Конспект занятия элективного курса по химии на тему Адсорбция в военном деле ( 8-9 класс)

ТЕМА ЗАНЯТИЯ «АДСОРБЦИЯ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ»
Цели:
Задачи:
Обучающие:
зучить явление адсорбции (физическая и химическая);
пронаблюдать и проанализировать явление адсорбции;
найти примеры  практического применения адсорбции в профессиональной деятельности и в жизни.
Развивающие:
продолжить развитие навыков самостоятельной работы (делать выводы, анализировать, сравнивать, наблюдать).
продолжить развитие навыков техники лабораторных работ (фильтрование, взбалтывание);
развивать коммуникативные умения (вступать в контакт, выразить мысль, оказать помощь, сотрудничать).
Воспитывающие:
воспитание активной самостоятельности в учении;
воспитание отношений сотрудничества;
воспитание чувства коллективизма.

Оборудование:
Презентация «Разделение однородных и неоднородных смесей, основанных на явлении сорбции», компьютер, проектор, экран, микроскоп.
Для эксперимента:
Эксперимент №1: газированный напиток (ярко окрашенный – пепси-кола), активированный уголь, колбы – 2 шт. (или пробирка), фильтр, воронка, электроплита (или спиртовка).
Эксперимент № 2: активированный уголь, мерный стакан, раствор уксусной кислоты.
Эксперимент № 3: духи (одеколон), кукурузные палочки, склянки (пробирки или колбы) с крышками – 2 шт.



ХОД УРОКА:
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

ИЗУЧЕНИЕ И ЗАКРЕПЛЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

№ слайда
Действия учителя и учеников

Слайд №1

Название: «Адсорбция в военном деле»
Эпиграф на слайд: “наука есть источник высшего блага человечества в периоды мирного труда, но она и самое грозное оружие защиты и нападения во время войны”.
Н. Д. Зелинский

Слайд №2

Учитель: Когда говорят, что отныне войны будут в значительной мере "химическими", то забывают, что химия уже свыше 700 лет широко использована в военном деле для изготовления пороха и других взрывчатых веществ, а частично применялась еще и того ранее, когда при ее помощи сражающиеся сжигали неприятельские суда и укрепления горючими составами.
Но под "химической войной" обычно подразумевают войну при помощи ядовитых веществ, начало которой было положено немцами весной 1915 года.
Думая так, ошибаются.


Слайд 3

Испанец Овиедо-и-Вальес сообщает о нападении с помощью "перечного газа". При сражении у реки Ориноко в 1532 г. два молодых индейца шли впереди фронта, неся каждый в одной руке сковороду с горящими угольями, а в другой - размолотый перец. Как только ветер казался им благоприятным, они сыпали перец в уголь. Результаты были наглядны, так как пар приводил в беспорядок ряды испанцев, заставляя каждого из них продолжительное время чихать. Момент такой "перечной" атаки изображен на обложке книги.
По сообщению француза Дю-Тертр»а, это средство содействовало изобретению газовой маски.
"Пар перца раздражает слизистые оболочки носа и бронхи так сильно, что может повести к смерти, если не покинуть отравленного пространства или не употребить средства, состоящего в смачивании платка в крепком уксусе и завязывании им носа, чтобы нейтрализовать вредное действие перца".
Однако нынешняя газовая или химическая война ничуть не похожа на "перечную" химию древних. Мощно развитая химическая промышленность - производство азотной, серной и др. кислот и всевозможных газов - дала возможность созданию новых, никогда ранее в природе не сосуществовавших веществ. Однако, создавая новые вещества, которые должны служить во благо, учёные создавали и такие вещества, которые становились угрозой для человечества.

Слайд 4

Вот примеры из истории I мировой войны 1915г., где немцы использовали для победы на французском фронте газовые атаки ядовитыми веществами. Что оставалось делать остальным странам, чтобы сохранить жизнь и здоровье солдат?

Слайд 5

Видео о противогазе
В первую очередь – создать противогаз, что было выполнено успешно Н.Д.Зелинским. Он говорил: «Я изобрёл его не для
нападения, а для защиты молодых жизней от страданий и смертей».


Учитель: Сегодня на занятие я предлагаю изучить явление, положеное в основу работы противогаза. Этот процесс называется адсорбцией.
Если вы даже не слышали о адсорбции то, наблюдали ее неоднократно. Одежда маляра пахнет скипидаром и краской, кондитера – орехом мускатным, шофера – бензином. Причина этого вызвана адсорбцией молекул газов на одежде.

Слайд 6

Учитель комментирует слайд:.
Сорбцией (от латинского «sorbeo» - поглощаю, втягиваю) называют любой процесс поглощения одного вещества другим, независимо от механизма поглощения. В зависимости от механизма сорбции различают адсорбцию, абсорбцию и хемосорбцию.
На слайде:
Сорбция


– любой процесс поглощения одного вещества (сорбтива) другим (сорбентом).



адсорбция
хемосорбция
абсорбция


- поглощение жидкостью или твердым телом веществ из окружающей среды с образованием химических соединений






Слайд №7
«Абсорбция и адсорбция»

На слайде:
Адсорбция
Абсорбция

процесс поглощения газов или жидкостей поверхностью
При абсорбция – поглощение происходит во всем объеме твердых тел
избирательное поглощение компонентов газовой смеси жидким поглотителем
при адсорбции – поглощение вещества поверхностью.


Сегодня более подробно будем рассматривать адсорбцию. Материал, на котором происходит адсорбция называется адсорбентом, адсорбирующееся вещество является адсорбатом. Что в данном примере является адсорбентом (бумага, ткань), а что – адсорбатом (чернилы)?

Слайд №8

Учитель: .
Рассмотрим механизм данного процесса:

Слайд №9
«Адсорбтив и адсорбент»

Учитель:
Адсорбирующееся вещество является адсорбатом, адсорбирующее вещество – адсорбентом.
Очень хороший адсорбент - уголь. Причем не каменный, а древесный, и не просто древесный, а активный (активированный).
Ребята, а что представляет собой древесный уголь?
(Предполагаемый ответ:
Древесный уголь - это микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при разложении древесины без доступа воздуха. Чтобы увеличить поглотительную способность, древесный уголь обрабатывают горячим водяным паром. Обработанный таким способом уголь называют активированным или активным. Применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля, в качестве топлива в кузнечных горнах, используется в металлургии при выплавке особо чистых сортов чугуна, так как не содержит вредных примесей, имеющихся в коксе. Однако больше известно применение древесного угля, основанное на его способности к адсорбции – способности поглощать (адсорбировать) различные вещества.)
Можно продемонстрировать активированный уголь под микроскопом.
На слайде:
Адсорбтив – поглощаемое вещество.
Адсорбент – поглотитель.

Слайд №10

«Эксперимент №1»












Слайд 11










Слайд №12

Учитель:
Давайте выясним и сделаем выводы: какие вещества могут адсорбироваться углем из растворов?
Это наглядно можно видеть на примере красящих веществ
Эксперимент №1. «Адсорбция активированным углем красящих веществ»
При проведении данного эксперимента необходимо вспомнить ТБ

Цель: Изучить возможность адсорбирования углем красящих веществ

1 ряд – красящих веществ напитков
2 ряд – красящих лекарственных веществ
3 ряд – чернил

Оборудование: газированный напиток (в пробирке: ярко окрашенный – пепси-кола), активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.

Ход работы:
1. Наливаем в пробирку 3 мл газированного напитка.
2. Добавляем 2 таблетки активированного угля.
3. Нагреваем на спиртовке так, чтобы раствор не кипел.
4. Отфильтровываем уголь.
5. Объясняем результаты опыта.

Что адсорбировал уголь?
Оборудование: индиго или раствор йода (в пробирке), активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.
Ход работы:
1. В пробирку наливаем раствор йода.
2.. Добавляем 2 таблетки активированного угля.
3. Нагреваем на спиртовке так, чтобы раствор не кипел.
4. Отфильтровываем уголь.
5. Объясняем результаты опыта.
.

Оборудование: раствор брилиантового зеленого (в пробирке), активированный уголь, пробирка – 1 шт., фильтр, воронка, спиртовка.
Ход работы:
Приготовьте бледный раствор чернил любого цвета
налейте в пробирку, но не доверху.
Положите в пробирку таблетку активного угля, лучше растолченного,
закройте пробкой и встряхните как следует.
Раствор посветлеет на глазах. Поменяйте раствор на какой-либо другой, но тоже окрашенный пусть это будет разбавленная гуашь или акварель. Эффект окажется таким же. А если взять просто кусочки древесного угля, то они будут поглощать краситель значительно слабее



Слайд 13

Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов.
Изучим адсорбцию различных пахучих газообразных веществ Возьмите пробирку, с выданным пахучим веществом. Обхватите пробирку ладонями и подержите ее так с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость – тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть.
Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами летучего вещества: не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.
Эксперимент №2. «Способность активированного угля поглощать пахучие вещества»
Цель: изучить адсорбцию пахучих газообразных веществ


1 ряд
2 ряд
3 ряд

Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, раствор уксусной кислоты. Или аммиак.

Ход работы:
1. В мерный стакан налейте 10 мл раствора уксусной кислоты.
2. Поместите в раствор 1 таблетку активированного угля.
3. Опишите ваши наблюдения.

Наблюдение и вывод:
Произошла адсорбция – количество кислоты в растворе уменьшилось, молекулы кислоты концентрируются на поверхности угля.

Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, эфирные масла гвоздики

Ход работы:
капните на дно одну каплю одеколона.
Обхватите пробирку ладонями и подержите её так с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть. Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами вещества; не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.

Оборудование: активированный уголь, мерный стакан, ацетон



Слайд №14

Эксперимент №3. «Адсорбция кукурузными палочками паров пахучих веществ»
Учитель:
Не обязательно брать для этих опытов активный уголь. Есть много других веществ, которые могут служить адсорбентами: туф, сухая размолотая глина, мел, промокательная бумага. Словом, самые разные вещества, но обязательно с развитой поверхностью. В том числе и некоторые пищевые продукты вы, наверное, знаете, как легко хлеб впитывает посторонние запахи. Недаром пшеничный хлеб не советуют держать в одной упаковке с ржаным их запахи смешиваются, и каждый теряет свой особый, только ему присущий аромат.
Очень хороший адсорбент воздушная кукуруза, или кукурузные палочки, столь любимые многими из нас. Конечно, тратить на опыт пакет или даже четверть пакета нет смысла, но несколько штук... Попробуем. Предыдущий опыт с пахучими веществами повторите в присутствии кукурузных палочек.
Давайте узнаем, исчезнет ли запах совершенно. Конечно, после опыта есть палочки уже нельзя.
Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов Возьмите пол-литровую стеклянную банку и капните на дно одну каплю одеколона или любого другого пахучего вещества. Обхватите банку ладонями и подержите ее так с полминуты, чтобы немного нагреть пахучую жидкость – тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть. Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами летучего вещества: не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет то вещество, которое в склянке.
Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете явственно. А теперь положите в склянку немного активного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на несколько минут. Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, поглотились молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку.
Оборудование: духи (одеколон), кукурузные палочки, склянки (пробирки или колбы) с крышками – 2 шт.

Ход работы:
1. В две склянки с крышками капните по капле духов.
2. В одну из склянок положите 4-5 кукурузных палочек.
3. Обе склянки закройте крышками.
4. Склянку, в которой находятся кукурузные палочки, немного потрясите.
5. Откройте обе склянки.
6. Объясните результаты опыта.


Слайд №15

«Открытие»

Учитель:
Честь открытия адсорбции в растворах, положившего начало области новой химии – учению о поверхностных явлениях, принадлежит русскому учёному XVIII в. Т.Е.Ловицу.
Приемник М.В. Ломоносова по кафедре химии Петербургской Академии наук, он дал исчерпывающее описание адсорбционных свойств угля и указал области его возможного применения, в том числе медицине.

На слайде (последовательность появления):
Выдающийся русский химик немецкого происхождения, академик Петербургской Академии наук
Товий Егорович Ловиц
25 апреля 1757 г.  7 декабря 1804 г.
Июнь 1785 года
Учение об адсорбции является большой и важной главой современной физической химии и получило большое практическое применение.

Слайд № 16

Эксперимент № 4 «Адсорбция ионной металлов из растворов»
На основе адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем используют для питья и технических нужд. С помощью угля можно абсорбировать даже ионы металлов из растворов солей.
У вас на столе стоит раствор нитрата свинца.
Ход работы:
Проведем качественную реакцию на ионы серебра: В капельную пластинку капните раствор нитрата серебра.
К нему добавьте раствор иодида калия.
В пробирку налейте мл раствора Pb(NO3)2
Положите таблеток активированного угля.
Закройте пробирку пробкой и тщательно встряхните пробирку в течении 1 мин.
Проведите аналогичную реакцию на ионы свинца: в капельную пластинку капните раствор нитрата серебра. К нему добавьте раствор иодида калия.
Сравните результаты и сделайте вывод.

Слайд №17



Не брать
Демонстрационный опыт «Абсорбция углекислого газа»
Явление адсорбции газов кукурузными палочками можно доказать на примере с углекислым газом.
Вспомните, как можно обнаружить углекислый газ?
Предполагаемый ответ: с помощью известковой воды. Она помутнеет.
Заранее заполним две пробирки углекислым газом.
Из одной пробирки «выльем» углекислый газ в колбу с известковой водой (СО2 тяжелее воздуха, поэтому будет выливаться)
В другую пробирку положите кукурузные палочки и встряхните несколько раз. Далее, как и прежде, проделайте опыт с известковой водой (можно просто «наливать» в нее газ из пробирок он тяжелее воздуха).
Почему такая разница между поведением известковой воды?
Предполагаемый ответ: Жидкость станет мутной только в том стакане, в который «вылили» газ, не обработанный адсорбентом. А из другой пробирки, той, где были кукурузные палочки, диоксида углерода не извлечь: его поглотил адсорбент.

Слайд №18

«Применение»
Учитель:
Адсорбция - очень распространенное явление, широко используется в технике, быту и повседневной жизни. Где мы это используем?.
Задание: Составьте кластер «Применение адсорбции»
На слайде:
в противогазах для очистки воздуха от вредных газов;
для фильтрации аквариумов;
в медицине: лабораторные исследования,
анестезиология и реаниматология, токсикология и др.

Слайд №19

«Применение»
На слайде:
Для анализа сложных смесей
Адсорбционные установки – на предприятиях нефтегазовой, нефтехимической, химической и пищевой промышленности, в металлургии, энергетическом комплексе и в сельском хозяйстве.
Адсорбция является одним из свойств кожи и слизистых оболочек.

Дополнительный материал
Практическое значение адсорбции.
Учитель дополняет ответ учащихся, если это требуется
При помощи различных твердых адсорбентов производится улавливанье ценных паров и газов, осветление растворов в производстве сахара, глюкозы, многих фармацевтических препаратов, нефтепродуктов.
Адсорбцией извлекают малые количества веществ, растворенных в больших объемах жидкости. Этим способом пользуются, например, в технологии получения редких элементов.
Важную роль адсорбционные процессы играют при крашении волокон, при обогащении полезных ископаемых (флотация).
Адсорбция нашла широкие применения в пищевой промышленности. Так, например, в производстве вина из него удаляют излишнее количество ионов Fe3+,Cu2+,Ca2+, которые вызывают помутнение вин.
Таким же методом изменяют солевой состав молока. Удаляя определенное количество солей кальция из коровьего молока, можно так изменить соотношение кальция и казеина, что коровье молоко можно будет применять для питания детей раннего возраста.
Адсорбция широко используется в кулинарной практике, в частности, для осветления мясных и рыбных бульонов. Процесс осветления бульонов основан на том, что белки икры и яиц (при осветлении рыбных бульонов) или специальной «оттяжки» (при осветлении обычных мясных или мясо - костных бульонов) при нагревании свертываются, образуя пористую массу, которая адсорбирует на своей поверхности взвешенные частицы, придающие бульону мутность. Яичным белком осветляют также мутные фруктово-ягодные сиропы для приготовления желе.
На основе адсорбции производят очистку и осветление воды, которую в дальнейшем используют для питья и технических нужд.
Восприятие человеком запаха и вкуса зависит от адсорбции молекул соответствующих веществ в носовой полости и на языке.
В организме человека часто наблюдаются явления избирательной адсорбции токсинов и других веществ различными тканями и клетками. Так, например, токсины возбудителей столбняка, ботулизма и другие поражают прежде всего клетки центральной нервной системы, а токсины возбудителей дизентерии вегетативную нервную систему; при сыпном тифе поражаются преимущественно сосуды кожи, мозга и отчасти сердца и т. д.
Введение в организм даже небольших количеств ядов и токсинов, обладающих высокой адсорбируемостью на активных центрах некоторых ферментов и других биологически активных соединений, часто приводит к их блокаде. Так, введение в организм цианистых соединений вызывает смерть через несколько секунд вследствие блокады железосодержащих дыхательных ферментов.

Слайд 20

Дополнительный материал

Учитель: абсорбцией историки объясняют странную болезнь Ньютона и версию отравления Наполеона.
Странная болезнь Ньютона: незадолго до своего пятидесятилетия, в 1692 году, Ньютон тяжело заболел. Причина болезни осталась неизвестной. Недуг продолжался год. Когда непонятная болезнь прошла, он прожил еще 33 года. Впоследствии группа исследователей проанализировала имеющиеся в их распоряжении волосы великого ученого. Оказалась, что средняя концентрация ртути в них в 15 раз превышала норму. Химический анализ волос и то обстоятельство, что до болезни Ньютон 18 лет работал с ртутью, послужили основанием считать болезнь Ньютона результатом ртутного отравления.
Версия отравления Наполеона: подобному анализу подверглись волосы Наполеона, в которых была обнаружена повышенная концентрация мышьяка, достаточная для отравления. Источником мышьяка, по-видимому, служили обои спальни Наполеона в его доме на острове Святой Елены. По случайно сохранившемуся образцу обоев удалось установить, что они содержали большое количество мышьяка (в виде арсенита мышьяка).
В настоящее время объяснение причины болезни Ньютона и возможность отравления Наполеона следует рассматривать как версии. Безусловной в одном случае является повышенная концентрация в волосах ртути, в другом - мышьяка. Возможно, они проникли во внутренние органы человека, а затем в волосы, но скорее это произошло вследствие адсорбции паров ртути и мышьяка из окружающей среды.
В приведенных примерах, пары ртути и соединений мышьяка будут адсорбатом, а волосы – адсорбентом.
Ни Ньютон, ни Наполеон не подозревали, что их волосы являлись адсорбентом, и ничего не могли сделать для предотвращения адсорбции.

Слайд 21









Слайд 22

Итак, давайте подведем итог нашего занятия.
Что такое абсорбция?
Что такое адсорбент и адсорбтив?
Какие примеры адсорбентов и адсорбтивов вы могли бы привести?
Я благодарю вас за активную работу и доброжелательное отношение на занятие.
В заключении сегодняшнего разговора хотелось бы, чтобы вы продолжили одну из фраз на экране:
Я рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным, заставило вас задумать о
сегодня я узнал
было интересно
было трудно
я выполнял задания
я понял, что
теперь я могу
я почувствовал, что
я приобрел
я научился
у меня получилось
я смог
я попробую
меня удивило
урок дал мне для жизни
мне захотелось
Я рада, что это занятие было для вас полезным, познавательным и подарило вам новые знания и умения.




Литература:
Сорбция - [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Т.Е.Ловиц. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
О.С.Габриелян. Г.А.Шипарева. Химия. 7 класс: рабочая тетрадь к учебному пособию. – М: Дрофа, 2011.

Источники изображений:
Адсорбция. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Заголовок «Адсорбция». [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Абсорбция и адсорбция. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Т.Е.Ловиц. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Аквариум. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Колбы. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Адсорбтив. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Задумался (анимация). [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Духи. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Кукурузные палочки. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Склянки химические с крышками. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Древесные опилки. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Уголь. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Химия. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Опыт адсорбция. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Мерный стакан. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]









13 PAGE \* MERGEFORMAT 141315



Информационно – исследовательское занятие «Адсорбция в военном деле»

2014-2015

Учитель химия
Кулакова И.В.
МБОУ СОШ № 33




-ђЗаголовок 1#ђЗаголовок 2—ђЗаголовок 415