Поняття про дисперсні системи

План конспект уроку на тему: «Поняття про дисперсні системи»

Мета уроку:

ü сформувати уявлення в учнів про дисперсні системи, колоїдні розчини, ознайомити школярів з класифікацією дисперсних систем, пояснити суть таких понять, як суспензія та емульсія, навчити розрізняти колоїдні розчини та істинні;

ü розвивати спостережливість та вміння аналізувати, логічне й критичне мислення;

ü виховувати любов до предмету, екологічну свідомість учнів.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань та умінь

Форми роботи: розповідь, бесіда, проведення хімічного експерименту

Обладнання для проведення досліду: дистильована вода, розчин білка у воді, 10 %-ий розчин ферум (ІІІ) хлориду FeCl₃, 4 хімічні стакани (2 на 50 мл, 2 на 250 мл), піпетка, сухе пальне, штатив, ліхтарик (або лазерна указка).

Додатково: стакан молока, піна, шоколад, фарба, сік

Базові поняття і терміни: дисперсна система, дисперсна фаза, дисперсійне середовище, колоїдний розчин, золь, емульсія, суспензія.

Хід уроку:

1.     Організаційний момент

Посмішку можна купити, можна продати, але цінність вона має лише тоді, коли її просто дарують. Ото ж поглянули на сусіда, посміхнулись і на цій позитивній ноті, ми розпочинаємо урок.

2.     Мотивація навчальної діяльності

На демонстраційному столі вчителя у стаканчиках знаходиться: молоко, фарба, шоколад, піна, сік

Слово вчителя. Дорогі учні, ви вже мали змогу неодноразово переконатись наскільки велика кількість речовин існує в навколишньому світі та у яких казкових взаємоперетвореннях вони можуть брати участь. Щодня ми стикаємось з чималою кількістю речовин у різних варіантах поєднання одних з одними, проте не завжди нам вдається зрозуміти ці дивовижні комбінації, їх властивості, взаємозв’язки, тощо.

Погляньте на демонстраційний стіл. На перший погляд може здатись, що це далекі, зовсім не пов’язані між собою речі, чи не так?

Насправді всі ці речовини досить близькі з хімічної точки зору суміші, що мають назву… Яку саме, я пропоную вам здогадатися самостійно.

У деяких учнів на столах лежать картки з буквами, я прошу вас вийти до дошки.

Після роздумів учні складають слово РОЗЧИНИ.

Вправа «Асоціативний кущ» Які асоціації у вас виникають, коли ви чуєте слово система?

Для чого взагалі ми повинні вивчати цю тему з хімії?

Взагалі, як ми знаємо людина за життя використовує найбільше розчинів:

- по-перше, для забезпечення себе їжею використовує продукти рослинного й тваринного походження, які росли на основі використання водних розчинів поживних речовин і споживання нижчих організмів вищими (трапляються випадки, коли рослини споживають вищі організми);

- по-друге, для приготування їжі, використання побутових засобів хімії, ліків, парфумерії, харчової промисловості;

-по-третє, для діяльності різних галузей промисловості (наприклад, текстильна промисловість, металообробна, виробництво синтетичних волокон та інші).

Найчастіше ми маємо справу не з чистими речовинами, а з сумішами, або розчинами.

Отже, висновком з усього обговореного є те, що нам дійсно потрібно вивчати дану тему, бо розчини є найважливішими системами на землі. Тож завдання уроку полягає в тому, щоб  дізнатися ще багато чого цікавого та нового про розчини, їх різноманітність та ще багато цікавого.

3.     Оголошення теми та мети уроку

Тема уроку: Поняття про дисперсні системи

Мета уроку: сформувати поняття розчини; сформувати поняття дисперсні системи; сформувати та поглибити знання про дисперсні системи.

4.     Актуалізація опорних знань

Вправа «Мозковий штурм»

-         Які речовини називаються чистими, а які сумішшю? (Чисті речовини – це частинки однієї речовини і характеризуються постійними властивостями та складом. Чиста речовина не містить домішок інших речовин. Суміш – це система до складу якої входять дві або більше хімічних сполук).

-         Чим відрізняються однорідні та неоднорідні суміші? (Однорідні суміші – це суміші у яких компоненти змішані між собою на молекулярному рівні; їх не можливо помітити неозброєним оком, та навіть із використанням оптичних приладів. (чай з цукром, вода і сіль, повітря). Неоднорідні суміші – це суміші в яких одна речовина не розчиняється в іншій. (перець мелений і вода, вода і пісок, борошно і вода)).

-         Дайте визначення поняттю розчини? (Розчини – це однорідні системи двох або кількох компонентів).

-         Наведіть приклади розчинів, які ви застосовуєте у своєму побуті, які речовини ще можна віднести до розчинів?

5.     Виклад нового матеріалу

Класифікація дисперсних систем

Як нам уже відомо, кожен складник суміші ми називаємо компонентом. Ті чи інші компоненти як правило не вступають одне з одним у хімічну взаємодію і не змішуються між собою. Якщо ми маємо справу саме з такою сумішшю, компоненти якої розподілені між собою, то тут доречно говорити про дисперсну систему.

Дисперсна система – це суміш, у якій дрібні частинки одного компонента рівномірно розподілені в об’ємі іншого.

Будь-яка дисперсна система складається з дисперсної фази і дисперсійного середовища. Для того щоб запам’ятати що є що, вам слід оцінити якого компонента є менше, а якого більше. Той, що у меншій кількості – це дисперсна фаза, а той що переважає за кількістю – дисперсійне середовище. Частинки дисперсної фази завжди розподілені між частинками дисперсійного середовища!

Дисперсні системи можуть розрізнятися за агрегатним станом компонентів, тобто дисперсної фази і дисперсійного середовища.

Дисперсійне середовище	Дисперсна фаза	Назва дисперсної системи/Приклад
Газ	Рідина	Аерозоль (туман)
	Тверда речовина	Аерозоль (дим, пил)
Рідина	Газ	Піна (мильна піна)
	Рідина	Емульсія (молоко, лімфа)
	Тверда речовина	Суспензія (кров, мул у ставку)
Тверда речовина	Газ	Тверда піна (пінопласт, пемза, хліб)
	Рідина	Капілярні системи (Зубна паста, ґрунт)
	Тверда речовина	Тверді гетерогенні системи (Шоколад, сплави)

В залежності від розміру частинок дисперсної фази дисперсні системи ділять на такі групи:

Назва	Розмір частинок
Грубодисперсні	Понад 100 нм
Тонкодисперсні (золі)	Від 1 до 100 нм
Істинні розчини	Менше 1 нм

Зазвичай усі дисперсні системи складаються з двох і більше компонентів. Однак існують і цікаві виключення. Як ви гадаєте, чи існує така дисп. с-ма, у якій є лише 1 компонент? На висоті близько 300 км над поверхнею Землі уже відсутнє повітря, але там можна знайти часточки космічного пилу, які завислі у вакуумі, тобто ні в чому. Ось такі цікаві парадокси дарує для нашого обдумування природо. Але давайте спустимося з такої висоти на поверхню нашої планети і подумаємо про такі речі, як «емульсія» і «суспензія». Ми згадували їх при класифікації дисперсних систем і, впевнений, ви зараз зможете навести їх приклади.

Емульсія – дисперсна система, що складається із двох взаємно нерозчинних рідин.

Суспензія – дисперсна система, у якій дисперсною фазою є тверді частинки, що розподілені в об’ємі рідкого дисперсійного середовища.

Пригадайте і скажіть, якщо ми скаламутимо воду у ставку, чи постійно вона залишатиметься каламутною? (Ні, мул з часом осідає) А якщо така емульсія, як молоко, що включає в собі завислі крапельки жиру, тривалий час зберігатиметься у холодильнику, вона залишатиметься без змін? (Ні, на поверхні молока з’являється шар сметани) Тобто ми з вами підійшли до важливого розуміння властивостей емульсій і суспензій – їх нестійкість і руйнування з часом. Саме тому в інструкції до багатьох лікарських препаратів, деяких косметичних засобів, ми можемо побачити напис «збовтати перед застосуванням!». Поміркуйте для чого це потрібно.

Колоїдні розчини

При класифікації дисперсних систем за лінійними розмірами дисперсної фази ми зустрічали такий термін, як «золі». У даного поняття є ще один синонім – колоїд, або колоїдний розчин. Назва походить від грецького «колла» - «клей». Колоїдні розчини – це тонкодисперсні системи, тобто розмір частинок дисперсної фази коливається в межах від 1 нм до 100 нм. Це означає, що частинки у колоїдах є більшими за йони чи молекули в істинних розчинах, проте меншими за частинки у суспензіях. Інколи візуально важко відрізнити істинний розчин від колоїдного, адже наш зір не дає змогу побачити частинки. З цією метою використовують світлові мікроскопи, або інший цікавий метод.

Перед учнями знаходяться два хімічні стакани з розчином кухонної солі в одному, та розчином білка в іншому. Розчини є практично ідентичними на вигляд. Дітям пропонується відгадати у якому стакані р-н солі, а у якому р-н білка. Тоді вчитель починає просвічувати вміст двох стаканів кишеньковим ліхтариком або лазерною указкою. У тому стакані, де містився істинний р-н – ніяких змін не спостерігається. В іншому, з розчином білка, видно світловий конус на шляху проходження світлових променів.

Ви спостерігали появу світлового конуса у колоїдному розчині. Це носить назву ефект (конус) Тіндаля, що був названий в честь його відкривача – британського фізика й інженера Джона Тіндаля. Цей метод дає змогу відрізняти золі від істинних розчинів, адже світлові промені можуть з легкістю оминати дуже маленькі часточки, такі як йони, молекули (менші 1 нм), але розсіюються, потрапляючи на великі перешкоди, як у випадку частинок дисперсної фази у колоїдах. Таке явище ви можете спостерігати у запилених кінотеатрах та темних кімнатах, де світло розсіюється на частинках пилу. Поява конуса Тіндаля дасть вам змогу перевіряти запиленість приміщень де ви знаходитесь.

Практична частина

Учитель пропонує учням допомогти йому виконати хімічний експеримент.

1.     Інструктаж з техніки безпеки

А тепер спробуємо пробуємо провести ще один дослід, згадавши таку тему, як солі.  Перед вами знаходиться 10 %-ий розчин ферум (ІІІ) хлориду. Що буде, якщо розчин цієї солі я додам до звичайної дистильованої води? (зміни не відбудуться)

І справді! Ми спостерігали звичайнісінький процес розбавлення. Питання було безглуздим, може здатись вам. Але пропоную дещо змінити умови експерименту. Що буде якщо ми аналогічно додаватимемо розчин ферум (ІІІ) хлориду вже до киплячої води?

Стакан з дистильованою водою закріплюється у штативі та підпалюється сухе пальне. Прогрівши стакан, вода доводиться до кипіння. У киплячу воду краплями додається жовто-оранжевий розчин ферум (ІІІ) хлориду FeCl₃. Утворюється прозорий розчин насиченого вишневого кольору.

Зовсім інший результат, чи не так?! За допомогою ліхтарика знову спробуємо перевірити наші розчини.

У стакані з ферум (ІІІ) хлоридом нічого не спостерігається, а у іншому – конус Тіндаля.

Виявляється, ми з вами отримали колоїдний розчин! Процес, який відбувався при додаванні FeCl₃, є доволі складним. Але такий метод утворення золів у хімії називають конденсаційним.

Колоїдні розчини є вкрай унікальними і незвичними, проте дуже поширеними. Хімік Жуков називав людину ходячим колоїдом. І справді, цитоплазма наших клітин, як і деякі тканини нашого організму, є золями. Золі, які мають желеподібну структуру, називають гелями. Гель для волосся, холодець, фруктове желе – це колоїдні розчини. Перевірте їх якось при нагоді за допомогою прийому з ліхтариком.

6.     Узагальнення нових знань та вмінь

Учні працюють із хмаринкою тегів, тим самим закріплюють поняття, які розглянули сьогодні на уроці.

7.     Домашнє завдання

Читати параграф, опрацювати конспект, створити ментальну карту до теми «Дисперсні системи», скласти кросворд до теми «Розчини»