интегрированный урок по физике и химии «Электропроводность жидкостей. Электролиз» 10 класс

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

«АХТУБИНСКАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ШКОЛА-ИНТЕРНАТ им. П. О. СУХОГО»

Конспект урока по физике
в 10 классе

«Электропроводность жидкостей. Электролиз»

подготовила

учитель физики

Волотова Татьяна Александровна

учитель химии

Чернышева Галина Григорьевна

г. Ахтубинск

2013

Задачи:

— Способствовать формированию знаний учащихся о природе электрического тока в растворах электролитов. Понимать химизм процесса электролиза и суть законов Фарадея, их значимость в доказательстве существования электронного заряда в природе. Знать области практического применения электролиза.

— Развивать логическое мышления, самостоятельности, умение делать выводы, анализировать, обобщать. Обеспечение санитарно-гигиенических норм при проведении урока, предупреждение утомляемости через смену деятельности учащихся.

Оборудование и реактивы: раствор сульфата меди (ІІ), электрическая ванна, электроды, соединительные провода, весы, амперметр, картофель, микроамперметр, миллиамперметр, стакан с растворами сахара и поваренной соли, вода.

Методы обучения: частично-поисковый, проблемный, экспериментальный.

Методы контроля: устный, тестирование.

Формы работы: групповая, фронтальная, компьютерная поддержка.

Ход урока.

1. Организационный момент.

Наш урок мы хотим предварить словами Б. Пастернака.

«Во всём мне хочется дойти до самой сути…».

А можно ли добраться до самой сути, если в твоём багаже данные одной науки?

На этот вопрос даёт ответ поэтесса М.Аллегер.

О, физика, наука из наук

Все впереди так мало за плечами

Пусть химия нам будет вместо рук,

Пусть математика очами станет.

Не разлучайте этих трёх сестёр

Познания в подлунном мире

Тогда лишь будет ум и глаз остёр

И знанье человеческое шире.

Именно поэтому мы и проводим сегодня совместный урок по физике и химии по теме «Применение электролиза».

2. Повторение материала.

Что понимают под электрическим током?

Назовите условия возникновения электрического тока?

Каковы функции источника тока?

Каковы действия электрического тока?

Остановимся на химическом действии тока.

3. Объяснение нового материала.

Жидкости, как и твердые тела, могут быть диэлектриками, проводниками и полупроводниками. К числу диэлектриков относятся дистиллированная вода, к проводникам расплавы электролитов: кислот, щелочей, солей. Жидкими полупроводниками являются расплавленный селен, расплавы сульфидов и др.

При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул на ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.

Эксперимент 1.

(соль, дистиллированная вода, раствор соли) проверяем наличие тока.

Степень диссоциации (т. е. доля в растворенном веществе молекул, распавшихся на ионы) зависит от температуры, концентрации раствора и электрических свойств растворителя. Следовательно, растет концентрация положительных и отрицательных ионов.

Носителями заряда в водных растворах и расплавах электролитов являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Если сосуд с раствором электролита включить в электрическую цепь, то отрицательные ионы начнут двигаться к положительному электроду – аноду, а положительные к отрицательному – катоду. В результате установится электрический ток (см. рис. на плакате). Поскольку перенос заряда в водных растворах и расплавах электролитов осуществляется ионами, такую проводимость называют ионной.

Эксперимент 2.

Мы рассмотрели опыт с раствором соли. А теперь ответьте на вопрос. В чем причина отклонения гальванометра?

Вывод: сок фруктов и овощей — слабый электролит. Как вы думаете, долговечен ли такой источник тока? Почему? (Израсходуется ионный заряд, останутся одни сахара.)

Так как соки фруктов и овощей — электролиты, они обладают ионной проводимостью. На этом основано действие таких гальванических элементов, как аккумуляторы.

Аккумулятор-источник тока.

(Презентация по теме «Источники тока»)

При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества.

Эксперимент 3. (вода, медный купорос)

На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов. На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны (в химии это называется окислительной реакцией), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция).

Процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно – восстановительными реакциями, называют электролизом.

При электролизе на электродах происходит выделение вещества. От чего зависит масса вещества, выделяющаяся за определенное время? Это определяет закон электролиза.

m=mN

m₀ — масса одного атома,

N – число ионов.

k — электрохимический эквивалент вещества, численно равный массе вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит заряда в 1 Кл.

Закон электролиза определяет массу вещества, выделяемого на электроде при электролизе за время прохождения эл. тока.

Зная массу выделившегося вещества, можно определить заряд электрона.

Электрохимические процессы широко применяются в различных областях современной техники, в аналитической химии, биохимии в химической промышленности.

(Презентация учащихся по теме «Применение электролиза»).

Тесты

1. Электрический ток в жидкостях обусловлен упорядоченным движением:

только электронов;

только отрицательных ионов;

только положительных ионов;

отрицательных и положительных ионов.

2. Каким типом проводимости обладают растворы электролитов?

электронной.

ионной.

дырочной.

элетронно — ионной.

3. Электролитическая диссоциация – это:

распад молекул электролитов на положительные и отрицательные ионы.

соединение ионов в нейтральные молекулы.

соединение атомов в нейтральную молекулу.

4. Электролиты являются:

проводниками тока.

непроводниками тока.

в зависимости от температуры могут быть проводниками.

в зависимости от температуры могут быть непроводниками.

5. Влияет ли валентность вещества на массу этого вещества, выделяемую на электродах?

не влияет.

выделяемая масса прямо пропорциональна валентности.

выделяемая масса обратно пропорциональна валентности.

7. Зависит ли масса выделившегося на электроде вещества от концентрации раствора электролита?

да

нет

8. Как изменится сопротивление электролита, если его нагреть?

увеличится.

уменьшится.

не изменится.

9. Анион – это:

ион кальция.

ион хлора.

атом меди.

10. Какое вещество выделится на катоде при электролизе раствора сульфата меди?

сера.

кислород.

цинк.

медь

И так, наш урок завершается и, конечно же, мы дали далеко не полную характеристику применения электролиза, но каждому из вас стало ясно, что современный человек на каждом шагу сталкивается со свидетельствами могущества электрохимии.

Список использованной литературы

1. Мякишев Г. Я. Буховцев Б. Н. Сотский Н. Н. Физика 10 класс.- М.: «Просвещение», 2011.

2. Мякишев Г. Я. , Синяков А. З. Физика: Молекулярная физика. Термодинамика. – М.: «Дрофа», 2002.

3. Касьянов В. А. Физика 10 класс. – М.: «Дрофа», 2003.