозные дни можно видеть птиц на льду), при таянии, наоборот, теплота поглощается из вне, поэтому, когда вскрываются реки, идёт похолодание.

Разгадываем слова: 5 по горизонтали: Самый холодный материк (Антарктида);

12 по вертикали: мельчайший кристаллик воды (снежинка).

Ещё одна особенность воды – высокая сила поверхностного натяжения у воды обуславливает способность воды подниматься по тонким капиллярам (что очень важно и для водного баланса почвы, и для транспорта по сосудам растений), а также возможность использования поверхностной пленки воды для передвижения. Некоторые животные могут, передвигаются по поверхности пленки (например, водомерка) и прикрепляться к поверхностной пленке в воде (личинки некоторых мух). (Опыты: капиллярные явления; стакан с монетами; игла на поверхности воды) (Сл. 21).

Еще одно важное свойство воды – это ее высокая теплоемкость (Сл. 22)(энергия, которую необходимо сообщить телу для повышения его температуры на данную величину). Это означает, что необходимо много энергии для нагрева воды (почти в десять раз больше, чем для такой же массы железа), и она должна много энергии потерять, чтобы остыть. Таким образом, большое количество воды на нашей планете поддерживает температуру Земли стабильной, а морским обитателям никогда не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.

Последнее время утверждают, что вода имеет память (Сл. 23 и фрагмент фильма).

IV. Вода с точки зрения химии.

Необычные свойства воды объясняются её строением (Сл.24).

«Вода – простое и неделимое», - считали еще в древние времена. Первым, кто опроверг представления о воде как о простом веществе, был Антуан Лавуазье. 24 июня 1783г. Лавуазье с Пьером Лапласом синтезировал воду из кислорода и водорода. Так стало известно, что весовой состав воды выражается следующими числами: 11,11% водорода и 88,89% кислорода. Отсюда простейшая формула воды будет H₂O (Сл. 25).

В силу высокой полярности молекул, вода является растворителем других полярных и ионных соединений.

Как делятся вещества по растворимости в воде?
Что такое раствор?
Какие процессы протекают при растворении?
Что такое электролиты?
Каким процессом сопровождается растворение?

Химические свойства воды определяются её составом и строением (демонстрация опытов)

1. Реакции разложения (Сл. 26) воды происходит под действием электрического тока или очень высокой температуры (2000⁰С): 2H₂O --→ 2H₂ +O₂

Процесс фотосинтеза 6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

2. Реакции соединения (Сл.27) - взаимодействие с оксидами:

а) с кислотными оксидами P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

б) с основными оксидами CaO + H₂O = Ca(OH)₂

3. Реакции замещения (Сл.28) - взаимодействие с металлами:

а) со щелочными и щелочноземельными - самопроизвольно

2Na + 2H₂O =H₂ + 2NaOH; Ca + 2H₂O = H₂ + Ca (OH)₂;

б) менее активные – при нагревании Mg + 2H₂O = H₂ + Mg(OH)₂

в) Железо реагирует с парами воды при нагревании до 600⁰С

2Fe + 3H₂O = 3H₂ +Fe₂O₃

4. Реакции обмена (Сл.29). Обменное взаимодействие веществ с водой, приводящее к их разложению,

называют гидролизом

CaC₂ +2HOH = C₂H₂ + Ca(OH)₂; Al₂S₃ + 6HOH = 2Al(OH)₃ +3H₂S

Реакции гидролиза органических веществ (жиров, белков, углеводов), протекающие в живых организмах,- это основа их жизнедеятельности.

В Московском Кремле с первой половины XVI в. До 30 годов XVIII в. функционировал водопровод со свинцовыми трубами и резервуарами. В этот же период наблюдался высокий уровень детской смертности и наследственных уродств членов царской семьи. Объясните причины этих явлений (Свинец, растворённый в водопроводной воде, способен вызывать отравления, накапливаться в тканях, разрушать половые клетки).

V. Вода для нас.

Потребление воды с каждым годом возрастает (Сл.30).

Для чего нужна вода? (на питьё человеку требуется около 2-х л. воды в сутки, а на другие нужды от 500-800л. на человека). Кроме личных нужд человек тратит пресную воду в промышленных целях. Для производства: 1кг. сахара требуется 440л. воды; 1кг. бумаги -250л.; 1кг стали -150л.; 1кг. синтетического волокна – 4000л. На выращивание урожая: на 1т. зерна – 1540т. воды; 1т. хлопка -10000т.

Мы знаем, что масса пресной воды на Земле едва достигает 2% от общего запаса.

VI. Мы для воды.

Как же мы относимся к воде? Насколько мы её бережём? (фрагмент фильма)
Какими же способами человек загрязняет воду? (Сл.31).
Какие опасные загрязнители воды? (Сл.32)
Какие меры борьбы? (Сл.33)
Водоочистительные станции и их роль? (Сл.34)
Представляет-ли вода опасность для человечества? (фрагмент фильма «катастрофы»).

VII. Вывод урока.

VIII. Подведение итогов (заполнение третьего столбца в таблице ЗХУ).

IX. Проверка кроссворда (Сл.35).

X. Рефлексия.

На заключительном этапе урока предлагаю дать оценку своей работы на уроке («да» «нет»)

Было ли тебе интересно на уроке?______
Сумел ли ты приобрести новые знания и умения на уроке?______
Сумел ли ты применить свои знания?______
Какой отметкой ты бы оценил свою работу на уроке?_____

Литературные и Интернет источники:

ссылка скрыта
Дендебер С.В.; Ключникова О.В. Современные технологии в процессе преподавания химии. М.:

5 за знания, 2008.- (Методическая библиотека).

3. Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.В. Настольная книга учителя. Химия, 9 класс. Методическое пособие. М.: Дрофа 2004г.

4. Мультимедийное приложение к УМК «Химия. 8класс». Электронное учебное издание «Физикон». Дрофа 2006г.

Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии. Методическое пособие. М.: Глобус 2007г.
Прищепа Т.А. Качество мышления – основной ресурс успешности. Методическое пособие. Институт средств и методов обучения, 2004.

Blog

Королёва Лариса Владимировна. Интегрированные предметы: (биология, география, физика, химия, экология). Интегрированный урок

Содержание