Методика проведення уроку фізики у 8 класі на тему: «Застосування електролізу у промисловості та техніці»

Виконала:

учитель фізики

Гімназії №19 «Межигірська»

Подільського району

м. Києва

Іваницька Г.Д.

Тема уроку: Застосування електролізу у промисловості та техніці.

Мета уроку: Вивчити застосування електролізу в техніці та інших галузях діяльності людини; показати значення відкриття закону Фарадея для фізики і техніки, удосконалювати вміння учнів здійснювати самостійну пошукову діяльність, виступати з доповідями та рефератами перед однокласниками, слухати товариша і оцінювати його повідомлення.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Основні методи:частково-пошуковий, пояснювально-ілюстративний .

Обладнання до уроку: мультимедійний проектор, інтерактивна дошка, комп’ютер, мультимедійний курс Бібліотека електронних наочностей. Фізика 10-11кл. Квазар- Мікро

Структура уроку:

1.Організація класу -1хв.

2.Актуалізація опорних знань – 10 хв.

3.Засвоєння нових знань – 20 хв.

4.Закріплення вивченого матеріалу,домашнє завдання , підсумки уроку -13хв.

Зміст і методи роботи:

1.Організація класу.

2.Актуалізація опорних знань. Методом фронтального опитування повторити: Що таке електролітична дисоціація?

- Розпад молекул електролітів на окремі йони у водному розчині або в розплаві називають електролітичною дисоціацією.

Що є носіями заряду у рідинах?

- Носіями заряду у рідинах є позитивно і негативно заряджені іони.

Що називають електролізом?

- Процес виділення речовини на електродах під час протікання електричного струму крізь розчини або розплави електролітів називають електролізом.

Сформулювати перший закон Фарадея.

- Маса речовини, яка виділяється на електроді під час електролізу прямо пропорційна силі струму і часу проходження струму через електроліт.

Що показує електрохімічний еквівалент даної речовини?

-Електрохімічний еквівалент визначається відношенням маси речовини, яка виділяється на електроді під час електролізу, до електричного заряду, який пройшов через електроліт.

k

Сьогодні на уроці ми дізнаємось про застосування електролізу у промисловості та техніці. Оголошується тема і мета уроку.

3.Засвоєння нових знань.

Спочатку пригадаємо процеси , що протікають у ванні з водяним розчином мідного купоросу і мідним анодом. З наявних йонів розчину мідного купоросу ( ) активними, тобто такими, що беруть участь в електролітичній реакції, є лише йони міді, а всі інші залишаються пасивними і не вступають ні в які реакції. Це наслідок високої електрохімічної активності міді. Тому на катоді протікає така реакція .

На поверхню катода, що звернута до анода, осідає рівномірний шар міді. І це при тому,що сам катод передає в розчин з йонами міді й електрони, що постійно надходять від негативного полюса джерела струму.

А що відбувається з анодом? Оскільки біля аноду у розчині немає активних негативних йонів, то і немає будь-яких продуктів електролізу з наявного там розчину.

Проходження струму в установці забезпечується тим, що нейтральний атом міді, з якої зроблений анод віддає два електрони в зовнішнє коло, які рухаються до позитивного полюса джерела, тобто анод формує наступну реакцію:

Йон, що утворився з нейтрального атома міді, не може залишатися в складі матеріалу анода, тому він переходить у розчин. Виходить, що замість йона, який осів на катоді, у розчин надійшов новий від анода. Адже згідно із законом збереження електричного заряду потік кількості електрики в будь-якому перерізі послідовного кола – величина стала. З усього цього видно, що анод розчиняється, катод покривається міддю, а розчин ніяк не змінюється (концентрація залишається сталою).

Розглянемо найголовніші випадки застосування електролізу в техніці, враховуючи, що в курсі хімії ми вже ознайомилися з використанням електролізу для добування вільного фтору, хлору та інших речовин.

С л у х а н н я та о б г о в о р е н н я р е ф е р а т і в т а п о в і д о м л е н ь.

Електрометалургія. Нині багато металів добувають за допомогою електролізу руд. Так, наприклад, алюміній добувають винятково електролізом його розплавленого оксиду у кріоліті.

Електролітичною ванною і одночасно катодом є залізна ванна з вугільним подом, а анодами – вугільні стержні, що опускаються в розплав. Електроліз проводиться за температури близько 900°С. При чому висока температура підтримується внаслідок теплової дії струму. Розплавлений алюміній опускається на дно ванни, звідки його через спеціальний отвір випускають у форми для виплавки. За допомогою електролізу добувають також натрій, магній, берилій, кальцій, фтор та інші речовини.

Очищення металів.

У промисловості за допомогою електролізу очищують метали. Для цього метал, який треба очистити виливають у вигляді пластин і роблять їх анодами в електролітичній ванні. Електролітом є розчин солі даного металу. Підбираючи напругу між анодом і катодом можна домогтися, щоб лише метал, який очищається переходив від анода в розчин і виділявся на катоді. Домішки ж випадають на дно ванни у вигляді осаду. Цей спосіб найпоширеніший для очищення міді.

Перегляд фільму.

Гальванопластика – це електричне осадження металу на поверхні предмета для відтворення його форми. Для цього з предмета спочатку знімають зліпок з воску чи гіпсу, покривають його порошком графіту для надання електропровідності і потім використовують зліпок, як катод в електролітичній ванні, яка містить розчин солі відповідного металу. Під час електролізу метал з електроліту виділяється на поверхні зліпка й утворює металеву копію предмета. Цим способом виготовляють друкарські кліше, безшовні труби, а також інші металеві деталі складної форми. Вперше використав гальванопластику у 1836 р.

Б.С. Якобі. Він застосував її для виготовлення порожнистих фігур, що прикрасили Ісакіїївський собор у Санкт-Петербурзі.

Перегляд фільму

Гальваностегія. Електролітичне осадження металів широко використовується для покриття одних металів шаром інших з метою їх захисту від корозії. Такими є електролітичні позолота сріблення і т п.

Перегляд фільму.

Явище електролізу можна застосовувати і у вирішенні проблем збереження природних ресурсів, очищення водоймищ, боротьби з бур’янами без хімікатів. Наприклад: для запобігання корозії залізних труб, їх приєднують до негативного полюса джерела струму. Тоді негативні йони , які окислюють залізо не зможуть приєднатись до труби. З цієї ж причини негативного заряду надають рейці трамваю. У цьому випадку з ґрунтової води, в якій розчинено багато солей,

на поверхню рейки потрапляють позитивні йони, які не вступають у хімічну реакцію із залізом.

Ще одна галузь застосування йонної провідності в рідині має безпосереднє відношення до охорони природи. Під час будівництва великих водосховищ завжди трапляються мілководні ділянки. У них швидко розмножуються синьо-зелені водорості, які шкідливо впливають на водоймища. Проте виявилося, що водорості поводяться в рідині подібно до йонів і осідають на позитивному електроді гальванічної пари.

Цікавим з точки зору вирішення проблеми харчових ресурсів є електроіскровий засіб боротьби з бур’янами. Той факт, що Земля має негативний заряд і в стеблах рослин є гідройони, забезпечив можливість використання механізму електричного розряду в рідинах для знищування бур’янів. Принципово цей процес можна описати так: горизонтальний електрод відрегульований за висотою бур’яну, під час руху доторкається до його верхівки.

Стебло бур’яну проводить струм, величина якого для рослини виявляється згубною.

Шляхом електролізу можна розщепити молекулу води, отримавши водень який є безпечним, екологічно чистим і недорогим джерелом енергії. Електролізер працює за рахунок сонячної енергії. Отриманий газ зберігають в балонах. Далі водень може стати джерелом електроенергії. Його використовують для живлення паливної батереї, в якій відбувається процес зворотній до електролізу. Під час об’єднання(синтезу) йонів кисню і водню в молекулу води виділяється велика кількість енергіїї, яку можна перетворити в електричну чи використати для роботи двигуна автомобіля.

Електролітичним методом можна скористатись для очищення старовинних монет .

4.Закріплення вивченого матеріалу.

Тестування.

1. Встановіть відповідність:

А Гальваностегія – це… а)процес виділення чистих металів з природних

Б Електрометалургія – це… сумішей;

В Гальванопластика – це… б)процес відкладення товстого шару металу,

який відшаровується самостійно (наприклад

отримання матриць для друкарських пластинок

барельєфів тощо);

в)покриття деталей тонким шаром металу

(наприклад золочення, сріблення, нікелювання)

Відповідь: А:_______Б:________В:_________

2. Де застосовують електроліз?

а) для нікелювання виробів;

б) для очищення металів;

в) для фарбування різних деталей;

г) у всіх випадках;

3. Що виділяється на аноді при електролізі водного розчину сірчаної кислоти?

а) водень;

б) кисень ;

в) сірка;

г) йони кислотного залишку;

4. Під час електролізу питомий опір електролітів...

б) Збільшується;

в) Зменшується;.

г) Не змінюється;

Підсумки уроку: Отже сьогодні на уроці ми ознайомилися із прикладами застосування електролізу у промисловості та техніці. Найважливіші застосування електролізу в техніці, крім відомих з курсу хімії, є електрометалургія, очищення (рафінування) металів, гальванопластика, гальваностегія. Побачили яке значення має відкриття закону Фарадея для фізики і техніки.

Домашнє завдання:

Заповнити таблицю: