Тепловой эффект химической реакции на примере взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди (II)
Основная идея
Внеурочное занятие «Тепловой эффект химической реакции на примере взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди (II)» - совместная разработка учителей физики и химии с использованием цифровой лаборатории PASCO.
Проблема
При изучении закономерностей протекания химических реакций на уроках химии школьники знакомятся с количественными параметрами, описывающими реакцию, только теоретически. Современные средства измерения и обработки данных позволяют дополнить теорию практикой, делая ее более понятной ученикам.
При работе с цифровой лабораторией возможно проведение эксперимента с фиксацией результатов в автоматическом режиме, с использованием съемки видео, обработки полученных данных, проведения опроса учащихся. Дополнением к работе могут быть: просмотр образовательного видео по теме с привлечением ресурсов сети Интернет, тест, защита работы в цифровой лаборатории, последующий анализ лабораторных работ учащихся преподавателем через облачные сервисы или систему управления классом.
Целевая аудитория
Учащиеся 9 классов
Сценарий лабораторной работы
Сценарий лабораторной работы представляет собой шаблон для проведения исследования группой учащихся, в него включены:
- инструкции по проведению работ;
- система тестирования (раскрывающийся список, многовариантный выбор, текстовое поле);
- возможно, видеофайлы (как снятые с помощью данной цифровой лаборатории, так и сторонние);
- результаты расчетов, проведенных учащимися;
- выводы, сформулированные учениками в результате выполнения эксперимента.
Краткое содержание проекта
При подготовке к работе ученики изучают элементы теоретического материала при помощи открытых ресурсов в сети Интернет, выполняют последовательность практических шагов на основе инструкции, получают данные, проводят расчеты, формулируют выводы, отвечают на вопросы теста, проверяя свое понимание, готовятся к защите лабораторной работы. Количественные данные в цифровой лаборатории могут быть представлены в виде графика, диаграммы, имитации приборов электронной и аналоговой индикации. Тепловой эффект реакции рассчитывается по формуле: Q=cmΔT, где c - удельная теплоемкость воды, m – масса раствора, ΔT – изменение температуры. Сохранение лабораторной работы возможно локально на устройстве учащегося, облачно (Google диск, Dropbox и ряд других сервисов), можно делиться информацией через беспроводные устройства.
Планируемые результаты
Личностные:
- развитие познавательного интереса к химии и физике; формирование коммуникативном компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками; ориентация на творческое начало в учебной деятельности.
Межпредметные:
- Познавательные: умение строить логическое рассуждение, включая установление причинно-следственных связей; умение делать умозаключения (индуктивное, дедуктивное и по аналогам) и выводы на основе аргументации.
- Регулятивные: умение планировать собственную деятельность; умение осуществлять контроль своих действий.
- Коммуникативные: формирование навыков владения устной и письменной речью, обмен знаниями между членами группы для принятия эффективных решений; умение формулировать и аргументировать свое мнение, корректно отстаивать с вою позицию и координировать ее с партнерами, в том числе в ситуации столкновения интересов.
Ход занятия
1. Информационный поиск
При проведении информационного поиска ответьте на следующие вопросы
- Что такое тепловой эффект реакции?
- Дайте определение экзотермических и эндотермических реакций?
- Что такое растворение?
- От чего зависит общий тепловой эффект при растворении?
- Что вы знаете об окислительно – восстановительных реакциях?
- Как вы считаете, взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди будет относиться к экзотермическим или эндотермическим реакциям?
- Вычислите массу разложившегося мела (СаСО3), если известно, что на его разложение затрачено 1570 кДж.
2. Экспериментальная часть
Лабораторное оборудование и материалы
Нетбук СМРС, регистратор данных USB Link, датчик температуры (-25°С +100°С), химический стакан (100 мл), мерный цилиндр, магнитная мешалка, алюминий (гранулы), 5% раствор хлорида меди(II), защитные очки.
Техника безопасности
- Быть внимательным, осторожным, точно выполнять указания преподавателя.
- Не держать на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении задания.
- Перед тем как приступить к работе, тщательно изучить ее описание, уяснить ход ее выполнения.
- Расположить приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном преподавателем.
- Проверить наличие заземления (где это необходимо) корпусов электрических приборов, используемых при работе, целостность посуды и приборов из стекла.
Лабораторное исследование «Тепловой эффект химической реакции»
Цель работы: Изучение хода окислительно-восстановительной реакции хлорида меди с алюминием
Ход работы
При проведении эксперимента воспользуемся следующей таблицей для заполнения.
Что делаем |
Что наблюдаем |
Объяснения |
|
|
|
Сборка экспериментальной установки
Соберите установку, с помощью которой вы будете проводить эксперимент. Не приступая к эксперименту, проверьте целостность основных деталей и узлов установки. С помощью веб камеры нетбука сделайте фото установки.
Непосредственное проведение эксперимента
Проводите эксперимент в запланированной последовательности, внимательно фиксируйте все полученные результаты.
Запустите программу SPARKvue
Подключите датчик температуры к разъему USB Link.
Выберите необходимый датчик
Нажмите кнопку Показать
Выбираем кнопку Пуск
Чтобы остановить выбираем эксперимент кнопку Стоп
Выполните скриншоты полученных данных и графиков.
Обработка полученных результатов эксперимента
По результатам эксперимента проведите расчет искомых величин, проведите сравнения того, что было запланировано, и того, что получили в результате. Предположите причины, по которым результаты могут расходиться с гипотезами. Приведите расчеты
Анализ полученных результатов
Проанализируйте, осмыслите, что вы получили в процессе проведения эксперимента.
Если результаты сильно расходятся с предположениями, результатами эксперимента ваших одноклассников, подумайте о возможном повторении опыта и устранении причин неточностей в эксперименте
Формулировка выводов
Сформулируйте выводы, которые можете сделать по результатам проведенного опыта (два-три предложения). Подтвердилось ли ваше предположение (гипотеза), выдвинутое в начале эксперимента?
3. Отчет, творческая часть
Подготовка материала отчета, для совместной презентации на следующем занятии
Материалы можно подготовить в виде отчета в программе SPARKvue или электронной презентации Microsoft PowerPoint, продемонстрировать видеозапись эксперимента.
Оставьте свой комментарий к работе, нажав на кнопку «Написать». Расскажите, что именно вас не устраивает в работе, а если вы считаете, что работа содержит ошибки и неточности – нажмите на соответствующую галочку в форме отклика.
Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственность за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.