Интегрированный урок математики и химии "Решение задач на растворы"

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №10 г. Сердобска Пензенской обл. Интегрированный урок (математика +химия) на тему: «Решение задач на растворы» Провели:                                                                                 Никитина Н.Н., учитель математики                                       Гречушкин В.В., учитель химии                                           Сердобск 2013 Цели урока: 1) рассмотреть алгоритмы решения задач на   растворы, познакомиться  с приемами решения задач в математике и химии;  выяснить биологическое значение воды как универсального растворителя;  2) 3) развить практические умения решать задачи, расширить знания учащихся о значении этих веществ в природе и деятельности человека; 4) сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе. Ход урока.                                        Организационный момент.               Учитель математики:    Здравствуйте!  Сегодня мы проводим необычный урок  ­  урок на перекрестке наук   математики и химии. Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Всем известно, что математика – царица  наук. Сегодня мы с вами увидим, как математические методы решения задач  помогают при решении задач по химии.  А  чтобы сформулировать тему урока,  давайте проделаем небольшой эксперимент.   (Наливаю в 2 хим. стакана воду, добавляю в оба одинаковое количество сульфата меди.)  Что получилось? (Растворы).  Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого  вещества). А теперь добавим в один из стаканов  ещё немного сульфата меди. Что стало с  окраской  раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти  растворы? (Массовой долей вещества). Учитель математики: А с математической точки зрения ­ разное процентное содержание  вещества. Итак, тема урока  « Решение задач на растворы»   Цель урока:   рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания  о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе. Девиз:   «Только из союза двух работающих вместе и при помощи друг друга рождаются великие вещи» /Антуан де Сент­ Экзюпери / Учитель математики: Для урока необходимо повторить понятие процента. ­ Что называют процентом? (1/100 часть числа.) ­ Выразите в виде десятичной дроби 17%, 40%, 6% ­ Выразите в виде обыкновенной дроби 25%, 30%, 7% ­ Установите соответствие 40%         1/4                                                   25%        0,04                                                   80%        0,4                                                   4%          4/5 Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа. Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.) ­ Найти 10% от 30 (10%=0,1    30*0,1=3) ­ Вычислите 1) 20% от 70       2) 6% от 20                                         3) х% от 7 Учитель химии – Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.) ­­   Приведите   примеры   растворов,   с   которыми   вы   встречаетесь   в   повседневной   жизни. (уксус, нашатырный спирт, раствор перманганата калия, перекись водорода и др.) – Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)  Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными  растворами. Есть и другие растворы: например спиртовые раствор йода, одеколона,  лекарственные настойки. Хотя именно вода является самым распространённым соединением и  “растворителем” в природе. ¾ поверхности Земли покрыто водой Человек на 70% состоит из воды. В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм. Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены­огурцы ­98%) Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%) Хлеб – 40% Молоко – 75% – Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)  –   Вспомните   формулу   для   вычисления   массовой   доли   растворенного   вещества   и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р­ра ) ; m (р.в.)= m (р­ра) ×w ; m (р­ра) = m (р.в.)/ w )  – По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р­ра) = m (р.в.) + m (р­ля)). Учитель химии предлагает решить учащимся задачу: Задача  №1  Перед   посадкой   семена   томатов   дезинфицируют   15%­ным   раствором марганцовки. Сколько  граммов перманганата калия  потребуется для приготовления 500 г такого раствора? (Ответ: 75 г.) Решение. Дано:                                               ω%   =  ω%=15%    m   (р­ра)=500г             m(в­ва)=?                                        ω=m(в−ва) m(р−ра) m(в­ва)= m (р­ра) • ω                                                    m(в­ва)=500 • 0,15=75г                                                                           Ответ: m(KMnO4)=75г.  Учитель математики. – Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)        15% от 500      500*0,15=75(г)­ марганцовки.                                              Ответ: 75 г.  – Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках  математики без применения химических формул. Задачам на растворы в школьной программе уделяется очень мало времени, но эти задачи встречаются на экзаменах .            Задача №2.      При смешивании 10%­го и 30%­го раствора перманганата калия получают 200 г 16%­го раствора перманганата калия. Сколько граммов  каждого  раствора взяли? Можно ли решить эту задачу так быстро? О чем говорится в этой задаче? (о растворах.) Что происходит с растворами? (смешивают.) Решение: Раствор 1 раствор 2 раствор Смесь %­е содержание 10% = 0,1 30% = 0,3 16% = 0,16 Масса раствора (г) х 200­х 200 Масса вещества (г)  0,1х 0,3(200­х) 0,16*200 0,1х + 0,3(200­х) = 0,16*200 0,1х + 60 – 0,3х = 32 ­0,2х = ­28    х = 140   140(г)­ 10% раствора 200 – 140 = 60(г)­30% раствора.                                           Ответ: 140г, 60г. Учитель математики.  Если вам встретилась задача «о продуктах», то есть такая, где из винограда получается изюм, из абрикосов курага (урюк), из хлеба   сухари, а из молока творог – знайте, что на самом деле это задача «на растворы». Виноград мы тоже сможем условно изобразить как раствор. В нём есть вода и «сухое вещество» У «сухого вещества» сложный  химический состав, а по его вкусу, цвету и запаху мы могли бы понять, что это именно   виноград,   а   не   картофель.   Изюм     получается,   когда   из   винограда   испаряется компонент  раствора  – вода, являющаяся  растворителем. При  этом количество  «сухого вещества» остаётся постоянным.  Задача №3. Виноград содержит 90% влаги, а изюм – 5%. Сколько килограммов  винограда потребуется для получения 20килограммов изюма? Решение: В винограде содержалось 90% воды, значит, «сухого вещества» было 10%. В изюме было 5% воды и 95% «сухого вещества». Пусть из   х кг. Винограда получилось 20 кг изюма. Тогда   10%   от   х     =   95%   от   20,   составим   уравнение   0,1х=0,95*20   и   найдём   х.   Ответ: 190 кг. Учитель химии.  А сейчас мы решим экспериментальную задачу.  Приготовить 20 г  5%­го раствора поваренной соли.  (Расчётная часть). Затем выполняем  практическую часть. (Напомнить правила Т­Б). Решение                     1. Расчётная  часть Дано:                           ω=m(в−ва) m(р−ра) ω%=5%    m   (р­ра)=20г                 m(в­ва)=?                   m(в­ва) = m (р­ра) · ω                                V (р­ля) = ?                    m(в­ва) = 20 ∙ 0,05 = 1( г).                                    m(р­ля) =  m (р­ра) ­   m(в­ва)                                     m(р­ля) =  20 – 1 = 19 г ρ                                    V (р­ля) =   m (р­ля) :  = 19г : 1г/мл = 19 мл                        Ответ:  m(NaCl)=1 г и V(H2O) =19 мл.  2.  Экспериментальная  часть  ( Соблюдать правила  техники безопасности).  1. Уравновесить весы. 2. Взвесить необходимое количество соли. 3. Отмерить мерным цилиндром  воду. 4. Смешать воду и соль в стакане. Учитель математики. Проведем проверочную работу, в которую включили задачи из  сборника для подготовке к экзаменам . Проверочная работа.  При смешивании 15%­го и 8% ­го раствора  кислоты получают 70 г 10%­го раствора  кислоты. Сколько граммов каждого  раствора взяли?   При смешивании 15%­го и 60% ­го раствора соли получают 90 г 40%­го раствора соли.  Сколько граммов каждого раствора взяли?  1р 2р см 15%=0,15 х  0,15х 8%=0,08 70­х 0,08(70­х) 10%=0,1 70 0,1*70 1р 2р 3р 15%=0,15 60%=0,6 40%=0,4 х 90­х 90 0,15х 0,6(90­х) 0,4*90  0,15х+0,6(90­х)=0,4*90  0,15х+54­0,6х=36  ­0,45х=36­54 ­0,45х =­18   х=18:0,45   х=40   40(г)­15% раствора.   90­40=50(г)­60% раствора.                Ответ: 40 г., 50г.   0,15х + 0,08(70­х)=0,1*70   0,15х+ 5,6­0,08х =7   0,07х=7­5,6   0,07х=1,4    х= 1,4:0,07    х=20  20(г)­ 15%­го раствора.  70­ 20=50(г)­8% раствора                              Ответ: 20 г., 50г. Подведение итогов урока Учитель химии. – Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет?  (Задачи на растворы.)  – Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с  массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются  разных сторон нашего быта.  Учитель математики.  – Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет?  (Задачи на  проценты.) При решении всех этих задач  мы используем правило нахождения процента от числа. Оценки за урок. Домашнее задание.  Важное место в рационе питания человека, а особенно детей занимает молоко и молочные  продукты. Решим такую задачу: Задача №1. Какую массу молока 10%­й жирности  и пломбира 30%­й жирности   необходимо взять для  приготовления 100г 20%­го новогоднего коктейля? Решение: Молоко Пломбир Коктейль %­е содержание 10%=0,1 30%=0,3 20%=0,2 Масса раствора (г) Масса вещества (г) х 100­х 100 0,1х 0,3(100­х) 0,2*100 0,1х + 0,3(100­х) = 0,2*100 0,1х + 30 – 0,3х = 20 ­0,2х = ­10 х = 50 50(г) – молока 100 – 50 = 50(г) – пломбира.                                       Ответ:50г молока,50г пломбира. Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида  натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность  болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует  процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для  приготовления 1 кг такого раствора? Рефлексия. (Синквейн) Раствор Разбавленный, водный Растворять, смешивать, решать Растворы широко встречаются в быту. Смеси Наш урок подошел к концу. Сейчас  каждый из вас оставит на парте тот смайлик,  какое настроение вы приобрели на уроке. Спасибо за урок!