Odjeljci: Hemija

Tip lekcije: usvajanje novih znanja.

Tip lekcije: razgovor sa demonstracijom eksperimenata.

Ciljevi:

Obrazovni- ponoviti razlike između hemijskih i fizičkih pojava. Formirati znanje o znakovima i uslovima kursa hemijske reakcije.

Developing- razvijati vještine, zasnovane na poznavanju hemije, postavljati jednostavne probleme, formulirati hipoteze., generalizirati.

Obrazovno - nastaviti formiranje naučnog svjetonazora učenika, njegovati kulturu komunikacije kroz rad u parovima „učenik-učenik“, „učenik-nastavnik“, kao i posmatranje, pažnju, znatiželju, inicijativu.

Metode i metodološke tehnike: Razgovor, demonstracija eksperimenata; popunjavanje tabele, hemijski diktat, samostalan rad sa karticama.

Oprema i reagensi... Laboratorijski stalak s epruvetama, željeznom žlicom za sagorijevanje tvari, epruvetom s izlaznom cijevi za plin, alkoholnom lampom, šibicama, otopinama željeznog klorida FeCL 3, kalijevim tiocijanatom KNCS, bakar sulfatom (bakar sulfat) CuSO 4, natrijumom hidroksid NaOH, natrijum karbonat Na 2 CO 3, hlorovodonična kiselina HCL, S.

Tokom nastave

Učitelju. Proučavamo poglavlje "Promjene tvari" i znamo da promjene mogu biti fizičke i kemijske. Koja je razlika između hemijskog i fizičkog fenomena?

Student. Kao rezultat kemijskog fenomena, sastav tvari se mijenja, a kao rezultat fizičkog fenomena, sastav tvari ostaje nepromijenjen, a mijenja se samo njeno agregatno stanje ili oblik i veličina tijela.

Učitelju. U istom eksperimentu mogu se istovremeno promatrati kemijski i fizički fenomeni. Ako bakrenu žicu spljoštite čekićem, dobit ćete bakrenu ploču. Oblik žice se mijenja, ali njen sastav ostaje isti. Ovo je fizički fenomen. Ako se bakrena ploča zagrije na jakoj vatri, metalni sjaj će nestati. Površina bakrene ploče bit će prekrivena crnim premazom koji se može sastrugati nožem. To znači da bakar stupa u interakciju sa zrakom i pretvara se u novu tvar. Ovo je hemijski fenomen. Hemijska reakcija se odvija između metala i kisika u zraku.

Hemijski diktat

Opcija 1

Vježbe. Navedite o kojim pojavama (fizičkim ili hemijskim) govorimo. Objasnite svoj odgovor.

1. Sagorevanje benzina u motoru automobila.

2. Priprema praha od komadića krede.

3. Ostaci trulih biljaka.

4. Kiselo mleko.

5. Padavine

Opcija 2

1. Sagorijevanje uglja.

2. Otapanje snijega.

3. Formiranje hrđe.

4. Formiranje mraza na drveću.

5. Sjaj volframove niti u sijalici.

Kriterijumi vrednovanja

Maksimum koji možete postići je 10 bodova (1 bod za tačno naznačen fenomen i 1 bod za opravdanje odgovora).

Učitelju. Dakle, znate da se svi fenomeni dijele na fizičke i hemijske. Za razliku od fizičkih pojava, kemijske pojave ili kemijske reakcije pretvaraju se neke tvari u druge. Ove transformacije prate vanjski znakovi. Kako bih vas upoznao s kemijskim reakcijama, provest ću niz demonstracijski eksperimenti... Morate identificirati znakove po kojima možete zaključiti da je došlo do kemijske reakcije. Obratite pažnju na to koji su uvjeti potrebni za nastanak ovih kemijskih reakcija.

Demonstracijski eksperiment # 1

Učitelju. U prvom eksperimentu potrebno je saznati što se događa s željeznim kloridom (111) kada mu se doda otopina kalijevog tiocijanata KNCS.

FeCL 3 + KNCS = Fe (NCS) 3 +3 KCL

Student. Reakciju prati promjena boje

Demonstracijski eksperiment # 2

Učitelju. U epruvetu sipati 2 ml bakar sulfata, dodati malo rastvora natrijum hidroksida.

CuSO 4 + 2 NaOH = Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Student... Plavi talog stvara Cu (OH) 2 ↓

Demonstracijski eksperiment # 3

Učitelju. U dobijeni rastvor Cu (OH) 2 dodajte rastvor HCL kiseline

Cu (OH) 2 ↓ + 2 HCL = CuCL 2 +2 HOH

Student... Talog se rastvara.

Demonstracijski eksperiment # 4

Učitelju. U epruvetu sa rastvorom natrijum karbonata dodajte rastvor hlorovodonične kiseline.

Na 2 CO 3 + 2 HCL = 2 NaCL + H 2 O + CO 2

Student... Plin se razvija.

Demonstracijski eksperiment # 5

Učitelju. Zapalimo malo sumpora u željeznoj žlici. Formirani sumporni plin -sumpor -oksid (4) - SO 2.

S + O 2 = SO 2

Student. Sumpor se pali plavkastim plamenom, ispušta obilno oštar dim, odaje toplinu i svjetlost.

Demonstracijski eksperiment # 6

Učitelju. Reakcija razgradnje kalijevog permangata je reakcija dobivanja i prepoznavanja kisika.

Student. Gas se razvija.

Učitelju. Ova reakcija se nastavlja uz stalno zagrijavanje, čim se zaustavi, reakcija također prestaje (vrh ispušne cijevi za plin uređaja, gdje je dobiven kisik, spušta se u epruvetu s vodom - tijekom zagrijavanja kisik se oslobađa , a to se može vidjeti po mjehurićima koji izlaze s kraja cijevi, ako prestanu sa zagrijavanjem - prestaje i oslobađanje mjehurića kisika).

Demonstracijski eksperiment # 7

Učitelju. U epruvetu sa NH 4 CL amonijum hloridom dodati malo alkalnog NaOH tokom zagrevanja. Zamolite jednog od učenika da dođe i pomiriše oslobođeni amonijak. Upozorite učenika na oštar miris!

NH 4 CL + NaOH = NH 3 + HOH + NaCL

Student... Gas se emituje sa oštrim mirisom.

Učenici zapisuju znakove hemijskih reakcija u bilježnicu.

Znakovi hemijskih reakcija

Stvaranje (apsorpcija) topline ili svjetlosti

Promjena boje

Evolucija gasa

Izolacija (rastvaranje) sedimenta

Promjena mirisa

Koristeći znanje učenika o hemijskim reakcijama, na osnovu izvedenih oglednih pokusa sastavljamo tabelu uslova za nastanak i tok hemijskih reakcija

Učitelju. Proučavali ste znakove kemijskih reakcija i uvjete za njihovu pojavu. Individualni rad na kartama.

Koji su znakovi karakteristični za kemijske reakcije?

A) Formiranje taloga

B) Promjena agregatnog stanja

C) Razvoj plina

D) Mljevenje tvari

Završni dio

Nastavnik sažima lekciju analizirajući rezultate. Daje oznake.

Zadaća

Navedite primjere kemijskih pojava koje se javljaju u radna aktivnost vaši roditelji, u domaćinstvu, u prirodi.

Prema udžbeniku OS Gabrielyan "Hemija -8. Razred" § 26, vježba. 3,6 s 96

Tokom svog života stalno se suočavamo sa fizičkim i hemijske pojave... Prirodni fizički fenomeni su nam toliko poznati da im već duže vrijeme ne pridajemo poseban značaj. U našem se tijelu neprestano odvijaju kemijske reakcije. Energija koja se oslobađa tijekom kemijskih reakcija stalno se koristi u svakodnevnom životu, u proizvodnji, pri lansiranju svemirskih brodova. Mnogi materijali od kojih su napravljene stvari oko nas nisu preuzete iz prirode u gotovom obliku, već su napravljene pomoću kemijskih reakcija. U svakodnevnom životu nema smisla razumjeti šta se dogodilo. Ali kada se na dovoljnom nivou proučava fizika i hemija, ne može se bez ovog znanja. Kako razlikovati fizičke i hemijske pojave? Postoje li neki znakovi koji vam mogu pomoći u tome?

Tijekom kemijskih reakcija od nekih tvari nastaju nove tvari, različite od izvornih. Nestajanjem znakova prvih i pojavom znakova drugog, kao i oslobađanjem ili apsorpcijom energije, zaključujemo da je došlo do kemijske reakcije.

Ako je bakrena ploča kalcinirana, na njezinoj se površini pojavljuje crni premaz; pri duvanju ugljen-dioksid bijeli talog se formira kroz vodu kreča; pri izgaranju drva kapljice vode pojavljuju se na hladnim stijenkama posude; pri izgaranju magnezija dobiva se bijeli prah.

Ispostavilo se da su znakovi kemijskih reakcija promjena boje, mirisa, formiranja taloga i pojave plina.

Prilikom razmatranja kemijskih reakcija potrebno je obratiti pažnju ne samo na to kako se one odvijaju, već i na uvjete koji moraju biti ispunjeni za početak i tijek reakcije.

Dakle, koji uvjeti moraju biti ispunjeni da bi započela kemijska reakcija?

Za to je, prije svega, potrebno dovesti u dodir tvari koje reagiraju (kombinirati, pomiješati). Što su tvari više zgnječene, veća je površina njihova kontakta, brže i aktivnije se odvija reakcija među njima. Na primjer, komad šećera se teško pali, ali smrvljen i raspršen u zraku izgori u djeliću sekunde, tvoreći neku vrstu eksplozije.

Otapanjem tvari možemo razbiti u sitne čestice. Ponekad prethodno otapanje početnih materijala olakšava kemijsku reakciju između tvari.

U nekim slučajevima, kontakt tvari, na primjer željeza s vlažnim zrakom, dovoljan je za nastanak reakcije. No češće jedan dodir tvari nije dovoljan za to: potrebno je ispuniti neke druge uvjete.

Tako bakar ne reagira s atmosferskim kisikom pri niskoj temperaturi od oko 20˚-25˚S. Da bi se izazvala reakcija spoja bakra s kisikom, potrebno je pribjeći zagrijavanju.

Zagrijavanje utječe na nastanak kemijskih reakcija na različite načine. Neke reakcije zahtijevaju stalno zagrijavanje. Ako zagrijavanje prestane, kemijska reakcija prestaje. Na primjer, za razlaganje šećera potrebno je stalno zagrijavanje.

U drugim slučajevima zagrijavanje je potrebno samo za pojavu reakcije, daje poticaj, a zatim se reakcija nastavlja bez zagrijavanja. Na primjer, takvo zagrijavanje primjećujemo pri sagorijevanju magnezija, drva i drugih zapaljivih tvari.

web mjesto, s potpunim ili djelomičnim kopiranjem materijala, potrebna je veza na izvor.

Sposobnost različitih kemijskih reagensa za interakciju nije određena samo njihovom atomsko-molekularnom strukturom, već i uvjetima za nastanak kemijskih reakcija. U praksi kemijskog eksperimenta ti su se uvjeti intuitivno spoznali i empirijski uzeli u obzir, ali teoretski nisu zaista istraženi. U međuvremenu, prinos rezultirajućeg produkta reakcije uvelike ovisi o njima.

Ti uvjeti uključuju, prije svega, termodinamičke uvjete koji karakteriziraju ovisnost reakcija o temperaturi, tlaku i nekim drugim faktorima. U još većoj mjeri priroda, a posebno brzina reakcija, ovise o kinetičkim uvjetima koji su određeni prisutnošću katalizatora i drugih dodataka u reagensima, kao i utjecajem otapala, stijenki reaktora i drugim uvjetima.

Termodinamički faktori koji imaju značajan utjecaj na brzinu nastanka kemijskih reakcija su temperatura i tlak u reaktoru. Iako je za svaku reakciju potrebno vrijeme da se završi, neke reakcije mogu biti vrlo brze, a druge izuzetno spore. Dakle, reakcija stvaranja taloga srebrnog klorida pri miješanju otopina koje sadrže ione srebra i klora traje nekoliko sekundi. U isto vrijeme, mješavina vodika i kisika pri sobnoj temperaturi i normalnom tlaku može se skladištiti godinama bez ikakve reakcije. No, čim kroz smjesu prođe električna iskra, dolazi do eksplozije. Ovaj primjer ukazuje na to da na brzinu kemijskih reakcija utječu mnogi različiti uvjeti: izloženost električnoj energiji, ultraljubičasto i rendgensko zračenje, koncentracija reagensa, njihovo miješanje, pa čak i prisutnost drugih tvari koje ne sudjeluju u reakciji.

U ovom slučaju, reakcije koje se odvijaju u homogenom sistemu koji se sastoji od jedne faze, u pravilu se odvijaju brže nego u heterogenom sistemu koji se sastoji od nekoliko faza. Tipičan primjer homogene reakcije je reakcija prirodnog raspada radioaktivne tvari, čija je brzina proporcionalna koncentraciji tvari R. Ova se brzina može izraziti diferencijalnom jednadžbom:

gdje Za - konstanta brzine reakcije;

R- koncentracija tvari.

Takva reakcija naziva se reakcija prvog reda, a vrijeme potrebno za prepolovljenje početne količine tvari naziva se poluživot.

Ako se reakcija dogodi kao rezultat interakcije dva molekula Aw B, tada će njegova brzina biti proporcionalna broju njihovih sudara. Utvrđeno je da je ovaj broj proporcionalan koncentraciji molekula A i B. Tada se brzina reakcije drugog reda može odrediti u diferencijalnom obliku:

Brzina jako ovisi o temperaturi. Empirijsko istraživanje otkriveno je da se za gotovo sve kemijske reakcije brzina s porastom temperature za 10 ° C približno udvostručuje. Međutim, primjećuju se odstupanja od ovog empirijskog pravila, kada se brzina može povećati samo 1,5 puta, i obrnuto, brzina reakcije je pojedinačni slučajevi, na primjer, kada se denaturacija albumina jaja (pri kuhanju jaja) poveća za 50 puta. Međutim, ne treba zaboraviti da ti uvjeti mogu utjecati na prirodu i rezultat kemijskih reakcija s određenom molekularnom strukturom. hemijski spojevi.

Najaktivniji u tom pogledu su spojevi promjenjivog sastava sa oslabljenim vezama između njihovih komponenti. Na njih je prvenstveno usmjereno djelovanje različitih katalizatora, koji značajno ubrzavaju tijek kemijskih reakcija. Termodinamički faktori poput temperature i pritiska imaju manji utjecaj na reakcije. Za usporedbu, možete navesti reakciju sinteze amonijaka iz dušika i vodika. U početku to nije bilo moguće izvesti uz pomoć visokog tlaka ili visoke temperature, a samo je upotreba posebno obrađenog željeza kao katalizatora prvi put uspjela. Međutim, ova reakcija je ispunjena velikim tehnološkim poteškoćama koje su prevladane nakon korištenja metalnog organskog katalizatora. U njegovoj prisutnosti dolazi do sinteze amonijaka pri normalnoj temperaturi od 18 ° C i normalnom atmosferskom tlaku, što otvara velike izglede ne samo za proizvodnju gnojiva, već i u budućnosti takvu promjenu u strukturi gena žitarica (raži i pšenice) ) kada im nisu potrebna dušična gnojiva. Još veće mogućnosti i izgledi nastaju upotrebom katalizatora u drugim granama kemijske industrije, posebno u "finoj" i "teškoj" organskoj sintezi.

Ne navodeći više primjera iznimno visoke učinkovitosti katalizatora u ubrzavanju kemijskih reakcija, posebnu pozornost treba posvetiti činjenici da bi nastanak i evolucija života na Zemlji bili nemogući bez postojanja enzimi, služeći u suštini kao živi katalizatori.

Unatoč činjenici da enzimi imaju opšta svojstva, svojstveni svim katalizatorima, međutim, nisu identični potonjim, jer funkcioniraju unutar živih sistema. Stoga se svi pokušaji iskorištavanja iskustva žive prirode ubrzavaju hemijski procesi u anorganskom svijetu nailaze na ozbiljna ograničenja. Možemo govoriti samo o modeliranju nekih funkcija enzima i njihovoj upotrebi za teorijsku analizu aktivnosti živih sistema, a također i djelomično za praktičnu primjenu izoliranih enzima za ubrzavanje nekih kemijskih reakcija.

Tijekom života stalno smo suočeni s fizičkim i kemijskim pojavama. Prirodni fizički fenomeni su nam toliko poznati da im već duže vrijeme ne pridajemo poseban značaj. U našem se tijelu neprestano odvijaju kemijske reakcije. Energija koja se oslobađa tijekom kemijskih reakcija stalno se koristi u svakodnevnom životu, u proizvodnji, pri lansiranju svemirskih brodova. Mnogi materijali od kojih su napravljene stvari oko nas nisu preuzete iz prirode u gotovom obliku, već su napravljene kemijskim reakcijama. U svakodnevnom životu nema smisla razumjeti šta se dogodilo. Ali kada se na dovoljnom nivou proučava fizika i hemija, ne može se bez ovog znanja. Kako razlikovati fizičke od hemijskih pojava? Postoje li neki znakovi koji vam mogu pomoći u tome?

Tijekom kemijskih reakcija od nekih tvari nastaju nove tvari, različite od izvornih. Nestajanjem znakova prvih i pojavom znakova drugog, kao i oslobađanjem ili apsorpcijom energije, zaključujemo da je došlo do kemijske reakcije.

Ako je bakrena ploča kalcinirana, na njezinoj se površini pojavljuje crni premaz; pri uduvavanju ugljičnog dioksida kroz vapnenaču pada bijeli talog; pri izgaranju drva kapljice vode pojavljuju se na hladnim stijenkama posude; pri izgaranju magnezija dobiva se bijeli prah.

Ispostavilo se da su znakovi kemijskih reakcija promjena boje, mirisa, formiranja taloga i pojave plina.

Prilikom razmatranja kemijskih reakcija potrebno je obratiti pažnju ne samo na to kako se one odvijaju, već i na uvjete koji moraju biti ispunjeni za početak i tijek reakcije.

Dakle, koji uvjeti moraju biti ispunjeni da bi započela kemijska reakcija?

Za to je, prije svega, potrebno dovesti u dodir tvari koje reagiraju (kombinirati, pomiješati). Što su tvari više zgnječene, veća je površina njihova kontakta, brže i aktivnije se odvija reakcija među njima. Na primjer, komad šećera se teško pali, ali smrvljen i raspršen u zraku izgori u djeliću sekunde, tvoreći neku vrstu eksplozije.

Otapanjem tvari možemo razbiti u sitne čestice. Ponekad prethodno otapanje početnih materijala olakšava kemijsku reakciju između tvari.

U nekim slučajevima, kontakt tvari, na primjer željeza s vlažnim zrakom, dovoljan je za nastanak reakcije. No češće jedan dodir tvari nije dovoljan za to: potrebno je ispuniti neke druge uvjete.

Tako bakar ne reagira s atmosferskim kisikom pri niskoj temperaturi od oko 20˚-25˚S. Da bi se izazvala reakcija spoja bakra s kisikom, potrebno je pribjeći zagrijavanju.

Zagrijavanje utječe na nastanak kemijskih reakcija na različite načine. Neke reakcije zahtijevaju stalno zagrijavanje. Ako zagrijavanje prestane, kemijska reakcija prestaje. Na primjer, za razlaganje šećera potrebno je stalno zagrijavanje.

U drugim slučajevima zagrijavanje je potrebno samo za pojavu reakcije, daje poticaj, a zatim se reakcija nastavlja bez zagrijavanja. Na primjer, takvo zagrijavanje primjećujemo pri sagorijevanju magnezija, drva i drugih zapaljivih tvari.

blog. web mjesto, s potpunim ili djelomičnim kopiranjem materijala, potrebna je veza na izvor.

I. Znakovi i uslovi hemijskih reakcija

Već poznajete mnoge tvari, promatrali ste njihove transformacije i popratne transformacije. znakovi.

Najviše glavna karakteristika kemijska reakcija je stvaranje novih tvari. Ali to neki mogu procijeniti spoljni znaci tok reakcija.

Vanjski znakovi kemijskih reakcija:

• padavine
• promena boje
• evolucija gasa
• izgled mirisa
• apsorpcija i oslobađanje energije (topline, električne energije, svjetlosti)

Očigledno je da Za nastanak i tijek kemijskih reakcija potrebni su neki uvjeti:

• kontakt početnih materijala (reagensa)
• zagrijavanje na određenu temperaturu
• upotreba tvari koje ubrzavaju kemijsku reakciju (katalizatori)

II. Toplinski učinak kemijske reakcije

DI. Mendeljejev je istakao: najvažnija karakteristika svih hemijskih reakcija je promjena energije tokom njihovog odvijanja.

Svaka tvar ima pohranjenu određenu količinu energije. S ovim svojstvom tvari suočeni smo već za vrijeme doručka, ručka ili večere, budući da prehrambeni proizvodi omogućuju našem tijelu da iskoristi energiju različitih kemijskih spojeva sadržanih u hrani. U tijelu se ta energija pretvara u kretanje, rad, ide na održavanje konstantne (i prilično visoke!) Tjelesne temperature.

Otpuštanje ili apsorpcija topline u procesu kemijskih reakcija posljedica je činjenice da se energija troši na proces uništavanja nekih tvari (uništavanje veza između atoma i molekula) i oslobađa se tijekom stvaranja drugih tvari (stvaranje veze između atoma i molekula).

Promjene energije očituju se ili oslobađanjem ili apsorpcijom topline.

Reakcije koje nastaju s oslobađanjem topline se nazivaju egzotermno (od grčkog "exo" - prema van).

Reakcije koje nastaju apsorpcijom energije nazivaju seendotermičan (od latinskog "endo" - prema unutra).

Najčešće se energija oslobađa ili apsorbira u obliku topline (rjeđe u obliku svjetlosti ili mehaničke energije). Ova toplina se može mjeriti. Rezultat mjerenja izražen je u kilodžulima (kJ) za jedan MOL reagensa ili (rjeđe) za mol produkta reakcije. Količina topline koja se oslobađa ili apsorbira u kemijskoj reakciji naziva se toplotni efekat reakcije(P).

Egzotermna reakcija:

Početna tvari → produkti reakcije + Q kJ

Endotermna reakcija:

Početna tvari → produkti reakcije - Q kJ

Toplinski učinci kemijskih reakcija potrebni su za mnoge tehničke proračune. Zamislite se na trenutak kao dizajner moćne rakete sposobne za lansiranje u orbitu svemirski brodovi i drugi korisni teret.

Pretpostavimo da znate rad (u kJ) koji će morati biti utrošen za isporuku rakete s teretom sa Zemljine površine u orbitu; također znate i rad na prevladavanju otpora zraka i drugih troškova energije tokom leta. Kako izračunati neophodne zalihe vodik i kisik, koji se (u ukapljenom stanju) koriste u ovoj raketi kao gorivo i oksidans?

Teško je to učiniti bez pomoći toplinskog učinka reakcije stvaranja vode iz vodika i kisika. Na kraju krajeva, toplinski učinak je energija koja bi trebala raketu staviti u orbitu. U komorama za sagorijevanje rakete ta se toplina pretvara u kinetička energija molekule vrućeg plina (pare) koji izlazi iz mlaznica i stvara potisak mlaza.

U kemijskoj industriji potrebni su toplinski učinci za izračunavanje količine topline za zagrijavanje reaktora u kojima se odvijaju endotermne reakcije. U elektroenergetici, proizvodnja topline se izračunava pomoću topline sagorijevanja goriva.

Nutricionisti koriste toplinske učinke oksidacije hrane u tijelu kako bi formulirali ispravnu prehranu ne samo za bolesne ljude, već i za zdrave ljude - sportaše, radnike različitih profesija. Po tradiciji, za proračune se ne koriste džul, već druge energetske jedinice - kalorije (1 kal = 4,1868 J). Energetski sadržaj hrane povezan je s bilo kojom masom prehrambenih proizvoda: do 1 g, do 100 g ili čak sa standardnom ambalažom proizvoda. Na primjer, na etiketi konzerve kondenziranog mlijeka možete pročitati sljedeći natpis: "sadržaj kalorija 320 kcal / 100 g".

Područje kemije, koje se bavi proučavanjem toplinskih učinaka, kemijskih reakcija, naziva se termohemija.

Zovu se jednadžbe kemijskih reakcija u kojima je naznačen toplinski učinak termohemijski.