Методическая разработка урока по химии в 9 классе по теме Коррозия металлов
Коррозия металлов
Класс:
9 класс
Предмет:
Химия
Цель урока:
обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания понятия о коррозии металлов; продолжить формирование информационной, проблемной компетентностей.
Тип урока:
Урок изучения и первичного закрепления новых знаний
Краткое описание:
Урок с использованием технологии метода проектов; критического мышления; и формирования информационной компетентности (извлечение первичной информации) и проблемной компетенции (целеполагание и планирование деятельности)
Цель урока: обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания понятия о коррозии металлов; продолжить формирование информационной, проблемной компетентностей.
Задачи урока:
1. Сформировать основные понятия: коррозия металлов, виды коррозии.
2. Дать представление о сущности коррозионных процессов и способах защиты от коррозии.
3. Привести учащихся к умению создавать проблемные ситуации и видеть пути их решения.
4. Обучать аргументированно защищать свою точку зрения.
5. Развитие коммуникативных способностей.
6. Формирование информационной и проблемной компетентности.
Ход урока
I. Организационный момент (2 мин):
1 стадия «Вызов»
Мотивация к учебной деятельности (2 мин)
Прием «Кот в мешке»
- Эйфелева башня неизлечимо больна, диагноз – тема нашего урока, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: Её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.
- в 1964 г. рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии, причиной стал этот процесс.
-Из-за этого процесса повреждаются нефтепроводы, в реки и на грунт выливается нефть.
-в переводе с латинского это понятие звучит как «разъедание»
-это злейший враг металлургии, до 20% производимого железа за год «теряется»,
виной процесс-……
Тема урока: коррозия металлов
Что будет являться целью нашего урока? (познакомиться с понятием коррозии, ее значением и способами защиты)
Эпиграфом к нашему уроку выбрано высказывание академика Несмеянова “Знать – значит победить.” Человек проникает во все окружающие его тайны природы, процессов, протекающих вокруг, чтобы использовать полученные знания для блага людей.
Этап Изучения нового материала
Класс делится на группы.
Теоретическая(определение, значение -учебник)
Историческая(история знакомства человека с коррозией - интернет)
Научная(виды коррозии – учебник или статья)
Экспериментальная (реакции и модели – карточка)
Лаборатория(опыт)
Практическая (защита от коррозии – учебник)
По ходу выступления одноклассников вы будете заполнять рабочие листы по теме. Они лежат у вас на столе. В конце урока все работы будут сданы. С учетом работы в группах и заполнения листов вы получите оценки за урок.
Коррозия металлов ФИ_______________________________________
Определение Значение
а) для человека
б)для природы История (с именами каких ученых связано изучение) Виды коррозии по процессам 1.
2.
Суммарное уравнение коррозии
ОВР Fe +
Способы защиты 1.
2.
3.
4.
Синквейн Коррозия
2 прилаг.
3 глагола
Фраза
Существ.
Карта инструкция
Группа Теоретическая
Найдите в тексте учебника определение коррозии и ее значении для человека и природы. Составьте сообщение для одноклассников.
Карта инструкция
Группа Историческая
Найдите информацию об истории знакомства человека с коррозией на сайтах интернет. С именами каких ученых связано изучение этого процесса. Составьте сообщение для одноклассников.
Ссылки
festival.1september.ru Изучение процесса коррозии железа
ru.wikipedia.orgvseslova.com.uaКарта инструкция
Группа Научная
Найдите в тексте статьи и учебника информацию о видах коррозии.
Составьте сообщение для одноклассников.
Карта инструкция
Группа Экспериментальная
Найдите в тексте статьи и учебника информацию о химической реакции, лежащей в основе процесса коррозии железа, рассмотрите ее как ОВР, составьте масштабную модель вещества, образующегося в результате.
Составьте сообщение для одноклассников.
Карта инструкция
Группа Лаборатория
В пронумерованных химических стаканах находятся железные гвозди в разных условиях:
* в растворе хлорида натрия;
* в воде;
* в контакте с цинком в растворе хлорида натрия;
*с прикрепленной медной проволокой в растворе хлорида натрия.
Определите, в каких стаканах находятся образцы. Ответ мотивируйте. Составьте сообщение для одноклассников.
Карта инструкция
Группа Практическая
Используя материал учебника или статьи, предложите способы защиты от коррозии. Составьте сообщение для одноклассников.
Статья: Коррозия металлов
Коррозия - это давний и относительный враг большинства металлов, применяемых в технике и быту.
Коррозия - от латинского corrodere - разъедать. Ежегодно из-за коррозии теряется около четверти всего произведенного в мире железа. Однако не только потеря металлов, но и порча изготовленных из них изделий. Затраты на замену деталей судов, автомобилей, аппаратуры химического производства во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены. Около 20% железа, производимого ежегодно, идет на замену железных изделий, пришедших в негодность из-за ржавления. За коррозией следует эрозия - разрушение металлических изделий в результате механических воздействий, после чего металл уже непригоден.
Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Кроме чисто экономической значимости коррозии, актуальным является и экологическая подоплека этого процесса. Коррозия вызывает серьезные экологические последствия. Утечки газа, нефти и других опасных химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно влияет на здоровье и жизнь людей.
Скорость коррозии измеряют в граммах разрушенного металла за I ч с 1 м2 металлической поверхности. Если эта величина меньше 0,1 г/м2 ч, металл -коррозионностойкий, если от 3 до 10 г/м2, - малостойким, больше 10 г -нестойкие.
Различают несколько видов коррозии: По виду коррозионной среды. - Газовая (в газах при высоких температурах, при отсутствии влаги)- Атмосферная (кислород, углекислый газ, сернистый газ, вода и др.)- Жидкостная (морская, речная, водопроводная вода)- Почвенная (вода, соли, имеющиеся в почве газы)- Блуждающими токами (разрушаются металлоконструкции, находящиеся в зоне блуждающего тока, характерен в местах, где проложены рельсы для электропоездов).По характеру разрушений. -Сплошная( по всей поверхности металла): равномерная, неравномерная.- Местная коррозия (разрушаются участки поверхности металла): язвенная, точечная, пятнами.
- По процессам: химическая, электрохимическая. Химическая (или газовая) коррозия– это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды. При химической коррозии происходит взаимодействие металла с газами, находящимися в составе среды. Чаще всего это кислород. Металл окисляется, и на его поверхности образуются различные соединения: 4Fe + 3O2 —>2Fe2O3 , 2Fe + 3O2 + 3SO2 —>Fe2(SO4)3 , 2Zn+ O2 —>2ZnOОднако наибольший вред приносит электрохимическая коррозия.Электрохимическая коррозия– это разрушение металлов в среде электролита с возникновением в системе электрического тока. Как правило, металлы и сплавы неоднородны, содержат различные примеси. При их контакте с электролитами одни участки начинают выполнять роль анода, а другие роль катода. В этом случае образуется гальванический элемент. Возникает электрохимический процесс, т.е. наряду с химическими процессами (отдача электронов), протекают и электрические (перенос электронов от одного участка к другому).
Электрохимическая коррозия протекает в присутствии влаги. Ей подвергаются подводные части судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции под водой и в атмосфере.
Люди издавна интересовались вопросами защиты металлов от коррозии. Древнегреческий историк Геродот (V в. до н. э.), древнеримский ученый Плиний Старший (I в. н. э.) упоминают о применении олова для защиты железа от ржавчины.
Средневековые алхимики мечтали о получении нержавеющего железа.
В начале XIX в. один из основателей электрохимии Г. Деви и его ученик М. Фарадей изучают процесс электрохимической коррозии я публикуют работы. С тех пор во многих странах мира было выполнено очень много работ по изучению коррозии различных материалов. Однако научно обоснованной теории электрохимической коррозии не было. Существовала лишь теория, выдвинутая в 1830 г. швейцарским ученым Де ла Ривом, оказавшаяся неверной.
Согласно этой теории, коррозии подвергается материал, и котором есть инородные включения. В 1935 г. отечественный ученый А. И. Шултин объяснял коррозию как индивидуальных металлов, так и сплавов. Он рассмотрел механизм протекания процесса коррозии и факторы, влияющие на его скорость. В том же 1935 г. Я. В. Дурдин обосновал растворение металлов в кислотах без наличия инородных включений в них. Таким образом, отечественные ученые сформулировали теорию электрохимической коррозии металлических материалов.
Большим достижением металлургов в защите от коррозии стало создание коррозионностойкой стали. Снижение содержания углерода нержавеющей стали до 0,1% - один из способов создания материала, стойкого к коррозии. В 1923 г. получили наиболее типичную нержавеющую сталь - хромоникелевую (18% хрома и 8% никеля). Первые тонны нержавеющей стали в нашей стране выплавили в 1924 г. в Златоусте. Сейчас создан широкий ассортимент таких сталей- на железохромоникелевой основе, и особо коррозионностойкие никелевые, легированные молибденом и вольфрамом.
В январе 1986 г. в Брюсселе проходила международная автомобильная выставка, на которой демонстрировали более 1300 автомобилей из трех десятков стран. Всеобщее внимание привлекли машины шведской фирмы "Вольво", которая сумела повысить антикоррозионную стойкость своей продукции и давала покупателям гарантию. Чтобы не возникло сомнений, фирма придумала оригинальную рекламу: на одном из ее стендов был установлен гигантский аквариум с водой, в котором находился автомобильный остов, прошедший антикоррозионную обработку. "Не знаем, как насчет восьми лет, - шутила одна газета - металлическая рыбка"Вольво"не поржавела".
Способы защиты металлов от коррозии:
Отделение металла от агрессивной среды (окраска, смазка, покрытие лаками, эмалями).
Изготовление сплавов, стойких к коррозии.
Защита металлов более активным металлом (например, оцинкованное железо). К доньям кораблей прикрепляют протекторы - слитки металла более активного, чем обшивка для корабля.