Разработка открытого урока : Жесткость воды и способы ее устранения

ТЕМА «ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕЁ УСТРАНЕНИЯ».
Цель: Закрепить знания о свойствах магния и кальция. Познакомить учащихся с понятиями «жесткость воды», «карбонатная или временная жёсткость», «некарбонатная или постоянная жесткость», а также со способами устранения жесткости воды.
Задачи:
образовательная:
- сформировать представление о составе природных вод;
- отработать навыки составления химических реакций, лежащих в основе устранения жёсткости воды.
развивающая:
- развивать познавательную активность.
воспитательная:
- расширить кругозор учащихся.
Оборудование: таблица «Жёсткость воды. Способы её устранения», пробирки, спиртовка
Реактивы: дистиллированная вода, раствор мыла, вода с крана.
План урока:
Организация начала урока
Этап целепологания.
Актуализация опорных знаний.
Изучение материала урока.
Систематизация полученных знаний.
Подведение итогов урока.
Домашнее задание.
Ход урока:
Организация начала урока. Проверка готовности учащихся к уроку (Чистая доска, наличие мела, присутствие учеников)
Этап целеполагания. (Эмоциональный настрой учащихся, ознакомление с темой и ходом урока).
Актуализация опорных знаний:
Контроль по ранее изученной теме “Магний и кальций, их соединения”.
1. Какие соединения кальция и магния и в каком виде встречаются в природе?
2. Какие соединения кальция используются в технике и в быту?
3. На основе периодической системы и теории строения атомов поясните, какие свойства магния и кальция являются общими и по каким свойствам они отличаются?
4. Какие минералы, содержащие эти элементы вам известны?
Индивидуальные карточки.
Карточка №1.
Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.
Са + О2 
Са CO3 
Карточка №2
Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.
Mg + HCl 
Mg + О2 
Карточка №3
Закончить уравнения реакций. Указать условия их протекания.
Mg(OH)2 + H2SO4 
MgCO3 
Карточка №4.
Напишите уравнения следующих реакций:
Са(ОН)2  CaCO3  Ca(HCO3)2 
Карточка №5.
Напишите уравнения следующих реакций:
Ca(HCO3)2  CaCO3 Са(ОН)2 
Учащийся на доске записывает уравнения соответствующих реакций.
Изучение материала урока:
« Воде дана волшебная власть: стать соком жизни на Земле»
Леонардо да Винчи.
Учитель приглашает к демонстрационному столу одного из учащихся для проведения опыта: Растворение мыльного раствора в дождевой воде и в воде из под крана.
 В дождевой воде мыло пенится хорошо, а в воде из под крана плохо. Формулируется проблемный вопрос: Почему в воде из под крана мыло пенится плохо?  Когда вода может стать причиной неприятных явлений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни очень часто? Что вам известно об этом процессе? (Образование накипи). Почему образуется накипь?
       Кальций и магний не только входят в состав различных соединений. Ионы кальция и магния также содержатся в обыкновенной воде. Повышенное содержание Са2+ и Mg2+ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.
Постановка цели: изучить природу жёсткости воды и способы её устранения.
       Все воды делятся на поверхностные, грунтовые и подземные. Наименьшую степень минерализации имеют поверхностные воды рек, озер, т.к. они образуются при выпадении осадков и сильно разбавляются ими.
      Грунтовые воды (колодцы) протекают по различным поверхностям, образованным осадочными горными породами: песком, глиной, и имеют среднюю степень минерализации
      Наибольшее количество солей содержится в подземных водах (артезианские скважины)
Одно из основных свойств природной воды – ее жесткость. Жесткость воды обусловлена
нахождением в ней ионов кальция, магния, в меньшей степени алюминия, железа, бария и др.
Кроме этого на жесткость воды оказывают влияние и антропогенные факторы. 
      По значению воду различают как очень мягкую – с жесткостью до 1,5;  мягкую – от 1,5 до  4; средней жесткости - от 4 до 8; жесткую - от 8 до12 и очень жесткую - свыше 12 мэкв\л.    Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 мэкв/л..
      Если в воде присутствуют гидрокарбонаты кальция и магния, жесткость называется временной. Сульфаты, хлориды и другие соли обусловливают постоянную некарбонатную жесткость. Эти соли диссоциируют в воде.
       Ионы кальция и магния делают воду жесткой. Для того, чтобы умягчить воду, их надо удалить из раствора и перевести в осадок.
Работа учащихся с учебником. Задание: Пользуясь учебником на стр. 123-124 заполните информационные карточки
Тема: Виды жесткости воды и способы ее устранения Вопросы Ответы
Какие бывают виды жесткости? Как устранить жесткость воды? Каковы основные уравнения химических реакций, характеризующие способы устранения жесткости воды Заслушать ответы учащихся.
Временная жесткость устраняется кипячением воды, во время которого выпадает накипь — осадок мела. В условиях производства кипячение большого количества воды обходится дорого, поэтому для умягчения воды используют известковое молоко.
       Постоянную жесткость устраняют химическими методами:
С помощью соды.
С помощью ионообменных фильтров ионы кальция и магния заменяют на ионы натрия и калия.
Некоторое умягчение воды происходит в бытовых фильтрах для питьевой воды. Отфильтрованная вода дает меньше накипи, что важно при использовании электрочайников.
Полностью очистить воду от солей можно методом перегонки (дистилляции)
Учитель:  А как вы думаете, жесткость воды имеет отрицательное влияние?                  Ответы учащихся заслушать и дополнить следующей информацией:                        
Отложение накипи на поверхности нагревательных элементов холодильников, стиральных машин  и т.д. снижает экономичность их работы.
Известковые отложения в водопроводных трубах затрудняют прохождение воды через них и создание нормального температурного режима в домах становится невозможным.
Избыточная жесткость воды способствует образованию камней в почках, печени, мочевом пузыре человека.
Нерастворимые соли кальция и магния закупоривают поры на коже человека, ухудшая состояние кожи и волос.
Жесткость воды обуславливает быстрый износ тканей, т.к. при стирке нерастворимые соли кальция и магния оседают на волокнах, играя роль абразива.
В жесткой воде при стирке увеличивается расход мыла, т.к. мыло образует с солями
            кальция и магния  нерастворимые соединения.
5. Систематизация полученных знаний.
Полученные знания систематизируют, оформляя таблицу.
Жесткость воды и способы ее устранения
Состав жесткой воды Вид жидкости Способы устранения
 
катионы анионы по составу по способу её устранения Са 2 +Mg 2+ НСО-3 карбонатная временная 1) нагревание 2) добавление извести
Сl -SO42- некарбонатная постоянная 1) добавление соды, 
НСО-3
Сl -SO42- общая 1) добавление соды
2) добавление извести
6. Подведение итогов урока.
Учащиеся отвечают на вопросы учителя.
Чем обусловлена жёсткость воды?
Какие виды жёсткости воды различают?
Присутствием каких соединений обусловлена временная жёсткость?
Присутствием каких соединений обусловлена постоянная жёсткость воды?
Какими способами устраняют временную жёсткость?
Какими способами устраняют постоянную жёсткость?
7. Задание на дом. § 5.5 учебника изучить, решить задачу №6.
Задача.
Для устранения жёсткости воды иногда применяют ортофосфат натрия. На чём основано применение этой соли? Ответ подтвердите, составив соответствующие уравнения реакций.