Методическая разработка урока по химии для учащихся 9 класса «Теория электролитической диссоциации»


ШИРЯЕВА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА
учитель химии
МОУ «Лицей №4» города Саратова
Методическая разработка
урока по химии для учащихся 9 класса
Урок – исследование
«Теория электролитической диссоциации»
УРОК-ИССЛЕДОВАНИЕ В 9 КЛАССЕ
«ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ»
Цели урока: формирование у учащихся понятия об электролитах как проводниках II рода,
процессе и механизме электролитической диссоциации веществ.
В процессе урока используется презентация (ссылки на соответствующие слайды указаны
по ходу урока).
Ход урока
Сегодня мы приступаем к изучению темы, из которой вы узнаете о процессе, которому
подвергаются некоторые вещества в растворах.
Из курса 8 класса вам известны 2 основных вида химической связи. Какие? …
Вы знаете, что различный способ связи обуславливает различные их свойства. Различия
соединений с ионной и ковалентной связью проявляется также в особенностях их водных
растворов.
Для выяснения этих особенностей проведем эксперимент. Испытаем на электрическую
проводимость следующие вещества: дистиллированная вода, раствор сахара, раствор
соли, раствор щелочи, раствор соляной кислоты, органический растворитель – ацетон
(слайд 2).
Эксперимент (используем прибор для испытания электропроводности).
Итак, мы видим, что по электропроводности вещества делятся на 2 группы (слайд 3).
Вещества
Электролиты Неэлектролиты
Вещества, растворы которых, а также расплавы
проводят не проводят
электрический ток
Какие вещества относят к электролитам? (Кислоты, основания, соли).
Какие вещества относят к неэлектролитам? (Раствор сахара, большинство
органических веществ, оксиды, газы).
Вещества с каким видом химической связи относят к электролитам?
(С ионной и ковалентной полярной связью) (слайд 4).
Почему водные растворы электролитов проводят ток? Вспомним из курса
физики, что такое электрический ток? (Направленное движение заряженных частиц).
Для прохождения тока необходимы 2 условия:
а) наличие заряженных частиц;
б) возможность свободного перемещения (слайд 5).
Какие заряженные частицы содержатся в растворах электролитов?
Например, раствор хлорида натрия состоит из воды и хлорида натрия. Вода состоит
из молекул, которые электронейтральны. А из чего состоит хлорида натрия? Вспомним
строение кристалла хлорида натрия.
Модель NaCl.
Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки?
Если в составе вещества есть ионы, то не может ли ионный кристалл проводить
ток? Посмотрим фрагмент эксперимента по испытанию электропроводности сухого NaCl
(видео).
Почему сухой электролит не проводит ток?
(Не выполняется 2 условие электропроводности в кристаллах ионы не свободны,
находятся строго в определенных узлах кристаллической решетки).
Остается предположить, что при растворении в воде кристалл соли распадается на
ионы, и они затем могут свободно перемещаться. В неэлектролитах распада на ионы нет.
Т.о. электролитическая диссоциация это распад электролитов на ионы при
растворении в воде или расплавлении. («Диссоциация» распад, разъединение) (слайд
6).
Как происходит диссоциация?
Рассмотрим механизм диссоциации (слайд 7). Главную роль в этом процессе
играют молекулы воды. Чтобы понять это, обратимся к строению молекулы воды (слайд
8).
На первый взгляд, в строении молекулы воды трудно усмотреть что-либо
необычное: атом О, к которому присоединены 2 атома Н. Все атомы лежат в одной
плоскости. Немаловажной деталью является то, что угол между связями составляет 104,5°.
Это определяет многое. Прежде всего приводит к тому, что отрицательный заряд
кислородной части и положительный заряд Н части расположены в разных концах
молекулы, т.е. в целом электронейтральная молекула имеет положительные и
отрицательные полюсы. Такие молекулы называются диполями.
При погружении кристалла в воду молекулы воды притягиваются к ионам,
находящимся на поверхности кристалла: к «+» ионам своими «-» полюсами, и наоборот.
Ион отрывается от кристалла, он окружается притянувшимися к нему молекулами воды.
Эти молекулы образуют гидратную оболочку иона (5-7 молекул) Ион, окруженный
гидратной оболочкой, называют гидратированным. Наличие таких оболочек препятствует
обратному переходу ионов в кристаллическую решетку. Приводится схема диссоциации
ионных веществ (слайд 9).
Если на разрушение кристаллической решетки и переход ионов в раствор энергия
затрачивается, то при гидратации ионов энергия выделяется, и наоборот. Отсюда в целом
процесс может быть как экзо-, так и эндотермичным.
Теперь выясним, как происходит диссоциация веществ с полярной ковалентной
связью (слайд 10).
Молекула НСl тоже полярная. К атому Н в НСl молекулы Н
2
О притягиваются своим
«-» полюсом. В результате взаимодействия молекулы НCI с молекулой Н
2
О общая
электронная пара переходит к хлору, связь становится ионной, и молекула НCI
диссоциирует на ионы Н
+
и Cl
-
.
Диссоциация может протекать не только в воде, но и других полярных
растворителях (спирты, жидкий аммиак).
А под действием чего происходит диссоциация в расплавах? од действием
теплоты кристаллическая решетка расщепляется на ионы) (слайд 11).
Итак, мы ответили на вопрос: почему электролиты проводят ток? (Подвергаются
диссоциации).
На особенности поведения электролитов в растворах обратили внимание еще в
середине 19 века. Но объяснить эти особенности сумел шведский ученый Сванте
Аррениус в 1887 году (слайд 12).
Аррениус родился в 1859 г. Его одаренность проявилась рано. Уже в 3 года он
научился читать, а вскоре поразил близких необычайной страстью к счету. В дальнейшем
его интересы остановились на физике. Аррениус предложил теорию электролитической
диссоциации, которая в дальнейшем развивалась другим учеными.
Основное содержание ТЭД сводится к 3 положениям.
1) При растворении в воде электролиты распадаются на ионы. Ионы бывают
простые и сложные. Многие ионы имеют окраску.
Демонстрация окрашенных солей.
Свойства ионов и атомов сильно отличаются. Например, натрий бурно реагирует с
водой, а ионы натрия с водой не реагируют. Атомарный хлор сильно ядовит, а ионы хлора
не ядовиты (слайд 13).
2) Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение.
Положительные ионы движутся к катоду, отрицательные – к аноду.
3) Диссоциация обратимый процесс. Обратный процесс называется ассоциацией
(слайд 14).
Как многие новые смелые идеи, ТЭД была встречена современниками
недоверчиво. Защита диссертации проходила очень бурно. Особенно напряженными
были споры с профессором Клеве, который считал Аррениуса выскочкой, возомнившим
себя первооткрывателем. Он считал идеи Аррениуса фантазией физика, который сует свой
нос туда, куда не следует, - в чужую ему науку!
Главным камнем преткновения была мысль о том, что между молекулами,
атомами и ионами существует разница. Ученые отказывались верить. Что когда мы
растворяем NaCl (солим суп), то в растворе Na и Cl разъединяются. А любой школьник
даже того времени знал, что Na бурно реагирует с водой, Cl ядовит. А в меру подсоленная
пища полезна. Это было в то время непонятным.
Но ведь нужно учесть, что свойства ионов и атомов сильно отличаются, а в
растворах присутствуют именно они.
Диссертация Аррениуса не получила высшей оценки, ее оценили по третьему
разряду.
Аррениус однако не пал духом, он был твердо убежден в своей правоте. Он послал
на отзыв крупным европейским ученым свою работу, которые высоко отозвались о
диссертации молодого ученого. Например, профессор Петтерсон из Стокгольма писал в
рецензии на статью Аррениуса: «В работе Аррениуса есть отдельные главы, научная
ценность которых столь велика, что даже, если бы Совет поставил самую высокую оценку,
и она была недостаточной».
Состоялась повторная защита, которая прошла успешно. Много лет Аррениус еще
работал в этом направлении. В 1903 г. ему вручили Нобелевскую премию за работы в
области электрохимии. Аррениус является основоположником физической химии.
А теперь давайте ответим на вопрос, на который при жизни Аррениуса так и не
смогли ответить. Почему свойства ионов и атомов сильно отличаются?
Рассмотрим отличия в строении атома и иона натрия:
У атома Na
0
на внешнем уровне 1 электрон, а у иона Na
+
8 электронов.
Вывод: свойства ионов и атомов сильно отличаются потому, что сильно отличается
число электронов на внешнем уровне.
Итак, подведем итог урока: вспомним основные понятия (слайд 15).
В заключение давайте ответим на следующие вопросы.
1) Загорится ли лампочка в приборе по испытанию электропроводности, если взять
следующие вещества: NaOH, BaSO
4
, KCl, H
2
SO
4
, глюкоза, растительное масло, HBr, Al(ОН)
3.
2) Людям, страдающим нервными заболеваниями, иногда прописывают «бром».
Как вы думаете, о каком броме в таких случаях может идти речь?
Список использованной литературы:
1) Н.Е. Кузнецова, И.М. Титова, Н.Н. Гара, А.Ю. Жегин «Химия»,
учебник для учащихся 9 класса ОУ, Москва, изд. центр «Вентана-
Граф»,2013
2) В.В. Еремин, А.А. Дроздов, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин «Химия»,
учебник для учащихся 9 класса ОУ, Москва, «Дрофа», 2010
3) Иллюстрации и рисунки в презентации взяты со следующих
сайтов:
http://inabilityrocky.blogspot.ru/2012/12/blog-post_7732.html
http://900igr.net/fotografii/khimija/Dissotsiatsija/010-
Mekhanizm-dissotsiatsii-veschestv.html
http://www-creator.ru/wert/catalog/urok-elektroliticheskaya-
dissotsiatsiya-9-klass.html
http://engschool18.ru/date/2011/03