Фарадей, электричество и химии.

Сабақтьщ гақырыбы: «Фарадей және электрикалық пен химия».
Қорытынды сабақ
Тема урока: «Фарадей, электричество и химия».
Цели урока:
Систематизировать знания учащихся, связанные с работами М. Фарадея, его вкладом в развитие электрохимии, с процессами электролиза и важнейшими областями практического применения электрохимических реакций.
Развивать умения частично - поисковой, творческой и познавательной деятельности.
Воспитывать навыки организационного и умственного труда при работе в группах, стремление к глубокому усвоению знаний.
Тим урока: урок обобщения и систематизации знаний.
Вид урока: Бинарный
Методы урока: индивидуальная, групповая, ролевая игра, сообщение учащихся.
Оснащение урока, ТСО: источник тока, амперметр, соединительные провода, магнит, катушка, прибор Гофмана
Дидактический материал: кроссворд, физико-химическое домино, разноуровневые тесты, закончить фразу.
Химические реактивы: сульфат меди, дистиллированная вода, соляная кислота.
Межпредметные связи: химия (электролиз, диссоциация ионов), физика (электричество, электролиз, электротехника), биология (мышечное чувство), казахский язык.Структура урокаI. Организационная часть
1. Проверка готовности учащихся к уроку.
Сообщение темы, цели, задач урока, организация учебной деятельности.
II Обобщение знаний
Вступительное слово учителя
Великий английский химик и физик Майкл Фарадей - автор многих фундаментальных открытий он был учеником знаменитого ученого первой половины XIX века, блестящего экспериментатора, одного из основателей электрохимии Гемфри Дэви.
. Мини-сценка «Из жизни М. Фарадея».
Б). 1-й ученик (законы электролиза, достижения Фарадея в области электромагнетизма).
Демонстарция опыта: электролиз сульфата меди.
. 2-й ученик (первые теории, объясняющие суть электрических, электрохимических, биоэлекгрических явлений).
Г). 3-й ученик (вклад Л. Гальвани, А. Вольта, Г. Деви, Я. Берцелиуса в развитие электрохимии).
Д), Учитель физики: Трудолюбивый учёный за короткий отрезок времени проделал 300 опытов, изучил продукты электролиза 130 различных веществ. В январе 1834 года в том же королевском обществе он доложил об итогах своей работы по электролизу. Члены общества были поражены работоспособностью и талантом своего коллеги. Ведь совсем недавно мир узнал об открытии индукционного тока. И вот новое открытие - законы электролиза! (Демонстрация опыта: возникновение индукционного тока).
Е). Учитель химии: Фарадей определил значения электрохимических эквивалентов 18 анионов и 36 катионов. Ряд электрохимических терминов, предложенных Фарадеем, прочно вошли в науку: электролиз (греч- разложение электричеством), электрод (путь электричества), катод )путь вверх), ион (идущий), электролит (вещество или раствор, подвергаемое электролизу), анион, катион и многие другие (демонстрация опыта: электролиз воды).
Ж). Учитель физики; Три единицы измерения названы в его честь - Фарада - единица измерения электроемкости: Фарадей - внесистемнаяединица количества электричества (9,65 .10 4 К): число (постоянная) Фарадея - количество электричества, прохождение которого через электролит приводит к выделению одного моля вещества на электродах 2. Вопросный анализ выступлений учащихся с заполнением кроссворда. По вертикали - древнегреческое название янтаря (электрон).
По горизонтали:
Разложение электричеством (электролиз).
Единица измерения заряда (кулон).
Путь электричества (электрод).
Вещество, которое хорошо проводит электрический ток на казахском языке (өгкізгіш).
Направленное движение заряженных частиц (ток).
Единица измерения электроемкости (Фарада).
Проводимость электролитов (ионная).
Положительный электрод (анод).
3.Самоанализ индивидуальных работ по кроссворду с использованием большого кроссворда.
4.4-й ученик (практическое применение электролиза 5. 5-й ученик.
III. Контроль знаний Форма проверки:
коллектмЕНо-закончитъ фразу (устно)
индивидуальная работа-по разноуровневым тестам.
работа в парах (физико-химическое домино).
ІҮ.Подведение итогов урона. Выставление оценок.
Ү.Рефлексия урока
Сиквейн.
зссэ.Д/з: физика - р/з упр 12 (4)
Химия - ответить на вопросы стр 12,
Выступление М. Фарадея.
Я, М. Фарадей, провёл химический анализ известняка, исследовал сплавы железа, изучал влияние различных добавок на качество стали, впервые получил в жидком состоянии хлор, сероводород, диоксиды азота, серы и углерода, открыл бензол и изобутилен, получил сульфокислоты нафталина. Я первым установил состав мономера натурального каучука. Я был одним из пионеров исследования каталических и фотохимических реакций. Проводил ряд работ по улучшению качества оптического стекла.Открыл явление магнитного вращения плоскости поляризации света, сыгравшее большую роль в развитии стереохимии. Результаты моих химических опытов нашли отражение в моей книге «Химические манипуляции»
Несмотря на своё трудное детство я находил возможность много читать. Прочитав раздел «Электричество» Британской энциклопедии, я понял, что многого непознанного таит в себе эта сила и овладение ею принесёт огромную пользу человеку. Популярная книга «Беседы по химии» пробудила у меня интерес к экспериментальной науке. Я открыл для себя ещё одну чудесную науку химию. Я обязательно проникну в её тайны. Результаты многочисленных опытов нашли отражение в моей работе «Экспериментальные исследования по электричеству» и в январе 1833г ч доложил Королевскому обществу о своих исследованиях, которые привели меня к выводу о единой природе всех видов электричества независимо от их происхождения, ибо все они могут производить физиологические, химические, магнитные, световые, механические и др., присущие электричеству действия. Начатую работу я всегда доводил до конца. Работать, заканчивать, публиковать - вот таким был девиз моего научного труда.
Секреты своих успехов я объяснял следующей фразой : очень просто- я всю жизнь учился и работал, работал и учился.
й ученик
Фарадей открыл количественные законы электролиза. Первый из них- о пропорциональности количества выделяемых на электродах веществ от количества электричества. Прошедшего через раствор или расплав электролитов. Второй- о том, что электрохимические эквиваленты элементов прямо пропорциональны их химическим эквивалентам. Учёного постоянно занимали мысли об электричестве- таинственной и неизученной силе, которая возникает при движении проводника в магнитном поле, разлагает вещества, превращает кусок металла в магнит.
Классические исследования в области электромагнетизма по праву позволили считать М.Фарадея создателем учения об электромагнитном поле. В статье «О некоторых новых электромагнитных движениях и о теории магнетизма» он дал научное обоснование процесса превращения электрической энергии в механическую . «Пространство около проводника приобретает особые свойства. Там создаётся электромагнитное поле, а интенсивность этого поля можно охарактеризовать посредством электромагнитных силовых линий»- писал Фарадей. Он впервые установил законы электромагнитной индукции, дал объяснение диа- и парамагнетизму, ввел понятие диэлектрической проницаемости.
й ученикЧеловечество с древнейших времен наблюдало и изучало явления, связанные с электричеством. Обнаружив удивительное свойство янтаря притягивать к себе легкие предметы после трения его о шелковую ткань, древние греки назвали янтарь электроном. С этим словом связано и слово «электричество». Природа и сущность электричества долго оставались неразгаданными. Первые теории, объясняющие суть электрических, биоэлектрических и других явлений, возникли только в XVIII в. Неутомимый политик, талантливый дипломат, изобретатель первого громоотвода, который «отнял молнию у богов и власть у тиранов», Бенджамин Франклин выдвинул предположение об особом материальном носителе электричества. По его мнению «электрическая материя» состоит из малых, легко и свободно проникающих в любую материю частиц. М. В. Ломоносов первым пришел к твердому убеждению о взаимосвязи химических и электрических явлений. «Так как внутреннее строение тел выведывает главным образом химия, - писал он, - то без нее труден, даже невозможен доступ к их глубинам и тем самым к раскрытию истинной причины электричества».
й ученикИтальянский естествоиспытатель Л. Гальвани изучал действие электричества на мышцу животных, а профессор итальянского университета А. Вольта создал источник электрического тока из двух разнородных металлов. Г. Дэви путем электролиза впервые получил щелочные металлы калий и натрий. Электролизом он выделил еще пять новых элементов: барий, кальций, стронций, магний, бор.
Шведский ученый Я. Берцелиус объяснил явление электролиза электрохимическим дуализмом, т. е. различной электрической полярностью, сложного вещества. Идея Берцелиуса о том. что «атомы электричества», позже названные электронами, должны входить в состав химических соединений, имела огромное значение для всей химии. Выяснить природу химических реакций и взаимосвязь химических и электрических явлений удалось благодаря глубокому изучению процессов электролиза, особенно после классических работ М. Фарадея.
й ученикЗаконы электролиза, работа электрического тока, окислительно-восстановительные реакции, происходящие под действием электричества, электрохимические изменения веществ и многие другие физико-химические превращения, значительная часть которых связана с исследованиями и именем Фарадея, легли в основу различных химических и металлургических технологий. Разработка и использование гальванических элементов, гальванопластики и гальваностегии, топливных элементов и аккумуляторов также связаны с практическим применением законов электролиза и электричества.
I Ieriреходящее значение работ Фарадея для жизни цивилизованного человеческого общества четко предвидел известный физик А. Г. Столетов: «Никогда со времен Галилея свет не видел стольких поразительных и разнообразных открытий, вышедших из одной головы, и едва ли скоро увидит другого Фарадея...».
й ученикИзучение связи между электрическими и химическими процессами стало предметом важнейшего раздела физической химии -электрохимии. Она позволяет исследовать поведение молекул под действием электрического тока, а ее электрохимические методы лежат в основе многочисленных промышленных процессов, дающих необходимые человеку продукты. Первым опытом промышленного использования электрохимии был разработанный в 1836 г. Академиком Российской Академии наук Б. С. Якоби способ гальванопластического получения копий с различных рельефных оригиналов. За прошедшее с тех пор время прикладная электрохимия прочно вошла в различные области народного хозяйства. Металлургическая промышленность широко использует электрохимические превращения. Извлечение цветных металлов из руд (медь, цинк, кадмий и др.), электролитическая очистка (рафинирование) выплавленных металлов (серебро, золото, никель, свинец, олово и др.), электроосаждение защитных, декоративных и антифрикционных гальванических покрытий металлов и их сплавов (хромирование, никелирование, золочение, серебрение, меднение и др.), получение алюминия, магния, натрия, тугоплавких и других металлов и сплавов, фтора электролизом расплавленных соединений, производство водорода, кислорода и тяжелой воды электролизом воды, получение хлора, щелочей и других ценных продуктов путем электролиза водных растворов, разработка химических источников электрической энергии - вот далеко не полный перечень отраслей промышленности, где успешно применяются электрохимические реакции.
INCLUDEPICTURE "D:\\WINDOWS\\Temp\\FineReader11.00\\media\\image1.jpeg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\WINDOWS\\Temp\\FineReader11.00\\media\\image1.jpeg" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\WINDOWS\\Temp\\FineReader11.00\\media\\image1.jpeg" \* MERGEFORMATINET
Закончить фразу Положительный электрод называется
Отрицательный электрод называется
Электролизом называется процесс
При разложении воды в установке для электролиза
воды кислород образуется на электроде,а
водород образуется наэлектроде.
Соединение воды состоит из
Разложение воды методом электролиза происходит в установке
Установка для электролиза водного раствора поваренной соли называется
Электролиз используется для получениявпромышленных условиях.
При электролизе поваренной соли образуются
Всякий атом электрически нейтрален, потому что у каждого атома такое же число положительно
заряженныхвядре, как и число
отрицательно заряженныхв электронных
оболочках.
ТестЭлектрический ток в растворах и расплавах электролитов. Вариант А. Какими носителями эл. заряда создаётся эл.ток в растворах или расплавах электролитов.
Только электронами.
Б. Электронами и дырками.
Только ионами.
Г. Электронами и ионами.
Закон Фарадея.
PV=(m/V)RT Б. m= Kit
т= F/a Г. т= pV Электролитическая диссоциация это:
Перемешивание газов, жидкостей твердых тел при непосредственном контакте.
Б. Распад молекул электролитов на ионы.
Тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.
Электролиз это:
Выделение вещества, входящего в состав электролита.
Б. Зависимость силы тока от приложенного напряжения.
Направленное движение заряженных частиц.
Электролитическая диссоциация зависит от:
Температуры раствора.
Б. Концентрации раствора.
Диэлектрической проницаемости.
Г. Напряжённости электрического поля.
Вариант В.В процессе электролиза положительные ионы перенесли на катод за 5 секунд положительный заряд 5 Кл, отрицательные ионы перенесли на анод такой же по модулю отрицательный заряд. Чему равна сила тока в цепи.
0,5 А Б. 1А
2А
Г. Нет правильного ответа.
Вариант С. Через растворы Q1SO4 иСиСБ пропустили одинаковое количество электричества. Сравните массы меди, выделившейся на катоде в обоих случаях.
Ші=ГП2.
Б. mi= 2 m2.
Ш2= 2mi
Г. Среди ответов нет правильного.
Ванна с раствором азотно- кислого серебра подключена к источнику с напряжением 4В. Определить сопротивление раствора в ванне, если заЮс на катоде выделилось 1,118 г серебра. К= 1,118*10‘6кг/Кл.
40*10'3 Ом.
Б. 40 Ом.
40*10‘90м.
Г. 4 Ом.
При электролитическом способе получения алюминия используются ванны, работающие под напряжением 5 В при силе тока 40 кА. Сколько требуется времени для получения 1 т алюминия и каков при этом расход энергии.
К= 0,093*10'6 кг/Кл.
А. 0.25* 106 с, 50*109Вт*с.
Б.0,25с,50Вт*с.
Г.400с,100Вт*с.
Фарада
единица измерения электроёмкости процесс покрытия металлических предметов слоем другого металла посредством электролиза
гальваностегия катод
отрицательный электрод ионная
проводимость электролитов проводник
вещество, которое хорошо проводит электрический ток учёный, установивший законы электролиза
Фарадей раствор соли, кислоты или основания
электролит диссоциация
процесс образования ионов при растворении в воде солей, щелочей, кислот анод
положительный электрод единица измерения электрохимического эквивалента
кг/Кл Физико-химическое доминоЛитература:/. Г. Я. Воронков «Электричество в мире химии»
К. Манолов «Великие химики»
Ю. С. Мусабеков, А. Я. Черняк «Выдающиеся химики мира»
В. А. Орлов «Тесты и задания по физике»
В. А. Буров «Фронтальные лабораторные занятия по физике»
Э. М. Браверманн «Урок физики в современной школе»
Журнал «Физика в школе»
Журнал «Химия в школе»
Газета «Физика»
1.Как изменится масса вещества, выделившегося на катоде, при прохождении электрического тока через раствор электролита при увеличении силы тока в два раза.
Не изменится.
Б. Увеличится в два раза.
Увеличится в четыре раза.
Г. Уменьшится в два раза.
2. Какое минимальное значение количества электричества может быть перенесено электрическим полем через раствор электролита.
1,6*10~'9Кл.
Б. 3,2*10"19 Кл.
Любое сколь угодно малое.
3. Медный анод массой ЗЗг погружен в ванну с водным раствором медногокупороса. Через сколько времени анод полностью растворится, если электролиз
идёт при силе тока 2 А. К= 3,3* 10’7 кг/Кл.
5*104с Б. 5000с
1000с