Химия цвета
Учитель химии – Пелагеина Е. В.,
МБОУ СОШ №15 г. Мичуринска
Тамбовской области
Предмет: Химия
Класс: 11
Тема занятия: Химия цвета
Форма проведения: Урок изучение нового материала
Используемый УМК: В.В. Ерёмин, Н.Н. Кузьменко, В.И. Теренин, А.А. Дроздов, В.В. Лунин «Химия. 10 – 11класс: углубленный уровень» - М.: Дрофа, 2020)
Актуальность:
Нас окружают соединения и вещества различных цветов. Почему вещества имеют разные цвета, а некоторые соединения изменяют свою окраску подобно хамелеонам? Это актуально в свете развития новых разработок в области аналитической химии и получения материалов в области нанотехнологий.
Цель: сформировать у обучающихся основные понятия – пигменты, красители их составляющие, выяснить их назначение и области применения.
Планируемые результаты обучения:
Личностные:
в ценностно-ориентационной сфере — создать условия работы в коллективе и индивидуально, воспитывая тем самым ответственность перед выполнением заданий, добросовестность;
в трудовой сфере — готовность к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории;
в познавательной сфере — развитие элементов творческой деятельности как качеств мышления – интуиции, пространственного воображения, умения самостоятельно добывать нужную информацию.
Метапредметные:
использование умений и навыков различных видов познавательной деятельности, применение основных методов познания для изучения различных сторон окружающей действительности;
использование основных интеллектуальных операций: сравнение, обобщение, систематизация, выявление причинно-следственных связей, поиск аналогов;
умение генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации;
умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства реализации цели и применять их на практике;
использование различных источников для получения химической информации.
Предметные:
1. В познавательной сфере:
углубить и расширить знания учащихся о способах получения и использования красителей на примере использования в качестве реактивов для качественного определения веществ;
определить, что влияет на цвет соединений;
знать особенности протекания окислительно-восстановительных реакций в различных средах;
развить умения и навыки прогнозирования продуктов реакций окисления - восстановления;
уметь объяснять явления, происходящие в ходе химических реакций;
структурировать изученный материал и химическую информацию, полученную из других источников.
2. В ценностно-ориентационной сфере:
указать на градообразующую роль предприятий по производству красителей и пигментов.
3. В трудовой сфере:
уметь выполнять химический эксперимент по качественному определению веществ.
4. В сфере безопасности жизнедеятельности:
знать способы безопасного обращения с веществами и оборудованием;
оценивать влияние химических производств на состояние окружающей среды.
Этапы урока | Деятельность учителя | Деятельность учеников | Формируемые УУД |
Организационный момент | Объявляет тему занятия (экскурсии), раскрывает цели и задачи. | Приветствуют учителя. Записывают дату и тему занятия. | Регулятивные: познавательная инициатива. Познавательные: определение основной и второстепенной информации. |
Изучение новых знаний и способов деятельности | Сопровождает обобщенные выводы приведением конкретных примеров. Демонстрирует учащимся таблицы, схемы в презентации с целью иллюстрирования отдельных выводов; задает учащимся вопросы, предлагает тексты заданий, облегчающих понимание их смысла. Проводит инструктаж учащихся (по составлению таблиц по работе с текстом учебника). | Рассматривают классификации красителей и пигментов; знакомятся с особенностями и направлениями применения; объясняют явления, происходящие при проведении качественных реакций как органических, так и неорганических веществ. Конспектируют основные понятия в тетради. Знакомятся с таблицей «Качественные реакции». Получают информацию об изменении цвета в реакциях ионного обмена и окислительно-восстановительных реакций; анализируют текст учебника и выясняют особенности изменения цвета продуктов окислительно-восстановительных реакций в зависимости от среды протекания. Лабораторный опыт «Цветовая палитра в пробирках» | Личностные: нравственно-этическое оценивание усваиваемого содержания. Познавательные: анализ, синтез, наблюдение, сравнение, обобщение, классификация, аналогия, структурирование знаний, использование знаково-символических средств, осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной форме, построение логической цепи рассуждений. Коммуникативные: выражение своих мыслей в соответствии с задачами и условиями коммуникации, формулирование и аргументация своего мнения и позиции в коммуникации, учет разных мнений, координирование в сотрудничестве разных позиций. |
Закрепление нового материала | Предлагает учащимся задания и дает краткие пояснения к ходу решения экспериментальных задач. Задает наводящие вопросы учащимся, побуждающие к актуализации знаний и способов действия. Обсуждает возможные последствия, сделанные исходя из неверных предположений. Включает учащихся в аргументацию выдвинутой гипотезы. Организует химический эксперимент учащихся, акцентирует наблюдения ученика. Задает вопросы, ориентированные на проверку усвоения учащимися нового материала. Затем предлагает самостоятельное проведение эксперимента. | Лабораторный опыт «Цветовая палитра в пробирках» Выполняют задания и решают предложенные задачи. Проводят химический эксперимент. Приводят собственные примеры, иллюстрирующие изменение цвета. Выполняют взаимоконтроль. Решают экспериментальные задачи | Познавательные: анализ, синтез, выдвижение гипотез и их обоснование; использование знаково-символических средств; поиск необходимой информации; установление причинно-следственных связей. Коммуникативные: формулирование и аргументация своего мнения и позиции в коммуникации; учет разных мнений; координирование в сотрудничестве разных позиций; достижение договоренностей и согласование общего решения, разрешение конфликтов на основе учета интересов всех участников; управление поведением партнера адекватное использование речевых средств для решения коммуникационных задач. Регулятивные: волевая саморегуляция познавательная инициатива. Личностные: действие смыслообразования, т.е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется; выработать свою жизненную позицию в отношении мира, самого себя и своего будущего. |
Первичный контроль | Проводит контроль знаний | Самостоятельное выполнение задания «Хамелеон». Составляют уравнения окислительно-восстановительных реакций, делают выводы о влиянии среды на процессы окисления – восстановления.
| Познавательные: подведение под понятие использование общих приемов решения задач; использование знаково-символических средств; самостоятельный учет установленных ориентиров действия в новом учебном материале; построение речевых высказываний выведение следствий. Регулятивные: контроль, коррекция, волевая саморегуляция. Коммуникативные: адекватное использование речевых средств для решения коммуникационных задач. |
Рефлексия |
Задает вопросы ученикам. Подводит итог урока, комментирует задание, записанное на доске, объявляет оценки. | Отвечают на вопросы: Сегодня на уроке я узнал … Я удивился … Теперь я умею … Я хотел бы узнать…
| Познавательные: рефлексия способов и условий действия контроль и оценка процесса и результатов деятельности. Регулятивные: адекватное понимание причин успеха / неуспеха в учебной деятельности. Коммуникативные: формулирование и аргументация своего мнения; планирование учебного, сотрудничества. Личностные: внутренняя позиция школьника, самооценка на основе критерия успешности. |
Домашнее задание | Задает домашнее задание. | Записывают домашнее задание в дневник. | |
Лабораторный опыт «Цветовая палитра в пробирках»
Реактивы: 5-% растворы хлорида железа (III), роданида калия, хромата калия, иодида калия, нитрата серебра (нитрата свинца (II)), сульфата никеля (II), сульфата меди (II), хлорида кобальта (II), 10-% растворы аммиака, гидроксида натрия, серной кислоты.
Оборудование: штатив с пробирками (10 шт.)
Для получения цветов радуги в разных пробирках в 7 пробирок сливаем попарно следующие растворы.
В 1-ю пробирку хлорид железа (III) и роданид калия (красный цвет):
FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KCl
Во 2-ю пробирку: раствор хромата калия подкисляем серной кислотой (оранжевый цвет):
2К2CrO4 + Н2SO4 = К2Cr2O7 + К2SO4 + Н2O
В 3-ю пробирку: нитрат свинца и иодид калия (желтый цвет):
Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2 + 2KNO3 или
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
В 4-ую пробирку: сульфат никеля (II) и гидроксид натрия (зеленый цвет):
NiSO4 + 2NaOH = Ni(OH)2 + Na2SO4
В 5-ую пробирку: сульфат меди (II) и гидроксид натрия (голубой цвет):
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2Na2SO4
В 6-ую пробирку: сульфат меди (II) и раствор аммиака (синий цвет):
CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4
В 7-ую пробирку: хлорид кобальта (II) и роданида калия (фиолетовый цвет):
CoCl2 + 2KCNS = Co(CNS)2 + 2KCl
Задание «Хамелеон»
Реактивы: 5-% растворы перманганата калия, сульфита натрия, 10-% растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, вода.
Оборудование: 4 химических стакана, стеклянная палочка.
В четыре химических стакана налили малиновый раствор перманганата калия. Прилили немного в первый цилиндр разбавленной соляной кислоты, во второй — воды, а в третий – раствор гидроксида натрия. Затем добавили во все стаканы сульфит натрия и хорошо перемешали стеклянной палочкой. В первом стакане мгновенно обесцвечивается раствор, во втором наряду с обесцвечиванием выпадает бурый хлопьевидный осадок, а в третьем малиновая окраска меняется на ярко — зеленую. 4 стакан – контроль (исходный) малиновый раствор перманганата калия.
В этих опытах видно, как ведет себя перманганат калия в различных средах.
Так в кислой среде он восстанавливается до иона Mn2+ (бесцветный раствор):
2КМnО4 + 5Na2SO3 + 6HСl = 2MnСl2 + 3H2O + 5Na2SO4 + 2KСl
В нейтральной среде восстановление идет до оксида марганца (IV) (бурый осадок):
2КМnО4 + 3Na2SO3 + H2O = 2MnO2↓ + 2КOН + 3Na2SO4
В сильнощелочной среде образуются ионы MnО42- (зеленый цвет):
2КМnО4 + Na2SO3 + 2NaOН = Na2MnO4 + Na2SO4 + K2MnO4 + H2O
Домашнее задание:
Приведите примеры химических реакций с участием органических соединений, в которых изменяется цветовая палитра, а также примеры «веществ-хамелеонов». Составьте соответствующие уравнения реакций.
Литературные источники
Матвеева, Е. В. Химическая радуга / Е. В. Матвеева, Р. З. Марданова, Л. И. Матвеева. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2018. — № 3 (17). — С. 87-91. — URL: https://moluch.ru/young/archive/17/1244/ (дата обращения: 08.02.2023).
Аналитическая химия. Качественный анализ. Г. М. Жаркова, Э. Е. Петухова, Санкт-Петербург «Химия», 1993.(стр.235–236).
Артеменко А. И. «Органическая химия и человек» (теоретические основы, углублённый курс). Москва, «Просвещение», 2000.
Киплик Д. И. Техника живописи- М.:СВАРОГ и К, 1998
Практикум по качественному химическому полумикроанализу. М. В. Михалева, Б. В. Мартыненко, М.: Дрофа, 2007. (стр.72–75).
Фадеев Г. Н. «Химия и цвет» (книга для внеклассного чтения). Москва, «Просвещение», 1977
Занимательно о химии. Из книг В.В Рюмина https://www.nkj.ru/archive.
Сколько цветов в радуге? Какие цвета в радуге http://fb.ru/article.
Химия в уравнениях реакций. Ж. А. Кочкаров, Ростов -на-Дону, «Феникс», 2017, (стр.182–211, 226–229,213–223). Хром и его соединения https://www.tutoronline.ru/blog/hrom-i-ego-soedinenij.
