Учебно-методический комплекс учебного занятия по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» специальность 26 05 02 «Технология продукции общественного питания»

Вид материала

Урок

Содержание Междисциплинарные связи ТСО: персональный компьютер мультимедийный проекторРеактивы и оборудование Структура урока Гомогенный катализ Тема: «Катализ и катализаторы» Кроме того, выделяют два основных вида катализа: гомогенный и гетерогенный.. Примером гомогенного катализа может служить восстановление перманганата калия щавелевой кислотой. Данную реакцию необходимо зафиксировать в таблицу. Опыт фиксируем в таблицу. Избирательность катализаторов мы можем пронаблюдать на следующем примере. Опыт фиксируем в таблицу. Опыт фиксируем в таблицу. АК + В → АВ +К Если теперь оба процесса суммировать, то получим исходное уравнение Применение катализаторов для ускорения реакций в технологических процессах получило очень широкое распространение.

Подобный материал:

• Методические указания «Вопросы к зачету лабораторных работ», 128.49kb.
• Пояснительная записка к учебной дисциплине «Физическая и коллоидная химия», 76.33kb.
• Методические указания и контрольные задания по дисциплине Физическая и коллоидная химия, 320.37kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине Специальность 033100 Физическая культура, 2212.97kb.
• Темы курсовых работ по дисциплине «Технология продукции общественного питания» специальность, 13.29kb.
• Технология продукции и организация общественного питания общая характеристика основной, 124.31kb.
• Методические указания по выполнению самостоятельной работы по дисциплине опд. 05 «Документационное, 122.5kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине специальность 032300. 00 (050101)- химия, 764.83kb.
• Программы Педагогических Университетов Физическая и коллоидная химия (для специальности, 382.61kb.
• Учебно-наглядный комплекс учебного занятия: Физическая карта полушарий, физическая, 41.54kb.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию РФ

НОУ СПО «Марийский кооперативный техникум»


Учебно-методический комплекс учебного занятия по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»

специальность 26 05 02 «Технология продукции общественного питания»


Преподаватель:

Попова Е. А.


Йошкар – Ола


План открытого урока по учебной дисциплине "Физическая и коллоидная химия"


Тема урока: Катализ и катализаторы.

Тип занятия: урок - изучение нового материала.

Вид занятия: урок - путешествие в химическую лабораторию.

Метод проведения: частично - поисковый, информационный, с применением демонстрационных приёмов.


Цели:

дидактическая : акцентировать внимание студентов на важности каталитических процессов в общественном питании; расширить знания студентов о катализе, катализаторах с помощью демонстрационных приёмов; организация образовательного процесса на основе сотрудничества преподавателя и студентов;

воспитательная : воспитывать профессиональный интерес; создать условия для воспитания желания активного участия в образовательном процессе;

развивающая : создать оптимальные условия для развития каждого студента на основе знания его индивидуальных способностей.


Междисциплинарные связи:

-Микробиология и физиология питания

-Биохимия

-Технология продукции общественного питания

-Контроль качества продукции общественного питания


Согласно требованиям к минимуму содержания основной профессиональной образовательной программы по дисциплине "Физическая и коллоидная химия" студенты должны знать: понятие катализ и катализаторы, условия их действия, их роль в различных процессах; уметь: экспериментально определять зависимость скорости химических реакций от различных факторов.


ТСО: персональный компьютер

мультимедийный проектор


Реактивы и оборудование: химические цилиндры, химические колбы, шпатель, спиртовка; перманганат калия, щавелевая кислота, серная кислота, сульфат марганца, аммиак, оксид хрома (III), краситель индиго, пероксид водорода, окись магния, диокись марганца, дихромат калия.


Структура урока

элементы урока	действия преподавателя	действия студентов	время
1. организационный момент	приветствие; проверка готовности студентов и кабинета к уроку	приветствуют; староста докладывает об отсутствующих	2 мин
2. актуализация имеющихся знаний по изучаемой теме	задаёт вопросы в виде беседы	отвечают на вопросы	5 мин
3. постановка темы и целей урока	объявляет тему и цель урока	слушают; записывают тему в тетради	3 мин
4. изучение нового материала	рассказывает, демонстрирует химические опыты по изучаемой теме; по ходу занятия объявляет темы докладов	слушают, заполняют опорный конспект, заполняют таблицы и схемы; по просьбе преподавателя помогают провести опыты; студенты, подготовившие доклады выходят к доске, рассказывают, остальные студенты слушают	45 мин
5. закрепление изученного материала	раздаёт карточки с тестовыми вопросами, таблицами	читают вопросы, отвечают, заполняют таблицу	15 мин
6. домашнее задание	называет автора учебника и страницы, где изложена изученная тема	слушают, записывают домашнее задание	5 мин
7. подведение итогов занятия	подводит итог занятия, указывает на важнейшие моменты для запоминания	слушают	5 мин

Опорный конспект


Тема: "Катализ и катализаторы"


Катализ -


Катализаторы -


Ингибиторы -


К


лассификация катализа








Виды катализа


К



атализ


Свойства катализаторов

1. 
   

2. 
   

3. 
   

Биологические катализаторы ферменты


Теория гомогенного катализа


Значение катализа

• 
  

• 
  

• 
  

• 
  

• 
  

• 
  

• 
  

• 
  

Определить к какому виду катализа относятся

предложенные ниже реакции.

1. Окисление аммиака (газ) в присутствии платина (твёрдая фаза).
   
2. Обесцвечивание перманганата калия (жидкая фаза) в присутствии сульфата марганца (жидкая фаза).
   
3. Разложение пероксида водорода (жидкая фаза) в присутствии двуокиси марганца (твёрдая фаза).
   
4. Каталитическое окисление аммиака (жидкая фаза) кислородом (газ) в присутствии окиси хрома (твёрдая фаза).
   
5. Кислотный гидролиз сахарозы, происходящим при запекании фруктов, варке сиропа, где роль катализатора выполняет роль водорода органических кислот.
   
6. Получение метилового спирта из окиси углерода (газ) в присутствии цинка (твёрдое вещество)
   

Гомогенный катализ	Гетерогенный катализ

Ответьте на предложенные ниже вопросы

1. Вещества, замедляющие скорость химической реакции называются …
   

а. катализаторами

б. аккумуляторами

в. ингибиторами

г. промежуточными соединениями

2. Катализ, при котором катализатор и реагируемые вещества находятся в одной фазе, называется …

а. гомогенным

б. положительным

в. гетерогенным

г. автокатализом

3. Одним из важнейших свойств катализаторов является …

а. выносливость

б. адаптивность

в. избирательность

г. чувствительность

4. Ферменты являются ______________ катализаторами.

а. химическими

б. положительными

в. специфическими

г. биологическими

№	вещества, вступающие в реакцию	катализатор	вид катализа	уравнение химической реакции	вывод по химической реакции

Тема: «Катализ и катализаторы»


Одним из наиболее распространённых в химической практике методов ускорения химических реакций является катализ.


Катализ (от греч. кatalysis – разрушение) – изменение скорости химической реакции при воздействии веществ (катализаторов или ингибиторов), которые участвуют в реакции, но не входят в состав продуктов.

Катализаторы – вещества, повышающие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.

Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.


Катализаторы оказывают различное влияние на скорость химических реакций: одни ускоряют – положительные катализаторы, другие замедляют – отрицательные катализаторы. Примерами положительных катализаторов может служить вода при взаимодействии порошка алюминия с йодом, ферменты в различных биохимических процессах. К отрицательным катализаторам относятся антистарители, антиокислители и т.д. Таким образом, катализ подразделяется на положительный, отрицательный и автокатализ.


К

Автокатализ – катализаторами являются продукты реакции.


лассификация катализа




Положительный – скорость реакции при добавлении катализатора возрастает


Отрицательный - скорость реакции при добавлении катализатора уменьшается




Кроме того, выделяют два основных вида катализа: гомогенный и гетерогенный..

Виды катализа




Гомогенный – катализ, при котором катализатор и реагируемые вещества находятся в одной фазе.


Гетерогенный – катализ, при котором реагируемые вещества и катализатор находятся в разных фазах




Примером гомогенного катализа может служить восстановление перманганата калия щавелевой кислотой.

2 KMnO₄ + 5 H₂C₂O₄ + 3 H₂SO₄ (MnSO₄) → 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 10 CO₂ +

8 H₂O

Демонстрация опыта:

В два химических цилиндра помещаем перманганат калия, щавелевую кислоту, серную кислоту, всё перемешиваем. В один цилиндр помещаем в качестве катализатора сульфат марганца, перемешиваем. Далее сравниваем: обесцвечивание раствора в цилиндре с катализатором произошло быстрее, чем в цилиндре без катализатора.

Данную реакцию необходимо зафиксировать в таблицу.


Примером гетерогенного катализа является каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха в присутствии оксида хрома (III).

4 NH₃ + 5 O₂ (Cr₂O₃) → 4 NO + 6 H₂O

Демонстрация опыта:

В химическую колбу ёмкостью 500 мл помещаем раствор аммиака и закрываем пробкой. На спиртовке нагреваем оксид хрома (III), затем помещаем в колбу с аммиаком. Наблюдаем реакцию «звёздный дождь».

Опыт фиксируем в таблицу.


Катализаторы обладают определёнными свойствами.


Свойства катализаторов:

1. катализаторы не создают процесса, а только изменяют его скорость;
   
2. для обратимых реакций катализаторы не смещают равновесие и не влияют на константу равновесия, а лишь ускоряют процесс достижения равновесного состояния;
   
3. катализаторы обладают избирательностью, т.е. ускоряют только одну из нескольких реакций.
   

Избирательность катализаторов мы можем пронаблюдать на следующем примере.


Избирательность катализаторов.

Индиго + Н₂О₂ (MgO) → V₁

Индиго + Н₂О₂ (Cr₂O₃) → V₂

Индиго + Н₂О₂ (MnO₄) → V₃

Демонстрация опыта:

В три химические колбы помещаем краситель индиго и пероксид водорода. Затем в первую колбу помещаем оксид магния, во вторую – оксид хрома (III), в третью – диокись марганца. Наблюдаем как бурно протекает реакция в третьей колбе. Если поместить в третью колбу тлеющую лучину, она самовозгорится.

Опыт фиксируем в таблицу.


Биологические катализаторы – ферменты.


Студенты рассказывают подготовленные ими доклады.


Сравнение активности неорганических катализаторов и ферментов.

2 Н₂О₂ → 2 H₂O + O₂

Демонстрация опыта:


В две колбы помещаем пероксид водорода, в первую колбу помещаем кусочек мяса, в другую – диокись марганца. Наблюдаем, как бурно протекает реакция во второй колбе по сравнению с первой колбой.

Опыт фиксируем в таблицу.

Теории гомогенного катализа

Существует ряд теорий, объясняющих механизм действия катализаторов. Для понимания механизма гомогенного катализа предложена теория промежуточных соединений.

Сущность этой теории заключается в том, что если медленно протекающую реакцию

А + В → АВ

вести в присутствии катализатора К, то катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя непрочное промежуточное соединение:

А + К → АК

Затем промежуточное соединение АК взаимодействует с другим исходным веществом, при этом катализатор освобождается:

АК + В → АВ +К

Если теперь оба процесса суммировать, то получим исходное уравнение:

А+В → АВ

Каталитическое разложение пероксида водорода в присутствии дихромата калия:

K₂Cr₂O₇ + H₂O₂ → K₂[Cr₂O₇ * H₂O₂] – промежуточное соединение

K₂[Cr₂O₇ * H₂O₂] + H₂O₂ → K₂Cr₂O₇ + 2 H₂O + O₂

Демонстрация опыта:

В химическую колбу помещаем дихромат калия и пероксид водорода. Наблюдаем изменение окраски раствора.

Применение катализаторов для ускорения реакций в технологических процессах получило очень широкое распространение.


Значение катализа

• с помощью катализатора многие полезные ископаемые можно превратить в полезные синтетические материалы;
  

• производство твёрдых жиров, например маргарина, из жидких масел невозможно без катализатора;
  

• переработка твёрдого топлива в жидкое, производство пластических масс, синтетических волокон осуществляется при помощи различных каталитических процессов;
  

• В хлебопечении большое значение имеет фермент амилаза, расщепляющий крахмал, и протеаза, расщепляющий белок. От активности амилазы зависит скорость брожения теста;
  

• в спиртовой и пивоваренной промышленности источником амилазы может быть солод и микробные препараты;
  

• в виноделии и ферментации табака большое значение имеет фермент полифенолоксидаза, от активности которого зависят букет и цвет вина и качество табака;
  

• некоторые ферменты, например пепсин, применяют в медицине
  

Домашнее задание: Липатников В. Е., Казаков К.М. «Физическая и коллоидная химия» стр. 60-64