Тема: вода - розчинник

7 клас

Тема: Вода – розчинник. Значення води і водних розчинів у природі та житті людини.

Цілі: ознайомити учнів з унікальними властивостями води як            універсального розчинника; поглибити знання про її вплив на організм людини; закріпити знання учнів про роль води в живій          і не живій природі; техногенне значення води; виховувати дбайливе ставлення до водних ресурсів, екологічну культуру учнів.

Тип уроку: вивчення й закріплення нових знань.

Форма уроку: Урок – конференція.

Обладнання: зразки мінеральних вод, пляшка зі свяченою водою, модель молекули води, нашатирний спирт

Хід уроку

І. Організаційний етап.

ІІ. Мотивація пізнавальної діяльності.

Учитель. Сьогодні ми проводимо урок-конференцію, що присвячується речовині, про яку французький письменник Антуан де Сент-Екзюпері сказав: «Вода… в тебе немає ні смаку, ні запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не відаючи, що ти таке. Не можна сказати, що ти необхідна для життя – ти саме життя.» Ми не можемо прожити без води й кілька днів. До нас на урок прийшли «спеціалісти», які відкриють нам нові знання про цю дивовижну речовину.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

1. Хімік.Класичну формулу води Н₂О встановили в 1805 р, Ж. Гей-Люссак і А. Гумбольдт. Пізніше вода була розкладена на водень і кисень і встановлено масові (1:8) та об’ємні (2:1) співвідношення Н і О в молекулі води.    

Як відомо, молекула води складається з одного ато­ма Оксигену та двох атомів Гідрогену і має «кутову» форму. Кут між зв’язками атомів Гідрогену з атомом Оксигену становить 105°.

На зовнішньому електронному шарі атома Оксигену є шість електронів, два з яких неспарені. За рахунок цих неспарених електронів й утворюються хімічні зв’язки з двома атомами Гідрогену в молекулі води, а решта дві пари електронів в утворенні зв’язку участі не беруть. Це вільні електронні пари.

Оскільки атом Оксигену набагато електронегативніший, ніж атом Гідрогену, то спільні електронні пари відтягуютьсяв його бік, тобто в молекулі води електронна густина  зміщується в бік атома Оксигену, а тому зв’язки між атомами Оксигену й атомами Гідрогену дуже полярні.

Молекула води — диполь: на атомі Оксигену виникає негативний полюс, а на атомах Гідрогену позитивний.

Завдяки будові молекули вода є універсальним роз­чинником. Під час розчинення у воді, наприклад, йон­ного кристала, молекули води притягуються до пози­тивно заряджених поверхневих йонів кристала своїм негативним полюсом, а до негативно заряджених — по­зитивним. Це в десятки разів послаблює зв’язки між йонами в кристалі, вони розриваються — і речовина роз­чиняється.

Рідкийстан води пояснюється будовою молекул. Її полярні молекули притягуються одна до одної своїми різнойменно зарядженими полюсами, утворюючи асоціати типу (Н₂О)_х. Навіть при 100°С у воді міститься ще деяка кількість асоційованих молекул.

Залежно від зміни структури води під впливом тем­ператури вона може перебувати в трьох фізичних ста­нах: рідкому, твердому і газоподібному.

За нормальних умов вода — це рідина, яка кипить при 100^оС, перетворюючись у пару. У газоподібний стан вона переходить тільки тоді, коли кінетична енергія теп­лового руху перевищує потенціальну енергію взаємного притягання молекул, енергію водневих зв’язків.

Із зниженням температури збільшується густина во­ди. Найбільша її густина при 4°С. При 0°С вода замер­зає, перетворюючись у лід. При цьому спостерігається цікаве явище: об’єм утвореного льоду майже на 10% більший від об’єму вихідної кількості води, а його гу­стина менша, ніж густина води, тому лід плаває на воді. Це зумовлено внутрішньою структурою льоду, яку утво­рюють молекули води, сполучаючись у певному по­рядку.

Характерною властивістю води є її висока теплоємність, яка теж пояснюється наявністю асоційованих молекул.  Вода вбирає велику кількість тепла, алесама при цьому істотно не нагрівається. Така висока теплоємність пов’язана із затратою тепла на частковий розрив водневих зв’язків та змінами в структурі льоду під час його плавлення. Із пониженням температури вода поступово віддає тепло в атмосферу, чим пом’якшує клімат Землі. Наприклад, тепла, виділеного під час охолодження 1м³ води на один градус, вистачило б, щоб нагріти на 1 градус майже 3тис. м³ повітря.

         Вода має високу звукопровідність, яка дорівнює ~ 15 см/с. Лід і чиста вода майже не проводять електричного струму.

         Перелічені лише деякі найважливіші властивості води, які людина широко використовує в своїй практичній діяльності.

2.       Географ. Коли перший космонавт світу Ю. О. Гагарін побачив нашу планету з космосу, він вигукнув: «Яка вона прекрасна, наша Земля!» Так, її краса неповторна. Це поки що єдина відома планета, яка є домівкою людей,тому наш обов’язок зберегти її красу.

Учені вважають, що було б правильніше назвати нашу планету — Вода, оскільки її поверхня на  покрита водою. Звідки ж взялася вода на нашій планеті? Встановлено, що поява води і виникнення гідросферитісно пов’язане з процесом утворення і формуванням самої Землі. Це стверджено всесвітньовідомими працями О. Ю. Шмідта і О. П. Виноградова. Так, найбільш ви­знану наукову теорію про утворення Землі з пилової хмари галактичної речовини висунув і обґрунтував О. Ю. Шмідт. За цією теорією в пиловій хмарі у вигля­ді крижаного пилу була й вода. Академік О. П. Виноградов науково обґрунтував, що в процесі формування Землі, яка розігрівалась за рахунок радіоактивного роз­паду й ущільнення речовини, з крижаного пилу Землі утворилася гідросфера. Тривалі фізико-хімічні процеси привели до появи води на поверхні планети у вигляді пари, яка завдяки конденсації перетворилася на воду. Вважається, що з кори землі виділилося на поверхню не менш як 3.7 млрд. км³ води. На думку вченого, ста­білізація океану й атмосфери відбулася 2—3 млрд. ро­ків тому. А процес виділення води з земної кори про­довжується ще й зараз.

Нині на Землі у вільному стані і в складі сполук знаходиться дуже багато води. Підраховано, що в Сві­товому океані міститься 1370 млн. км³ води, в льодо­виках — 30 млн. м³, в озерах і річках — 0.5, у вигляді водяної пари в атмосфері—12, у підземних надрах — 100 млн. м³. Маса гідросфери становить 1644 • 10¹⁵ т. У процентному відношенні у Світовому океані містить­ся 97.6, у річках і озерах — 0.3, у льодовиках — 2.1%, Прісна вода становить близько 2% від світових ре­сурсів.

Вода — це речовина, яка знаходиться у вічному русі. Малий її кругообіг: океан — атмосфера; великий —океан — атмосфера — суша — океан. Кругообіг води сприяв нагромадженню в ній різних речовин, вона стала середовищем, у якому зародилося життя. Процес ево­люції за мільярди років привів до сучасної різноманіт­ності живої природи.

Завдяки своїм особливим властивостям вода в морях і океанах виконує роль регулятора тепла на всій земній кулі. При цьому важливе значення в її кругообігу ма­ють такі процеси, як випаровування з поверхні океа­нів, морів, озер, річок, суші та її конденсація, яка спри­чиняє опади у вигляді дощу й снігу, нагромадження сонячної енергії (пояснюється великою теплоємністю води) і віддача тепла, переміщення теплої води в більш холодні райони і навпаки. Академік В. І. Вернадський стверджував, що в природі існує єдність усіх вод. Вода в результаті свого кругообігу з’єднує в єдине ціле гідросферу, літосферу, атмосферу і біосферу. Отже роль води в природі глобальна.

3. Біолог. Рослини, тварини, людина не можуть існувати без води. Вода входить до складу їхніх організмів. Наприклад, у дорослої людини вода становить  маси тіла, а новонародженої - . Кров людини містить 83% води, серце і мозок – близько 80%, кістки – близько 20%. Цікаво зазначити, що в тілі медузи 99% води, в огірках – теж 99%, а в картоплі – 77%. Вода входить до складу мінералів як на поверхні землі, так і в її глибинах.

    Усі фізіологічні процеси в організмах тварин і рослин відбуваються тільки в розчинах, тобто при наявності води. Відомо, що води на нашій планеті дуже багато. Здається, ніби турботи про нестачу води позбавлені найменших підстав, адже на одного жителя Землі припадає її 0.5 км³. Але справа в тому, що основна маса води (98%) – це солона вода морів та океанів. І тільки 2% становить прісна вода, з яких 1% - вода, що міститься в льодовиках. Отже практично людина може використовувати лише 1% води, а потреба в ній величезна. Досить сказати, що вже нині на одного міського жителя планети витрачається понад 100 літрів, а з урахуванням потреб промисловості 600. На одного сільського жителя припадає менша норма, але її надто багато потребує сільське господарство. Так, щоб виростити одну рослину соняшника, потрібно 200 – 250 л., тонну зерна пшениці – 1500 м³, рису – 4000 м³, бавовни – 1000  м³ води.

4. Еколог. Втручання людини в природу не повинно завдавати їй шкоди.

Гете писав, що природа не визнає жартів, вона завжди правдива, завжди серйозна, завжди сувора; вона завжди права, помилки ж йдуть від людей. Важко навіть перелічити ті біди, яких уже зазнав Світовий океан від «нафтової чуми». Досить зазначити, що від аварій танкерів, морського транспорту в Світовий океан щорічно попадає понад 10 млн. тонн нафти. Забруднення нафтою великої площі поверхні води призвело до загибелі величезної кількості риб, птахів.

         Забруднення води не тільки загрожує життю мешканців моря, а й порушує кругообіг води, отже, і погіршує клімат.

         Згубно впливає на природу й те, що в річки, озера, моря й океани попадає величезна кількість промислових і побутових відходів, отрутохімікатів. Катастрофічні наслідки такого забруднення морів і океанів важко передбачити.

5. Історик. Водяне колесо, водяний млинок, водяна турбіна – довгий шлях пройшло колись нехитре пристосування, яке використовувало силу потоку води. Найперша літературна згадка про водний винахід знайдене в одному грецькому вірші, який датується 50-м роком до нашої ери. Мова там йшла про німф, які рухали ногами на вершині колеса, від чого пристосування ніби і приводилося в обертання. Найбільше водяне колесо в древності було на території Римської імперії в сирійському місті Хама: його діаметр складав близько 40 метрів.

6. Лікар. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, понад 80% проблем здоров’я людини тією чи іншою мірою пов’язані із питною водою. За якістю питних джерел Україна посідає 95-те місце в рейтингу із 122 країн. Помиляється той, хто не п’є воду, а лише чай та каву, адже ці напої сприяють виведенню рідини з організму, а не її засвоєнню. На день необхідно випивати близько 1.5 – 2 л. води.

         Вчені встановили, що біль у спині, ненормалізований тиск, надлишок холестерину, ожиріння – результати браку води в організмі, тому хворому достатньо лише врівноважити оптимальний баланс рідини в організмі. Людина, яка випиває більше 4 склянок води на день зменшує ризик серцево-судинних захворювань. Це пов’язане з тим, що вода, маючи простий хімічний склад, гарно всмоктується в організмі та розріджує кров, що зменшує ймовірність виникнення тромбів в судинах.

7. Дієтолог. Людський організм складається на 60 – 80% з води. Вода складає основу усіх без винятку процесів життєдіяльності. Тому для нормального функціонування організму необхідно постійно поповнювати втрачену воду. В процесі життєдіяльності організм людини втрачає багато солей та мікроелементів і саме мінеральні води можуть стати адекватним джерелом її поповнення.

         В залежності від складу води можуть бути столовими, лікувально-столовими та лікувальними.

-         Столова мінеральна вода – вода, яка містить 0.5 г/л солі. Таку воду можна вживати у великих кількостях, а також використовувати для приготування їжі. Така вода переважно не містить великої кількості корисних речовин, проте є оптимальною для поповнення води в організмі.

-         Лікувально-столова вода – солі від 0.5 г/л. При помірному вживанні не є шкідливою. Проте при надлишковому вживанні може призвести до негативних порушень в організмі.

-         Лікувальна мінеральна вода – вміст солі більше 1 г/л. Вживати її можна виключно за призначенням лікаря.

8. Атеїст. Людина давно задумується: чому свячена вода не псується? Свячену воду зберігають у срібному посуді. Адже срібло має сильні бактерицидні властивості. Це знали ще в давні часи. Наприклад, для загоювання ран воїни Олександра Македонського накладали срібні пластини. Срібло вбивало мікроби і рани  швидко гоїлися. Вода, яка реагує зі сріблом, довго лишається свіжа, оскільки в ній не розвиваються мікроорганізми. Пояснюють це тим, що срібло дуже невеликою мірою розчиняється у воді, і розчин срібла вбиває всі мікроорганізми, які в ній є. Фільтруванням води крізь посріблений кварцовий пісок також очищують її від бактерій.

         У чому причина особливих властивостей «срібної води»? Йони Ag⁺ проникають у середину клітин бактерій і порушують їхню життєдіяльність. Ефективність знищення бактерій у воді, що містить сліди йонів срібла, надзвичайно висока. Бактерицидність такої води зберігається упродовж багатьох місяців.

         Учені визначили, що 0.5г срібла за півгодини знищує всі шкідливі бактерії в 1л. води.

9. Фольклорист. Вода посідає чільне місце в народній творчості українського народу. Багато є прислів’їв та загадок про воду.        
Приведу деякі приклади:

Прислів’я 

1.     «Не знаєш броду, не лізь у воду.»

2.     «Водою воду не загатити.»

3.     «Вода все сполоще, а злого слова – ні.»

4.     «Восени ложка води, а цебер грязі.»

5.     «До свого роду – хоч через воду.»

6.     «Живуть між собою, як риба з водою.»

7.     «Без Гриця і вода не освятиться.»

8.     «Тихіше води, нижче трави.»

9.     «Тиха вода людей топить, а бурна тільки лякає.»

10.                       «Під лежачий камінь і вода не тече.»

11.                       «Коли квітень з водою, то травень з травою.»

12.                       «І за холодну воду не береться.»

13.                       «Йому як з гуски вода.»

14.                       «Схожий як дві краплі води.»

15.                       «Стовкла воду в ступі.»

Загадки

1.     «Мене п’ють, мене ллють, усім потрібна я. Хто я така?»

2.     «Чого в решеті не унесеш?»

3.     «Ми кажемо: вона тече;
Ми кажемо: вона виблискує;
Вона біжить завжди в перед,
Але нікуди не тікає.»

4.     «Я і хмара і туман, і струмок і океан, і літаю і біжу, і замерзнуть можу!»

5.     «У морях і річках живе,
Але часто по небу літає.
На землю знову осідає.»

6.     «Сама пити не п’є, а нас змушує.»

7.     «Без рук, без ніг, а цілий світ пройде.»

8.     «Що тече, не зупиняється?»

9.     «Що шумить без вітру?»

10.                       «Що таке пливе і ллється,
Часом на камінь дереться,
Як немає – все висихає,
Звір і птах помирає?»

IV. Узагальнення та систематизація знань.

Учитель.  А тепер проведемо коротку вікторину й перевіримо ваші знання про властивості води.

Вікторина.

1.     Який колір має чиста вода?   (У товстому шарі – світло-голубий)

2.     Яка вода стає каламутною коли на неї дихати? (Вапняна вода)

3.     У якій воді краще розчиняється кухонна сіль: холодній чи гарячій?

( і в тій і в тій кухонна сіль розчиняється однаково)

4.     Який спирт готується із води? (З аміачної води готується нашатирний спирт)

5.     Чому на льоду можна кататися на ковзанах?

(Тому що лід під ковзанами внаслідок підвищеного
тиску тане. Вода, яка при цьому утворюється, виконує
роль мастила і зменшує тертя).

6.     Чому лід плаває на воді?  (Тому що густина льоду менша за густину води)

7.     Яку кількість (у%) солей повинна містити питна вода? (Близько 0.05%)

V.Підсумки уроку.

Учитель. Отже, сьогодні на уроці ми ознайомилися з такою речовиною, як вода.

Розглянули її з точки зору різних наук.

З’ясували, що:

а) Вода – основна біологічна рідина й універсальний розчинник;

б) Вода має універсальні фізичні властивості;

в) Вода є однією із муз народної творчості.

VI. Домашнє завдання.

Вивчити матеріал з підручника.  Підготувати виразне читання віршів                 Т.Г. Шевченка про воду.

Робота учителя Садової ЗОШ І-ІІІ ступенів Сахно Н.І.