Автор ресурса - Ивашко Ирина Вадимовна

Введение.

Программа Габриеляна О.С.. Тема 4 «Вещества и их свойства», урок 5 «Коррозия металлов» является продолжением и развитием изучения химических свойств металлов.

С одной стороны, учащимся известно, с какими веществами металлы могут вступать в химическое взаимодействие, с другой стороны они рассматривают эти реагенты как факторы окружающей среды, что усиливает практическую направленность их химических знаний. Основные вопросы данной темы уже были изучены учащимися в 9 классе, таким образом, урок носит обобщающий и развивающий характер.

Использование исследовательского метода проведения урока определяется объемом первичных знаний учащихся, практической значимостью материала урока, возможностью проведения исследования при постановке проблемных опытов, особенностью контингента учащихся.

В классе нет учащихся, углубленно изучающих химию, предмет привлекателен для них практической направленностью, разнообразием смены деятельности, наглядностью при изучении материала.

Данная форма проведения урока не только вызвала положительную мотивацию к изучению материала урока, но стимулировала познавательный процесс, включила учащихся в активную поисковую, экспериментальную, исследовательскую, творческую деятельность. Современные учащиеся свободно владеют компьютером, с удовольствием составляют отчет не в рукописной форме, а в виде презентаций. Для учащихся 11 класса не является большой проблемой формулирование гипотезы и выводов, поэтому они справляются с этим этапом за меньшее количество времени, что делает возможным проведение урока в динамичном режиме. Проведение урока в предложенной форме вызвало только положительную реакцию учащихся.

Трудность в проведении данного урока может вызвать этап первичного закрепления знаний, когда отчет групп потребует большего времени. В таком случае работу с презентацией «Вопрос-ответ» можно перенести на другой урок как повторение пройденного материала.

Информационная карта урока «Коррозия металлов»

Ход урока:

I.                  Организационный момент. Введение.

Учитель. На прошлом уроке мы рассмотрели химические свойства металлов, определили их реакционную способность, выявили круг их реагентов. Значение металлов в нашей жизни огромно, мы пользуемся изделиями из них ежедневно, и закономерно встает вопрос: насколько долго прослужит нам то или иное изделие из металла? Давайте посмотрим видеоролик и определим тему сегодняшнего урока и круг вопросов, необходимых для рассмотрения в этой теме.

Приложение 1. Видеоролик «Значение коррозии». Демонстрация сопровождается стихами автора.

Мы видим мрачную картину:

Вот ржавый гвоздь и ржавая труба,

И даже новую машину

За год буквально съела ржа.

Ползет она как змей ужасный

И вглубь, и вширь, и поперек.

Корабль, краскою блиставший,

С дырой в боку ко дну идет.

Ржавеет всё – тросы, лебедка,

Опоры зданий и мостов,

И даже руль подводной лодки

Всегда к ржавлению готов.

И где же выход из проблемы,

И в чем причина бедствий тех?

Найдем ответ мы непременно,

Пусть нам сопутствует успех!

Учитель. Итак, ребята, какова тема сегодняшнего урока?

Ученики. Коррозия металлов.

Учитель. С вопросами этой темы мы знакомились в 9 классе.  Давайте выясним, насколько сохранились у вас представления о данном вопросе.

Вводное тестирование. Отметьте верные высказывания.

1)    Корродирует только железо.

2)    Причиной коррозии является только вода.

3)    При повышении температуры скорость коррозии увеличивается.

4)    Коррозия – окислительно-восстановительный процесс.

5)    Чтобы защитить железо от коррозии, можно покрыть его слоем другого металла.

II.               Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала.

Учитель. Таким образом, при рассмотрении темы коррозии мы касались многих вопросов. Каких? Чтобы ответить на этот вопрос предлагаю вам очень быстро, «по-диагонали», просмотреть материал параграфа и определить круг вопросов, которые требуют детального рассмотрения и решения.

Учащиеся работают с материалом параграфа (или диском «Уроки химии Кирилла и Мефодия»), формулируют проблемные вопросы.

Учитель записывает вопросы на доске, вместе с учащимися группирует их в блоки вопросов.

Учитель. Итак, цель нашего урока состоит в рассмотрении видов коррозии, причине, механизма действия, факторов, усиливающих коррозию и способах защиты от коррозии. Порядок работы на уроке таков. Вы работаете в группах над разрешением конкретной проблемы, проводите проблемный эксперимент, анализируете его результаты, формулируете выводы. Отчет о работе представляете в форме презентации, в которой должны быть название темы, цель исследования, гипотеза, содержание эксперимента и его результаты, применительно к вашей теме, выводы.

III.           Усвоение новых знаний и способов действия

Деятельность учащихся. Работа в группах над решением конкретной проблемы:

1) Изучение печатных материалов;

2) Формулирование гипотезы

3) Выполнение лабораторных опытов «Влияние различных условий на процессы коррозии металлов», фиксирование результатов.

4) Анализ результатов проблемного эксперимента, формулирование выводов.

5) Оформление результатов в форме презентаций.

Деятельность учителя.

1) Организация работы исследовательских групп: исследование причин коррозии; механизм коррозии; виды коррозии; катализаторы и ингибиторы коррозии; способы защиты от коррозии.

2) Демонстрация долгосрочных опытов «Влияние различных условий на процессы коррозии металлов» и видеоопытов.

3) Помощь в составлении презентации-отчета.

Приложение 2. Инструктивные карты для работы в группах.

IV.           Первичная проверка степени усвоения материала

1) Отчет групп о проделанной работе. Презентации учащихся. Приложение

2) Беседа по вопросам (Презентация «Вопрос-ответ»). Приложение 3.

V.               Контроль и самопроверка знаний

Проведение тестирования на компьютере. Приложение 4.

VI.           Подведение итогов

Итак, на сегодняшнем уроке мы убедились в огромном значении процессов коррозии для нашей жизни, определили причины коррозии, факторы, влияющие на скорость коррозии, необходимость борьбы с коррозией и способы защиты от коррозии. Также необходимо отметить вашу продуктивную деятельность на уроке. Вы не только разобрались в вопросах темы, провели эксперимент, но сумели его проанализировать, сделать выводы и начали оформлять результаты.

VII.        Домашнее задание

Завершить работу над презентациями, дополнив их теоретическим материалом.

Приложения.

Технологическая карта урока «Коррозия металлов».11 класс.

Литература.

1.     М.А. Рябов, Р.В. Линко, Н.М. Колядина. Лабораторные работы по общей и неорганической химии. М., Издательство Российского университета дружбы народов, 2001.

2.     http://festival.1september.ru/articles/413404/

3.     http://krasnokanna.krasnogvardeiskoe.ru/uroki/korroziya-metallov.html

4.     http://n-t.ru/ri/kk/hm13.htm

5.     http://www.neon-san.ru/korozia.htm

6.     http://www.ingibitory.ru/

7.     http://www.krugosvet.ru/articles/116/1011691/1011691a1.htm

8.     http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2135.html

9.     http://stroyservis.ru/content/view/66/45/

10.http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=41

Карта исследования №1 (группа №1)

«Причины коррозии»

Задание.

1.     Сформулируйте проблемный вопрос, тему и цель вашего исследования.

2.     Изучите материал параграфа по вашей теме.

3.     Предложите  рабочую гипотезу (Возможный ответ на поставленный проблемный вопрос. Помните! Гипотеза может быть спорной и даже ошибочной. В ходе исследования вам предстоит подтвердить или опровергнуть её).

4.     Проведите опыты согласно инструкции. Помните о правилах по технике безопасности при проведении химического эксперимента.

5.     Проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

6.     Сформулируйте выводы. (Помните! Выводы должны согласовываться с целью работы и подтверждать или опровергать рабочую гипотезу).

7.     Оформите результаты вашего исследования в форме презентации.

8.     Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Инструкция

для проведения исследовательского эксперимента по теме «Коррозия металлов»

Опыт 1. Коррозия металлов в различных средах.

В пять пробирок налейте по 2-3 мл следующих растворов:

·        в первую - хлорида натрия (рН 7);

·        во вторую – хлорида натрия и две капли 2н раствора NaOH (pH 12);

·        в третью – дистиллированной воды и 2 капли 2н серной кислоты (рН 2);

·        в четвертую – дистиллированной воды (рН 5);

·        в пятую – водопроводной воды (рН определите по универсальной индикаторной бумаге).

Во все пробирки добавьте по 2 капли раствора К₃[Fe (CN)₆] и опустите в каждую железный гвоздь.

Отмечайте последовательность появления синего окрашивания турнбулевой сини в пробирках. Результаты наблюдений запишите в таблицу:

Таблица 1

Зависимость скорости коррозии железа от рН среды

Обсудите полученные результаты и сформулируйте выводы о влиянии среды на скорость коррозии железа.

Опыт 2. Коррозия в условии контакта разных металлов.

а) В две пробирки налейте по 2-3 мл 2н раствора соляной кислоты и внесите по одной грануле цинка. Наблюдайте выделение газа в пробирках.

б) В одну из пробирок введите медную проволоку, не касаясь кусочка цинка. Взаимодействует ли медь с кислотой?

В) Приведите медную проволоку в соприкосновение с цинком. Как изменилась скорость реакции? Обратите внимание на накопление пузырьков газа на поверхности медной проволоки. Объясните наблюдаемые явления.

Опыт 3. Влияние поверхности металла на скорость коррозии.

1) В две пробирки с раствором серной кислоты опустите по одной грануле цинка, взяв одну гладкую (новую), а другую шероховатую (ранее использованную). Убедитесь, что однородность поверхности металла влияет на скорость коррозии.

2) В две пробирки налейте по 1 мл раствора серной кислоты (1:5). Опустите в одну пробирку новую гранулу цинка, в другую – гранулу цинка, смоченную предварительно раствором медного купороса, т.е. загрязненную. Убедитесь, что металлы чистые и загрязненные корродируют с разной скоростью.

Опыт 4. Коррозия в среде электролита.

Налейте в пробирку 2 мл 2н раствора соляной кислоты и опустите в неё алюминиевую проволочку. Идёт реакция? Добавьте в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида натрия. Запишите наблюдения. Сделайте вывод о влиянии стимулятора коррозии на скорость процесса.

Опыт 6. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 4-5 мл. дистиллированной воды, добавьте в каждую по 3 капли 2н раствора серной кислоты и по 2 капли красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]

Нанесите скальпелем царапины на пластинках оцинкованного и луженого железа и поместите их в разные пробирки. Через несколько минут наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок (в какой?)

Карта исследования №2 (группа №2)

«Механизм коррозии»

Задание.

1.     Сформулируйте проблемный вопрос, тему и цель вашего исследования.

2.     Изучите материал параграфа по вашей теме.

3.     Предложите  рабочую гипотезу (Возможный ответ на поставленный проблемный вопрос. Помните! Гипотеза может быть спорной и даже ошибочной. В ходе исследования вам предстоит подтвердить или опровергнуть её).

4.     Проведите опыты согласно инструкции. Помните о правилах по технике безопасности при проведении химического эксперимента.

5.     Проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

6.     Сформулируйте выводы. (Помните! Выводы должны согласовываться с целью работы и подтверждать или опровергать рабочую гипотезу).

7.     Оформите результаты вашего исследования в форме презентации.

8.     Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Инструкция

для проведения исследовательского эксперимента по теме «Коррозия металлов»

Опыт 1. Коррозия в условии контакта разных металлов.

а) В две пробирки налейте по 2-3 мл 2н раствора соляной кислоты и внесите по одной грануле цинка. Наблюдайте выделение газа в пробирках.

б) В одну из пробирок введите медную проволоку, не касаясь кусочка цинка. Взаимодействует ли медь с кислотой?

В) Приведите медную проволоку в соприкосновение с цинком. Как изменилась скорость реакции? Обратите внимание на накопление пузырьков газа на поверхности медной проволоки. Объясните наблюдаемые явления.

Опыт 2. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 4-5 мл. дистиллированной воды, добавьте в каждую по 3 капли 2н раствора серной кислоты и по 2 капли красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]

Нанесите скальпелем царапины на пластинках оцинкованного и луженого железа и поместите их в разные пробирки. Через несколько минут наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок (в какой?)

Опыт 3. Влияние поверхности металла на скорость коррозии.

1) В две пробирки с раствором серной кислоты опустите по одной грануле цинка, взяв одну гладкую (новую), а другую шероховатую (ранее использованную). Убедитесь, что однородность поверхности металла влияет на скорость коррозии.

2) В две пробирки налейте по 1 мл раствора серной кислоты (1:5). Опустите в одну пробирку новую гранулу цинка, в другую – гранулу цинка, смоченную предварительно раствором медного купороса, т.е. загрязненную. Убедитесь, что металлы чистые и загрязненные корродируют с разной скоростью.

Опыт 4. Коррозия в среде электролита.

Налейте в пробирку 2 мл 2н раствора соляной кислоты и опустите в неё алюминиевую проволочку. Идёт реакция? Добавьте в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида натрия. Запишите наблюдения. Сделайте вывод о влиянии стимулятора коррозии на скорость процесса.

Карта исследования №3 (группа №3)

«Виды коррозии»

Задание.

1.     Сформулируйте проблемный вопрос, тему и цель вашего исследования.

2.     Изучите материал параграфа по вашей теме.

3.     Предложите  рабочую гипотезу (Возможный ответ на поставленный проблемный вопрос. Помните! Гипотеза может быть спорной и даже ошибочной. В ходе исследования вам предстоит подтвердить или опровергнуть её).

4.     Проведите опыты согласно инструкции. Помните о правилах по технике безопасности при проведении химического эксперимента.

5.     Проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

6.     Сформулируйте выводы. (Помните! Выводы должны согласовываться с целью работы и подтверждать или опровергать рабочую гипотезу).

7.     Оформите результаты вашего исследования в форме презентации.

8.     Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Инструкция

для проведения исследовательского эксперимента по теме «Коррозия металлов»

Опыт 1. Коррозия в условии контакта разных металлов.

а) В две пробирки налейте по 2-3 мл 2н раствора соляной кислоты и внесите по одной грануле цинка. Наблюдайте выделение газа в пробирках.

б) В одну из пробирок введите медную проволоку, не касаясь кусочка цинка. Взаимодействует ли медь с кислотой?

В) Приведите медную проволоку в соприкосновение с цинком. Как изменилась скорость реакции? Обратите внимание на накопление пузырьков газа на поверхности медной проволоки. Объясните наблюдаемые явления.

Опыт 2. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 4-5 мл. дистиллированной воды, добавьте в каждую по 3 капли 2н раствора серной кислоты и по 2 капли красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]

Нанесите скальпелем царапины на пластинках оцинкованного и луженого железа и поместите их в разные пробирки. Через несколько минут наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок (в какой?)

Опыт 3. Влияние поверхности металла на скорость коррозии.

1) В две пробирки с раствором серной кислоты опустите по одной грануле цинка, взяв одну гладкую (новую), а другую шероховатую (ранее использованную). Убедитесь, что однородность поверхности металла влияет на скорость коррозии.

2) В две пробирки налейте по 1 мл раствора серной кислоты (1:5). Опустите в одну пробирку новую гранулу цинка, в другую – гранулу цинка, смоченную предварительно раствором медного купороса, т.е. загрязненную. Убедитесь, что металлы чистые и загрязненные корродируют с разной скоростью.

Опыт 4. Коррозия в среде электролита.

Налейте в пробирку 2 мл 2н раствора соляной кислоты и опустите в неё алюминиевую проволочку. Идёт реакция? Добавьте в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида натрия. Запишите наблюдения. Сделайте вывод о влиянии стимулятора коррозии на скорость процесса.

Карта исследования №4 (группа №4)

«Факторы, усиливающие и ослабляющие коррозию»

Задание.

1.     Сформулируйте проблемный вопрос, тему и цель вашего исследования.

2.     Изучите материал параграфа по вашей теме.

3.     Предложите  рабочую гипотезу (Возможный ответ на поставленный проблемный вопрос. Помните! Гипотеза может быть спорной и даже ошибочной. В ходе исследования вам предстоит подтвердить или опровергнуть её).

4.     Проведите опыты согласно инструкции. Помните о правилах по технике безопасности при проведении химического эксперимента.

5.     Проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

6.     Сформулируйте выводы. (Помните! Выводы должны согласовываться с целью работы и подтверждать или опровергать рабочую гипотезу).

7.     Оформите результаты вашего исследования в форме презентации.

8.     Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Инструкция

для проведения исследовательского эксперимента по теме «Коррозия металлов»

Опыт 1. Коррозия в условии контакта разных металлов.

а) В две пробирки налейте по 2-3 мл 2н раствора соляной кислоты и внесите по одной грануле цинка. Наблюдайте выделение газа в пробирках.

б) В одну из пробирок введите медную проволоку, не касаясь кусочка цинка. Взаимодействует ли медь с кислотой?

В) Приведите медную проволоку в соприкосновение с цинком. Как изменилась скорость реакции? Обратите внимание на накопление пузырьков газа на поверхности медной проволоки. Объясните наблюдаемые явления.

Опыт 2. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 4-5 мл. дистиллированной воды, добавьте в каждую по 3 капли 2н раствора серной кислоты и по 2 капли красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]

Нанесите скальпелем царапины на пластинках оцинкованного и луженого железа и поместите их в разные пробирки. Через несколько минут наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок (в какой?)

Опыт 3. Влияние поверхности металла на скорость коррозии.

1) В две пробирки с раствором серной кислоты опустите по одной грануле цинка, взяв одну гладкую (новую), а другую шероховатую (ранее использованную). Убедитесь, что однородность поверхности металла влияет на скорость коррозии.

2) В две пробирки налейте по 1 мл раствора серной кислоты (1:5). Опустите в одну пробирку новую гранулу цинка, в другую – гранулу цинка, смоченную предварительно раствором медного купороса, т.е. загрязненную. Убедитесь, что металлы чистые и загрязненные корродируют с разной скоростью.

Опыт 4. Коррозия в среде электролита.

Налейте в пробирку 2 мл 2н раствора соляной кислоты и опустите в неё алюминиевую проволочку. Идёт реакция? Добавьте в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида натрия. Запишите наблюдения. Сделайте вывод о влиянии стимулятора коррозии на скорость процесса.

Опыт 5. Пассивация железа.

Зачистите наждачной бумагой 2 железных гвоздя и один из них поместите на 5 минут в пробирку с концентрированной азотной кислотой. Промойте гвозди водой и опустите их в стакан с разбавленной серной кислотой. Сравните интенсивность выделения газа в обоих случаях.

Карта исследования №5 (группа №5)

«Защита от коррозии»

Задание.

1.     Сформулируйте проблемный вопрос, тему и цель вашего исследования.

2.     Изучите материал параграфа по вашей теме.

3.     Предложите  рабочую гипотезу (Возможный ответ на поставленный проблемный вопрос. Помните! Гипотеза может быть спорной и даже ошибочной. В ходе исследования вам предстоит подтвердить или опровергнуть её).

4.     Проведите опыты согласно инструкции. Помните о правилах по технике безопасности при проведении химического эксперимента.

5.     Проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

6.     Сформулируйте выводы. (Помните! Выводы должны согласовываться с целью работы и подтверждать или опровергать рабочую гипотезу).

7.     Оформите результаты вашего исследования в форме презентации.

8.     Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Инструкция

для проведения исследовательского эксперимента по теме «Коррозия металлов»

Опыт 1. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 4-5 мл. дистиллированной воды, добавьте в каждую по 3 капли 2н раствора серной кислоты и по 2 капли красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]

Нанесите скальпелем царапины на пластинках оцинкованного и луженого железа и поместите их в разные пробирки. Через несколько минут наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок (в какой?)

Опыт 2. Пассивация железа.

Зачистите наждачной бумагой 2 железных гвоздя и один из них поместите на 5 минут в пробирку с концентрированной азотной кислотой. Промойте гвозди водой и опустите их в стакан с разбавленной серной кислотой. Сравните интенсивность выделения газа в обоих случаях.

Опыт 3.

В две пробирки с раствором серной кислоты опустите по одной грануле цинка, взяв одну гладкую (новую), а другую шероховатую (ранее использованную). Убедитесь, что однородность поверхности металла влияет на скорость коррозии.

Опыт 4. Влияние поверхности металла на скорость коррозии.

1) В две пробирки налейте по 1 мл раствора серной кислоты (1:5). Опустите в одну пробирку новую гранулу цинка, в другую – гранулу цинка, смоченную предварительно раствором медного купороса, т.е. загрязненную. Убедитесь, что металлы чистые и загрязненные корродируют с разной скоростью.

2) Налейте в пробирку 2 мл 2н раствора соляной кислоты и опустите в неё алюминиевую проволочку. Идёт реакция? Добавьте в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида натрия. Запишите наблюдения. Сделайте вывод о влиянии стимулятора коррозии на скорость процесса.

Опыт 5. Ингибиторы коррозии.

1) В две пробирки поместите немного железных опилок, добавьте в одну из них 1 мл раствора формалина (СН₂О) и прилейте в каждую пробирку по 2 мл разбавленной соляной кислоты. Сравните интенсивность выделения газа в каждой пробирке. Напишите уравнения реакций, сделайте вывод о влиянии ингибитора на процесс коррозии.

2) В две пробирки налейте по 2-3 мл 1н раствора серной кислоты и опустите в каждую пробирку железный гвоздь. Что наблюдается?

После установления равномерного тока выделяющегося водорода внесите в одну из пробирок половину микрошпателя уротропина (СН₂)₆N₄. Как изменилась скорость выделения газа в этой пробирке по сравнению с другой? Укажите роль уротропина в процессе коррозии железа.