«Специфика обучения школьников, проявляющих интерес к химии» ( из опыта работы)

Лебедев Юрий Витальевич, учитель химии Муниципального общеобразовательного учреждения Итомлинской средней общеобразовательной школы
д.Итомля, Ржевского района, Тверской области.

«Специфика обучения школьников,
проявляющих интерес к химии»
( из опыта работы)
План
1.Методические рекомендации к проведению опытов в кабинете химии.
2. Размещение реактивов в лаборатории.
3.Правила хранения реактивов в кабинете химии.
4.Меры по оказанию первой медицинской помощи.
5. Разработки практических занятий кружка для обучающихся 8-9 классов.
6.Методика проведения работ исследовательского характера.
7.Примеры расчётных задач, имеющих практическую направленность.
8. Литература.
1.Методические рекомендации к проведению опытов в кабинете химии.
Главное условие, которое помогает заинтересовать обучающихся предметом химии подкрепление теоретических знаний на практике. Учитель должен использовать все возможности кабинета химии, чтобы выполнить все демонстрационные опыты, лабораторные и практические работы. Правильно поставленный эксперимент и чёткие выводы из него - важное средство формирования научного мировоззрения в процессе усвоения основ химической науки.
Важнейшее требование к любому виду эксперимента - тщательная его подготовка и предварительная проверка. Как бы ни были детальны указания по проведению опыта, предвидеть все подробности невозможно, а неудавшийся опыт может погубить все методические планы учителя. Опыт должен получиться обязательно. Особенно важно проверить опыт, в который учитель вносит свои изменения. Например, если взять для приготовления чёрного пороха нитрат натрия вместо калийной селитры и оставить смесь в плохо закрытой банке порох отсыреет и при демонстрации не загорится. Нитрат натрия вещество гигроскопичное и порох отсыреет.
Осваивая какой-либо новый, не известный ранее опыт, следует выполнять его сначала в возможно малом масштабе, с небольшим количеством веществ.
Перед выполнением практических занятий, которые вызывают у обучающихся интерес к предмету химии обязательно нужно провести несколько теоретических занятий по темам
А)Размещение реактивов в лаборатории
Б)Правила хранения реактивов в кабинете химии.
В)Меры по оказанию первой помощи при отравлениях веществами.
Подробные разработки таких занятий даны в докладе: пункты 2,3,4.
2. Размещение реактивов в лаборатории
1).Рациональное размещение и хранение учебного оборудования- одна из важнейших задач научной организации труда в кабинете химии. Учебное оборудование нужно разместить так, чтобы в нужный момент учебного процесса его можно было быстро найти и использовать на уроке. Наиболее рациональной является следующая система размещения реактивов. На полках сверху вниз и слева направо расставляют неорганические вещества в следующем порядке: металл, затем его оксиды, гидроксиды, соли, далее следующий по возрастанию атомной массы металл и его соединения в том же порядке. Органические вещества располагают по классам после неорганических.
2).Обучающиеся должны знать, что по степени чистоты реактивы делят на несколько групп:
-чистые- содержание основного вещества не ниже 98%
-чистые для анализа, содержание основного вещества не ниже99%
-химически чистые, содержание основного вещества выше 99%
3).Правила хранения реактивов в кабинете химии:
Банки с притёртой пробкой требуются для хранения кристаллического йода, оксида фосфора(5), нитрата меди (очень гигроскопичное вещество), красного фосфора, металлического натрия и калия.
В банках с залитой парафином пробкой следует хранить гидроксиды калия и натрия, оксид и гидроксид кальция, хлорид кальция, карбид кальция, гидроксид бария, хлорид цинка, сульфат двухвалентного железа.
В склянках с резиновой пробкой хранят растворы щелочей, карбонатов натрия и калия. Нельзя использовать такие пробки для склянок с органическими растворителями.
4. Склянки жёлтого стекла нужны для растворов нитрата серебра, иодида калия, перекиси водорода, хлорной воды.
Летучие концентрированные кислоты: соляную и азотную, бром можно хранить в нижней части вытяжного шкафа, но обязательно отдельно от концентрированного раствора аммиака.
Обучающиеся старших классов могут попробовать объяснить причины такого хранения реактивов.
4. Меры по оказанию первой медицинской помощи при работе в кабинете химии:
Аммиак. При отравлении парами аммиака немедленно нужно дать пострадавшему вдыхать пары кипящей воды. Затем даётся внутрь молоко, белок, лимонный сок или уксус.
Бром. При отравлении парами брома дать немедленно пострадавшему умеренно вдыхать пары аммиака или нюхать слабый раствор сероводородной кислоты.
Йод. При отравлении йодной настойкой дать внутрь больному крахмальный клейстер или раствор гипосульфита.
Свинец. При отравлении свинцовыми соединениями дать внутрь раствор сульфата натрия(1:10) или сульфата магния (1:10) в тёплой воде, а также молоко, яичный белок, большие количества активированного угля.
Сероводород. В лёгких случаях- свежий воздух, в тяжёлых- перекись водорода (2:100), холодное обливание.
Сернистый газ. При отравлениях сернистым газом больного вывести на свежий воздух; если отравление тяжёлое- применить искусственное дыхание.
При отравлении кислотами нужно немедленно вызывать врача, так как необходимо промывание желудка. До прихода врача можно дать выпить раствор жжёной магнезии (оксида магния) .Вызывать рвоту противопоказано.
Фенол. Если карболовая кислота попала внутрь, немедленно вызвать врачак больному, так как необходимо промывание желудка. Дать внутрь молоко, яичный белок. При ожоге фенолом рук и лица промыть обожжённое место бромной водой или слабым раствором уксуса. Если карболовая кислота попала в глаза, немедленно промыть их раствором этилового спирта (1,5 г. 96%-ного спирта на 100 г. воды) Вызывать рвоту противопоказано.
Хлор. При отравлении хлором больного вывести на свежий воздух. Давать нюхать смесь слабого раствора аммиака с винным спиртом. Класть холодные компрессы
на грудь и горло.
После того, как обучающиеся будут ознакомлены с правилами проведения химических экспериментов, правилами работы и хранения химических реактивов, первой помощью при несчастных случаях можно провести ряд занятий, которые будут заинтересовывать обучающихся предметом химии.
При отравлении щелочами нужно немедленно промыть желудок 6-10 л. тёплой воды или1% раствором лимонной или уксусной кислоты. Если нет возможности промывания, дают пить обволакивающие средства, 2-3% раствор лимонной или уксусной кислоты. Полоскание и приём растворов гидрокарбоната натрия противопоказано.
5. Разработки практических занятий кружка для обучающихся 8-9 классов
Занятие №1 . Вводное. Хранение реактивов. Подготовка химической посуды к проведению опытов
Обучающиеся должны знать, что успешное проведение опыта зависит от чистоты химической посуды. Особенно чистой должна быть пробирка для проведении реакции серебряного зеркала. На этом занятии можно провести лабораторную работу по мытью пробирок с помощью хромовой смеси (бихромата калия с концентрированной серной кислотой).
Для того, чтобы обучающиеся усвоили правила хранения реактивов, учитель может продемонстрировать опыты взаимодействия концентрированной соляной кислоты с хлоридом аммония, взаимодействие красного фосфора с бертолетовой солью. Обучающимся нравится работа со стеклом, поэтому можно предложить изготовление газоотводных трубок, пипеток из стеклянных трубок.
Занятие №2. Ознакомление обучающихся с различной химической посудой.
Если есть возможность, то можно показать применение этой посуды при проведении опытов. Обучающихся можно познакомить со следующей стеклянной химической посудой:
-бюреткой
-круглодонной колбой Вюрца.
-чашкой Петри.
-кристаллизатором.
-водяным холодильником.
-воронкой Бюхнера.
По результатам занятия можно составить таблицу, имеющую три графы: название посуды, схематический рисунок, выполняемая функция.
Занятие №3.Определение плотности растворов различных веществ с помощью набора ареометров.
Обучающиеся самостоятельно могут приготовить растворы любой соли разной процентной концентрации и измерить их плотность с помощью набора ареометров. На этом занятии можно предложить обучающимся приготовить раствор серной кислоты с плотностью 1,27г/мл, которая используется для заправки аккумуляторов.
Так же можно определить массу данного раствора по его плотности и объёму.
Занятие №4. Виды концентраций: процентная, молярная и нормальная. Приготовление раствора вещества заданной нормальной концентрации.
Перед проведением лабораторной работы обучающихся нужно ознакомить с понятием химического эквивалента и его определением в оксидах, кислотах, основаниях и солях. После объяснения обучающимся можно дать работу по приготовлению 50 мл. 0,25Н раствора хлорида аммония. После приготовления раствора можно предложить обучающимся решить задачу на применение правила: нормальность раствора и его объём обратно пропорциональны друг другу.
Занятие №5. Приготовление чёрного пороха и исследование его свойств.
В начале занятия можно кратко рассказать об истории изготовления взрывчатых веществ. Для того, чтобы обучающиеся усвоили, что вещества вступают в химические реакции в строго определённых отношениях, нужно чтобы они самостоятельно рассчитали в каких массовых соотношениях нужно взять компоненты для приготовления чёрного пороха по уравнению химической реакции
2КNO3 + S + 3C → K2S + N2 +3CO2
Для приготовления смеси взвешиваем на весах 20,2г калийной селитры, 3,2г порошка серы и 3,6г. тёртого угля. Смесь нужно хорошо перемешать в фарфоровой чашке и плотно закрыть в стеклянном стакане. Если порох насыпать в виде горки и поджечь горящей лучиной, он будет очень быстро сгорать, с выделением большого количества энергии и газа.
Занятие №6. Практическая работа по определению выхода продукта реакции от теоретически возможного выхода.
Для этой работы хорошо подходят бихромат аммония и основной карбонат меди. Нужно провести реакции разложения этих веществ и рассчитать выход оксида хрома(3) и оксида меди. Умение решать такие задачи имеет большое практическое значение. Обучающиеся с интересом выполняют такие задания.
Методика проведения работ исследовательского характера.
Так, в Ржевском районе, вода содержит много солей и меняет цвет при хранении. Обучающимся можно предложить исследовать жёсткость воды из разных источников, находящихся в разных деревнях. Такая работа не требует большого количества времени и обучающиеся её охотно выполняют. Методика выполнения работы следующая:
А) Определение временной жёсткости воды из различных источников.
Помещаем в коническую колбу пробу воды из источника объёмом 100 мл. Прибавляем к ней 2-3 капли 0,02%-го раствора метилового оранжевого и титруем пробу 0,1Н раствором соляной кислоты до перехода жёлтой окраски индикатора в устойчивую розовую.
Рассчитываем карбонатную жёсткость по формуле:
Жк = V(соляной кислоты )х С/V(воды), где
V –объём соляной кислоты, затраченной на титрование (в мл.)
С -нормальная концентрация соляной кислоты (в экв./л)
V(воды)- объём воды, взятый для анализа (в мл.)
Б) Определение ионов железа(+3) в воде различных источников.
Качественное (приближённое) определение ионов железа основано на их свойстве давать с ионами роданида (CNS-) в кислой среде интенсивно окрашенный в красный цвет роданид железа. Реакцию нужно проводить в сильно - кислой среде, чтобы препятствовать гидролизу солей железа.
К 10 мл. исследуемой воды нужно прибавить 1-2 капли соляной кислоты и 0,2 мл. (4 капли) 50% раствора роданида калия. Всё перемешиваем и наблюдаем за развитием окраски. Метод чувствителен, погрешность определения-5%. Примерное содержание железа находим по таблице
Окрашивание, видимое при рассматривании пробирки сверху вниз на белом фоне. Примерное содержание ионов железа(+3)мг/л.
Отсутствие Менее 0,005
Едва заметное желтовато-розовое От 0,05 до 0,1
Слабое желтовато-розовое От 0,1 до 0,5
Желтоато-розовое От 0,5 до 1,0
Желтовато-красное От 1,0 до 2,5
Ярко-красное Более 2,5
Для обучающихся является интересной работа по определению содержания витамина «С» в различных фруктах.
Методика определения содержания аскорбиновой кислоты следующая:
Для проведения эксперимента используется точный титриметрический метод. Аскорбиновая кислота определяется окислением йодом. При её окислении йодом протекает следующая реакция;
I2 + C6H8O6 → C6H6O6 + 2 HI
Оборудование:
Фарфоровая ступка с пестиком, бюретка, электронные весы.
Реактивы: 0,125% спиртовой раствор йода, раствор крахмала, слабый раствор соляной кислоты.
Чтобы приготовить спиртовой раствор йода, нужно взять аптечный 5% раствор и разбавить его в 40 раз, при этом получится 0,125% раствор. 1мл. такого раствора соответствует 0, 875 мг. Аскорбиновой кислоты. Чтобы приготовить раствор крахмала, нужно 1 г. крахмала развести в небольшом количестве воды и вылить в стакан кипятка, после этого прокипятить одну минуту. Приготовленный раствор можно хранить в холодильнике не более недели.
Ход выполнения работы следующий:
Взвесить взятый для исследования фрукт.
Вырезать ножом из нержавеющей стали ломтик фрукта. Проба должна быть взята от кожуры до сердцевины.
Взвесить остаток фрукта и вычислить массу пробы.
Тщательно растереть ломтик фрукта в фарфоровой ступке. В ступку предварительно налить несколько мл. раствора соляной кислоты.
Добавить в ступку с растёртым фруктом несколько мл. крахмала.
Титровать смесь раствором йода до появления устойчивого синего окрашивания, которое не исчезает в течение 10-15 секунд.
Рассчитать количество раствора йода, необходимого для титрования целого фрукта по формуле:
99,5 г.х 7,7мл.
Х=____________=111,04мл.
6,9г.
Где 99,5 г. -масса целого мандарина.
6,9 г. масса пробы мандарина.
7,7 мл.- объём раствора йода, израсходованного на титрование.
Рассчитать массу аскорбиновой кислоты в целом фрукте по формуле:
111,04мл. х 0,875мг. Где 0,875 мг. количество аскорбиновой кислоты,
У=____________________ которому соответствует 1 мл. 0,125% раствора
1мл.йода.
Рассчитать (в %) содержание витамина «С» в целом фрукте.
Примеры расчётных задач, имеющих практическую направленность.
А) Суточная потребность организма человека в кальции составляет 1,2г. Содержание кальция в коровьем молоке составляет 120 мг. на 100 г. продукта. Приняв среднюю плотность молока равной 1,03г/мл., рассчитайте, в каком объёме молока содержится суточная доля кальция.
Б) В 1783г. французский физик Ж.Шарль совершил полёт на воздушном шаре, наполненном водородом, получая его взаимодействием железных опилок с серной кислотой. Сколько килограммов железа и кислоты потребовалось ему для получения 500 м3 водорода?
В виду дороговизны кислот в 18 веке Лавуазье предложил получать водород, пропуская пары воды через раскалённую железную трубку. При этом происходила следующая реакция
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2 Если бы Шарль получил 500м3 водорода этим способом, сколько бы железа он затратил и сколько сэкономил?
В) Газовая котельная в сельской школе сжигает в сутки 100 м3 природного газа (СН4). Сколько килограммов углекислого газа выбрасывается в окружающую среду?
Г) Для изготовления «лёгкого» воздушного шарика требуется 5л. водорода. Какую массу цинка потребуется растворить в соляной кислоте для изготовления 10 таких шариков?
Д) Какое из веществ выгоднее всего использовать для получения кислорода: 1моль перманганата калия, 1моль бертолетовой соли, 1 моль перекиси водорода?
Е) Хватит ли 64г. кислорода для сжигания 60 г. серы, 70 г. кальция, 25 г. углерода, 10 г. в
8.Литература
1.Ахмедова Т.И. «Химия».Элективный курс. Илекса. 2006
2.Бочарова С.И. «Занимательные материалы по химии . 8 класс» ИТД
Корифей.Волгоград. 2006.
3.Бочарова С.И. «Предметная неделя химии в школе». ИТД
Корифей. Влогоград.2006.
4.Верховский В.Н., Смирнов А.Д. Техника химического
эксперимента.М.Просвещение.1973.
5.Грабецкий А.А Кабинет химии.М.Просвещение.1983.
6.Журнал «Химия в школе» 2001.№7.
7.Зайцев О.С. «Исследовательский практикум по общей химии»М.1994г.
8.Оригинальная задача: Сборник олимпиадных задач по химии .Тверь:
Издательство «СФК-офис»2014