Гіпермаркет Знань>>Природознавство>>Природознавство 5 клас. Повні уроки>>Природознавство: Чисті речовини та суміші. Способи розділення сумішей. Повітря – природна суміш. Повні уроки

Мета уроку – вивчити поняття чистої речовини та сумішей. Проаналізувати способи розділення сумішей на прикладах. Сформулювати правильне про повітря, як природну суміш.
Хід уроку.
Частина 1
Люди давно здогадувалися про те, що речовини складаються з окремих дрібних частинок. Їх називають атомами. Атоми і молекули надзвичайно малі: в будь-якому крихітному шматочку речовини, який ми в змозі розгледіти (наприклад, в порошині) міститься більше атомів, ніж зірок у всій нашій Галактиці.

http://www.youtube.com/watch?v=oW3BlPpRaBc

Відео кластер у воді. Принцип побудови

Речовина (наприклад, цукор) можна розмолоти на найтоншій млині і все одно кожна крупинка буде складатися з величезної кількості однакових молекул цукру і збереже всі відомі нам властивості цієї речовини. Навіть якщо роздрібнити речовину на окремі молекули, як це відбувається при розчиненні цукру у воді, то речовина продовжує існувати і виявляти свої властивості (в цьому легко переконатися, спробувавши розчин на смак). Значить, самостійно існуюча молекула цукру - це ще речовина під назвою "цукор" (хай навіть дуже маленька кількість цієї речовини). Але якщо продовжити дроблення далі, то доведеться зруйнувати молекули. А зруйнувавши молекули або навіть відібравши у них по парі атомів, ми вже руйнуємо саму речовину. Звичайно, атоми нікуди не зникають - вони починають входити до складу якихось інших молекул. Але цукор як речовина при цьому перестає існувати - він перетворюється в якісь іншої речовини.
Речовини не вічні, тому що не вічні їх молекули. Зате атоми практично вічні. У кожному з нас, можливо, знайдеться якась кількість атомів, що існували ще за часів динозаврів. Або що брали участь у походах Олександра Македонського, або у плаванні Колумба, або побували при дворі Івана Грозного.

http://www.youtube.com/watch?v=HNKq4U0y6qY&feature=related

Відео від атома до космосу

Незважаючи на те, що молекули дуже малі, їх пристрій можна з'ясувати різними фізичними і хімічними методами. Чиста речовина складається з молекул одного виду. Якщо фізичне тіло містить молекули кількох видів, то ми маємо справу з сумішшю речовин. Поняття "чистий" в хімії і в побуті неоднакові. Наприклад, коли ми кажемо: - "Яке чисте повітря!" - То насправді вдихаємо складну суміш кількох газоподібних речовин. Хімік скаже про лісове повітря: "Потрібно серйозно попрацювати, щоб виділити з цієї суміші чисті речовини".
Абсолютно чиста речовина, що не містить домішок інших молекул, отримати надзвичайно важко. Тому на практиці чистим називають речовину, що складається з молекул одного виду, в якому інших молекул настільки мало, що вони не впливають на його властивості.

Рис. 1. Чисте джерело
Наприклад, воду з джерела ми вважаємо цілком чистою і придатною для пиття, тому що дрібні домішки в ній для нас просто невідчутні. Але для деяких наукових і технічних цілей така вода зовсім непридатна. Наприклад, в замкнутих контурах атомних електростанцій потрібна ще більш чиста вода, інакше труби, по яких вона циркулює, швидко вийдуть з ладу. Але іноді буває потрібна ще більш чиста вода! Для отримання та зберігання такої надчистої води навіть скляний посуд вже не підходить, тому що з скла у воду потрапляють інші молекули. Годиться тільки кварцова посуд, а над поверхнею води не повинно бути повітря, тому що багато газоподібні речовини (вуглекислий газ, азот, кисень) розчиняються у воді і "забруднюють" її.
Реальні речовини завжди містять якісь домішки. Навіть лікарські речовини, до чистоти яких пред'являються особливі вимоги, завжди містять незначні домішки інших речовин. Але цих домішок так мало, що наш організм їх просто не помічає. У той же час ліки з вичерпаним терміном придатності може стати неактивним або навіть надати побічну дію, оскільки кількість домішок в ньому накопичилося вище певної межі.

Рис. 2 Модель молекули аспірину (ацетилсаліцилової кислоти) C9H8O4. Сірі кулі - атоми вуглецю, білі - водню, червоні - кисню.

Не потрібно думати, що чисті речовини абсолютно у всіх випадках краще сумішей. Наприклад, не можна дихати чистим киснем. Якби з атмосфери раптом з якихось причин, зник азот, "розбавляють" кисень до безпечного рівня, всі живі організми на суші загинули б протягом декількох годин, а рослинність на всіх континентах була б повністю знищена жахливим пожежею.

http://www.youtube.com/watch?v=2NZqbhipqi8&feature=related

Відео значення кисню для життя на землі

Багато ліків є сумішами. Провізори в аптеках готують із чистих лікарських речовин мікстури, що в перекладі з латинської означає саме суміші. Якщо навіть ліки не бувають абсолютно чистими, то що ж тоді можна називати (в широкому сенсі) чистою речовиною, а що - сумішшю? На щастя, є такі фізичні властивості речовини, які перестають змінюватися після того, як кількість домішок зменшується до певної межі. Для дуже багатьох цілей речовина з такими незмінними властивостями можна вважати чистим. Ці фізичні властивості - точка плавлення і точка кипіння. Якщо плавлення зразка якого-небудь речовини не розтягується на кілька градусів, а відбувається в межах одного градуса - то така речовина хімік зазвичай називає чистим. Якщо речовина кипить при одній температурі, яка не змінюється в міру випаровування зразка - то це теж, швидше за все, чиста речовина. Звісно, із цих правил бувають винятки, тому остаточний висновок про чистоту речовини можна зробити тільки на підставі аналізу. Що таке хімічний аналіз - про це ми поговоримо пізніше.
Як же виділяють чисті речовини із сумішей? Для цього існує кілька способів. Опишемо деякі з них.
Щоб завдання виглядала корисною з практичної точки зору, розглянемо очищення води. Припустимо, в нашому розпорядженні є близько півлітра забрудненої води. У будь-якому населеному пункті знайти таку воду - не проблема (можна взяти воду з калюжі або ставка). Приступимо до її очищення спочатку простими, а потім все більш складними методами.


1.    Відстоювання. а) Наллємо брудну воду в хімічний стакан і дамо спокійно постояти.



б) Той же стакан через 30 хвилин. Найбільш великі частки домішок осіли на дно. Рідина у верхній частині склянки стала світліше. Якщо на поверхні є тонка райдужна плівка - значить, вода забруднена не тільки частинками грунту, мулу, але й нафтопродуктами.


2.    ФІЛЬТРУВАННЯ. Обережно злитимемо рідина з осаду в воронку, в яку вставлений фільтр з пористого паперу. Воронка знаходиться в іншій посудині, в якому накопичується вже набагато чистіша вода. На фільтрі оcтаются дрібні частинки домішок. Отримана вода ще не придатна для пиття, так як в ній містяться бактерії, а також розчинені органічні речовини та солі. Але отримана нами вода вже цілком придатна для того, щоб помити дошку або полити квітка.


3.    ПЕРЕГОНКА або дистиляції. Зберемо прилад, показаний на малюнку, переллємо забруднену воду в перегінну колбу, помістимо туди ж кипілки (дрібні шматочки фарфору або цегли, які потрібні для спокійного кипіння рідини), включимо скляний холодильник (охолоджується водопровідною водою) і нагріємо рідину в колбі до кипіння. Вода перетворюється в пар, який через скляну насадку потрапляє в холодильник і конденсується. Термометр у верхній частині колби повинен показувати 100 градусів - температуру кипіння води. Перші 1-2 мл дистиляту слід відкинути, тому що у воді можуть знаходитися домішки легких нафтопродуктів (бензину). Коли перегонка підходить до кінця, слід бути уважним і залишити трохи рідини в колбі, щоб не переганялися інші, більш висококиплячі домішки (сліди важких нафтопродуктів). Залишок в колбі містить всі раніше розчинені у воді солі, залишки механічних забруднень і виглядає не дуже привабливо. Зате воду, зібрану на виході з приладу, можна безбоязно пити.


За допомогою перегонки в лабораторії можна очищати не тільки воду, але й інші рідини.
Таким чином, не тільки неоднорідні суміші (вода з частинками грунту), а й однорідні суміші (розчини) можуть бути розділені за допомогою перегонки. Відстоюванням і фільтруванням однорідні суміші (розчини) розділити неможливо.

Контролюючий блок №1
1. Знайдіть прості речовини серед перелічених речовин: повітря, вода, озон, мед, морська вода, кисень, азот.
2. Одне з таких виразів не має сенсу. Знайдіть його: а) "молекула аспірину", б) "молекула повітря", в) "молекула терпінеол", г) "молекула азоту".
3. Серед перерахованих явищ тільки одне - хімічне. Знайдіть його: а) цукор розплавили на вогні, б) цукор розчинили у воді, в) сіль розчинили у воді, г) цукор обвуглив на вогні, д) змішали сіль і цукор.

Частина 2
Повітря – природна суміш.
Повітря - природна суміш газів, головним чином азоту і кисню, складова земну атмосферу. Повітря складається з 78% азоту, 21% кисню, 0,9% аргону і 0,03% вуглекислого газу, а також водяної пари - плавають у повітрі молекул води. У повітрі містяться також в незначній кількості інші гази, крихітні частинки пилу, пилку рослин та різних твердих речовин. Чим далі від поверхні Землі і ближче до космосу, тим більш розрідженим стає повітря і змінюється його склад.

Рис. 3 Стихія повітря
У повітрі міститься кисень, необхідний для нормального існування переважної кількості живих організмів (дихання, аероби). Спалюванням палива на повітрі людство здавна отримує необхідне для життя і виробничої діяльності тепло.
Необхідно відзначити, що склад повітря може змінюватися: у великих містах вміст вуглекислого газу буде вищою, ніж у лісах.
Крім того повітря завжди містить пари води. Так, при температурі 0 ° C 1 м ³ повітря може вміщати максимально 5 грамів води, а при температурі +10 ° C - вже 10 грамів.

http://www.youtube.com/watch?v=QfJiIcD7dtY

Відео склад повітря

Оскільки повітря є матерією, сила земного тяжіння утримує його біля поверхні, не даючи розчинитися в космічному просторі. У повітря є вагу. Він проявляється в тиску, яке повітря чинить на тіло з усіх сторін. Якщо піднятися над поверхнею Землі, наприклад, піднятися на високу гору або злетіти на літаку, то можна виявити, що в міру віддалення від неї тиск повітря зменшується.
На висоті приблизно в 13 км воно у 8 разів менше, ніж над рівнем моря. Ну а на висоті понад 30 км воно практично відсутнє.
Ніцше писав про повітря, що це найвища та тонка з матерій. З повітря виткана свобода людини. Тому символ повітря в першу чергу це символ свободи. Це свобода, для якої немає ніяких перешкод, адже повітря не можна обмежити, не можна зловити і надати йому форму.
Це символ не тільки фізичної, але й духовної свободи, свободи думки. Тому присутність символів повітря на якій-небудь поверхні говорить про легкість мислення, волі і непередбачуваності.

Контролюючий блок №2
1.    Яке значення повітря має для людини?
2.    Що міститься в повітрі?
3.    Як змінюється тиск повітря?

Список використаних джерел
1. Арманд Д., Нам и внукам, 2 изд., М., 1999
2. Ахметов Н.С., Неорганическая химия. Москва, 2002г.
3. Глинка Н.Л., Общая химия. Ленинград, 2004г.
4. Прокофьев М.А., Энциклопедический словарь юного химика. М., 2002г.
5. Энциклопедия символов, знаков, эмблем. М., 1999.

Відредаговано та вислано Лісняк А.


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.