Презентация по химии на тему Изучение физических свойств воды. Загрязнение воды (8 класс)

Изучение физических свойств воды. Загрязнение воды. Курманова Жазира Камалбековна, учитель химии НИШ ФМН г. Семей04.05.2015 Prezentacii.com Класс: 8 Цель урока: Актуализировать и систематизировать знания учащихся о воде, дополнить их новыми сведениями через систему познавательных заданий, постановку проблемных вопросов, лабораторно-демонстрационного эксперимента; доказать, что вода - одно из важнейших и уникальных веществ на Земле. Prezentacii.com Цели обучения, которым способствует данный урок: понимать, что вода является оксидом водородазнать точку кипения в качестве критерия чистоты и уметь находить точку кипенияпонимать уникальные свойства воды и ее значение для жизнизнать об опасности и причинах загрязнения воды Ожидаемые результаты: – ученик умеет по качественному составу воды на основании химической формулы определить что, вода является оксидом водорода– ученик умеет экспериментальным путем определять точку кипения воды и на основании полученных данных делать вывод о чистоте воды– ученик умеет объяснять на основе эксперимента уникальные свойства воды (текучесть, высокая температура кипения, меньшая плотность в твердом состоянии, чем в жидком), и её значение для жизни– ученик называет причины загрязнения воды и последствия этого Эпиграф к уроку: «Вода… Ты не имеешь ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать – тобой наслаждаешься, не ведая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть сама жизнь. Ты божество, ты совершенство, ты самое большое богатство на свете» Французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери. В.И. Вернадский так писал об этом веществе: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое ее не заключало бы. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено». Chemical terminology На русском языке Қазақ тілінде English Вода Су Water Молекула Молекула Мolecula Межмолекулярные силы Молекулааралық күштер Intermolecular forses Поверхностное натяжение Беттік керілуі Surface tension Водородная связь Сутектік байланыс Hydrogen bond Cтроение атома Атом құрылысы Atomic structure Полярная молекула Полюсті молекула Polar molecule Точка кипения Қайнау нүктесі Boling point Агрегатное соcтояние воды Cудың агрегаттық күйі Aggregate of state is the water Свойства воды Судың қасиеттері Properties of water Диполь Диполь Dipole Теплоемкость Жылу сыйымдылығы Thermal capacity Можно ли экспериментально доказать, что вода является оксидом водорода? Как получить водород в лабораторных условиях? Что может произойти, если поджечь образующийся водород? Демонстрация опыта Получение водорода: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑Получение воды путем сжигания водорода: 2Н2 + О2 → 2H2ОПродуктом реакций горения являются оксиды, значит водород является оксидом водорода. Уникальность воды Обычная вода на самом деле является загадочной жидкостью, поскольку многие ее свойства являются уникальными (аномальными) – не похожими на свойства большинства других жидкостей. В чем же заключается причина уникальности воды?Чтобы найти ответ на данный вопрос рассмотрим физические свойства воды. Физические свойства воды Имеет ли вода вкус и запах? Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается - она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ, вода начинает принимать тот или иной привкус и/или запах. Основными причинами возникновения привкуса и запаха в воде являются:1. Гниющие растения. 2. Грибки и плесень. 3. Железистые и сернистые бактерии. 4. Железо, марганец, медь, цинк. 5. Поваренная соль. 6. Промышленные отходы. 7. Хлорирование воды. Какой цвет у воды? Когда смотришь на различные оттенки воды в природных водоемах, то задаешься вопросом – а какого же цвета вода? В тонком слое вода не имеет цвета. Однако при толщине более двух метров она имеет голубой цвет.Цвет воды зависит от особенностей поглощения и отражения света молекулами воды. Белый свет, например солнечный, можно разложить на составляющие цвета. Их совокупность называется спектром. Спектр белого цвета состоит из цветов радуги. Молекулы воды поглощают цвет в красно-зеленой части спектра. А лучи его синей части отражаются молекулами воды. Поэтому мы воспринимаем цвет воды как голубой.Однако в естественных водоёмах цвет воды может быть очень разнообразным, от темно-синего до желто-зеленого.Разнообразие оттенков зависит от того, какие именно частицы взвешены в воде и какова глубина водоёма. Вода является единственным на планете веществом, которое существует в земных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Электропроводность Совершенно чистая вода плохо проводит электрический ток. По тому, как проводит электрический ток вода, можно судить о ее чистоте: чем ниже электропроводность, тем чище вода. Уникальность воды Итак, почему же лед не тонет в жидкой воде?Замерзая, вода расширяется на 9% по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх, и потому редкий водоем промерзает до дна. Покрывающий его сверху лед —хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Но почему же лед является менее плотным, чем жидкая вода? Вода в твердом состоянии В кристалле льда между молекулами воды остаются пустоты. Объем пустот чуть больше, чем размер отдельной молекулы Н2О. Поэтому лед имеет меньшую плотность (ρ=0,917 г/смі), чем жидкая вода (ρ=0,9982 г/смі) и плавает на поверхности. большинство же других веществ при замерзании увеличивает свою плотность. Уникальность водыПлотность воды Все вещества, когда их нагревают, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Вода тоже сжимается при понижении температуры. Но при +4°С наступает предел. Тут она снова начинает расширяться, хотя температура продолжает понижаться. Поэтому самой плотной и тяжелой вода бывает при +4° С (ρ=1,0 г/смі). Зимой, охладившись до +4° С, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы. Вот почему зимой на дне пруда, озера, реки сравнительно тепло.Это удивительное уникальное свойство воды спасает жизнь всем пресноводным животным. Уникальность водыВязкость воды с ростом температуры быстро уменьшается и при 100° С оказывается в 8 раз меньше, чем при 0° С. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями. Уникальность водыТеплоемкость воды Благодаря высокой теплоемкости вода медленно нагревается, но и медленно остывает. Это позволяет морям и океанам накапливать тепло летом (и днем) и высвобождать его зимой (и ночью), поэтому не происходит резких колебаний температуры воздуха на нашей планете в течение года (и суток). Моря и океаны служат своеобразными аккумуляторами тепла на нашей планете. Уникальность воды Поверхностное натяжение Молекулы жидкости испытывают силы взаимного притяжения.На молекулы внутри жидкости силы притяжения других молекул действуют со всех сторон и поэтому взаимно уравновешивают друг друга. Молекулы же на поверхности жидкости не имеют соседей снаружи, и результирующая сила притяжения направлена внутрь жидкости. В итоге вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. По совокупности этот эффект приводит к формированию так называемой силы поверхностного натяжения, которая действует вдоль поверхности жидкости и приводит к образованию на ней подобия невидимой, тонкой и упругой пленки. Из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое высокое поверхностное натяжение. Вещество Поверхностное натяжение(10−3 Н/м) Глицерин 64,7 Азотная кислота 70 % 59,4 Анилин 42,9 Ацетон 23,7 Бензол 29,0 Вода 72,86 Глицерин 59,4 Нефть 26 Серная кислота 85 % 57,4 Коэффициент поверхностного натяжения обозначается «σ» и измеряется в Дж/м2 или Н/м. Получается 1 Н/м = 1 Дж/м2.Выходит, что коэффициент поверхностного натяжения при постоянной температуре равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности на единицу. Еще σ>0. Поверхностное натяжение Одним из следствий эффекта поверхностного натяжения является то, что для увеличения площади поверхности жидкости — ее растяжения — нужно проделать механическую работу по преодолению сил поверхностного натяжения. Следовательно, если жидкость оставить в покое, она стремится принять форму, при которой площадь ее поверхности окажется минимальной. Такой формой, естественно, является сфера — вот почему дождевые капли в полете принимают почти сферическую форму Клоп-водомерка умело использует силу поверхностного натяжения, удерживающую его на поверхности воды. Он не тонет, поскольку вес клопа меньше силы поверхностного натяжения Пузырь существует благодаря поверхностному натяжению воды, которое делает поведение поверхности похожим на поведение чего-нибудь эластичного. Однако, пузырь, сделанный только из воды, нестабилен и быстро лопается. Для того, чтобы стабилизировать его состояние, в воде растворяют какие-нибудь поверхностно-активные вещества, например, мыло. Зависимость величины поверхностного (σ) напряжения от температуры С увеличением температуры величина поверхностного натяжения уменьшается и равна нулю при критической температуре. Т, єС σ, Н/М 0 0,0756 20 0,0725 50 0,0679 100 0,0588 Критическая температура - это температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром. Загрязнение воды Вода – источник жизни на Земле. Она необходима для жизни всех без исключения живых существ на планете. Человек состоит из воды на 70-80%. В ней протекают все химические процессы в организме. Она принимает участие в усвоении клетками питательных веществ и в их транспортировке по всему организму, регулирует температуру тела, позволяет выводить из организма шлаки. В день человеку нужно от 1,5 до 5 л воды. Чувство жажды приходит, когда мы теряем всего 1% жидкости, при обезвоживании на 10% человек теряет сознание, смерть наступает при потере организмом 12%-15% воды. Без воды человек может прожить максимум 5 дней. Но для нормального функционирования организма нужна вода, не содержащая вредных примесей и механических добавок, т.е. хорошего качества. Почему критерием чистоты воды является ее точка кипения? Наличие растворенных в воде примесей влияет на температуру кипения и замерзания.  Измерение температуры кипения — один из способов определить, есть ли в воде примеси. Если в жидкости растворено летучее вещество, то температура кипения раствора понижается. И наоборот, если в растворе содержится вещество менее летучее, чем растворитель, то температура кипения раствора будет выше, чем у чистой жидкости. Таблица «Зависимость времени закипания и температуры кипения воды от количества примесей в ней». Исследуемая жидкость Дистиллированная вода Водопроводная вода Раствор соли в воде Раствор сахара в воде Раствор соли в воде Раствор сахара в воде Объем жидкости 0,5 л Количество примесей 0 0 30 г. 30 г. 100 г. 100 г. Время закипания 2,01 3,22 3,5 4,01 3,58 4,12 Температура кипения 1000С 1000С 1010С 1020С 102,50С 1030С Из материалов научно-практической конференции учащихся образовательных учреждений Сравнение температуры плавления и кипения воды с другими веществами Рассмотрите график изменения темпера-туры плавления и кипения гидридов 6 группы Как изменяется t пл и t кип гидридов с уменьшением их Мг? Согласно логике этих графиков , вода должна была бы замерзать при -90°С, а она замерзает при 0°С, кипеть при -70°С, а она кипит при 100°С. Как вы думаете, в чем причина того, что вода имеет гораздо более высокую температуру кипения, чем другие гидриды? Уникальность воды У воды очень высокая скрытая теплота плавления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.Если бы у воды не было этого свойства — даже в жару медленно испаряться, многие озера и реки летом быстро бы пересохли до дна и вся жизнь в них погибла.Замерзая, вода тоже отдает много тепла. 1 л воды, превращаясь в лед, может подогреть на 1°С 250 тыс. л воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух. Так в чем же причина уникальности воды? Причина уникальности воды заключается в особой структуре воды, обусловленной водородными связями между ее молекулами, которая изменяется с температурой или давлением.Молекула воды имеет угловую структуру (угол связи равен 104,30).Между молекулами воды образуются водородные связи. Водородной связью называется тип химической связи, который образуется между атомами водорода одной молекулы и атомом более электроотрицательного элемента (O,N,F) другой молекулы. Деление на группы Учащимся раздаются карточки с названиями различных веществ. Такие, как: карбонат магния, хлорид кальция, бензол, этиловый спирт, хлорид натрия, ацетон, диметиловый эфир, хлорид магния, сульфат железа (II), керосин, гидрокарбонат кальция, метиловый спирт.Задание: если выданные вам вещества растворить в воде, как они могут изменить температуру кипения воды.1 группа: температура кипения воды повышается2 группа: температура кипения воды понижается Деление на группы 1 группа: Примеси, которые повышают температуру кипения воды:карбонат магния, хлорид кальция, хлорид натрия, хлорид магния, сульфат железа (II), гидрокарбонат кальция.2 группа: Примеси, которые понижают температуру кипения воды:бензол, этиловый спирт, ацетон, диметиловый эфир, керосин, метиловый спирт. Задание группам Внимательно рассмотрите предложенный вам рисунок и заполните следующую таблицу: Типы источников загрязнений Причина загрязнения Источники загрязнения воды Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Нарушение технологии очистки сточных бытовых вод, аварийные ситуацииНесоответствие систем уборки и удаления мусора современным стандартам (WHO 1992b). Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Нарушение технологии очистки сточных бытовых вод, аварийные ситуацииНесоответствие систем уборки и удаления мусора современным стандартам (WHO 1992b). Нефтепродукты Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Нарушение технологии очистки сточных бытовых вод, аварийные ситуацииНесоответствие систем уборки и удаления мусора современным стандартам (WHO 1992b). Нефтепродукты Нарушение экологических требований на нефтедобывающих предприятиях, аварийные ситуации Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Нарушение технологии очистки сточных бытовых вод, аварийные ситуацииНесоответствие систем уборки и удаления мусора современным стандартам (WHO 1992b). Нефтепродукты Нарушение экологических требований на нефтедобывающих предприятиях, аварийные ситуации Сельскохозяйственные удобрения Основные источники загрязнения воды Типы источников загрязнений Причина загрязнения Органические вещества Отмирание микроорганизмов (фитопланктона), естественный обмен веществ в природе Промышленные стоки Нарушение технологии очистки сточных вод, аварийные ситуации Бытовые стоки Нарушение технологии очистки сточных бытовых вод, аварийные ситуацииНесоответствие систем уборки и удаления мусора современным стандартам (WHO 1992b). Нефтепродукты Нарушение экологических требований на нефтедобывающих предприятиях, аварийные ситуации Сельскохозяйственные удобрения Превышение ежегодной нормы внесения удобрений, использование плохо разлагающихся пестицидов и гербицидов. Рефлексия «Ладонь» 1 2 3 4 5 Рефлексия «Ладонь» Я могу доказать, что вода является оксидом водорода.Я знаю физические свойства воды.Я знаю, какие свойства воды являются уникальными.Я могу объяснить причины уникальности свойств воды.Я понимаю значение свойств воды для существования жизни на Земле. Синквейн Это японское слово, которое означает в буквальном переводе «эмоциональное отношение». Синквейн будет состоять из 5 строк. Одним словом (именем существительным) выразите тему сегодняшнего урокаПодберите к этому слову 2 прилагательныхПодберите к этому слову 3 глаголаСоставьте фразу, в которой будет отражена значимость этого словаПодберите синоним к этому слову. Пример «синквейна», написанного учащимися. Вода.Уникальная, жидкая.Растворяет, увлажняет, питает.Не все то золото, что блестит.Жизнь. Домашнее задание Выполнить тесты.«Тесты по теме "Вода и её свойства. Значение воды"»http://fcior.edu.ru/card/4222/testy-po-teme-voda-i-ee-svoystva-znachenie-vody.html Домашний эксперимент Цель: выяснить , влияет ли наличие примесей в воде на его поверхностное натяжение.Ход работы:Поместите 4 монетки на бумажное полотенце. Используйте пипетки, чтобы добавить капли воды на поверхность монетки. Подсчитайте число капель, пока вода будет удерживаться на поверхности монетки. То же самое проделайте с каплями соленой воды, с примесью спирта и чистым спиртом. Сравните число капель, которые могут удержаться на поверхности монетки. Сделайте вывод о разнице поверхностного натяжения между молекулами чистой воды и с примесями. Использованные источники http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0 ;http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/TEMPERATURA_KIPENIYA.htmlhttp://www.shmoop.com/biomolecules/properties-water.htmlАрабаджи.В.В., «Загадки простой воды», М.: Знание,1973Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире – М.: Педагогика, 1995Синюков В.В. Вода известная и неизвестная. - М.: Знание, 1987г Берегите воду! Спасибо за внимание!