Бесцветные растворы окрашивались то в один, то в другой цвет, и происходило это сразу же, как по мановению волшебной палочки. И действительно, химические реакции идут очень быстро и, как правило, начинаются сразу же после смешения реагентов. Однако из этого правила есть исключения. Реакционная смесь может оставаться какое-то время бесцветной, а затем мгновенно окраситься. Хотите - через пять секунд, хотите - через десять; вы сами можете поставить «химические часы» на требуемое время.

Приготовьте два раствора. Состав первого: 3,9 г йодата калия KIO 3 на литр воды. Состав второго: 1 г сульфита натрия Na 2 SO 3 , 0,94 г концентрированной серной кислоты (осторожно!) и немного - несколько миллилитров крахмального клейстера - тоже на литр воды. Оба раствора бесцветны и прозрачны.

Отмерьте по 100 мл обоих растворов и быстро, лучше при перемешивании, прилейте второй к первому. Опыт удобнее ставить вдвоем - пусть ваш товарищ сразу же начнет отсчет времени по секундомеру или по часам с секундной стрелкой. Через шесть-восемь секунд (точное время зависит от температуры) жидкость мгновенно окрасится в темно-синий, почти черный цвет.

Теперь отмерьте вновь 100 мл второго раствора, а 50 мл первого разбавьте водой ровно вдвое. С секундомером в руках вы убедитесь, что время, прошедшее с момента сливания растворов до их окрашивания, тоже увеличится в два раза.

Наконец, смешайте 100 мл второго раствора с 25 мл первого, разбавленного водой вчетверо, т. е. до тех же 100 мл. «Химические часы» будут работать в четыре раза дольше, чем в первом опыте.

Этот опыт демонстрирует один из фундаментальных химических законов - закон действия масс, согласно которому скорость реакции пропорциональна концентрациям реагирующих веществ. Но вот в чем вопрос: почему растворы окрашиваются мгновенно после паузы, а не равномерно и постепенно, как этого следует ожидать?

Серная кислота в растворе вытесняет йодат- и сульфит-ионы из их солей. При этом в растворе образуется йодоводородная кислота HI, но живет она недолго и тут же вступает во взаимодействие с йодноватой кислотой HIO 3 . В результате выделяется свободный йод. Он-то и дает цветную реакцию с крахмалом.

Если бы все шло именно так, то раствор и темнел бы постепенно, по мере выделения иода. Однако параллельно идет еще один процесс: сернистая кислота Н 2 SO 3 реагирует со свободным иодом и вновь образуется иодоводородная кислота. Эта реакция идет быстрее предыдущей, и йод, не успев окрасить крахмал, снова восстанавливается до JO 3 - -.

Выходит, что окраска не должна появиться вовсе? Обратите внимание: в ходе реакции сернистая кислота непрерывно расходуется, и как только вся она превратится в серную, иоду ничто уже не будет мешать реагировать с крахмалом. И тогда раствор мгновенно окрасится по всему объему.

Разбавляя раствор вдвое и вчетверо, вы уменьшали концентрацию иодата калия, и скорость реакции уменьшалась пропорционально.

Объяснение, кажется, заняло больше времени, чем сам опыт с часами...

Факторы, влияющие
на скорость химической реакции

«Химические часы» Урок-исследование

Спаренный урок. Проводится в 8-м классе (по программе О.С.Габриеляна) после знакомства с понятием «скорость химической реакции».

Цели и задачи урока.

Сформировать у учащихся понятие о факторах, влияющих на скорость химических реакций, посредством их самостоятельной проблемно-поисковой деятельности на уроке;

Организовать освоение процедур исследовательской деятельности, в том числе, совершенствовать умение учащихся наблюдать за веществами и происходящими с ними изменениями;

Совершенствовать умение учащихся работать с учебными материалами: проводить осмысление-маркировку текста, выделять главное и необходимое;

Продолжать формирование культуры рефлексивного мышления; совершенствовать умение связно и доказательно излагать свои выводы;

Развивать познавательный интерес к предмету и процессу познания путем усиления его практической направленности (моделирования научного исследования на уроке).

Оборудование и реактивы. Компьютеры, мультимедийный проектор.

Демонстрационный эксперимент: восемь демонстрационных пробирок в штативе, два мерных цилиндра, секундомер; заранее приготовленные растворы (1-й: KIO 3 , 2-й: Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 + крахмал), вода дистиллированная.

Группа № 1: десять пробирок, штатив, стакан с водой, термометр, спиртовка, спички, шпатель, секундомер; HCl, раствор красной кровяной соли, железная скрепка, порошок железа, растворы H 2 SO 4 и Na 2 S 2 O 3 одинаковой концентрации, Н 2 O 2 , MnO 2 , лучинка.

Группа № 2: две пробирки, штатив, две колбы (одна наполнена кислородом и закрыта пробкой), ложечка для сжигания, спиртовка, спички, весы с разновесами, фильтровальная бумага; кусочек древесного угля, Н 2 O 2 , стеклянная палочка с приклеенным к ней MnO 2 , лучинка.

Группа № 3: восемь пробирок, штатив, шпатель, два мерных цилиндра, секундомер; растворы H 2 SO 4 и Na 2 S 2 O 3 одинаковой концентрации, вода дистиллированная, H 2 O 2 , MnO 2 , лучинка.

Группа № 4: шесть пробирок, штатив, прибор для изучения скорости химических реакций, воронка, спиртовка, спички, шпатель; HCl, CH 3 COOH, мрамор, мраморная крошка, H 2 O 2 , MnO 2 , лучинка.

Группа № 5: шесть пробирок, штатив, прибор для изучения скорости химических реакций, воронка, спиртовка, спички, шпатель; HCl, гранулы цинка, цинковая пыль, кусочки железа, H 2 O 2 , MnO 2 , лучинка.

Данный урок имеет следующую логику: проблемный вопрос -> проблемный эксперимент -> обсуждение и выдвижение предположений -> формулирование проблемы > определение темы исследования -> определение цели исследования -> выдвижение гипотезы -> проведение исследования -> представление результатов -> уточнение сложных вопросов темы (работа с текстом) -> возвращение к проблеме, гипотезе -> окончательное подведение итогов урока -> домашнее задание.

Источник всякой науки есть опыт .
Ю.Либих

ХОД УРОКА

I. Мотивационно-ориентировочный этап

Назначение этого этапа:

1) выделение проблемы, которую необходимо решить, проговаривание (вербализация) от ее постановки до возможных путей решения, формулирование предположений, гипотез;

2) мотивация учебной деятельности учащихся через обеспечение значимости изучаемых проблем, через тесную связь обучения с конкретным опытом каждого.

Учитель выступает как организатор самостоятельного учебного познания учащихся и в качестве одного из источников информации.

Учитель (начинает урок проблемным вопросом). Знаете ли вы, что такое химические часы? Может быть, видели или слышали что-то о них. Если нет, то попробуйте предположить, как они могут быть устроены. Как выглядят, как действуют? Высказывайте любые предположения.

Учащиеся высказывают свои предположения.

Учитель. Пока я не буду давать оценку вашим суждениям, все в свое время. Я покажу вам действие самых простых химических часов, но мне нужны помощники с секундомером.

Опыт «Химические часы».

Реактивы: 1-й раствор: 3,9 г йодата калия (KIO 3) на 1 л воды, 2-й: 1 г сульфита натрия (Na 2 SO 3), 0,94 г концентрированной серной кислоты (осторожно!), несколько миллилитров крахмального клейстера на 1 л воды. Оба раствора бесцветны.

Заранее готовим восемь пробирок. В первые четыре пробирки наливаем по 20 мл 2-го раствора. В оставшиеся пробирки наливаем: в первую – 20 мл раствора йодата калия, во вторую – 10 мл 1-го раствора и доводим водой до 20 мл (разбавление в 2 раза); в третью – 5 мл 1-го раствора, доводим до 20 мл (разбавление в 4 раза); в четвертую – 2,5 мл 1-го раствора, доводим до 20 мл (разбавление в 8 раз). Пробирки устанавливаем в демонстрационный штатив.

Учащиеся (помощники) по просьбе учителя попарно сливают растворы, быстро перемешивают их и включают секундомер. Результаты демонстрируют классу. В пробирках последовательно возникают признаки реакции, жидкость через определенное время мгновенно окрашивается в темно-синий, почти черный цвет.

Время протекания реакции, фиксируемое секундомером, записывают на доске.

Учитель. Возникли у вас еще какие-нибудь мысли по поводу принципа действия химических часов?

Каждый ученик может высказать свой вариант суждений. Учитель не комментирует, не оценивает, руководит проговариванием, задавая при необходимости дополнительные, уточняющие вопросы или сообщая дополнительную информацию. Результатом проговаривания должно стать выдвижение проблемы и примерные направления ее возможного решения.

Проблема: каков принцип действия химических часов?

Учитель. Для того чтобы не просто предполагать, а дать наиболее точное заключение по этой проблеме, предлагаю вам провести исследование, исходя из возможностей школьного кабинета. Сначала нам необходимо определить тему, цель и гипотезу исследования.

Учитель организует обсуждение, по результатам которого учащиеся делают предположение, что основа принципа действия химических часов – химическая реакция, но происходит она с различной скоростью. Очевидно, есть причины, влияющие на скорость одной и той же реакции. Учащиеся формулируют и записывают на доске.

Тема исследования. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Цель исследования. Выявление факторов, влияющих на скорость химической реакции .

Гипотеза. На скорость химической реакции оказывают влияние: …………………… .

Учитель определяет план действий на уроке (информация на слайде, учитель ее комментирует).

Работа в пяти группах по четыре человека.

Учитель. Перед началом каждого эксперимента внимательно прочитайте задание, определите цель опыта, распределите обязанности, только после этого приступайте к выполнению работы.

После окончания опытов ответьте на вопросы.

Общие вопросы ко всем опытам (на слайде):

1) Каковы признаки данной реакции?

2) Как вы можете объяснить то, что наблюдаете?

3) Какие выводы вы можете сделать на основе наблюдений за проведенным опытом?

УЧИТЕЛЬ. Вернитесь к цели опыта. Если необходимо, сделайте исправления.

Помимо общих вопросов во многих заданиях есть еще вопросы к конкретному опыту. На них тоже надо ответить.

Обсудите результаты, сделайте выводы и записи в листах отчетности. Оцените вклад каждого участника группы в баллах, дайте самооценку вашей работы в группе.

После выполнения всей работы необходимо представить результаты. Требующиеся для этого записи (уравнения реакций и др.) сделайте на доске заранее по мере готовности. Лучших участников исследования ждут поощрения. (План действий остается на экране.)

II. Операционно-исполнительский этап

Это этап активного самостоятельного овладения учащимися новыми знаниями, новым опытом, его рефлексивного осмысления.

Он включает в себя:

Проверку возможных решений проблемы путем лабораторного эксперимента;

Сбор данных, их интерпретацию, формулирование выводов;

Применение полученных знаний в новых условиях, обобщение.

Учитель выступает как организатор самостоятельной исследовательской деятельности учащихся, как консультант при проведении лабораторного эксперимента, как оператор мультимедийного проектора и как координатор в сообществе учитель–учащиеся при осмыслении результатов исследования.

В инструкции по проведению исследования учащимся предложена помощь в формулировании цели, а в конце инструкции напоминание о необходимости вернуться к цели опыта и уточнить ее.

Учитель выдает каждой группе учащихся конкретное задание на проведение лабораторного исследования. Учащиеся приступают к выполнению задания.

Задания для групп исследователей: факторы,
влияющие на скорость химических реакций

Группа № 1

Опыт 1. Возьмите две пробирки. В обе пробирки налейте по 2–3 мл соляной кислоты, добавьте по 1 капле раствора красной кровяной соли, после чего одновременно в первую положите железную скрепку, во вторую насыпьте порошок железа (рис. 1).

Протекание реакции можно наблюдать как по прямому признаку (какой это признак?), так и по косвенному. Косвенным признаком данной реакции является синяя окраска раствора, это объясняется взаимодействием ионов железа Fe 2+ c красной кровяной солью. Какой будет окраска раствора, если в растворе появится больше ионов железа Fe 2+ ? Красная кровяная соль играет в данном случае роль индикатора.

1) Составьте уравнение реакции, происходящей в обеих пробирках, в молекулярном и ионном видах, напишите электронный баланс данной реакции.

2) Как проявляются признаки реакции в разных пробирках (одновременно, последовательно, какова последовательность, если она имеет место)?

3) Какие превращения происходят с атомами железа?

Опыт 2. Для проведения опыта возьмите растворы серной кислоты H 2 SO 4 и тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 одинаковой концентрации. Налейте по 5 мл серной кислоты в три пробирки и по 5 мл тиосульфата натрия в другие три пробирки. Разделите пробирки на три пары: по пробирке с H 2 SO 4 и Na 2 S 2 O 3 в каждой паре (рис. 2). Будьте внимательны!

Приготовьте секундомер. Отметьте по термометру температуру воздуха в лаборатории.

1-ю пару пробирок слейте вместе, отметьте, через сколько секунд происходит заметное помутнение раствора. Будьте внимательны!

2-ю пару пробирок поместите в химический стакан с водой и нагрейте на 10 °С выше комнатной температуры. За температурой следите по термометру, опущенному в воду. Затем слейте содержимое пробирок, отметьте, через сколько секунд появится муть.

С 3-й парой пробирок повторите опыт, нагрев их предварительно в стакане с водой до температуры на 20° выше комнатной.

Помутнение раствора вызвано взаимодействием тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 и серной кислоты H 2 SO 4 , в результате которого выделяется свободная сера. Реакция идет по уравнению:

Результаты запишите в таблицу (табл. 1).

Таблица 1

Постройте для данного опыта график, иллюстрирующий зависимость скорости реакции от температуры, используя программу Microsoft Office Excel . Для этого на оси абсцисс нанесите температуру опытов, а на оси ординат – величины относительной скорости реакции:

1) Во сколько раз возросла скорость реакции при повышении температуры на первые 10°?

2) Во сколько раз 3 больше 2 ?

3) Наблюдаете ли вы какую-либо закономерность?

Опыт 3. В две пробирки налейте по 3 мл раствора пероксида водорода (перекись водорода). Приготовьте тлеющую лучинку. 1-я пробирка – контрольная. Во 2-ю пробирку всыпьте порошок оксида марганца(IV) MnO 2 (вещество возьмите на кончике шпателя).

Внесите тлеющую лучинку по очереди в обе пробирки, сделайте вывод.

Группа № 2

Опыт 1. Перед вами на столе две колбы. Одна из них (закрытая пробкой) заполнена кислородом. Вторая колба открыта, что в ней находится? Положите кусочек древесного угля на ложечку для сжигания веществ, нагрейте в пламени спиртовки: уголек начнет тлеть – светиться (рис. 3, см. с. 30 ).

Внесите тлеющий уголек в открытую колбу. Что вы наблюдаете?

Откройте вторую колбу (наполненную кислородом) и быстро внесите в нее тлеющий уголек. Что вы наблюдаете? Действуйте осторожно, но быстро, чтобы не упустить газ.

Составьте уравнение реакции, происходящей в колбе, рассмотрите реакцию с точки зрения ОВР.

Опыт 2. Уравновесьте весы. Возьмите стеклянную палочку, конец которой покрыт оксидом марганца(IV), взвесьте ее. В 1-ю пробирку налейте 3 мл воды. Во 2-ю пробирку налейте 3 мл раствора пероксида водорода. Подготовьте тлеющую лучинку.

Внесите палочку с оксидом марганца(IV) в пробирку с водой. Что вы наблюдаете? Внесите тлеющую лучинку в пробирку.

Внесите палочку с оксидом марганца(IV) в пробирку с пероксидом водорода. Что вы наблюдаете? Внесите тлеющую лучинку в пробирку.

Осторожно высушите стеклянную палочку фильтровальной бумагой, старайтесь не повредить слой оксида марганца(IV). Взвесьте сухую палочку. Изменилась ли ее масса?

1) Составьте уравнение реакции. Рассмотрите ее с точки зрения ОВР.

2) Изменилась ли масса оксида марганца(IV) после внесения его в пробирки с пероксидом водорода и водой?

3) Что влияет на изменение скорости реакции, исследованной в данном опыте?

Группа № 3

Опыт 1. Для проведения опыта используйте растворы серной кислоты H 2 SO 4 и тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 одинаковой концентрации.

Возьмите шесть пробирок. В 1-ю налейте 6 мл тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 ; во 2-ю – 4 мл тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 и 2 мл воды; в 3-ю – 2 мл тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 и 4 мл воды; пробирки с раствором тиосульфата поставьте в 1-й штатив.

В три другие пробирки налейте по 6 мл серной кислоты в каждую; пробирки с раствором серной кислоты поставьте во 2-й штатив.

Будьте внимательны и осторожны при работе с кислотой!

Приготовьте секундомер. Сливайте растворы тиосульфата натрия и серной кислоты попарно (см. рис. 2). Точно по секундомеру замерьте время до помутнения раствора в пробирке. Данные запишите в таблицу (табл. 2).

Таблица 2

Помутнение раствора вызвано взаимодействием тиосульфата натрия Na 2 S 2 O 3 и серной кислоты H 2 SO 4 , в результате которого выделяется свободная сера. Реакция идет по уравнению:

Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + Н 2 О + S.

1) Постройте график, иллюстрирующий зависимость скорости реакции от концентрации растворов веществ для данного опыта, используя программу Microsoft Office Excel . Для этого на оси абсцисс отложите относительную концентрацию растворов, рассчитайте ее по формуле:

а на оси ординат – величины относительной скорости реакции:

2) Сформулируйте вывод о зависимости скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ для данного опыта.

Опыт 2.

1) Какие изменения вы наблюдаете?

2) Составьте уравнение реакции.

3) Какую роль в данной реакции играет оксид марганца(IV)?

Группа № 4

Опыт 1. Возьмите две пробирки. В 1-ю налейте 2–3 мл соляной кислоты; во 2-ю – 2–3 мл уксусной кислоты. Одновременно положите в обе пробирки по кусочку мрамора.

1) Что вы наблюдаете?

2) Составьте уравнение реакции, происходящей в 1-й пробирке, в молекулярном и ионном видах.

Опыт 2. Для выполнения опыта используйте прибор для изучения скорости химической реакции (рис. 4).

В одно колено 1-го сосуда Ландольта налить соляную кислоту на уровень 2–3 см, сделать это нужно, вставив воронку.

Во второе колено осторожно опустить кусочек мрамора.

2-й сосуд: в одно колено налить соляную кислоту на уровень 2–3 см, во второе колено осторожно высыпать мраморную крошку.

Внимание

Опыт 3. Для выполнения возьмите две пробирки, налейте в обе пробирки по 2–3 мл соляной кислоты. 1-ю пробирку нагрейте на пламени спиртовки, не доводя до кипения. Одновременно в обе пробирки добавьте по одинаковому кусочку мрамора.

1) Какие изменения вы наблюдаете?

2) Составьте уравнение происходящей реакции в молекулярном и ионном видах.

3) Одинакова ли скорость химической реакции в разных пробирках?

Опыт 4. В две пробирки налейте по 3 мл раствора пероксида водорода. Приготовьте тлеющую лучинку. 1-я пробирка – контрольная. Во 2-ю пробирку всыпьте порошок оксида марганца(IV) MnO 2 (вещество возьмите на кончике шпателя).

1) Какие изменения вы наблюдаете?

Внесите тлеющую лучинку по очереди в обе пробирки, сделайте вывод.

2) Составьте уравнение реакции.

3) Какую роль в данной реакции играет оксид марганца(IV)?

Группа № 5

Опыт 1. Возьмите две пробирки. В обе пробирки налейте по 2–3 мл соляной кислоты. Одновременно положите в 1-ю пробирку гранулу цинка, во вторую – кусочек железа.

1) Что вы наблюдаете?

2) Составьте уравнения происходящих реакций, в молекулярном и ионном видах, напишите уравнение электронного баланса.

Опыт 2. Для выполнения опыта используйте прибор для изучения скорости химической реакции (см. рис. 4).

В одно колено 1-го сосуда Ландольта налить соляную кислоту на уровень 2–3 см, сделать это нужно, вставив воронку.

Во второе колено осторожно опустить кусочек цинка.

2-й сосуд: в одно колено налить соляную кислоту на уровень 2–3 см, во второе колено осторожно высыпать цинковую пыль.

Одновременно смешать содержимое сосудов (для этого поверните их).

Сравните уровни жидкостей в манометрических трубках.

Внимание ! Если уровни жидкостей поднимутся до воронок, можете приоткрыть пробки сосудов Ландольта, чтобы не произошло переливание жидкостей через край воронки.

Опыт 3. Для выполнения возьмите две пробирки, налейте в обе пробирки по 2–3 мл соляной кислоты. 1-ю пробирку нагрейте на пламени спиртовки, не доводя до кипения. Одновременно в обе пробирки добавьте по одинаковому кусочку цинка.

1) Какие изменения вы наблюдаете?

2) Составьте уравнение происходящей реакции в молекулярном и ионном видах, напишите уравнение электронного баланса.

3) Какие превращения происходят с атомами цинка?

4) Какие превращения происходят с ионами водорода?

5) Одинакова ли скорость химической реакции в разных пробирках?

Опыт 4. В две пробирки налейте по 3 мл раствора пероксида водорода. Приготовьте тлеющую лучинку. 1-я пробирка – контрольная. Во 2-ю пробирку всыпьте порошок оксида марганца(IV) MnO 2 (вещество возьмите на кончике шпателя).

1) Какие изменения вы наблюдаете?

Внесите тлеющую лучинку по очереди в обе пробирки, сделайте вывод.

2) Составьте уравнение реакции.

3) Какую роль в данной реакции играет оксид марганца(IV)?

Для осознания результатов проведенного исследования каждой группе предложены вопросы, они помогут учащимся правильно сформулировать выводы, не пропустить важное и будут способствовать развитию наблюдательности.

Результаты исследования учащиеся оформляют в отчетных листах (рис. 5).

Рис. 5. Образец оформления отчета о работе

Особое внимание при проведении эксперимента необходимо уделить правилам техники безопасности при работе с химическими веществами, на это есть ссылки в тексте заданий, работает устройство для промывки глаз (УПГ), учитель внимательно следит за соблюдением правил работы в химической лаборатории.

Основное назначение лабораторного исследования – приобретение практического опыта самостоятельного сбора фактов для последующего самостоятельного выстраивания цепи рассуждений по возможному решению проблемы.

Полученные данные учащиеся интерпретируют самостоятельно. Результаты своей работы они представляют, используя записи на доске и графики, построенные c использованием программы Microsoft Office Excel .

Как правило, учащиеся испытывают затруднения в объяснении опытов, происходящих с участием катализаторов, поэтому целесообразно предложить накануне урока двум-трем ученикам провести домашний эксперимент с использованием катализаторов и ингибиторов и результаты его представить на данном этапе урока.

Индивидуальные задания (домашний эксперимент) к уроку
«Скорость химической реакции»

Задание 1.

Возьмите кусочек сахара и закрепите его в проволочной петле либо возьмите его пинцетом, поднесите к пламени газовой горелки и попробуйте поджечь.

Что Вы наблюдаете?

Насыпьте на кусочек сахара пепел от сигареты и повторите опыт. Сахар горит?

Подготовьте небольшую презентацию о проведенном эксперименте.

Задание 2.

Налейте в две небольшие емкости немного пероксида водорода, добавьте в одну из них сок моркови, в другую – мелкие кусочки отварной моркови.

Что Вы наблюдаете? Какие выводы можете сделать?

Подготовьте небольшой рассказ о проделанной работе. При подготовке рассказа можете воспользоваться текстом § 31 в учебнике: Габриелян О.С.

Задание 3.

Возьмите две пробирки, налейте в них 6–8 мл соляной кислоты, в одну из пробирок добавьте 1–2 мл раствора уротропина, вторая пробирка – контрольная.

Опыт заложите на несколько дней. Ежедневно необходимо отмечать изменения, происходящие в пробирках.

Сделайте выводы по своим наблюдениям. Подготовьте сообщение.

После представления результатов индивидуального домашнего задания учащимся предлагается для более глубокого осмысления результатов лабораторного исследования и повышения теоретической подготовки поработать с учебным текстом «Большие результаты присутствия малых количеств веществ» (см. приложение ), заполнить таблицу (табл. 3).

Таблица 3

Маркировочная таблица: примеры ответов учащихся

После работы с текстом учитель организует проговаривание изученного материала с целью более полного осознания новых понятий: катализ, катализатор, фермент, энзим, ингибитор .

III. Рефлексивно-оценочный этап

На этом этапе производится оценка результатов исследования, самооценка, осмысление учащимися своей деятельности на уроке.

Учитель возвращает внимание учащихся к проблеме, цели и гипотезе исследования, предлагает им провести обобщение результатов исследования по теме, подвести итоги учебной работы на уроке.

Учащиеся проговаривают предметно-содержательные результаты урока (усвоение темы, решение проблемы урока, подтверждение выдвинутой гипотезы, а также определяют, какие исследовательские процедуры были наиболее эффективны для поиска решения проблемы).

Используя мультимедийную презентацию, учитель знакомит учащихся с учеными, которые открыли законы, позволяющие управлять кинетикой химических реакций.

Определяются лучшие участники исследования, их награждают наборами для проведения домашнего эксперимента по изучаемой теме.

Домашний эксперимент предназначен для того, чтобы ученик еще раз самостоятельно осуществил химические реакции, иллюстрирующие изученный материал, сам описал наблюдения, сделал выводы без посторонней помощи. Это позволит усвоить учебный материал на качественно новом уровне.

Домашнее задание. §§ 30, 31 по учебнику: Габриелян О.С. Химия. 8 класс. М.: Дрофа, 2001.

Следующий урок можно начать с теста.

Тест «Факторы, влияющие на скорость химических реакций»

1. На графике (рис. 6) показана зависимость скорости реакций от:

а) температуры;

б) концентрации веществ;

в) времени протекания реакции.

2. В сосуде при комнатной температуре находятся два газа А и Б. Скорость реакции между ними увеличится, если:

а) увеличить объем в два раза;

б) увеличить концентрацию в два раза;

в) уменьшить температуру при постоянном объеме.

3. Объясните (с точки зрения молекулярной теории), почему при повышении концентрации реагирующих веществ увеличивается скорость реакции?

в) уменьшается скорость молекул.

4. Объясните (с точки зрения молекулярной теории), почему при повышении температуры увеличивается скорость реакции?

а) Увеличивается число молекул реагирующих веществ;

б) увеличивается скорость молекул;

в) увеличивается число столкновений молекул.

5. Почему на мукомольных, каменноугольных и других предприятиях, где образуется пыль твердых горючих веществ, категорически запрещено пользоваться открытым огнем?

Свободный ответ.

6. Катализаторы – это вещества, которые:

а) увеличивают температуру начала реакции;

б) увеличивают скорость реакции и в ней расходуются;

в) увеличивают скорость реакции, но сами при этом не расходуются.

О т в е т ы. 1 – а; 2 – б; 3 – а; 4 – б; 5 (свободный ответ); 6 – в.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Учебный текст
«Большие результаты присутствия малых количеств веществ»

Кто из нас не наблюдал явления, происходящего, когда приходится обрабатывать порез раствором перекиси водорода ? При попадании на кровоточащую ранку пероксид вскипает, что свидетельствует об образовании газа, а это, как вам известно, является признаком химической реакции. Выделившийся атомарный кислород – сильный окислитель, он активно дезинфицирует раневую поверхность. Попробуйте полить пероксидом водорода на неповрежденную поверхность кожи, и никаких изменений в нем вы не заметите. Как объяснить то, что мы наблюдаем?

Оказывается, пероксид водорода – довольно нестойкое соединение (посмотрите на этикетку, что на ней написано, каковы правила хранения этого вещества?) и разлагается на воду и кислород, но эта реакция идет очень медленно. А гемоглобин крови выступает в роли ускорителя этой реакции. Вещества, которые ускоряют химический процесс, называются катализаторами , а сам процесс – катализом .

Это название происходит от греческого слова katalysis , что значит разрушение. Первое знакомство с катализаторами восходит еще к первой половине XIX в. И.В.Деберейнер установил, что при направлении струи водорода на губчатую платину (мелко раздробленный металл) водород загорается, однако практического вывода из этого открытия не было сделано.

Позже это и другие подобные явления подробно изучил Й.Я.Берцелиус, он и ввел в 1836 г. понятие катализатора: одним только своим присутствием вызывает химическую активность, не проявляющуюся без его участия .

В настоящее время катализаторы играют в химии весьма значительную роль. Почти все процессы заводского производства протекают при содействии катализаторов, а подбор подходящего катализатора играет не последнюю роль при решении вопроса о самой возможности того или иного синтеза.

Столь же велико значение биологических катализаторов, называемых ферментами или энзимами , для жизнедеятельности организмов: они регулируют все процессы, протекающие в живых объектах. Эффективность действия ферментов в сотни и даже тысячи зраз выше, чем у неорганических катализаторов.

В некоторых случаях скорость химической реакции необходимо не увеличить, а наоборот, уменьшить, для этого используют вещества, называемые ингибиторами .

Статья подготовлена при поддержке интернет-магазина «Анатомия Сна». Если Вы решили приобрести качественный и надежный матрас, который будет служить долгие годы, то оптимальным решением станет обратиться в интернет-магазин «Анатомия Сна». Перейдя по ссылке: «латексный матрас все отзывы », вы сможете, не отходя от экрана монитора, заказать матрас на любой вкус и по выгодной цене. Более подробную информацию о ценах и акциях действующих на данный момент вы сможете найти на сайте www.Anatomiyasna.Ru.

В опытах, которые так похожи на фокусы, бесцветные растворы окрашивались то в один, то в другой цвет, и происходило это сразу же, как по мановению волшебной палочки. И действительно, химические реакции идут очень быстро и, как правило, начинаются сразу же после смешения реагентов. Однако из этого правила есть исключения. Реакционная смесь может оставаться какое-то время бесцветной, а затем мгновенно окраситься. Хотите - через пять секунд, хотите - через десять: вы сами можете поставить "химические часы" на требуемое время.

Приготовьте два раствора. Состав первого: 3,9 г иодата калия КIO 3 на литр воды. Состав второго: 1 г сульфита натрия Na 2 SO 3 , 0,94 г концентрированной серной кислоты (осторожно!) и немного, несколько миллилитров крахмального клейстера - тоже на литр воды. Оба раствора бесцветны и прозрачны.

Отмерьте по 100 мл обоих растворов и быстро, лучше при перемешивании, прилейте второй к первому. Опыт удобнее ставить вдвоем - пусть ваш товарищ сразу же начнет отсчет времени по секундомеру или по часам с секундной стрелкой. Через шесть-восемь секунд (точное время зависит от температуры) жидкость мгновенно окрасится в темно-синий, почти чёрный цвет.

Теперь отмерьте вновь 100 мл второго раствора, а 50 мл первого разбавьте водой ровно вдвое. С секундомером в руках вы убедитесь, что время, прошедшее с момента сливания растворов до их окрашивания, тоже увеличится в два раза.

Наконец, смешайте 100 мл второго раствора с 25 мл первого, разбавленного водой вчетверо, т. е. до тех же 100 мл. "Химические часы" будут работать в четыре раза дольше, чем в первом опыте.

Этот опыт демонстрирует один из фундаментальных химических законов - закон действия масс, согласно которому скорость реакции пропорциональна концентрациям реагирующих веществ. Но вот в чем вопрос: почему растворы окрашиваются мгновенно после паузы, а не равномерно и постепенно, как этого следует ожидать?

Серная кислота в растворе вытесняет иодат- и сульфит-ионы из их солей. При этом в растворе образуется иодоводородная кислота HI, но живет она недолго и тут же вступает во взаимодействие с иодноватой кислотой НIO 3 . В результате выделяется свободный иод, он-то и дает цветную реакцию с крахмалом.

Если бы все шло именно так, то раствор и темнел бы постепенно, по мере выделения иода. Однако Параллельно идет еще один процесс: сернистая кислота H 2 SO 3 реагирует со свободным иодом и вновь образуется иодоводородная кислота. Эта реакция идет быстрее предыдущей, и иод, не успев окрасить крахмал, снова восстанавливается до IO 3 - .

Выходит, что окраска не должна появиться вовсе? Обратите внимание: в ходе реакции сернистая кислота непрерывно расходуется, и как только вся она превратится в серную, иоду ничто уже не будет мешать реагировать с крахмалом. И тогда раствор мгновенно окрасится по всему объему.

Разбавляя раствор вдвое и вчетверо, вы уменьшали концентрацию иодата калия, и скорость реакции уменьшалась пропорционально.

Объяснение, кажется, заняло больше времени, чём сам опыт с часами...

«Йодные часы» - это один из самых эффектных опытов, который демонстрирует химическую реакцию, а точнее – ее наглядное протекание с течением времени. В процессе волшебного эксперимента жидкость кардинально меняет цвет. Из полностью прозрачной она превращается в темно-синюю. Подготовив необходимые составляющие и затратив немного времени, этот опыт можно провести в домашних условиях.

Компоненты, необходимые для опыта

Подготовьте 3 стаканчика, емкость которых не должна быть меньше, чем 150 мл. Лучше брать стекло, но можно и плотный пластик. В аптеке необходимо приобрести обычный витамин С, в количестве 1 грамма. Можно использовать две таблетки, по 500 миллиграмм каждая. Там же купите 3%-ую перекись водорода и 2%-ый йодный раствор. Загляните в хозяйственный магазин. Там вам понадобится стаканчик для измерения количества жидкости (не менее 150 мл), мерные ложки и жидкий крахмал. Для проведения эксперимента подготовьте любые очки для защиты глаз.

Проведение опыта

Раствор №1 . Измельчите в емкости таблетку витамина. Порошок должен получиться однородным, без комков. Можно раздавить ее чем-либо тяжелым, поместив в целлофановый пакет. Размешайте получившуюся пудру 60 мл небольшим количеством теплой воды.

Раствор №2. С помощью мерной ложки отберите 5 мл (чайную ложку) раствора №1 и поместите в чистый стакан. Добавьте столько же йодного раствора и 60 мл воды. Произойдет реакция, и раствор №2 станет прозрачным.

Раствор №3. Возьмите 15 мл раствора перекиси и добавьте к нему мерной ложечкой 2,5 мл крахмала. Это все залейте 60 мл теплой чистой воды.

Финальная и наиболее зрелищная часть опыта требует зрителей и восхищенных взглядов. Раствор №2 полностью вылейте в емкость с раствором №3. Аккуратно перемешайте получившуюся жидкость и разделите на две части в разные емкости. Не пройдет и минуты, как полученный раствор №4 окрасится в насыщенный синий цвет.

Что важно знать

Жидкий крахмал для опыта «йодных часов» можно заменить 0,5 ч.л. обычного сухого крахмала. В таком случае на реакцию понадобится немного больше времени.

По окончанию опыта следует уничтожить используемую посуду. Вторично использовать ее не рекомендуется. Руки необходимо помыть очень тщательно.

Учитывая химическую составляющую компонентов опыта, не разрешается проводить его детям без присутствия взрослых. Для глаз желательно использовать защитные очки.

Представим вашему вниманию очередной материал, посвященный химическим опытам. На этот раз будет рассмотрен не менее эффектный опыт, в ходе которого получим химические часы или колебательную реакцию Бриггса-Раушера.

Как именно получить эту реакцию, вы можете узнать, посмотрев видеоролик

Итак, для изготовления химических часов, нам понадобится:
- иодат калия;
- малоновая кислота;
- 30 % перекись водорода;
- картофельный крахмал;
- сульфат марганца;
- стакан

Берем еще один стакан с горячей водой и отмеряем туда примерно 0.1 г картофельного крахмала. Крахмал также не очень хорошо растворяется в воде, поэтому способствуем этому процессу, положив стакан на плиту примерно на 10 минут. После этого у нас должен получиться, так называемый, крахмальный клей, который мы должны вылить в стакан с третьим раствором.

Берем большой стакан с третьим раствором, ставим на магнитную мешалку и включим мешалку.