Удивительные свойства воды

Бинарный урок в рамках НЕДЕЛИ общеобразовательных дисциплин по химии и физике

Тема: Удивительные свойства воды

Цели:

1.Показать обучающимся, что вода-это уникальное природное соединение, активная среда для жизни растений, животных и человека. Закрепить знания о химических и физических свойствах воды.

2.Развить интерес обучающихся к химии и физике, активизировать познавательную деятельность обучающихся.

3.Сформировать умение выделять главное, сравнивать обобщать, находить ответы на поставленные нестандартные вопросы.

Оборудование: решето (ситечко), пипетка, стакан с водой, набор капилляров, лезвие безопасной бритвы, иголка, кольцо с ниткой, мыльный раствор, таблица «Удельная теплоемкость жидкостей» (на каждой парте).

Цитата (проецируется на экран )

«Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных процессов. Нет земного вещества-минерала, горной породы. Живого тела, которое ее бы не включало»

В.И. Вернадский.

Демонстрационные опыты:

Растворение CuS04*5H20

«Без воды процесса нет»

Растворение сахара, мела, жира, крахмала.

Проводимость электрического тока дистиллированной водой, обычной водой, раствором CuS04.

«Мыльные пузыри»

6. «Несгораемый платок»
План урока

Сообщения обучающимся о проявлениях физических и химических свойств воды.

Биологическое значение уникальных свойств воды.

Проведение демонстрационных опытов.

Вода и нравственность.

Вода и глобальные экологические проблемы.

Проведение опытов в мини группах (по 4 человека)

Подведение итогов.

Ход урока

Преподаватель химии: Назовите самый известный оксид на Земле, с которым вы встречаетесь ежедневно (звучит музыка журчащей воды): обучающийся: Это вода.

Преподаватель химии: Действительно, вода-вещество, казалось бы, обыкновенное и хорошо знакомое всем нам. Но при всей своей кажущейся простоте вода до сих пор преподносит загадки, причем одна сложнее другой. Что же такое вода?

Преподаватель физики: Почему вода играет важную воль? Почему ее свойства поражают ученых?

Тема урока «Удивительные свойства воды»

Преподаватель физики: Мы выясним, в чем же удивительность этих свойств и как это используется в нашей повседневной жизни. Возьмите таблицу № 1 «Физические и химические свойства воды» и по ходу урока заполняйте. В конце урока зачитаем.

Сообщения обучающихся: (выдержки из сообщений)

Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Водная оболочка Земли (вода морей, океанов, озер и рек)- гидросфера занимает приблизительно 71 % земной поверхности. Вода входит в состав комет, большинства планет Солнечной системы и их спутников. В связанном состоянии вода находится и в земной коре-литосфере. В глубинных слоях Земли воды содержится больше, чем на поверхности. В атмосфере находится приблизительно 1,3* 1013 m воды. Молекулы воды обнаружены в межзвездном пространстве. Вода входит в состав многих минералов и горных пород. Присутствует в почве, во всех живых организмах. Запасы воды на Земле составляют 1,39* 1018 m во всех живых организмах. Из этого богатства на долю пресной воды приходится 28%, причем 2,2% из них не доступны людям. Это «ледяной щит» Северного Ледовитого океана, Гренландии, Антарктиды. Таким образом, вода играла и играет важную роль в геологической истории Земли.

Вода содержит в организмах животных и человека, в растениях. В организмах млекопитающих средняя массовая доля воды- 70%, в организмах рыб- 80%, в водорослях- 90%. Человек примерно на 65% состоит из воды. Потеря организмом более 10% воды может привести к его смерти. Без воды человек может прожить только 3 дня, в то время как без пищи 30-50 дней. Высокое содержание воды в клетке необходимое условие ее жизнедеятельности. Воду мы используем в быту для питья, приготовления пищи, стирки и мытья, в промышленности- как растворитель и охлаждающий агент, в сельском хозяйстве- для полива и орошения. Вода нужна практически во всех отраслях народного хозяйства.

Преподаватель физики: Вода - жидкость без цвета, запаха и вкуса. Она может находиться в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Агрегатные состояния определяются различными расстояниями между молекулами и наличием межмолекулярных водородных связей. При определенных условиях одно агрегатное состояние может переходить в другое (вода кипит при 100° С и замерзает при 0° С).

На доске:

   Плавление                                                                Кипение

      Т  t_пл=0 ⁰ С                       Ж                                    t_Kип =100 ⁰C       Г

При охлаждении вода сжимается, как и подавляющее большинство веществ, но лишь до + 4 С сжатие воды замедляется, приостанавливается, а при дальнейшем охлаждении, вплоть до точки замерзания (0° С), вода расширяется (бутылка с водой на порозе лопается, дно железных бочек выпирает). Замерзание воды сопровождается новым скачкообразным расширением; плотность воды при замерзании уменьшается на 1/9 часть, поэтому лед всегда находится на ее поверхности.

А если бы лет был тяжелее воды? (предположительно) Исчезли бы айсберги- гроза северных морей, но появились бы не менее опасные ледяные мели. В водоемах лед, образуясь, опускался бы на дно, и не промерзали бы уже в первые зимние морозы, убивая все живое.

Преподаватель химии: Что же такое вода с точки зрения ее строения? Какие взгляды существовали в науке по этому вопросу?

В древности говорили: «Вода - одно из начал всего существования на Земле». «Вода - простое и неделимое» - так считали тогда. «Нет, - сказал Лавуазье, - вода состоит из кислорода и водорода; ее можно получить с помощью химической реакции»...

Преподаватель химии: Свойства и структура воды влияют на свойства многих веществ, на протекание химических реакций. Демонстрация опытов

Опыт. Демонстрация веществ: CUSO4-5H2O (голубой)

Опыт. «Без воды процесса нет».

Преподаватель химии: Если растереть в ступке таблетку фенолфталеина и добавить несколько гранул щелочи, то между этими веществами реакция не наблюдается. Что надо сделать, чтобы реакция происходила? (добавить Н2О).

Преподаватель физики: Среди самых распространенных жидкостей вода имеет наибольшую удельную теплоемкость (см. табл. «Удельная теплоемкость»)

Не одно вещество не требует такой большой затраты тепла для повышения его температуры на 1° С. Аномально высокая теплоемкость воды в очень большой степени определяет климат Земли. Летом в приморской местности. При перегреве тела происходит испарение воды (с потом) с поверхности тела. Тем самым поддерживается постоянная температура тела. Основой пота является вода.

Преподаватель химии: Вода - важнейшее соединение водорода. Формула Н20 знакома всем, даже людям знающим химию только по наслышке. Водой и ее удивит.

Свойствами восхищаются не только ученые, но и люди искусства. Послушайте, пожалуйста, стихотворение Л. Мартынова (читает обучающийся)

«Вода благоволила листья!

Она блистала, столь чиста,

Что ни напиться, ни умыться.

И это неспроста:

Ей не хватало ивы, тала

И горечи цветущих лоз.

Ей водорослей не хватало

И рыбы, жирной от стрекоз,

Ей не хватало быть волнистой,

Ей не хватало течь везде,

Ей жизни не хватало чистой Дистиллированной воде!»

Преподаватель химии: Чистой (дистиллированной) воды в природе не существует. Наиболее чистой считается вода, выпадающая в виде атмосферных осадков. Почему?

(предположительно) Природная вода не может быть химически чистой, т.к. совершая круговорот, участвует во многих химических и физических процессах живой и неживой природы.

Основное свойство воды - ее растворяющая способность. Вода растворяет газообразные, жидкие и твердые вещества (и даже золото) расчеты показывают, что в воде всех морей и океанов содержится -8 млрд.т золота. Вода растворитель, причем очень хороший. Но не все вещества одинаково растворяются в воде. По способности растворятся в ней вещества делятся на (табл.на экране)

​​​​​​​ ВЕЩЕСТВА

ХОРОШО РАСТВОРИМЫЕ (соль, сахар)

МАЛОРАСТВОРИМЫЕ (мел, гипс)

ПРАКТИЧЕСКИ НЕРАСТВОРИМЫЕ

(хлорид серебра, жир, крахмал)

Опыт. Растворение сахара, мела, жира, крахмала.

Способность воды растворять многие вещества в значительной степени определяет чистоту нашей атмосферы. Представьте, сколько пыли и ядовитых веществ выбросили в атмосферу вулканы за время существования Земли. Но столько же лет с небес льются дождевые потоки, которые «промывают» атмосферу, растворяют газы и осаждают пылевые частицы.

Преподаватель физики: Вспомни отношение, воды и растворов к прохождению электрического тока. Опыт. Проводимость электрического тока дистиллированной водой, обычной водой и раствором CuSО4.

Вывод: вода дистиллированная - диэлектрик, а растворы солей, кислот и щелочей -проводники. Говоря о свойствах воды, нельзя обойти молчанием силы поверхностного натяжения. В природе и в нашей жизни они играют немалую роль, но к их действию мы настолько привыкли, что не замечаем их, если не развлекаемся пусканием мыльных пузырей.

Опыт. Мыльные пузыри. Без существования этих сил мы не могли бы писать чернилами, невозможно было бы намылить руки - пена не образовывалась бы. Слабый дождик промочил бы одежду насквозь, а радугу нельзя было бы видеть ни при какой погоде. Нарушился бы водный режим почвы, что оказалось бы гибельным для растений.

Опыты: (проделывают группа из 4 человек)

С пипеткой по образованию капель.

Положить лезвие бритвы, иголку на поверхность воды (пленка прогнется, но не даст лезвию утонуть).

Скольжение водомерки по поверхности воды как конькобежцев по льду. Поверхностное натяжение пленки не позволяет выливаться воде, осторожно налитой в достаточно частое, решето. Так что «носить воду в решете» в принципе можно.

Преподаватель физики: Ткань - тоже решето, образованное переплетением нитей. Поверхностное натяжение препятствует просачиванию воды сквозь ткань, и поэтому она не промокает насквозь мгновенно. Под действием сил поверхностного натяжения жидкость стремится сократиться так, чтобы площадь ее поверхности стала минимальной. На границе жидкость - твердое тело, наблюдаются явления смачивания и не смачивания. Явление смачивания можно наблюдать в узких трубках капиллярах.

Опыты:

Подъем воды в капилляре.

Опускание мела в воду (наблюдаются выделение пузырьков воздуха до тех пор, пока весь воздух в порах не будет вытеснен водой).

Преподаватель физики: Чрезвычайно важное для растений- сохранение воды в почве. Почему?

Обучающийся: Почва имеет рыхлое строение, между ее частицами находятся промежутки. Эти промежутки представляют собой капилляры. По капиллярным ходам вода поднимается к корневой системе растений и снабжает их необходимой влагой и питательными солями.

По капиллярам находящаяся в почве вода поднимается вверх и интенсивно испаряется. Между рядами посевов стремятся чаще рыхлить почву, тем самым, разрушая образующуюся корку.

Преподаватель физики: Почему этот вид работ часто называют «сухим поливом»?

Обучающийся: Чтобы уменьшить испарение воды, нужно разрушить капилляры - это достигается рыхлением почвы. Иногда требуется, наоборот, усилить приток влаги по капиллярам, тогда почву прикатывают, увеличивая этим количество капиллярных каналов. В быту капиллярные явления имеют место при самых разных обстоятельствах: использование промокательной бумаги, полотенца, салфетки и т. д.

Обучающийся: В строительном деле приходится учитывать подъем влаги из почвы по порам строительных материалов. Из-за этого отсыревают стены здания. Для защиты фундамента и стен от воздействия грунтовых вод и сырости применяют гидроизоляцию, покрывая фундамент, горячим (жидким) битумом или обкладывая его водонепроницаемым материалом (толь или рубероид).

Преподаватель физики: Если собрать все научные исследования о воде и процессах, идущих с ее участием, получится огромная библиотека. Но и тогда далеко не все мы узнаем об этом интереснейшем, знакомом, но во многом загадочном, таком обильном и таком дефицитном веществе - о простой воде.

Преподаватель химии: Где вода, там и жизнь! Например, высушенные семена растений могут сохраняться тысячелетиями, не проявляя признаков жизни. Но стоит их смочить, и огонек жизни делается заметным. Существует одно поучительное предание. Царь Дкатусена, правивший на о. Шри-Ланка в пятом веке до нашей эры, в ответ на требования мятежников показать тайники, где спрятаны несметные царские сокровища, привел своих врагов к созданному им искусственному озеру Калавена, имевшему 80 км в диаметре. Озеро спасло жителей острова во время засухи. Царь зачерпнул пригоршню воды и сказал: «Друзья мои, это и есть мое богатство!»

Преподаватель физики: Вода самое необыкновенное вещество на планете Земля. Гимном этому веществу строки знаменитого французского писателя Антуана де Сент Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни. Ты сама жизнь...» Вода - колыбель и источник жизни. Вода - это живая субстанция. Структура воды загадочна. Она состоит из супермолекул - ячеек - это миникомпьютер. Молекулы воды могут перестраиваться и хранить информацию. Программа, заложенная в воду, содержащуюся в человеке, индивидуальна. Как показали опыты, музыка влияет на кристаллизацию воды - форму снежинок; она - причина заболеваний, к ней необходимо бережное отношение; на нее влияет информационное загрязнение. Структура воды подстраивается под мысли человека, поэтому старайтесь думать о хорошеем. Задумаемся о будущих поколениях. Что мы вкладываем в память воды, то и получим. Она влияет на нашу духовность. Берегите источники воды!!!