Автор материала: Барабаш Наталья Федоровна
МКОУ «Верхнемамонская СОШ»
Открытый урок
по химии в 8 классе
«Катализ и катализаторы»
Подготовила
учитель химии I КК
Барабаш Н.Ф.
2013-2014 уч.год
Цели: Показать влияние на скорость химических реакций такого явления как катализ. Рассмотреть классификацию химических реакций по участию катализатора и по фазовому состоянию реагирующих веществ и катализатора.
Требования к уровню подготовки учащихся
Знать и понимать:
Определения понятий «катализ», «катализаторы», «ферменты», «ингибиторы»
Области применения катализаторов, в том числе и ферментов;
Уметь:
Объяснять зависимость скорости химической реакции от действия катализаторов.
ТСО: персональный компьютер, мультимедийный проектор.
Реактивы и оборудование: чашки Петри,
сульфат меди (II), пероксид водорода, картофель сырой, вареный картофель, оксид марганца (IV)
Перед уроком можно подготовить карточки с фамилиями учеников данного класса, в присутствии детей перемешать их, а далее можно использовать:
Взять одну карточку и объявить, что выбрали кандидатуру учащегося, кто в конце урока будет обобщать услышанный материал (имя учащегося объявляется по завершению объяснения темы);
Можно использовать карточки, если нужно вызвать учащегося для демонстрации опыта, для деления на группы.
Ход урока
Слайд 1
Факторы, от которых зависит скорость реакции
Д/О Учитель высыпает на керамическую пластину 1г алюминиевого порошка и 4г тонко растертого йода конусообразной кучкой. Взаимодействия не происходит. Учитель спрашивает учащихся:
– Процесс взаимодействия этих веществ происходит очень медленно. Верите ли вы, что я смогу увеличить скорость данной реакции?
(Учитель добавляет 2-3 капли катализатора – воды и учащиеся наблюдают появление света и фиолетовых паров йода. Реакция проводится в вытяжном шкафу.)
СЛАЙД 2
Видеофильм «Взаимодействие кристаллического йода и алюминия»
СЛАЙД 3
3I2 + 2Al 2AL I3 - Запишите реакцию в тетрадь
Проблема: КАКУЮ РОЛЬ В ЭТОЙ РЕАКЦИИ ИГРАЕТ ВОДА?
2. Далее учитель предлагает учащимся послушать арабскую притчу «Восемнадцать верблюдов»:
СЛАЙД 4
Жил когда-то на Востоке человек, который разводил верблюдов. Всю жизнь он работал, а когда состарился, то позвал к себе сыновей и сказал:
«Дети мои! Я стал стар и немощен и скоро умру. После моей смерти разделите оставшихся верблюдов так, как я вам скажу. Ты, старший сын, работал больше всех — возьми себе половину верблюдов. Ты, средний сын, только начал мне помогать — возьми себе третью часть. А ты, младший, возьми девятую часть».
Прошло время, и старик умер. Тогда сыновья решили разделить наследство так, как завещал им отец. Они выгнали стадо на большое поле, пересчитали, и оказалось, что в стаде всего семнадцать верблюдов. И нельзя было разделить их ни на 2, ни на 3, ни на 9! Что было делать — никто не знал. Стали сыновья спорить, и каждый предлагал своё решение. И они уже устали спорить, но так и не пришли к общему решению.
В это время ехал мимо путник на своём верблюде. Услышав крик и спор, он спросил: «Что случилось?»
И сыновья рассказали о своей беде. Путник слез с верблюда, пустил его в стадо и сказал: «А теперь разделите верблюдов, как велел отец».
И так как верблюдов стало 18, то старший сын взял себе половину, то есть 9, средний — треть, то есть 6 верблюдов, а младший девятую часть, то есть двух верблюдов. И когда они разделили, таким образом, стадо, в поле остался ещё один верблюд, потому что 9+6+2= 17.
А путник сел на своего верблюда и поехал дальше.
-Какова роль восемнадцатого верблюда? И какая связь этой притчи с темой нашего урока?
СЛАЙД 5
3I2 + 2Al 2AL I3 вода в этой реакции является катализатором
СЛАЙД 6
тема урока КАТАЛИЗ И КАТАЛИЗАТОРЫ
СЛАЙД 7
цель урока
Выяснить, что такое катализ и катализаторы.
Познакомиться с некоторыми каталитическими реакциями.
Узнать значение каталитических реакций в народном хозяйстве.
СЛАЙД 8
В результате обсуждения первого вопроса с учащимися учитель сообщает, что одним из наиболее распространённых в химической практике методов ускорения химических реакций является катализ.
СЛАЙД 9
Катализаторы – вещества, повышающие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.
Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.
СЛАЙД 10
Катализ ) – изменение скорости химической реакции при воздействии катализаторов или ингибиторов
Этот процесс изучали Йенс Якоб Берцелиус и Вильгельм Оствальд
СЛАЙД 11
Примером катализа может служить разложение пероксида водорода в присутствии оксида марганца (IV)
Демонстрация опыта (приглашается учащийся, выбрать с помощью карточек):
В химический стакан приливаем пероксид водорода и добавляем MnO2.
Наличие образовавшегося кислорода доказываем внесением в пробирку тлеющую лучинку. Данную реакцию необходимо записать в тетрадь.
СЛАЙД 12
Лабораторная работа №1
Наливают в две пробирки по 2 мл раствора сульфата меди (II) и помещают в каждую по грануле алюминия. В одну из пробирок добавляют несколько кристаллов катализатора – поваренной соли.
СЛАЙД 13
Записать уравнения реакций
2Al + 3CuSO4 3Cu + Al2(SO4)3
СЛАЙД 14
В живых организмах тоже есть катализаторы- ФЕРМЕНТЫ - Биологические катализаторы
Строгая избирательность и высокая скорость –два основных признака ферментативного катализа, отличающие его от лабораторного и производственного катализа. Ни один из созданных руками человека катализаторов не может сравниться с ферментами по силе и избирательности воздействия на органические молекулы.
Ферменты отличаются особой специфичностью, каждый из них ускоряет только одну химическую реакцию с выходом 100%.
Ингибиторы в живом организме подавляют различные вредные реакции окисления в клетках тканей.
СЛАЙД 15
Лабораторная работа №1
Капните по 1 капле на кусочек вареного картофеля и кусочек сырого картофеля.
СЛАЙД 16
Н2О2→2 Н2О + О2
Пероксид водорода – ядовитое вещество, образующееся в клетке в процессе жизнедеятельности. Принимая участие в обезвреживании ряда токсических веществ, оно может вызвать самоотравление. Накоплению Н2О2 препятствует фермент каталаза, Фермент каталаза, расщепляя Н2О2 на воду и кислород, играет защитную роль в клетке. Фермент функционирует с очень большой скоростью, одна его молекула расщепляет за 1с 200 000 молекул
СЛАЙД 17
Значение катализа
С помощью катализатора многие полезные ископаемые можно превратить в полезные синтетические материалы;
Производство твёрдых жиров, например маргарина, из жидких масел невозможно без катализатора;
В хлебопечении большое значение имеет фермент амилаза, расщепляющий крахмал, и протеаза, расщепляющий белок. От активности амилазы зависит скорость брожения теста;
В спиртовой и пивоваренной промышленности источником амилазы может быть солод и микробные препараты;
В виноделии и ферментации табака большое значение имеет фермент полифенол оксидаза, от активности которого зависят букет и цвет вина и качество табака;
Некоторые ферменты, например пепсин, применяют в медицине
Каталитические явления широко распространены в природе: дыхание, усвоение питательных веществ клетками, синтез белков.
СЛАЙД 18
Видеофильм «Значение катализа в н/х»
СЛАЙД 19
Домашнее задание
Конспект
Изучить этикетки пищевых продуктов и найти ИНГИБИТОРЫ под номерами Е 200-299 и Е 300-399.
Найти в Интернете названия этих веществ и их влияние на организм человека.
СЛАЙД 20
Факторы, от которых зависит скорость реакции
Природа реагирующих веществ
Концентрация веществ
Площадь соприкосновения поверхности (для гетерогенных систем)
Температура
Наличие катализаторов
СЛАЙД 21
Демонстрация опыта ВИДИОФИЛЬМ
каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха в присутствии оксида хрома (III).
Список используемой литературы.
О. С. Габриелян, Г.Г. Лысова, А.Г. Введенская, Настольная книга учителя. Химия 9 класс. Москва: – Дрофа, 2003.
Журнал «Наука и жизнь» №7, 1979. «Как ускоряют химические реакции» к.х.н. Г. Шульгин.
Ресурсы сети Интернет: school-collection.edu.ru/ и др.
6