Окружающий нас мир, при всём его богатстве и многообразии, живёт по законам, которые достаточно легко объяснить с помощью таких наук, как физика и химия. И даже в основе жизнедеятельности такого сложного организма, как человек, лежит не что иное, как химические явления и процессы.

Определения и примеры

Элементарный пример - чайник, поставленный на огонь. Через некоторое время вода начнёт нагреваться, затем закипать. Мы услышим характерное шипение, из горлышка чайника будут вылетать струйки пара. Откуда он взялся, ведь в посуде его изначально не было! Да, но вода, при определённой температуре, начинает превращаться в газ, меняет своё физическое состояние из жидкого на газообразное. Т.е. она осталась всё той же водой, только теперь в виде пара. Это

А химические явления мы увидим, если опустим в кипяток пакетик с чайной заваркой. Вода в стакане или другом сосуде окрасится в красно-коричневый цвет. Произойдёт химическая реакция: под воздействием тепла чаинки начнут запариваться, выделяя цветовые пигменты и вкусовые свойства, присущие этому растению. У нас получится новое вещество - напиток со специфическими, свойственными только ему качественными характеристиками. Если туда же добавим несколько ложек сахара, он растворится (физическая реакция), а чай станет сладким Таким образом, физические и химические явления часто связаны и взаимозависимы. К примеру, если тот же чайный пакетик поместить в холодную воду, реакции не произойдёт, чаинки и вода не будут взаимодействовать, да и сахар растворяться тоже не пожелает.

Таким образом, химические явления - это такие, при которых одни вещества превращаются в другие (вода в чай, вода в сироп, дрова в золу и т.д.) Иначе химическое явление называется химической реакцией.

Физическими называются явления, при которых химический состав вещества остаётся прежним, а изменяется размер тела, форма и т.д. (деформированная пружина, вода, замёрзшая в лёд, ветка дерева, разломанная пополам).

Условия возникновения и протекания

О том, происходят ли химические и физические явления, мы можем судить по некоторым признакам и изменениям, которые наблюдаются у того или иного тела или вещества. Так, большинство химических реакций сопровождается следующими «опознавательными знаками»:

• в результате или при протекании таковой выпадает осадок;
• происходит изменение цвета вещества;
• может выделяться газ, например, угарный при горении;
• происходит поглощение или, наоборот, выделение теплоты;
• возможно излучение света.

Чтобы химические явления наблюдались, т.е. реакции происходили, необходимы некоторые условия:

• реагирующие вещества должны соприкасаться, быть друг с другом в контакте (т.е. ту же заварку нужно насыпать в кружку с кипятком);
• вещества лучше измельчать, тогда реакция будет протекать быстрее, скорее наступит взаимодействие (сахар-песок скорее растворится, растает в горячей воде, чем кусковой);
• чтобы многие реакции могли произойти, нужно изменить температурный режим реагирующих компонентов, охлаждая или нагревая их до некоторой температуры.

Понаблюдать за химическим явлением можно опытным путём. А вот описать его на бумаге можно при помощи химического химической реакции).

Некоторые из этих условий работают и для возникновения физических явлений, например, изменение температуры или непосредственный контакт предметов, тел между собой. Допустим, если ударить достаточно сильно молотком по шляпке гвоздя, он может деформироваться, потерять свою обычную форму. Но она так и останется шляпкой гвоздя. Или же, при включении электролампы в сеть, вольфрамовая нить внутри неё начнёт греться и светиться. Однако вещество, из которого нить сделана, так и останется прежним вольфрамом.

Описание физических процессов и явлений происходит через физические формулы, решение физических задач.

Урок химии в 8 классе

«Химические явления»

Цель:

способствовать формированию знаний учащихся о химических явлениях;

Задачи:

обучающие : содействовать формированию у учащихся знаний, позволяющих выявить чёткие различия между физическими и химическими явлениями; о признаках и условиях протекания химических реакций;

развивающие: развитие умений проводить и анализировать лабораторные исследования, вырабатывать практические умения работать с реактивами, оборудованием в соответствии с правилами по ТБ. Установление меж предметных связей.

воспитательные: содействовать воспитанию стойкого позитивного интереса к предмету, нравственному, эстетическому воспитанию учащихся.

Тип урока : урок изучения нового материала и первичного закрепления знаний.

Форма урока : беседа с демонстрационными и лабораторными опытами.

Формы организации обучения : сочетание фронтальной, групповой (работа в паре при выполнении лабораторных опытов), индивидуальной работы (при работе с дидактической карточкой).

Оборудование: лабораторное оборудование: комплект хим. посуды (пробирки, хим. стаканы, воронки), спиртовка, разносы, хим. реактивы, свеча, бенгальские огни; инструкционные карты для учащихся, учебник «Химия 8» О.С. Габриелян

Межпредметные связи: физика, биология.

Ход урока

Организационный момент.

Определение темы и целей урока.

Учитель:

На самом первом уроке химии мы дали определение этой науки. Кто его может вспомнить? (Химия - наука о веществах и их свойствах ).

А какие классы неорганических веществ вы знаете? Назовите их ? (Оксиды, основания, кислоты, соли )

Вы знаете вещества, знаете их состав, строение. Но знания будут неполными, если мы не изучим явления происходящие с ними.

На прошлом уроке вы познакомились с физическими явлениями. Но из курса физики вам известно, что с веществами происходят также химические явления.

Это и будет темой нашего урока: Химические явления . Запишите в тетради. (Учащиеся открывают тетради и записывают тему урока).

Что же нужно узнать и чему научиться на сегодняшнем уроке:

определить- сущность хим. явлений

отметить- условия протекания хим. реакций

Таков план нашего урока.

Актуализация знаний.

Фронтальный опрос:

- Назовите признаки физических явлений. (учащиеся заполняют схему на доске)

Явления

Физические Химические

Это такие явления,

при которых не происходит превращений

одних веществ в другие,

форма и размеры тел.

Назовите способы получения чистых веществ.(учащиеся отвечают: дистилляция или перегонка, кристаллизация, выпаривание, фильтрование, возгонка, отстаивание, центрифугирование)

Проверка Д/З. Упр.4 стр.134. (Предполагаемый ответ:)

Введение новых знаний.

Начнем знакомство с химическими явлениями.

С ними впервые вы встречались на уроках природоведения.

Записи в тетради: (учащиеся дополняют схему в тетради, учитель на доске)

Явления

Физические Химические

Это такие явления, Это такие явления,

при которых не происходит превращений при которых происходит превращений

одних веществ в другие, одних веществ в другие.

а меняются их агрегатные состояния,

форма и размеры тел.

Химические явления чаще называют химическими реакциями.

Давайте теперь на конкретных примерах познакомимся с химическими явлениями и постараемся определить их признаки.

Работа в группах (по 4 человека)

У вас на столе лежат конверты с заданиями, вам необходимо их выполнить, соблюдая ТБ, а полученные результаты занести в таблицу

	Содержание опыта		Вывод о явлении
			Химическое явление.
		Появление запаха аммиака.	Химическое явление.
		Образование пузырьков газа.	Химическое явление.
			Химическое явление.

Проверка результатов опытов.

Определим признаки химических реакций:

Изменение цвета

Появление запаха

Выделение газа

Образование осадка

(Излучение света

Выделение или поглощение теплоты)

Я вам покажу еще один пример явления: Горение бенгальского огня. Что наблюдаете? (Свечение, выделение теплоты)

Это признаки реакции горения. (Учащиеся записывают признаки)

Реакция горения - это частный случай экзотермической реакции. А что это такое? Не знаете? Тогда обратимся к учебнику (п.26). Найдите определение этого понятия и запишем в тетрадь. (Учащиеся работают с учебником и тетрадью)

Реакции, протекающие с выделением теплоты, называют экзотермическими

Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называют эндотермическими.

Вспомним вновь химические явления. Какие условия необходимы, чтобы произошла химическая реакция? (Предположения учеников)

Запишем в тетрадь: Условия протекания химической реакции

1. Соприкосновение веществ

2. Нагревание

3. Присутствие катализатора

4. Поверхность соприкосновения

4. Закрепление.

Я читаю отрывки из стихотворений, а вы определяете о каком явлении идет речь: физическом или химическом?

1. Унылая пора! Очей очарованье!

Приятна мне твоя прощальная краса -

Люблю я пышное природы увяданье.

В багрец и золото одетые леса. (химическое)

(А.С.Пушкин)

2. И трещат сухие сучья,

Разгораясь жарко.

Освящая тьму ночную

Далеко и жарко! (химическое)

(И Суриков.)

Все деревья в серебре.

Нашу речку, словно в сказке

За ночь вымостил мороз… (физическое)

(С.Я.Маршак)

4. А если медь в печи нагреть.

То станет тяжелее медь

С окалиною вместе.

Не верите - так взвесьте… (химическое)

(Е. Ефимовский)

5. Что за звездочки резные

На пальто и на платке?

Все сквозные, вырезные,

А возьмешь - вода в руке? (физическое)

(Е. Благинина)

6. Световых частиц поток

Падает на зеленый листок,

Листок кислород выделяет,

Углекислый газ поглощает. (химическое)

(Из ответа ученика)

7. Когда металл в крутые формы льем,

Мне верится, что оживут в металле

Горячие полдневные поля.

Кипит металл … (физическое)

(А. Кравцов)

Тест по изученной теме.

2 вариант - физические явления
А). Растворение сахара в воде


2. Из списка условий протекания и признаков химической реакции выберите
1 вариант - признаки реакции

А). Появление запаха
Б). Нагревание
Г). Контакт веществ
Д). Изменение цвета

з). Выделение или поглощение тепла и (или) света
и). Облучение светом

5. Домашнее задание:

Параграф 26, записи в тетради.(задание для всех)

По выбору учащихся: привести примеры химических явлений, которые встречаются в трудовой деятельности ваших родителей, в домашнем хозяйстве .

5. Итог урока.

О чем мы с вами говорили на сегодняшнем уроке?

Сумели мы раскрыть на уроке:

Сущность физических и хим. явлений

познакомиться-с видами хим. реакций

выявить- признаки хим. реакций

отметить- условия протекания реакций

Выставление оценок

Приложения.

	Содержание опыта	Наблюдения, сопровождающие опыт	Вывод о явлении
1.	Взаимодействие мыльного раствора с раствором уксусной кислоты	Образование хлопьевидного осадка.	Химическое явление.
2.	Взаимодействие соли аммония и гидроксида натрия.	Появление запаха аммиака.	Химическое явление.
3.	Взаимодействие раствора соляной кислоты с кусочком мела.	Образование пузырьков газа.	Химическое явление.
4.	Взаимодействие сырого картофеля с раствором йода	Появление синего цвета на срезе картофеля.	Химическое явление.

Опыт 1. «Взаимодействие мыльного раствора с раствором уксусной кислоты»

ТБ: При работе с кислотами необходимо соблюдать осторожность, т.к. это едкие вещества. Все работы проводить над разносами. Растворы веществ наливать в пробирки в небольших количествах: 1 мл соответствует 1 см. Действовать только согласно инструкционной карте.

В пробирку налить 2 мл мыльного раствора, а затем к нему добавить несколько капель уксусной кислоты, результат наблюдения занести в соответствующую графу таблицы.

Опыт 3. «Взаимодействие раствора соляной кислоты с кусочком мела»

ТБ: При работе с кислотами необходимо соблюдать осторожность, т.к. это едкие вещества. Все работы проводить над разносами. Растворы веществ наливать в пробирки в небольших количествах: 1 мл соответствует 1 см.

Действовать только согласно инструкционной карте.

В пробирку налить 2 мл раствора уксусной кислоты, а затем опустить в нее кусочек мела. Наблюдаемый результат занести в графу таблицы.

Опыт 4. «Взаимодействие сырого картофеля с раствором йода»

ТБ: При работе со спиртовой настойкой йода необходимо соблюдать осторожность, т.к. это едкое вещество. Все работы проводить над разносами. Действовать только согласно инструкционной карте.

На свежий срез картофеля капнуть при помощи пипетки капельку раствора йода, наблюдаемый результат занести в таблицу.

Опыт 2. «Взаимодействие соли аммония и гидроксида натрия»

ТБ: При работе со щелочами необходимо соблюдать осторожность, т.к. это едкие вещества. Все работы проводить над разносами. Растворы веществ наливать в пробирки в небольших количествах, по 1 мл, что соответствует 1 см. Действовать только согласно инструкционной карте.

В пробирку налить 1 мл раствора хлорида аммония (NH 4 NO 3 ), а затем к нему добавить 1 мл гидроксида натрия (NaOH ), результат наблюдения занести в соответствующую графу таблицы.

	Содержание опыта	Наблюдения, сопровождающие опыт	Вывод о явлении
1.	Взаимодействие мыльного раствора с раствором уксусной кислоты

	Содержание опыта	Наблюдения, сопровождающие опыт	Вывод о явлении
2.	Взаимодействие соли аммония и гидроксида натрия.

	Содержание опыта	Наблюдения, сопровождающие опыт	Вывод о явлении
3.	Взаимодействие раствора соляной кислоты с кусочком мела.

	Содержание опыта	Наблюдения, сопровождающие опыт	Вывод о явлении
4.	Взаимодействие сырого картофеля с раствором йода

Тест по теме “Физические и химические явления»

1 вариант - химические явления

А). Растворение сахара в воде
Б). Разложение воды электрическим током на водород и кислород
В). Образование черного налёта на серебряных изделиях
Г). Образование кристалликов соли при выпаривании раствора

Тест по теме “Физические и химические явления»

2 вариант - физические явления

А). Растворение сахара в воде
Б). Разложение воды электрическим током на водород и кислород
В). Образование черного налёта на серебряных изделиях
Г). Образование кристалликов соли при выпаривании раствора

1 вариант - признаки реакции

А). Появление запаха
Б). Нагревание
В). Выделение газообразных веществ
Г). Контакт веществ
Д). Изменение цвета
Е). Действие электрическим током
Ж). Выпадение или растворение осадка
З). Выделение или поглощение тепла и (или) света
И). Облучение светом

Из списка условий протекания и признаков химической реакции выберите:

2 вариант - условия протекания

А) Появление запаха
Б) Нагревание
В) Выделение газообразных веществ
Г) Контакт веществ
Д) Изменение цвета
Е) Действие электрическим током
Ж) Выпадение или растворение осадка
З) Выделение или поглощение тепла и (или) света
И) Облучение светом.

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Класс: 8.

Название курса: Химия.

Цель урока: формирование представлений учащихся о физических и химических явлениях, признаках и условиях химических реакций на основе интеграции знаний по физики, биологии, ОБЖ.

Задачи урока:

Образовательные:

• формировать умение наблюдать явления, узнавать их и делать выводы на основе наблюдений;
• формировать умение проводить эксперимент в целях бережного отношения к здоровью;
• формировать умение объяснять значение явлений в жизни природы и человека;
• изучить понятий «физические явления», «химические явления», «признаки химических реакций», «условия протекания реакций»;
• показать практическую значимость знаний о химических явлениях, используя межпредметные связи.

Воспитательные:

• воспитывать убеждёние в познаваемости химической составляющей картины мира;
• воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Развивающие:

• развивать познавательную и коммуникативную активность,
• развивать умение наблюдать окружающий мир, задумываться над его сутью, возможностью влияния на происходящие вокруг нас процессы.

В ходе урока формируются и развиваются следующие компетенции :

• ценностно-смысловые (способность ученика видеть и понимать окружающий мир);
• учебно-познавательные (умения учащихся в сфере самостоятельной познавательной деятельности - организация целеполагания, планирования, анализа, рефлексии, самооценки);
• информационные (умения самостоятельно искать, анализировать, отбирать необходимую информацию, преобразовывать ее и т. д.)
• коммуникативные (навыки работы в группе, способы взаимодействия с окружающими людьми).

Тип урока : изучение нового материала.

Методы:

• репродуктивный,
• частично-поисковый,
• поисковый.

Оборудование и реактивы:

• на демонстрационном столе: 4 стакана, пробирка, спички, свеча, лучина, NaHCO 3 , CH 3 COOH, H 2 O, NaOH, Ф.Ф.
• на столах учащихся: подносы для проведения опытов, предметное стекло, деревянная палочка, тигельные щипцы, ступка, пестик, лучина, спички, парафин, CaCO 3 , HCI, NaHCO 3 , CaCl 2 .

Структура урока:

1. Мотивация.
2. Целеполагание. Актуализация знаний учащихся из курса биологии, физики и ОБЖ. Создание проблемной ситуации.
3. Эксперимент как способ познания.
4. Анализ и обобщение полученных результатов. Вывод (определение химической реакции). Расширение сведений о новом понятии (признаки химических реакций, условия их возникновения).
5. Закрепление. Рефлексия.
6. Оценки. Домашнее задание.
7. Подведение итога урока.

Ход урока

Скажи мне, и я забуду.
Покажи мне, и я запомню.
Дай мне сделать самому, и я научусь.

(Китайская мудрость)

1. Мотивация

Учитель: Здравствуйте, сегодня наш урок начнется с демонстрации. Вашему вниманию предлагается пронаблюдать 2 опыта (показать банки ):

1 опыт: NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (горящая лучина)

2 опыт: NaHCO 3 + H 2 O →

Вопрос: Что вы наблюдали в ходе реакций?

Ответ: 1 опыт – выделяется газ, не поддерживающий горение, т.к. горящая лучина гаснет. 2 опыт – растворение питьевой соды в воде.

Вопрос: Какой можно сделать вывод по результатам проделанных опытов?

Ответ: В 2-х опытах произошли изменения.

2. Целеполагание. Актуализация знаний учащихся из курса биологии, физики и ОБЖ. Создание проблемной ситуации

Учитель (задание):В окружающем мире постоянно происходят изменения или по-другому мы их называем явления. Приведите примеры явлений природы, которые нас окружают.

Ответ:

• северное сияние;
• снегопад;
• град;
• гроза;
• радуга;
• туман;
• шаровая молния;
• вулкан;
• землятресение;
• ураган;
• наводнение;
• половодье.

Учитель : Обратите внимание на «Времена года», прикрепленные к доске (осень, весна).

Вопрос: Что происходит с веществами и телами?

Ответ :

• гниение листьев: изменение состава вещества;
• изменение цвета листьев деревьев осенью: изменение состава вещества;
• таянье льда: вещество не изменяется, только агрегатное состояние (из твердого в жидкое);
• появление зеленого цвета у растений под действием солнечного света (фотосинтез)

Учитель: Какие явления вы знаете из физики (пройдена тема: «Изменение агрегатных состояний веществ»)?

Ответ:

• плавление: (т-ж) таяние снега;
• кристаллизация: (ж-т) замерзание воды;
• парообразование: (ж-г) испарение воды с поверхности океана;
• конденсация: (г-ж) выпадение росы;
• сублимация: (т-г) испарение нафталина, плавление графита, иней;
• десублимация: (г-т) узоры на стекле.

Вопрос: Что происходит с веществами в перечисленных явлениях?

Ответ: Изменяются форма, размеры, агрегатное состояние.

Вопрос: Как называются такие явления?

Ответ: Физические.

Учитель: Сформулируйте тему нашего урока.

Ответ : «Явления физические и ….» (запись в рабочие листы, приложение 1).

Вопрос: Какие еще есть явления кроме физических?

Ответ: Химические (добавляю ).

Вопрос: Что мы знаем о них?

Ответ: Химические явления – явления, при которых из одних веществ образуются другие вещества, поэтому их еще называют химическими реакциями.

Вопрос: Что вы хотели бы узнать о них?

Ответ: Научиться определять явления, условия их возникновения и протекания (цель урока).

3. Эксперимент как способ познания (групповая лаб/работа)

Приложение 2.

Инструктаж ТБ (учащиеся) и правила работы в группах (учитель) озвучить (приложение 3, 4).

Опыт 1. Нагревание парафина. На предметное стекло деревянной палочкой нанесите несколько крупинок парафина и, захватив тигельными щипцами стекло, осторожно нагрей над пламенем спиртовки.

Опыт 2. Измельчение мела. Разотрите мел в ступке пестиком.

Опыт 3. Взаимодействие мела с HCI (соляной кислотой). Налейте немного в пробирку раствора выданной кислоты и внесите немного растертого мела деревянной палочкой. Затем, зажгите лучину и внесите ее в пробирку.

Опыт 4. Взаимодействие растворов NaHCO 3 (питьевой соды), CaCl 2 (хлорида кальция). Налейте в пробирку раствор питьевой соды и прилейте к нему немного хлорида кальция. Затем, зажгите лучину и внесите ее в пробирку.

Результаты опытов

Название опыта	Наблюдения (что изменилось?)	Новые вещества	Вывод (какое это явление?)
1. Нагревание парафина.	Агрегатное состояние	Не образуются	Физическое
2. Измельчение мела.		Не образуются	Физическое
3. Взаимодействие мела с кислотой.	Образование пузырьков	Образуются	Химическое
4. Взаимодействие растворов соды и хлорида кальция.	Появление осадка	Образуются	Химическое

Самооценка/оценка капитана команды за вклад, внесенный при обсуждении группой выводов (сверка результатов с доской).

3 опыт: горение свечи.

Учитель:

Мело, мело по всей земле
Во все пределы.
Свеча горела на столе,
Свеча горела.
Как летом роем мошкара
Летит на пламя,
Слетались хлопья со двора
К оконной раме.
Метель лепила на стекле
Кружки и стрелы.
Свеча горела на столе,
Свеча горела.
(Б.Пастернак «Зимняя ночь»)

• Что вы наблюдаете при горении свечи? (изменение формы парафина)
• Что происходит с веществом? (горение) Почему? (нагревание: свет и тепло)
• Почему чернеет стекло? (образуется копать - уголь.) Откуда взялась вода на стенках стакана? (продукт горения свечи)

Т.о., горение – одна из первых реакций, освоенных человеком. Для первобытного человека огонь стал источником тепла, способом защиты от диких зверей, средством труда. Люди с его помощью научились готовить пищу, добывать соль, плавить руду. Горение стало первым процессом, которым человек научился управлять.

4 опыт: NaOH с Ф.Ф.:

• Что наблюдаете? (малиновый цвет р-ра)
• О чем он свидетельствует? (произошла химическая реакция).

4. Анализ и обобщение полученных результатов. Вывод (определение химической реакции). Расширение сведений о новом понятии (признаки химических реакций, условия их возникновения)

Вопрос : Итак, как можно узнать, что произошла химическая реакция? (выход на признаки химических реакций). (Запись в рабочем листе).

Ответ :

• образование осадка (скисание молока);
• выделение газа;
• выделение тепла и света;
• изменение цвета;
• появление запаха (скисание молока).

Вопрос: Какие условия необходимо соблюдать, чтобы произошла реакция?

Ответ: (запись в рабочем листе)

• перемешивание веществ;
• нагревание веществ;
• действие света.

Вопрос : Для чего нам необходимо знать условия возникновения и протекания химических реакций?

Ответ : Для того чтобы контролировать протекание химических реакций, иногда химическую реакцию необходимо прекратить, например, при пожаре мы стремимся прекратить реакцию горения.

Вопрос (задание): Какие средства тушения пожара нужно использовать в следующих случаях:

• загорелась одежда на человеке
• воспламенился бензин
• возник лесной пожар;
• загорелась нефть на поверхности воды.

Вопрос: Т.о., каковы основные отличия между физическими и химическими явлениями? Приведите их примеры.

Ответ:

5. Закрепление. Рефлексия

Задание 1. Из нижеперечисленных явлений укажите химические явления (работа парами, обмениваются работами для проверки):

А). Растворение сахара в воде

Б). Разложение воды электрическим током на водород и кислород

В). Образование черного налёта на серебряных изделиях

Г). Образование кристалликов соли при упаривании раствора

Задание 2. Из списка выберите признаки химической реакции:

А). Появление запаха

Б). Нагревание

В). Выделение газообразных веществ

Г). Контакт веществ

Д). Изменение цвета

Ж). Выпадение или растворение осадка

З). Хорошее настроение

И). Выделение или поглощение тепла и (или) света

К). Облучение светом

Л). Общение друг с другом.

Приложение 5.

6. Оценки. Домашнее задание

7. Подведение итога урока

Р.Ролана(учащиеся зачитывают слова): «Высокая цель человека науки проникать в самую сущность наблюдаемых явлений, понимать их сокровенные силы, их законы и течения, чтобы управлять ими».

Выбор учащихся эмоционального круга: желтый (отлично), зеленый (хорошо), красный

Освоив эту тему, вы сможете:

Понимать суть физических и химических явлений, различать их;

Приводить примеры химических явлений, происходящих в природе и быту;

Наблюдать ход химических реакций по определенным признакам;

Проводить самостоятельно лабораторные опыты, характеризовать их ход, описывать наблюдения, делать выводы;

Формировать навыки и приобретать опыт в экспериментальном исследовании веществ и их свойств.

Вспомните из курса природоведения, что называют явлениями. Перечислите известные вам группы явлений.

Физические и химические явления (превращения). В мире, что нас окружает, происходят постоянные изменения. Как вам уже известно, их называют явлениями.

Изучение в курсе природоведения темы «Мир явлений, в котором живет человек» дало вам возможность шире познакомиться с физическими явлениями - механическими, звуковыми, тепловыми, световыми (рис. 46), магнитными и электрическими и некоторыми их характеристиками.

Приведите примеры вышеперечисленных физических явлений. Подумайте и дайте ответ на вопрос: происходит во время этих явлений разрушение одних веществ и образование других?

Очевидно, что нет. Итак, появление инея на деревьях во влажную, холодную пору, уменьшение содержания воды в водоемах в бездощову погоду и выпадение дождя - это явления, связанные с изменением агрегатного состояния воды вследствие изменения температурных условий в природе.

Рис. 46. Молния

Можно ли такие изменения с превращением воды наблюдать в быту? Как их осуществить?

Вы уже знаете, что иней, водяной пар, вода - это одно и то же вещество, в состав молекулы которой соответствует химическая формула Н 2 О.

При комнатной температуре йод - твердое, кристаллическое, темно-фиолетового цвета со слабым блеском вещество. В случае нагревания кристаллы йода сразу же превращаются в пар насыщенного фиолетового цвета, а охлаждаясь, пар снова кристаллизуется (минуя жидкое состояние). Эти преобразования тоже не связанные с изменением состава вещества: и в твердом, и в газообразном этапе молекулы йода состоит из двух атомов, что соответствует формуле И 2 .

Назовите известные вам из обихода стеклянные изделия.

Производство стеклянных изделий базируется на оказании им различной формы. Состав стекла остается неизменным. Способность некоторых веществ расширяться или сжиматься с изменением температур - это также физические изменения.

Вспомните, какие признаки являются проявлением физических свойств веществ.

Итак, до физических свойств, благодаря которым мы можем наблюдать физические явления, относятся: изменение формы, цвет, запах, вкус, блеск, плотность, электро - и теплопроводность, температуры плавления и кипения, пластичность и тому подобное. Их наличие не меняет состав вещества.

Однако химия изучает химические явления, во время которых разрушаются одни вещества и образуются другие. Например, известное вам из быта явление - горение природного газа, который состоит преимущественно из молекул органического вещества метана СН 4 (рис. 47). Этот процесс происходит при наличии газа кислорода.

Исследуем экспериментально, что же образуется в результате сгорания метана. Проведем демонстрационный опыт и выполним следующие действия.

1. Подержим несколько секунд над пламенем холодный предмет. На нем конденсируются капельки воды. Это означает, что в процессе сгорания метана образуется водяной пар (рис. 48).

Рис. 47. Горения природного газа

Рис. 48. Образование воды

2. Змочимо пробирку известковой водой (раствор извести в воде) и снова подержим некоторое время над пламенем згораючого метана. Стенки пробирки быстро мутнеют. Это признак наличия в продуктах горения углекислого газа.

Итак, в результате взаимодействия метана с кислородом образовалось два вещества: вода и углекислый газ. Иначе говоря, разрушились молекулы метана и кислорода и образовавшиеся молекулы воды и углекислого газа (рис. 49).

Рис. 49. Схема превращений во время горения метана:

а - молекула метана; б - две молекулы кислорода; в - атом Углерода; г - четыре атома Водорода; Г - четыре атома Кислорода; д - молекула углекислого газа; с - две молекулы воды

За нагрев порошка железа с серой образуется сложная кристаллическое вещество - феррум(II) сульфид, что проявляет совершенно иные свойства, чем исходные вещества (рис. 50).

Рис. 50. Схема образования феррум(II) сульфида: а - сера; 6 - железо; в - феррум(II) сульфид

Преобразования, при которых происходит разрушение одних веществ и образование других, называют химическими явлениями или химическими реакциями.

Для строительных нужд используют известь (химическое название кальций гидроксид, формула - Са(ОН) 2 . Чтобы его получить, надо провести две реакции: 1) разложение известняка СаСО 3 (кальций карбонат) с целью получения негашеной извести СаО (кальций оксид) и 2) сочетание кальций оксида с водой (как говорят, «погасить известь»).

Итак, мы видим, что во время протекания химических реакций всегда есть вещества, вступающие в реакцию, и вещества, образующиеся после реакции.

Вещества, вступающие в реакцию, называют исходными веществами, или реагентами, а те вещества, которые образуются после реакции, - продуктами или конечными веществами.

В двух вышеописанных реакциях, имеют большое практическое значение для человека, исходными веществами были: кальций карбонат - в первой, кальций оксид и вода - во второй. Продукты реакций - это кальций оксид и углекислый газ - в первой, кальций гидроксид - во второй. Зная химические формулы исходных веществ и продуктов, ход реакции можно изобразить схемами:

(2)

Стрелка вверх означает выделение газа.

Как вы думаете, физические явления и химические реакции происходят одновременно или взаимосвязано?

Явления, сопровождающие химические реакции. Наукой доказано, что каждая химическая реакция сопровождается одним или несколькими внешними проявлениями. Это дает возможность делать выводы о ходе реакций. Рассмотрим основные из них с помощью демонстрационных опытов.

Изменение окраски веществ

Опыт 1. Для выявления растворов щелочей применяют индикатор фенолфталеин - вещество, которое меняет окраску в щелочной среде. Если к раствору натрий гидроксида долить раствора фенолфталеина, последний изменит свою окраску на малиновую. Добавив к этой смеси соляной кислоты, наблюдать обесцвечивание. Это означает, что кислота нейтрализует щелочь. Ход реакции взаимодействия щелочи с кислотой можно записать так:

NаОH + Hcl → NaCl + Н 2 O (3)

Фенолфталеин был индикатором для выявления протекания реакции.

Опыт 2. Изменение окраски наблюдается при прокаливание медной пластинки в пламени (рис. 51). Медь, которая обычно имеет красный цвет, покрывается черным налетом. Этот налет - новообразованное вещество купрум(ІІ) оксид СиО. Схема реакции будет иметь такой вид:

Рис 51. Прокаливание медной пластины

(4)

Выпадение осадка или его растворение

Опыт 3. Нальем в химический стакан раствор ферум(ІІІ) хлорида. Этот раствор имеет желтую окраску. К нему добавим несколько капель раствора натрий гидроксида (щелочи). Будем наблюдать одновременно два явления - содержимое стакана становится бурым (следовательно, изменилось окраски), а впоследствии бура вещество оседает на дно - образовался осадок (рис. 52). Бура вещество - это новообразованный феррум(III) гидроксид. Схема реакции:

(5)

Стрелка вниз указывает на выпадение во время реакции осадка.

Рис 52. Образование осадка ферум(ІІІ) гидроксида

Опыт 4. Если к свіжодобутого осадка ферум(ІІІ) гидроксида доллємо соляной кислоты, то осадок растворяется с образованием растворимого в воде вещества желтого цвета - феррум(III) хлорида:

(6)

Какая еще признак проявятся во время растворения осадка?

Выделение газа

Некоторые химические превращения сопровождаются образованием (выделением) газа.

Опыт 5. В пробирку, в которую помещено цинковую пластинку, доллємо хлоридную кислоту. Сначала па пластинке образуются маленькие пузырьки (рис. 53), которые впоследствии отрываются от поверхности цинка и выделяются наружу. Это газ водород. Схема реакции:

Zn + НСl → ZnCl 2 + H 2 (7)

Чтобы убедиться, что во время реакции выделяется водород, осторожно зажжем газ. Он загорается на воздухе и горит голубым пламенем. Происходит реакция, представленная схемой:

Н 2 + O 2 → Н 2 O (8)

Рис 53. Образование пузырьков водорода на цинковой пластинке

Выделение тепла и света

Такие реакции известны человечеству со времен их использования. Это горение дров и других видов топлива. Они дали толчок к использованию обогрева помещений, изготовление факелов для освещения помещений, улиц и тому подобное.

Вспомните и назовите, какие вы знаете вещества, вступающие в реакции горения.

Опыт 6. Зажжем спичку или сухую лучину и будем наблюдать, что при этом происходит.

Объясните самостоятельно, какими явлениями сопровождается эта реакция.

Простейшей схемой реакции горения является горение углерода:

С + O 2 → CO 2 (9)

Тепло и свет выделяется не только во время сгорания простых веществ углерода, фосфора, магния, но и сложных. Например, природного газа, спирта.

Поглощение теплоты

Этим явлением сопровождаются все реакции, происходящие при нагревании (реакция меди с кислородом). Наглядным примером поглощения теплоты из окружающей среды с растворение аммоний хлорида NH 4 Cl в воде.

Опыт 7. Стакан с аммоний хлоридом поставим па мокрую подложку и доллємо воды, помешивая содержимое стеклянной палочкой. Во время растворения аммоний хлорид поглощает столько теплоты, что стакан примерзает к подставке (рис. 54).

Рис 54. Растворение аммоний хлорида в воде

Появление запаха

Это высшее ассоциируется с образованием душистых соединений. Например, появление своеобразного запаха свежести после грозы объясняется образованием в воздухе молекул озона О 3 . Реакция заключается в перегруппировке молекул кислорода в молекулы озона за высоких температур во время электрических разрядов. Схематически реакцию можно записать так:

О 2 → О 3 (10)

Опыт 8 (выполняют под тягой). Насыпьте на дно пробирки сухую соль - аммоний хлорид и долейте в нее раствор натрий гидроксида объемом 2-3 мл. Наблюдаются ли изменения? Какими явлениями сопровождается реакция?

Учитывая сказанное выше, приходим к выводу, что химические превращения сопровождаются определенными явлениями; они дают возможность наблюдать внешние проявления течения химических реакций.

Лабораторный опыт 3

Проведение химических реакций

Задача 1. Зажгите спичку, затем зажгите спиртовку. Что наблюдаете?

Задание 2. Положите в пробирку небольшой кусочек мела. Долейте уксуса так, чтобы он покрыл мел. Объясните свои наблюдения.

Задание 3. Налейте в пробирку голубой раствор купрум (ІІ) сульфата объемом 1,5-2 мл. Долейте раствора натрий гидроксида. Что наблюдаете? Произошла ли, на ваш взгляд, химическая реакция?

Задание 4. До осадка, образовавшегося в предыдущем опыте, долейте соляной кислоты. Объясните наблюдения. Обоснуйте их.

Обобщите свои знания о химические реакции.

Методы исследования в химии. В § 4 вы частично ознакомились с методами исследования. Химия как экспериментальная наука в своих исследованиях широко использует метод наблюдения и эксперимент, которые не исключают друг друга, а часто взаимодополняют. Расширим эти сведения.

Наблюдения рассматриваются в науке как целенаправленное, специально организованное восприятия предметов и явлений, обусловленное задачей деятельности. Особенность этого метода заключается в том, что он опирается на работу органов чувств является одним из способов пополнения знаний из окружающего мира. Изучая химию, вы уже убедились, что метод наблюдения применяется при демонстрации учителем объектов и явлений, моделей, схем, диаграмм, таблиц, а также выполнение лабораторных опытов и практических работ. Внешние проявления, сопровождающие химические реакции, в основном выявляют с помощью наблюдения.

Однако между наблюдением и экспериментом существуют различия. Не все явления природы можно наблюдать в пространстве и времени. Если исследуемый объект является недоступным для наблюдения, создают его модель. Такой метод называют моделированием.

Ставя эксперименты, ученые выясняют и устанавливают определенные закономерности.

Вспомните повторяемость свойств элементов в периодической системе.

На основе установленных закономерностей формулируются законы науки, которые подаются словесным или математическим выражением. Для проверки правильности законов ученые выдвигают определенные предположения (гипотезы), которые, в свою очередь, служат созданию теорий. Теория сочетает эксперимент, наблюдения и полученные с их помощью факты. Она же может стать основой для прогнозирования еще не известных науке явлений.

Поэтому, ведя наблюдение за демонстрациями учителя или осуществляя исследовательскую работу во время выполнения лабораторных опытов и практических работ, старайтесь как можно внимательнее наблюдать, связывать наблюдаемые явления с теоретическими выводами и формировать собственное научное видение и толкование всех процессов. Такой подход к изучению химии ставит перед вами очень много вопросов, ответы на которые вы сумеете найти самостоятельно. Где откроет возможность быть уверенными в своих убеждениях и убеждать в них других.

СУММИРУЕМ ИЗУЧЕННОЕ

Химические явления - это явления, во время которых разрушаются одни вещества и образуются другие. Химические явления называют химическими реакциями.

Химические явления сопровождаются определенными внешними проявлениями, по которым делают выводы о ходе реакций. Это: изменение окраски, выпадение осадка, выделение газа, появление запаха, выделение тепла и света.

Вещества, которые вступают в химические реакции, называют исходными или реагентами, а те, что образуются во время реакции, - продуктами или конечными веществами.

Изучение веществ и явлений осуществляется с помощью методов наблюдения, моделирования и эксперимента, на основе которых формируются законы и теории соответствующей науки.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

1. Приведите примеры: а) физических; б) химических явлений, происходящих в природе и тех, что вы наблюдали в лабораторных условиях.

2. Перечислите явления, которые сопровождают химические превращения.

3. Вставьте пропущенные слова, чтобы выражение стало завершенным. Вещества, вступающие в реакцию, называют.... Продуктами реакций называют... , что образуются... реакции.

Химические превращения - это....

4. Классифицируйте явления на физические и химические: горение свечи, изготовление различных изделий из полиэтилена, почернение медной пластинки при нагревании, образование неприятного запаха вследствие протухання яиц, испарения раствора поваренной соли, горение магния, появление капель воды на окнах, скисание молока, разделение смеси порошков железа и серы магнитом, появление росы утром.

5. В схемах обозначьте исходные вещества и продукты реакций. Прочитайте схемы.

а) СО + О 2 -> СО 2 б) Си + O 2 -> СиО

в) Fe + O 2 -> Fe 3 О 4 г) Hg + S → HgS

6. Какие внешние изменения наблюдаются во время таких превращений: а) брожения яблочного сока; б) плавление сахара;

в) ржавления железных изделий; г) подгорание картофеля во время жарки?

7. Проанализируйте, как пополнились ваши знания о явлениях и какие взаимосвязи существуют между ними.

8. Охарактеризуйте методы исследования химии.

9. Объясните, в каких еще естественных науках используются известные вам методы исследования.

ИССЛЕДУЕМ ДОМА

Поместите на дно трех стаканов по 1/4 чайной ложки пищевой соды и долейте по очереди: в первую - сок квашеной капусты, во вторую - сок лимона или раствор лимонной кислоты, в третью - кефир. Что наблюдаете? Объясните наблюдаемые явления.

Физические изменения не связаны с химическими реакциями и созданием новых продуктов, например, таяние льда. Как правило, такие преобразования являются обратимыми. Кроме примеров физических явлений, в природе и в повседневной жизни встречаются также химические трансформации, при которых образуются новые продукты. Такие химические явления (примеры будут рассмотрены в статье) являются необратимыми.

Химические изменения

Химические изменения можно рассматривать как любое явление, которое позволяет ученым измерять химические свойства. Многие реакции также являются примерами химических явлений. Хотя не всегда легко сказать, что произошло именно химическое изменение, есть некоторые контрольные признаки. Что такое химические явления? Приведем примеры. Это может быть изменение цвета вещества, температуры, образование пузырьков или (в жидкостях) выпадение осадка. Можно привести следующие примеры химических явлений в жизни:

1. Ржавчина на железе.
2. Сжигание древесины.
3. Метаболизм пищи в организме.
4. Смешивание кислоты и щелочи.
5. Приготовление яйца.
6. Переваривание сахара амилазой в слюне.
7. Смешивание в выпечке соды и уксуса для получения газообразного диоксида углерода.
8. Выпекание пирога.
9. Гальванизация металла.
10. Батарейки.
11. Взрыв фейерверков.
12. Гниющие бананы.
13. Образование молочно-кислых продуктов.

И это далеко не весь список. Можно рассмотреть некоторые из этих пунктов более подробно.

Наружный огонь с использованием дерева

Огонь - это тоже пример химического явления. Это быстрое окисление материала в экзотермическом химическом процессе горения, высвобождение тепла, света и различных продуктов реакции. Огонь является горячим, потому что происходит конверсия слабой двойной связи в молекулярном кислороде O 2 к более сильным связям в продуктах сгорания углекислого газа и воды. Выделяется большая энергия (418 кДж на 32 г O 2); энергии связи топлива играют лишь второстепенную роль здесь. В определенный момент реакции горения, называемой точкой воспламенения, образуются пламя.

Это видимая часть огня, которая состоит в основном из двуокиси углерода, водяного пара, кислорода и азота. Если температура достаточно высокая, газы могут стать ионизированными для получения плазмы. В зависимости от того, какие вещества загораются и какие примеси подаются снаружи, цвет пламени и интенсивность огня будут разными. Огонь в его наиболее распространенной форме может привести к пожару, который может нанести физический ущерб при горении. Огонь является важным процессом, который затрагивает экологические системы по всему миру. Положительные эффекты пожара включают стимулирующий рост и поддержание различных экологических систем.

Ржавчина

Так же, как и огонь, процесс ржавления является также окислительным процессом. Вот только не таким быстропротекающим. Ржавчина представляет собой оксид железа, обычно красный оксид, образованный окислительно-восстановительной реакцией железа и кислорода в присутствии воды или воздуха. Несколько форм ржавчины различаются как визуально, так и спектроскопией и формируются при разных обстоятельствах. Учитывая достаточное время, кислород и воду, всякая масса железа в конечном итоге полностью превращается в ржавчину и разлагается. Поверхностная ее часть является шелушащейся и рыхлой, и она не защищает подстилающее железо, в отличие от образования патины на медных поверхностях.

Такой пример химического явления, как ржавление, является общим термином для коррозии железа и его сплавов, таких как сталь. Многие другие металлы подвергаются аналогичной коррозии, но полученные оксиды обычно не называются ржавчиной. Существуют другие формы этой реакции как результат реакции между железом и хлоридом в среде, лишенной кислорода. Примером может служить арматура, используемая в подводных бетонных столбах, которая генерирует зеленую ржавчину.

Кристаллизация

Еще одним примером химического явления является кристаллический рост. Это процесс, в котором ранее существовавший кристалл становится больше по мере увеличения количества молекул или ионов в их положениях в кристаллической решетке. Кристалл определяется как атомы, молекулы или ионы, расположенные в упорядоченном повторяющемся образце, кристаллической решетке, распространяющейся во всех трех пространственных измерениях. Таким образом, рост кристаллов отличается от роста капли жидкости тем, что во время роста молекулы или ионы должны попадать в правильные положения решетки, чтобы упорядоченный кристалл мог расти.

Когда молекулы или ионы попадают в положение, отличное от положений в идеальной кристаллической решетке, образуются дефекты кристалла. Как правило, молекулы или ионы в кристаллической решетке улавливаются в том смысле, что они не могут двигаться от своих положений, и поэтому рост кристаллов часто необратим, так как когда молекулы или ионы встали на место в растущей решетке, они фиксируются в ней. Кристаллизация является обычным процессом как в промышленности, так и в естественном мире, и кристаллизация обычно понимается как состоящая из двух процессов. Если ранее не существовало кристалла, то новый кристалл должен зарождаться, а затем он должен подвергаться росту.

Химическое происхождение жизни

Химическое происхождение жизни относится к условиям, которые могли бы существовать и, следовательно, способствовали появлению первых дублируемых форм жизни.

Главным примером химических явлений в природе является сама жизнь. Считается, что совокупность физических и химических реакций смогла привести к появлению первых молекул, которые, репродуцируясь, привели к появлению жизни на планете.