Концепция Применение компьютерных технологий при проведении химического эксперимента и внедрении контрольно-корректирующего обучения. Скляровой

Вид материала

Документы

Содержание Работа с графиками. Работа с диаграммами. Практические работы. В пробирках под номерами 1-4 даны растворы, содержащие ионы Fe

Подобный материал:

• Методика подготовки к егэ и применение информационно-компьютерных технологий. Учитель, 513.25kb.
• «Применение Интернет-технологий в работе органов по сертификации и контрольно-аналитических, 59.08kb.
• При проведении лекций по программированию, 30.95kb.
• «Применение компьютерных технологий в современном сравнительном переводоведении», 193.71kb.
• Применение компьютерных технологий на уроках биологии Слюсарь, 60.39kb.
• Литература для подготовки к зачету по курсу «Математические методы в психологии», 6.38kb.
• Уроках математики с использованием компьютерных технологий при обобщении материала, 120.59kb.
• Статья 2 Федерального закона от 22. 05. 2003 n 54-фз "О применении контрольно-кассовой, 53.23kb.
• Ема самообразования над которой я работаю, уже третий год это Применение информационных, 84.2kb.
• Отчет о результатах эксперимента это документ, который содержит систематизированные, 38.43kb.

Работа с графиками.

С помощью графиков учитель может легко составлять прямые различные и обратные задачи. Их учащиеся могут решать устно, и поэтому легко проконтролировать мышление ученика, понять насколько глубоко усвоен пройденный материал. Кроме того, графическое решение химических задач важно и для межпредметных связей химии и математики, оно обеспечивает лучшее понимание пройденного.

Задача 1.Сколько граммов соляной кислоты необходимо для нейтрализации 20 г гидроксида натрия?

Запишем сначала уравнение реакции (в тетради):

HCl + NaOH = NaCl + H₂O

36,5 40

Видно, что для нейтрализации 36,5 г HCl необходимо израсходовать 40 г NaOH. Это обстоятельство используем для построения графика.

График строем с помощью компьютера. На оси абсцисс отложим количество граммов HCl, а на оси ординат – количество граммов NaOH. Проведем перпендикуляр к оси абсцисс из точки, соответствующей 36,5 г HCl, и к оси ординат из точки, соответствующей 40 г NaOH. Точку пересечения этих перпендикуляров (к)

График

Соединим прямой линией с началом координат (о). Полученная прямая будет тем графиком, который позволяет определить количества NaOH и HCl, вступающие в реакцию. Можно найти, например, что с 20 г NaOH прореагирует около 18,5 г HCl, с NaOH-около 27,5 г HCl, с 50 г NaOH-около 45,5 г HCl и т.д.

Задача2.Сколько граммов метана надо сжечь, чтобы получить 40, 90, 180 ккал, если полное сгорание 1 г метана даёт 12 ккал? Отложим на оси ординат массу метана, а на оси абсцисс – количество выделяющейся теплоты в килокалориях. Строить график по точке, соответствующей 1гр.

График

Метана и 12 ккал, не совсем удобно, так как она лежит слишком близко к началу координат, поэтому можно допустить весьма большую ошибку в наклоне графика, проводя прямую через эту точку. Для построения графика лучше поступать следующим образом. Примем во внимание, что сжигание 10 г метана, очевидно, даст 120 ккал. Отложим эту точку (к) и, проведя соответствующую прямую, получим искомый график. По графику можно легко найти, что для получения 40 ккал следует сжечь около 3,3 гр. метана, 90 ккал 7,6 гр. и т.д.

Работа с диаграммами.

С помощью столбчатой диаграммы можно обеспечить лучшее понимание учащимися таких тем, как «Скорость реакции. Факторы, влияющие на изменение скорости реакции», «Химическое равновесие. Условия его смещения». (См. приложение на диске. Работа «Химическое равновесие».)

Рассматривая влияния изменения давления на систему, находящуюся в состоянии равновесия, учитель, нажатием клавиши на клавиатуре компьютера, подаёт команду на повышение давления в системе. Учащиеся наблюдают на экране монитора динамику построения гистограммы в процессе установления равновесия при каждом последующем повышении давления. Анализируя данную гистограмму, учащиеся приходят к выводу, что с увеличением давления молярная доля аммиака (X(NH₃)) увеличивается, а водорода (X(H₂)) и азота (X(N₂)) уменьшается, т. е. равновесие смещается в сторону синтеза аммиака.

Это же объяснение можно проиллюстрировать на экране монитора с помощью мультфильма. Предположим, что синтез аммиака протекает в сосуде с поршнем. Чтобы повысить давление в системе, нужно опустить поршень вниз и тем самым уменьшить объем. После этого система самопроизвольно будет стремиться к восстановлению состояния равновесия уже в меньшем объёме, что достигается в результате смещения равновесия в сторону синтеза аммиака, когда из 4 моль смеси азота и водорода образуется 2 моль аммиака. Таким образом, уменьшение объёма в результате смещения равновесия снижает давление, т. е. ослабляет внешнее воздействие.

Так же можно рассмотреть и влияние изменения температуры. Аналогично предыдущему случаю после команды учителя с клавиатуры компьютера на повышение температуры учащиеся наблюдают на экране монитора динамику построения гистограммы в процессе установления равновесия при каждом последующем повышении температуры. Молярная доля аммиака уменьшается, а водорода и азота – увеличивается, т.е. равновесие смещается в сторону разложения аммиака.

Следует обратить внимание учеников на то, что реакция синтеза аммиака является экзотермической, т. е. сопровождается выделением теплоты. Таким образом, по аналогии с предыдущем случаем для самопроизвольного восстановления равновесия в системе с повышением температуры должна протекать эндотермическая реакция, рои которой этот избыток теплоты компенсируется, т. е. поглощается в ходе реакции разложения аммиака. Это наглядно можно показать с помощью мультфильма. Учащиеся снова приходят к выводу, что при внешнем воздействии в равновесной системе будет протекать такой процесс, который ослабляет это воздействие.

Лекции.

При проведении уроков-лекций с помощью компьютера через проектор можно показать:

• Нужный видеофрагмент;
  
• Моделированную промышленную установку;
  
• Моделированный сложный химический эксперимент;
  
• Презентации;
  
• Опорные схемы;
  
• Таблицы;
  
• Процесс образования молекул веществ в пространстве и т. д.
  

Практические работы.

При самостоятельной подготовке к химическому практикуму или при повторении той части эксперимента, которая не удалась, можно использовать моделирование химического эксперимента. (См. приложение на диске. Работа «Электролитическая диссоциация»).

В качестве примера можно рассмотреть задачу качественного анализа.

В пробирках под номерами 1-4 даны растворы, содержащие ионы Fe²⁺, Cu²⁺, Ca²⁺, Cl^-, J^-, SO₄^2-. С помощью химических реактивов определите, какое вещество находится в каждой из пробирок.

На мониторе компьютера появляются пробирки под номерами 1-4 и ниже ряд кнопок с формулами используемых реактивов. Программа построена таким образом, что ученик может использовать любой ход определения. Например, если ученик начал с реактива NaOH (кнопка NaOH), то пробирка №1 окрасится в зеленый цвет, №2 – изменений не произойдет, №3 – в синий цвет, №4 – в синий цвет. Таким образом, сразу определены катионы по цвету осадков: №1 – ионы Fe²⁺

(Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂ )

зелёный

№2 – ионы Ca²⁺

(Ca²⁺ + 2OH^- = Ca(OH)₂)

видимых

изменений нет

№3, 4 – ионы Cu²⁺

(Cu²⁺ + 2OH = Cu(OH)₂)

синий

Для дальнейшего решения задачи учащийся может выбрать реактив AgNO₃ (a) или BaCl₂ (б). Если был выбран реактив AgNO₃ ,то в пробирках №1,3,4 появится белый цвет, что соответствует наличию ионов Cl^- или SO₄^2-

(Ag⁺ + Cl^- = AgCl

белый

2Ag + SO₄^{2 -}= Ag₂SO₄)

белый

Пробирка №2 окрасится в жёлтый цвет, что говорит о наличии ионов J^-.

(Ag⁺ + J^- = AgJ)

желтый

Вывод: в пробирке №2 находится иодид кальция CaJ₂.

Если для второго этапа был выбран реактив BaCl₂ (б), то в пробирках №1,2,4 заметных изменений не произойдет. Значит, там находятся ионы Cl^- и J^-

(Ba²⁺ + 2Cl^- = BaCl₂

(Ba²⁺ + 2J^- = BaJ₂ )

В пробирке №2 наблюдается белое окрашивание, что свидетельствует о наличии сульфат-ионов

(Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄)

Вывод: в пробирке №3 находится сульфат меди (II) CuSO₄

В зависимости от выбора на втором этапе (а) или (б), на третьем этапе по пути (а) остаются неопределёнными анионы в пробирках №1,3,4 и кнопка с реактивом BaCl₂. При нажатии данной кнопки в пробирках №1 и 4 видимых изменений не наблюдается, следовательно, из предположительных ионов Cl^- и SO₄^2-, нужно выбрать Cl^-.

(Ba²⁺ + 2Cl^- = BaCl₂)

Вывод: в пробирке №1 находится хлорид железа (II) FeCl₂, а в пробирке №4 – хлорид меди (II) CuCl₂.

При добавлении хлорида бария, в пробирке №3 произошло выпадение белого осадка. Это говорит о наличии сульфат-ионов.

(Ba²⁺ + SO₄ = BaSO₄)

белый

Вывод: в пробирке №3 находится сульфат меди (II) СuSO₄.

Если на втором этапе был выбран путь (б), то на третьем этапе осаются неопределёнными анионы в пробирках №1,2,4 и кнопка с реактивом AgNO₃. При нажатии данной кнопки, т. е. добавлении данного реактива, в пробирках №1 и 4 образуется белый осадок, что свидетельствует о наличии хлорид-ионов.

(Ag⁺ + Cl^- = AgCl)

белый

Вывод: в пробирке №1 находится хлорид железа (II) FeCl₂, №4 – хлорид меди (II) CuCl₂.

При добавлении нитрата серебра в пробирку №2, происходит выпадение жёлтого осадка. Значит, в данной пробирке находится иодид-ионы.

(Ag⁺ + J^- = AgJ)

желтый

Вывод: в пробирке №2 находится иодид кальция CaJ₂.

Подобным образом ученик может решить данную качественную задачу, начиная с любого реактива. Он может пользоваться при этом таблицей определения катионов и анионов или в зависимости от требований учителя, иметь определённый запас знаний по качественному определению ионов.