Урок на тему «Диффузия в жидкостях, газах и твердых телах»

Тема урока: «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах».

Цель урока: Познакомить учащихся с диффузией в газах жидкостях и твёрдых телах; научить объяснять явление диффузии и выяснить зависимость скорости её протекания от температуры.

Оборудование:

Диск DVD «Основы МКТ», часть 1

Карточки для самостоятельной работы и карточки-задания

Стакан с горячей водой

Пакетик чая

Макет броуновского движения

7 комплектов для групп:

1-я и 3-я группа – стакан с холодной водой, йод, пипетка

2-я и 4-я группа – стакан с горячей водой, йод, пипетка

5-я группа – стакан с холодной водой, масло, пипетка

6-я группа – стакан с горячей водой, масло, пипетка

7-я группа – стакан с холодной водой, йод, пипетка, чайная ложечка

Ход урока.

Фронтальный опрос

Продолжите предложение

Молекула – это …

Молекулы состоят…

У одного и того же вещества молекулы…

У разных веществ молекулы…

Какое из утверждений верное?

при нагревании молекулы вещества увеличиваются в размерах;

при нагревании вещества увеличиваются промежутки между молекулами.

Самостоятельная работа

Вариант 1.

Выберите верное утверждение.

1. Только твердые вещества, состоят из молекул.

2. Только жидкости состоят из молекул.

3. Все тела состоят из молекул.

Отличается ли чем-нибудь молекулы твердого йода и молекулы газообразного вида.

1. Не отличаются.

2. Отличаются формой.

3. Отличаются числом атомов.

Промежутки между молекулами жидкости и молекулами твёрдого тела при одной и той же температуре…

1. Одинаковы.

2. Промежутки между молекулами жидкости больше чем между молекулами твердого тела.

3. Промежутки между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами твёрдого тела

Можно ли утверждать, что объём водорода в воздушном шаре равен сумме объёмов отдельных молекул водорода

1. Да. 2. Нет, т.к. есть промежутки между молекулами.

Атом состоит из молекул?

1. Да. 2. Нет

Ответ: 31222

Вариант 2.

Мельчайшей частицей является….

1. Элементарная частица. 2. Атом. 3. Молекула.

Отличаются ли чем-нибудь молекулы водяного пара от молекул воды?

1. Отличается формой.

2. Молекулы пара больше молекул жидкости.

3. Молекулы пара меньше молекул жидкости.

4. Не отличается

В стакан, наполненный до краев чаем, всыпали ложку сахарного песка, чай не пролился. Почему?

1. Сахар испарился.

2. Молекулы сахара заняли промежутки между молекулами воды.

3. Молекулы воды стали меньше размером, и освободившееся пространство заполнили молекулы сахара.

Есть ли отличия между молекулами серебра горячей и холодной ложки?

1. Нет.

2. Молекулы серебра холодной ложки меньше, чем молекулы горячей.

При сжатии газа уменьшается размер молекул?

1. Нет. 2. Да 3. Зависит от температуры

Ответ: 24211

Изучение нового материала.

Сегодня мы продолжим с вами изучать строение различных веществ. Вы уже знаете, что все вещества состоят из молекул, а те в свою очередь из атомов. Причем, у одинаковых веществ они одинаковые, а у разных – разные. Кроме того, молекулы разделены промежутками. Сегодня же наш разговор будет посвящен движению эти частиц. Мне бы хотелось, чтобы эпиграфом к сегодняшнему уроку стали такие слова:

Поставим пред собою цель,

Чтоб после этого урока

Мог каждый другу рассказать

Как движется молекула,

И получить при этом «пять»!

Как же движутся молекулы? Чтобы ответить на этот вопрос, проведем простой эксперимент.

Эксперимент. Положим в стакан с водой пакетик чая, при этом перемешивать ничего не будем. Изменит ли вода свой цвет? – да, но не сразу. А почему? молекулы сахара движутся и проникают межу молекулами воды.

Действительно, если предположить, что молекулы, из которых состоят вещества, движутся, то данный эксперимент объясняется очень просто. Молекулы одного вещества проникают между молекулами другого вещества благодаря хаотичному движению молекул и наличию между ними промежутков. Весь процесс наглядно показан на этих рисунках.

К числу доказательств того, что молекулы движутся, относится явление, наблюдаемое в 1827 году английским ботаником Броуном.

Однажды Р. Броун, изучая растения при помощи микроскопа, обнаружил очень необычное явление. Плавающие на воде споры (мелкие семена некоторых растений) при наблюдении за ними в микроскоп скачкообразно двигались без видимых на то причин (см. рисунок). Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Он его подробно описал, но объяснить так и не смог. Впоследствии это явление назвали броуновским движением. Перед вами модель такого движения.

Процесс взаимного проникновения молекул веществ в результате их беспорядочного движения называют диффузией. Запишите тему нашего урока «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах», а также определение диффузии.

Диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул веществ в результате их беспорядочного движения

Диффузию в жидкостях вы уже наблюдали. А происходит ли диффузия в газах и твердых телах? Я сейчас брызну дезодорантом, а вы встаньте сразу же, как почувствуете запах. Как видите, диффузия в газах тоже возможна, кроме того судя по тому как вы встали, она происходит гораздо быстрее, чем в жидкостях. Замечу, что диффузия происходит и в твердых телах, но гораздо медленнее, чем в газах или жидкостях. Однако и ее можно пронаблюдать. Так английский металлург Вильям Робертс-Аустин в простом эксперименте измерил диффузию золота в свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца, поместил цилиндр в печь, где поддерживалась температура около 200°С, и держал его в печи 10 дней. Затем разрезал цилиндр на тонкие диски и измерил массу золота, которое проникло в каждый срез свинца.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что диффузия может происходить в газах, жидкостях и твёрдых телах. Запишите.

Диффузия может происходить в газах, жидкостях и твёрдых телах

Как вы думаете, чем можно объяснить, различную скорость протекания диффузии в газах, жидкости и твердых телах? (ученики высказывают свое мнение)

Скорость протекания диффузии зависит от строения этих веществ, а именно от того как располагаются молекулы в этом веществе.

Но только ли от строения вещества зависит скорость протекания диффузии. Чтобы ответить на этот вопрос, мы проведем серию экспериментов, в ходе которых вы выступите в качестве ученых - открывателей. Вам нужно разбиться на семь групп, у каждой будет свое задание. Сядьте так, чтобы вам было удобно работать друг с другом. (Ученики быстро пересаживаются, учитель раздает группам необходимое оборудование и задания, написанные на карточке, а затем подходит к группам, отвечает на вопросы, помогает, если учащиеся не выполняют задание. Следит, чтобы учащиеся делали записи)

Тексты карточек:

Добавьте в стакан с холодной водой 5 капель йода, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с горячей водой 5 капель йода, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с холодной водой 10 капель йода, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с горячей водой 10 капель йода, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с холодной водой 10 капель масла, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с горячей водой 10 капель масла, опишите наблюдения, измерьте время.

Добавьте в стакан с холодной водой 5 капель йода, перемешайте ложкой, опишите наблюдения, измерьте время.

Ученики должны при проведении эксперимента записывать свои наблюдения в тетрадь, по возможности измерять время! На работу отводится 10 минут, после чего все сосуды выставляются на демонстрационный стол учителя.

Итак, время, отведенное на эксперименты, закончилось, расскажите о своих наблюдениях.

Представители групп описывают наблюдения.

1 группа: У нас был сосуд с холодной водой, в который мы добавляли 5 капель йода. Мы видели движение капель в воде, они падали вниз, расплываясь по пути, оставляли коричневые дорожки, сейчас следов не видно, но вся вода стала бледно коричневого цвета, время мы не измерили.

2 группа: У нас был сосуд с горячей водой, в который мы добавляли 5 капель йода. У нас происходил такой же процесс, но дорожек не было видно, в месте падения йод расплывался, как - будто части йода двигались в воде.

3 группа: У нас был сосуд с холодной водой, в который мы добавляли 10 капель йода. Раствор, который мы получили более яркого цвета, чем у первой группы. Время мы измерили - 11 мин.

4 группа: У нас был сосуд с горячей водой, в который мы добавляли 10 капель йода. Сначала дорожек не было видно, потом цвет в верхней части сосуда стал более ярким, сейчас жидкость одинакового цвета, перемешивание длилось 8 мин.

5 группа: У нас был сосуд с холодной водой, в который мы добавляли 10 капель масла. Наши капли всплывали на поверхность воды, сейчас наверху пленка из масла.

6 группа: У нас был сосуд с горячей водой, в который мы добавляли 10 капель масла. У нас некоторые капли всплыли, некоторые находятся внутри воды, расплываются.

7 группа: У нас был сосуд с холодной водой, в который мы добавляли 5 капель йода и сразу перемешали. Вода стала сразу бледно-коричневого цвета. Все произошло быстро, время не успели измерить.

Так от чего же зависит скорость протекания диффузии?

Ученики: При использовании горячей воды или если использовать ложку диффузия протекает быстрее; цвет раствора зависит от количества йода; результат зависит от молекул, т.к. йод и масло растворяются по-разному.

Запишем выводы в тетрадь.

Скорость и результаты диффузии зависит от

температуры,

внешних воздействий,

количества вещества,

состава вещества.

Давайте еще раз посмотрим, как проходит диффузия в жидкостях, газах и твердых телах. (Просмотр видеофрагментов) Эти опыты, также доказывают, записанные нами утверждения.

В заключении следует отметить, что явление диффузии имеет большое значение в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений, в частности она играет важную роль в питании растений, переносе питательных веществ, кислорода в организме человека и животных. Изучая явления природы на молекулярном уровне, человек познаёт их и получает возможность управлять природой и применять полученные знания в науке, технике и быту. Так, например, она используется в пищевой промышленности; при выплавке стали. Для придания стальным деталям значительной прочности; на сахарных заводах при извлечении сахара из свеклы. А также она применяется в электронной промышленности. C ее помощью изготавливают многие полупроводниковые приборы.

В природе диффузия может быть, как полезной, так и вредной. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Диффузия же растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений и т.д.

Но, к сожалению, именно благодаря диффузии почти повсеместно проявляются тенденции нарушения почвенного покрова в результате антропогенной деятельности.

Увеличиваются площади земель, загрязненных выбросали промышленных предприятий. Свыше 2тыс.га. земель занято свалками промышленных и бытовых отходов. Одним из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных.

Домашнее задание: §9, §10, выполнить задания § 9, §10 – в рабочей тетради.