Конспект урока «Вода в природе. Потребление воды в быту и на производстве. Жесткость воды и способы его устранения. Минеральные воды, их использование столовых и лечебных целях» по химии

Тема:

Вода в природе. Потребление воды в быту и на производстве. Жесткость воды и способы его устранения. Минеральные воды, их использование столовых и лечебных целях.

Тип урока: Комбинированный урок.

Цель урока:

Образовательная: Расширить представления учащихся о потреблении воды в быту и на производстве, дать определение жесткости воды и охарактеризовать способы устранения, сделать обзор о минеральных водах, их использовании в столовых и лечебных целях.

Развивающая: Развить познавательный интерес учащихся о воде, ее потребление, жесткости способов устранения путем эксперимента.

Воспитательная: Обратить внимание на необходимость бережного и экономного отношения к воде, к своему здоровью.

Оборудование и реактивы: пробирки со штативом, жесткая вода, раствор мыла, карбонат натрия, пробиркодежатель, нагревательное устройство.

На столах у учащихся: лист оценивания, инструкция и техника безопасности по выполнению химического эксперимента, пробирки со штативом, жесткая вода, известковая вода, раствор мыла, карбонат натрия, пробиркодежатель, нагревательное устройство.

Оформление:

• «Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью… Ты самое большое богатство на свете».

Антуан де Сент -Экзюпери

• «Вода - это жизнь»

Этапы урока:

1. Организация начала занятия (оргмомент).

2. Подготовка учащихся к основному этапу занятия.

2. Проверка выполнения домашнего задания.

3. Изучение новых знаний и способов действий.

4. Релаксация.

5. Первичная проверка понимания.

6. Закрепление знаний и способов действий.

7. Контроль и самопроверка знаний. Подведение итогов.

8. Рефлексия.

9. Информация о домашнем задании. Инструктаж по его выполнению.

Ход урока.

1.Организация начала занятия. Здравствуйте, ребята! Садитесь. Я рада вас видеть, и хочу, чтобы наш урок прошёл успешно.

2. Подготовка учащихся к основному этапу занятия.

Учитель: В природе все взаимосвязано. Однако отдельные явления и вещества более существенны при естественном равновесии живой и неживой природы, а другие – менее важны. Как вы считаете, какое вещество самое главное для нас в окружающем мире? Ответ на этот вопрос можно дать уверенно и однозначно – природная вода. 22 марта – Всемирный день водных ресурсов, день воды. Когда же появился этот праздник? Он учреждён Международной ассоциацией водоснабжения и отмечается с 1993 года во многих странах мира. С 1995 года проводится в России. Вода – пожалуй, самое важное вещество на земле. Вода бывает «живая» и «мертвая», легкая и тяжелая, целебная и минеральная - очень разная. Говорят она везде!

Из атомов мир создавала Природа

Два атома легких взяла водорода.

Прибавила атом один кислорода

И получилась частица воды

Море воды, океаны и льды.

Цель нашего урока: расширить представления об удивительнейшем химическом веществе – воде, о потреблении воды в быту и на производстве, сделать обзор о минеральных водах, их использовании в столовых и лечебных целях. Сегодня мы будем говорить об этом, казалось бы, простом, но пока еще полном нераскрытых тайн веществе это - вода.

Учащиеся: - записывают тему урока в тетради

- формулируют цель

Вода - самое важное и уникальное вещество на нашей планете. Без воды было бы невозможно существование биосферы, то есть жизни на Земле вообще, поскольку круговорот веществ и энергии в биосфере возможен только с участием воды. Вы подготовили высказывания и интересные информации о воде.

Учащиеся : Хотя в мире нет предмета, который был бы слабее и нежнее воды, но она может разрушить самый твердый предмет.

Воде дана волшебная власть:
Стать соком жизни на Земле.

Леонардо да Винчи

Вода – красота всей природы. Вода жива, она бежит или волнуется ветром, она движется и дает жизнь и движение всему ее окружающему.

С.А. Аксаков

Ученик. Посмотрите за окно. Что там? Снег? Снег – это кристаллы замерзшей воды.

Вы слыхали о воде?

Говорят, она везде!

В луже, в море, в океане

И в водопроводном кране.

Как сосулька замерзает,

В дом туманом заползает,

На плите у нас кипит,

Паром чайника шипит,

Растворяет сахар в чае.

Мы ее не замечаем.

Мы привыкли, что вода

Наша спутница всегда.

Без нее нам не умыться,

Не наесться, не напиться.

Смею вам я доложить:

Без воды нам не прожить.

Учитель. Да, без воды нам не прожить. Вода бывает “Живая” и “мертвая”, легкая и тяжелая, целебная и минеральная – очень и очень разная. Она может быстро бежать и тихо струиться, реветь водопадом и молчать айсбергом, дымить гейзером и блистать капельками росы. Завораживать и вдохновлять, грозить девятым валом и ласково плескаться.

Ученик. Поэтому о воде не случайно слагали стихи, песни, писали картины.

Вот такие наблюдения за природой записал Н. Сладков: “Январь – месяц больших молчаливых снегов. Прилетают они всегда вдруг, лес утонул в дремучих сугробах. Под холодным сводом неба, покорно склонив тяжелые головы, застыли белые деревья. Вместе со снегом налетели и набежали в лес диковинные, невиданные существа. Белые медведи и белые совы. Зайцы, куропатки, белочки сидят, лежат и висят. Все это снег”.

Учитель. Свойства воды обуславливали красоту природы. В весенние дни ручьи, сверкают под лучами солнца, олицетворяют пробуждение природы, пробуждение чувств человека, самой жизни.

Ученик. Звенеть сосульки перестали,

У крыш застыли бахромой,

Холодным светом заблистали,

Заледенели, как зимой.

Но завтра снова солнце встанет,

Оно возьмется припекать,

И по крыльцу забарабанит

Капель веселая опять… (Е. Благинина)

Учитель. Дождливая осень вдохновляет многих художников и поэтов.

Под музыку П.И. Чайковского учитель демонстрирует слайды с репродукциями картин “ненастье”, “Осенняя распутица”, “Забытая деревня”, “После грозы”

Ученик. В кружева будто одеты

Деревья, кусты, провода.

И кажется сказкою это,

А в сущности – это вода…

Безбрежная ширь океана

И тихая заводь пруда,

Струя водопада и брызги фонтана,

И все это – только вода. (А. Фет)

3. Проверка выполнения домашнего задания.

«Мозговый штурм» (вопрос – ответ).

1. Какая часть поверхности земли занимает вода?(71%).

2 . Какая бывает вода? (речная, озерная, морская).

3. Каковы общие запасы воды?(1345 млн. км ³. 97,4% океаны, моря. Доля пресной воды -2,6%)

4 . Где сосредоточены эти запасы? (океаны, моря, ледяные массивы Южный и северный полюс, снег, грунтовые воды)

5 . Надолго ли хватит этой воды? (Эти запасы могут обеспечить 20 млн. человек)

6 . В каких физических состояниях встречается вода? ( В твердом, жидком, газообразном.)

7. Много ли солей в морской воде? (Да).

8. Атмосфера содержит воду? (Атмосфера содержит около 14 тыс. км.³воды в виде пара)

Самостоятельная работа.

Цель: повторения физических свойств чистой воды.

В конверте даны физические величины для воды, надо сопоставить с данными на листочке.

Задания. Впишите характеристики, отражающие физические свойства воды:

1. Температура кипения…100 ^оС

2. Теплопроводность…0,60 Вт/м∙К

3. Электропроводность…4,4∙10^-6

4. Способность растворять вещества…хороший растворитель

5. Летучесть… летучий

6. Цвет…бесцветный

7. Запах... не имеет

10)Вкус…не имеет

11) Плотность…0,9982 г/см³

Учитель. Охарактеризуйте воду по химическим свойствам.

Ученик.Вода – химически активное вещество, поэтому она взаимодействует со многими другими веществами. Самое общеизвестное и наглядное из таких взаимодействий – растворение веществ в воде. Вода является наиболее универсальным растворителем. Растворенный кислород воздуха обеспечивает жизнь водных организмов. А вот сероводород – газ, образующийся при разложении остатков организмов, делает водоем безжизненным, как это имеет место, например, в глубинах Черного моря. Растворяются в воде и жидкие вещества. Широко применяются водные растворы твердых веществ. Поэтому любая природная вода – раствор.

( 2 ученика записывают уравнения реакций на доске)

4. Изучение новых знаний и способов действий.

4.1. Вода в природе

Учитель: Жизнь зародилась в воде. Вода содержится в организмах животных и человека, в растениях. Все реакции обмена веществ в организме человека, и в первую очередь реакции гидролиза, протекают или с участием воды, или в водной среде.

Без нее было бы невозможно существование биосферы, т.е. жизни на Земле вообще.

Ученик. В организмах млекопитающих средняя массовая доля воды составляет 70%, в организмах рыб – 80%, в водорослях – 90%. Человек же на 60-65% состоит из воды: кровь содержит 90%, мышцы – 75%, кости - 28%, а вот стекловидное тело глаза на 99% состоит из воды. Вода – обязательный компонент каждой живой клетки. Обезвоживание организма на 12-15% приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25% воды – к гибели организма.

Учитель: А знаете ли вы, что в организмах идут процессы обновления воды? В кактусах, например, вода полностью обновляется в течение 28 лет, у черепахи – за 1 год, у верблюда – за 3 месяца, у человека – за 1 месяц. Вода участвует в растворении веществ, образовании крахмала, сахара, жиров, в теплообмене. Поэтому если без пищи человек может прожить от 30 до 50 дней, то без воды – всего 3 дня. Животные, растения, человек состоят на 70% - 80% из воды.

4.3. Водные ресурсы Земли составляет соленая и пресная вода.

Учитель. Водные ресурсы Земли составляет соленая и пресная вода. . Основной запас воды приходится на моря и океаны (1345 млн. км³), в ледниках сосредоточено 30 млн. куб. км, в реках и озерах – 2 млн. км³, атмосфере – 14 тыс.км³ и горных породах – 800 млн.км³.

4.4.Потребление воды в быту и на производстве.

Учитель. Таким образом, чистой пригодной для питья воды на нашей планете находится не так уж много. С развитием нашей цивилизации увеличивается и потребление воды, прежде всего в промышленности. .

Так на производство 1 тонны нефти требуется 18 куб. м воды, 1 тонны стали – до 120 куб. м, 1 тонны алюминия 1 500 куб. м, 1 тонны химического волокна – 2 000 куб. м.

Вывод: чистую воду необходимо беречь и охранять.

4.5.Теоретически можно считать водные ресурсы неисчерпаемыми, если принять, что при их рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота.

Учитель .В настоящее время качество воды ухудшилось. Воде грозит настоящая опасность, и исходит она от человечества.

Ученик. По данным Всемирной организации здравоохранения, инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн случаев в год. По данным санитарно-эпидемиологической службы, многие проблемы со здоровьем возникают из-за употребления некачественной питьевой воды. Каждый год регистрируются случаи заболевания гепатитом, дизентерией и другими острыми кишечными болезнями, причиной которых служит употребление обыкновенной питьевой воды или купание в загрязненных озерах. Кроме того, наша вода нуждается не только в очистке, но и обогащении, поскольку в ней недостаток фтора и йода, что приводит к кариесу, заболеваниям щитовидной железы. Дефицит йода нередко является причиной развития врожденных аномалий, снижения умственных способностей детей. В водопроводной воде, которая поступает в наши дома, недостаточно и селена. Дефицит селена является фактором риска в возникновении сердечно-сосудистых, злокачественных заболеваний, легких.

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА!

Сядьте ровно, расправьте плечи, вдохните и с расправленными плечами выдохнули.

Закрыли глазки и посчитали до 10.

3.6. Жесткость воды способы её устранения.

Учитель: Для потребителя важна такая характеристика воды, которую называют жесткостью. Определение учащиеся самостоятельно ищут в учебнике. Формулировка понятия.

Учитель: Какие соли входят в состав жесткой воды? Ответы учащихся

Учитель: Как вы считаете жесткая вода качественная? Ответы учащихся Информация по учебнику.

Учитель: Какая вода самая жесткая и самая мягкая? Информацию по учебнику учащиеся ищут самостоятельно ( жесткая – морская, мягкая – дождевая)

3.7. Обзор о минеральных водах их использование в столовых и лечебных целях.

Учитель: Кроме обычной воды в природе есть уникальная вода, которая называется минеральной. Природные источники в водах, которых имеются катионы K⁺ ; Na⁺ ; Ca²⁺ ;Mg²⁺ и др., а также анионы CI^- ; SO₄^2- :HCO₃^- ,называются минеральными.Слайд №8. Минеральные источники – район Кавказских минеральных Вод. Название вод. Наши минеральные воды – Ундоровский завод «Волжанка». Демонстрация минеральных вод. 3. Минеральные воды, их использование в столовых и лечебных целях.

Ученик. В зависимости от концентрации минеральных веществ минеральные воды делятся на :

- столовые – минеральная (натуральная) вода пригодная для ежедневного применения, содержание солей в ней не превышает 1 грамм на литр воды. Как правило, она мягкая, приятная на вкус, без постороннего запаха и привкуса. Не случайно на основе столовой воды изготовляются прохладительные напитки; Нормативные документы на минеральные столовые воды отсутствуют;

- лечебно-столовые – в этой воде может содержаться от 1 до 10 граммов солей на литр воды. Достоинство лечебно-столовых минеральных вод состоит в их многофункциональности: их можно употреблять как столовый напиток и систематически – для лечения;

- лечебные – самая насыщенная по солевому составу вода. К этой категории относят минеральные воды с минерализацией — более 10 граммов на литр, либо воды с повышенным содержанием активных микроэлементов, например, мышьяка или бора. Её следует пить строго по рекомендации врача.

По химическому составу различается шесть классов минеральных вод: гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные, смешанные, биологически активные и газированные.

Гидрокарбонатные – вода предназначена для тех, кто занимается спортом. Применяются при лечении мочекаменной болезни. Противопоказания – гастрит.

Сульфатные – вода рекомендуется тем, у кого наблюдаются проблемы с печенью и желчного пузыря, ожирение и сахарный диабет. Категорически нельзя употреблять такую воду детям и подросткам, так как сульфаты препятствуют росту костей.

Хлоридные – вода способствует регулировки работы кишечной, желчной путей и печени. Противопоказания – повышенное давление.

Биологически активные – вода содержит вещества, которые всасываясь из желудочно-кишечного тракта, оказывают специфическое действие :

1. Железо предупреждает развитие анемии;

2. Йод стимулирует окислительно-восстановительные процессы в организме, усиливает функцию щитовидной железы;

3. Бром способствует процессам торможения центральной нервной системы;

4. Кальций участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на свертываемость крови и на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах, стимулирует развитие костей и рост зубов;

5. Магний регулирует работу нервной системы, обмен углеводов и энергетический обмен, улучшает кровоснабжение сердечной мышцы. Противопоказана людям склонным к расстройствам желудка.

6. Натрий регулирует кровяное давление, а также деятельность мышечной системы.

7. Калий отвечает за кислотно-щелочное равновесие крови, активизирует работу сердца, благотворно влияет на работу почек.

8. Фтор полезен для зубов и костей.

9. Ионы хлора в желудке соединяются с водородом, образуя соляную кислоту. При этом повышается интенсивность обмена жиров и сахаров, усиливаются желчегонная и мочегонная функции печени и почек.

Лабораторный опыт

«Ознакомление с минеральными водами» .

Учитель: 1. Ознакомьтесь с этикетками на бутылках с минеральной водой.

2. Какие ионы входят в состав этих вод? Как их обнаружить?

3. Налейте в пробирку 2 мл минеральной воды.

4. Добавьте 4 мл раствора карбоната натрия. Что вы наблюдаете? Какой ион обнаружен? Запишите уравнение химической реакции.

5. В пробирку налейте 2 мл минеральной воды.

6. Добавьте 4 мл раствора соляной кислоты. Что вы наблюдаете? Какой ион обнаружен? Запишите уравнение химической реакции.

Ответы учащихся. По международным стандартам натуральная минеральная вода должна соответствовать следующим требованиям.

1. Вода должна происходить из естественного источника, защищенного от любого загрязнения, и разливаться непосредственно в бутылки на расстоянии не более 50 метров от источника.

2. Вода должна быть природной чистоты, недопустимо использование любых методов, которые могут изменить ее первоначальные, природные свойства. Для очистки от механических примесей допускается использование фильтров.

3. В некоторых случаях допустимо извлечение определенных нежелательных веществ (соединения железа или серы). Если вода происходит из источника насыщенного углекислым газом, то он может быть частично или полностью удален, поскольку это влияет на характер и свойства минеральной воды. Содержание нитрата не должно превышать 30 мг в одном литре.

Вывод: Минеральные воды должны употреблять в соответствии с их предназначением.

Работа с дополнительной информацией.

Учитель: Демонстрация опыта обнаружение ионов кальция и карбонат- ионов в минеральной воде. Для распознавания и Ca²⁺ используется раствор соды. Чтобы обнаружить CO₃^2- в новую порцию минеральной воды добавляем раствор кислоты, учащиеся отмечаем свои наблюдения, делают выводы. Записывают в тетрадях.

Учащиеся: Самостоятельно составляют уравнение реакций.

5. Релаксация. Слушаем запись шума моря. 3 мин

6. Первичная проверка понимания.

Лабораторная работа «Жесткость воды способы её устранения». Работа в парах с учебником, самостоятельное заполнение таблицы и проведения химического эксперимента. какой бывает пресная вода? (Пресная вода бывает мягкой и жесткой).

Учитель. Как простым способом определить жесткость воды? (Жесткость воды можно определить с помощью обыкновенного мыла. В жесткой воде мыло не мылится, а волосы при мытье секутся).

Жесткость воды, обуславливается наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния (временная), которые в ней диссоциируют на ионы :

Гидрокарбонат кальция = катион кальция + гидрокарбонат анион

При нагревании воды гидрокарбонаты кальция и магния превращаются в нерастворимые карбонаты :

Mg(HCO₃)₂ = CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑.

Именно они и образуют накипь в чайнике, трубах центрального отопления, паровых котлах.

Присутствие в воде других соединений кальция и магния, обуславливает постоянную жесткость, которая не устраняется кипячением. Однако и временная, и постоянная жесткость легко устраняются добавлением соды :

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaCl.

Вывод: Вода может иметь постоянную и временную жесткость. Временная жесткость удаляется кипячением. Постоянная и временная жесткость могут быть устранены добавлением соды.

Таблица «Виды жесткой воды» учащиеся заполняют по мере проделывания химического эксперимента.

Инструкция по её выполнению и меры по технике безопасности даётся учителем. Вывод по л/р

7. Контроль и самопроверка знаний. Тест по вариантам.

1 вариант

1. Водные ресурсы земли это:

1. Соленая

2. Дождевая

3. Водопроводная

2. Важная характеристика воды, которую называют

1. Температура кипения

2. Жесткость

3. Плотность

3. Карбонатная или временная жесткость воды обусловлена

1. Са (НСО3)2

2. МgCl2

3. AgNО3

4. Самая жесткая природная вода

1. Дождевая

2. Морская вода

3. Минеральная

5. Минеральная вода- это

1. Вода, в которой присутствуют катионы K⁺ Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺

2. Вода, в которой присутствуют катионы K⁺ Na⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ и анионы CI ^- SO4^2- HCO3^-

3. Вода, в которой присутствуют карбонаты, нитраты, хлориды металлов и неметаллов.

2 вариант

1. Водные ресурсы земли это:

1. Дождевая

2. Пресная

3.Водопроводная

2. Некарбонатная или постоянная жесткость воды обусловлена

1. МgCl2

2. Са (НСО3)2

3.AgNО3

3.Самая мягкая природная вода

1. Морская

2. Дождевая

3. Водопроводная

4. Как устранить жесткость воды

1. Добавить кислоты

2. Действием соды

3. Отстаиванием

5.В огромных количествах вода используется

1.В сельском хозяйстве

2.Промышленности

3.В быту

8. Подведение итогов. На экране выводятся вопросы.

1.Сегодня на уроке я научилась (ся)…

2. Сегодня на уроке я узнал (а)…

3. Сегодня на уроке я закрепил (а)…

4.Что ещё я хотел (а) бы узнать по данной теме…

9. Рефлексия. Учитель задает вопросы классу:

1. Как вы оцениваете свою деятельность на уроке? (ответы учащихся)

2. Как изменилось ваше настроение в течение урока? (ответы учащихся)

10. Информация о домашнем задании. Инструктаж по его выполнению.

Приложение

 Лабораторная работа

Тема: Жесткость воды способы её устранения.

Цель: Устранить жесткость воды химическими способами.

Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, спиртовка, пробиркодежатель, раствор мыла, образцы жесткой воды, карбонат натрия.

Ход работы:

Работа № 1. В пробирку налейте 3-4 мл выданной вам жесткой воды, а затем добавьте 1 мл раствора мыла. Встряхните пробирку. Что наблюдаете? Продолжайте приливать раствор мыла порциями, встряхивая каждый раз содержимое пробирки до тех пор, пока в ней не появится устойчивая пена. В пробирку налейте 3-4 мл выданной вам жесткой воды, а затем добавьте 2 мл раствора известковой воды. Объясните результат опыта. Напишите уравнения реакции. Заполните таблицу.

Работа №2. В пробирку налейте 1-2 мл жесткой воды и вскипятите её. Что наблюдаете? Сделайте вывод о типе жесткости воды, если на поверхности содержимого не появился белый налет. В этом случае добавьте в пробирку 1-2 мл раствора карбоната натрия. Что наблюдаете? В пробирку налейте 1-2 мл жесткой воды добавьте 2 мл раствора известковой воды. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции. Заполните таблицу. Сделайте вывод.

Виды жесткой воды

Вид жесткости