План урока "Электрический ток в электролитах. Законы электролиза Фарадея".

Раздел: «Электрический ток в различных средах» Дата:  Группа:  Тема:  Цели обучения, достигаемые  при изучении раздела Цель урока Критерии оценивания Языковые цели Воспитание ценностей Межпредметная связь Колледж: КГКП «Костанайский педагогический колледж» Управления  образования акимата Костанайской области. ФИО преподавателя: Сыздыкова Б.С. Участвовали:  Не участвовали: ­ Электрический ток в электролитах. Законы электролиза Фарадея Формирование знаний о природе электрического тока в металлах, полупроводниках, газах, электролитах;  представлений о сверхпроводимости и электролизе, практическом использовании электролиза и проводимости металлов; умений применять полученные знания Обучающиеся должны: Знать о природе электрического тока в электролитах;  Иметь представление о электролизе, практическом использовании электролиза;  уметь применять полученные знания при решении задач уметь находить и использовать информацию, используя различные источники; делать собственные выводы на основе полученной информации; уметь выслушивать других и принимать  во внимание их аргументированные выводы. Обучающиеся: Все: Проявляют знание и понимание основных понятий: электрический тока в электролитах, электролиз. Большинство: Умеют решать задачи по образцу Некоторые: При решении задач свободно владеют изученным материалом. Предметная лексика и терминология:  Серия полезных фраз для диалога/письма Электролиз – процесс, связанный с окислительно­восстановительными реакциями, при которых на элек­ тродах выделяется вещество. Құндылық/ ценность: Жалпыұлттық «Мәңгілік Ел» идеясының құндылықтары / Ценности  общенациональной идеи «Мәңгілік Ел»/ «Болашаққа бағдар: Рухани жаңғыру» воспитание доброты, ответственности, настойчивости и познавательной активности обучение на  протяжении всей жизни. Уважение и сотрудничество прививаются на занятии через умение работать в группе. Самопознание ­вопросы из области самопознания. Математика­ выполнение математических Предыдущие знания Ресурсы преобразований и расчётов при решении задач. электрического тока в металлах; сверхпроводимость. http://class­fizika.ru; https://bilimland.kz; https://videouroki.net; https://physics.ru;  https://infourok.ru Презентация «Жизнь и деятельность М.Фарадея». Лист оценивания. Смайлики Деятельность учителя Ход урока Деятельность учащихся Способы  дифферен циации Оценивание  (метод/  прием/  техника/  стратегия) Словесное одобрение Приветствие преподавателя. Включаются в деловой ритм урока Время /  этапы  урока Начало  урока Организа ционный  момент. Проверка домашне го  задания  Приветствие на трех языках:  Сәлематсіз бе, Здравствуйте,Good morning.  «Кто движется вперёд в знаниях, но  отстаёт в нравственности, тот более идёт  назад, чем вперёд» Аристотель Хорошее настроение­первый шаг к удаче. Для установления благоприятной  атмосферы в группе провести  тренинг  «Комплимент­пожелание». Обучающиеся могут выразить друг другу  пожелание одним словом, предложением в  повелительном наклонении. Вход на тему занятия и целеполагание.    Ребята делятся на группы. Первый обучающийся задаёт свой вопрос  второму, второй отвечает на вопрос и  задаёт свой вопрос третьему и т.д. по  цепочке. Если  обучающийся затрудняется  Ребята задают и отвечают на вопросы  1.О какой скорости идет речь, когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике?  (ФО) Учитель  наблюдает за  процессом  опроса и даёт  обратную  связь. Ребята  отвечают  на вопросы  по  желанию. ФО)  Самооцениван ие по листу  самооценки В группе  могут  выбрать  вопрос, на  который  хотят  ответить. ответить,  помогают ребята в группе. Примерный перечень вопросов: 1.О какой скорости идет речь, когда  говорят о скорости распространения  электрического тока в проводнике?  2.Какие действия электрического тока  наблюдаются при пропускании тока через  металлический проводник?  3.Какие частицы расположены в узлах  кристаллической решетки  металлов и какой заряд они имеют?  4.В металлах, в пространстве между  атомами, движутся… 5.В обычных условиях металлы  электрически нейтральны. Это объясняется тем, что в них… 6.Какие носители зарядов создают  электрический ток  в металлических проводниках?  7.При увеличении температуры  металлического проводника его  сопротивление электрическому току .... 8.Явление испускания электронов из  металла при высокой температуре:  Ответ. Скорость распространения электрического поля. 2.Какие действия электрического тока наблюдаются  при пропускании тока через металлический проводник? Ответ. Тепловое и магнитное действие. 3.Какие частицы расположены в узлах кристаллической решетки  металлов и какой заряд они имеют?  Ответ. Ионы, имеющие положительный заряд. 4.В металлах, в пространстве между атомами,  движутся… Ответ. Свободные электроны. 5.В обычных условиях металлы электрически  нейтральны. Это объясняется тем, что в них… Ответ. Отрицательный заряд всех свободных  электронов по абсолютному значению равен  положительному заряду всех ионов. 6.Какие носители зарядов создают электрический ток  в металлических проводниках?  Ответ. Электроны. 7.При увеличении температуры металлического  проводника его  сопротивление электрическому току ... Ответ.  Увеличивается. 8.Явление испускания электронов из металла при  высокой температуре:  Ответ. Термоэлектронная эмиссия. Основная часть  Изучение нового  При подготовке темы обучающиеся  использовали интернет ресурсы: http://class­fizika.ru https://videouroki.net; https://physics.ru;   Сообщение «Жизнь и деятельность М.Фарадея» ( «Чем больше у меня работы, тем больше я учусь»  М.Фарадей) Используется  приём  «Цветные  карточки» для Выступать  может вся  группа или материал а https://infourok.ru https://bilimland.kz Используются демонстрации физических  явлений. осуществлени я обратной  связи.   спикер  (один  представит ель или  представит ели  группы) Существует класс проводников, прохождение  электрического тока в которых всегда сопровождается  химическими изменениями и переносом вещества.  Такими проводниками являются растворы многих  солей, кислот и щелочей, а также расплавы солей и  оксидов металлов.  Жидкости, как и твердые тела, могут быть проводника­ ми, полупроводниками и диэлектриками. Сегодня речь  пойдет о жидкостях­проводниках. Причем не о жидко­ стях с электронной проводимостью (расплавленные ме­ таллы), а о жидкостях­проводниках второго рода (рас­ творы и расплавы солей, кислот, оснований). Тип про­ водимости таких проводников – ионный. Проводники второго рода – такие проводники, в кото­ рых при протекании тока происходят химические про­ цессы. Для лучшего понимания процесса проводимости тока в  жидкостях, можно представить следующий опыт:  В ванну с водой поместили два электрода, подключен­ ные к источнику тока, в цепи в качестве индикатора  тока можно взять лампочку. Если замкнуть такую цепь,  лампа гореть не будет, что означает отсутствие тока, а  это значит, что в цепи есть разрыв, и вода сама по себе  ток не проводит. Но если в ванную поместить некото­ рое количество   – поваренной соли – и повторить  замыкание, то лампочка загорится. Это значит, что в  ванной между катодом и анодом начали двигаться сво­ бодные носители заряда, в данном случае ионы. Схема опыта Проводимость  электролитов Откуда во втором случае берутся свободные заряды?  Как было сказано в одном из предыдущих уроков, неко­ торые диэлектрики – полярные. Вода имеет полярные  молекулы. Полярность молекулы воды При внесении в воду соли молекулы воды ориентируют­ ся таким образом, что их отрицательные полюса нахо­ дятся возле натрия, положительные – возле хлора. В ре­ зультате взаимодействий между зарядами молекулы  воды разрывают молекулы соли на пары разноименных ионов. Ион натрия имеет положительный заряд, ион  хлора – отрицательный. Именно эти ионы и будут дви­ гаться между электродами под действием электриче­ ского поля. Схема образования свободных ионов При подходе ионов натрия к катоду он получает свои  недостающие электроны, ионы хлора при достижении  анода отдают свои. Так как протекание тока в жидкостях связано с перено­ сом вещества, при таком токе имеет место про­ цесс электролиза. Электролиз – процесс, связанный с окислительно­вос­ становительными реакциями, при которых на электро­ дах выделяется вещество. Вещества, которые в результате подобных расщеплений обеспечивают ионную проводимость, называются элек­ тролитами. Такое название предложил английский физик Майкл Фарадей  Электролиз позволяет получать из растворов вещества  в достаточно чистом виде, поэтому его применяют для  получения редких материалов, как натрий, кальций… в  чистом виде. Этим занимается так называемая электро­ литическая металлургия.  Законы Фарадея В первой работе по  электролизу 1833 года Фарадей  представил свои два закона электролиза. В первом речь  шла о массе вещества, выделяющегося на электродах: Первый закон Фарадея гласит, что эта масса пропорци­ ональна заряду, прошедшему через электролит: Здесь роль коэффициента пропорциональности играет  величина   – электрохимический эквивалент. Это таб­ личная величина, которая уникальна для каждого элек­ тролита и является его главной характеристикой. Раз­ мерность электрохимического эквивалента: Физический смысл электрохимического эквивалента –  масса, выделившаяся на электроде при прохождении через электролит количества электричества в 1 Кл.  Если вспомнить формулы из темы о постоянном токе: То можно представить первый закон Фарадея в виде: Второй закон Фарадея непосредственно касается изме­ рения электрохимического эквивалента через другие  константы для конкретно взятого электролита: Здесь:  ный заряд;  Авогадро.  – молярная масса электролита;   – валентность электролита;   – элементар­  – число    называется химическим эквивалентом  Величина  электролита. Исходя из второго закона Фарадея, пер­ вый закон можно представить в виде: Фарадей предложил терминологию этих ионов по при­ знаку того электрода, к которому они движутся. Поло­ жительные ионы называются катионами, потому что они движутся к отрицательно заряженному катоду, отрица­ тельные заряды называются анионами как движущиеся  к аноду. Вышеописанное действие воды по разрыву мо­ лекулы на два иона называется электролитической дис­ социацией. Помимо растворов, проводниками второго рода могут  быть и расплавы. В этом случае наличие свободных  ионов достигается тем, что при высокой температуре  начинаются очень активные молекулярные движения и  колебания, в результате которых и происходит разру­ шение молекул на ионы. Практическое применение электролиза. Первое практическое применение электролиза произо­ шло в 1838 году русским ученым Якоби. С помощью  электролиза он получил оттиск фигур для Исаакиев­ ского собора. Такое применение электролиза получило  название гальванопластика. Другой сферой применения  является гальваностегия – покрытие одного металла  другим (хромирование, никелирование, золочение  Также электролиз применяется в металлургии для вы­ плавки редких металлов в чистом виде (алюминий, на­ трий, кальций, магний). Техническое применение электролиза.  Электролиз нашёл различные применения в  промышленности.  Рассмотрим некоторые из них. 1. Нанесение защитных и декоративных покрытий на  металлические изделия (гальваностегия). Для предохранения металлов от окисления, а также для придания изделиям прочности и улучшения внешнего вида их покрывают тонким слоем благородных  металлов (золотом, серебром) или мало  окисляющимися металлами (хромом, никелем).  Предмет, подлежащий гальваническому покрытию,  например ложку , погружают в качестве катода в  электролитическую ванну. Электролитом является  раствор соли металла, которым осуществляется  покрытие. Анодом служит пластина из того же металла. Пропуская через электролитическую ванну в течение  определённого промежутка времени электрический ток, ложку покрывают слоем металла нужной толщины. Для  наиболее равномерного покрытия ложки её нужно  поместить между двумя или более анодными  пластинами. После покрытия ложку вынимают из  ванны, сушат и полируют. 2. Производство металлических копий с рельефных  моделей (гальванопластика).Для получения копий  предметов (монет, медалей, барельефов и т. п.) де_ лают слепки из какого_нибудь пластичного материала  (например, воска). Для придания слепку  электропроводности его покрывают графитовой пылью, погружают в ванну в качестве катода и получают на нём слой металла нужной толщины. Затем путём нагревания удаляют воск. Процесс гальванопластики был разработан в 1836 г.  русским академиком Б. С. Якоби (1801—1874). 3. Получение металлов из расплавленных руд и их очистка, электрохимическая обработка металлов. Процесс очистки металлов происходит в  электролитической ванне. Анодом служит металл,  подлежащий очистке, катодом — тонкая пластина из чистого металла, а электролитом — раствор соли Первичне закрепле ние Устный опрос. Отвечают по желанию 1. Что называют электролитом? 2. Какой процесс называют электролизом? 3. Какова природа электрического тока в  электролитах? 4. Могут ли при диссоциации образоваться  ионы одного какого­нибудь знака? Почему?  (нет, потому что диссоциирующая молекула  состоит из ионов разных знаков) 5. Сформулируйте первый закон электролиза.  6. Почему опасно прикасаться голыми руками  к неизолированным металлическим проводам,  по которым проходит электрический ток? (Влага на руках всегда содержит раствор  различных солей и является электролитом.  Поэтому она создает хороший контакт между  проводами и кожей). 7.Почему безводная серная кислота может храниться   в   и   железной   посуде,   а разведённая ­ только в стеклянной? Обратная  связь  словесным  поощрением. данного металла. Например, пластину из неочищенной  меди помещают в качестве анода в ванну с раствором медного купороса, где катодом служит лист чистой меди (рис. 143). В загрязнённых металлах  могут содержаться ценные примеси. Так, в меди часто содержатся никель и серебро. При пропускании через ванну электрического тока медь с анода переходит в раствор, из раствора на катоде выделяется чистая медь, а примеси выпадают в виде осадка или переходят в раствор. 1. Электролитами называют вещества, растворы или  расплавы которых проводят электрический ток. 2. Процесс выделения на электроде вещества,  связанный с окислительно­ восстановительными  реакциями, протекающими при прохождении электрического тока через растворы (расплавы)  электролитов, называют электролизом. 3. Электрический ток в электролитах представляет  собой упорядоченное движение ионов, образующихся в  результате электролитической диссоциации  растворённого вещества. Проводимость электролитов  является ионной. 4. Нет, потому что диссоциирующая молекула состоит  из ионов разных знаков. 5. Масса вещества, выделившегося на электроде, прямо  пропорциональна электрическому заряду, прошедшему  через электролит: 6. Влага на руках всегда содержит раствор различных  солей и является электролитом. Поэтому она создает хороший контакт между проводами и кожей). 7.Безводная   серная   кислота   не   является проводником,   то   есть   электролитом.   Разведенная кислота   представляет   собой   электролит,   и   ее следует   хранить   в   стеклянной   посуде.   В   железе имеются   примеси,   и   поэтому   в   присутствии проводящей разбавленной кислоты могут возникать местные токи, что вызовет коррозию сосуда и будет происходить электролиз. Выполняют физминутку По   методу   «Думай,   решай,   делись»  решают самостоятельно задачи, обсуждают в группе, делятся с одноклассниками путями решения.  1.Ответ. 2,26 А Ответ.11∙10­3кг 3.Ответ. 3,7∙10­7кг/Кл. 4.Ответ.1,4∙106 Кл; 5.Ответ. 50 мин 6.Ответ. 2,04∙10­6кг/Кл 1 ; е  106,1  19   Кл  Проводит  физминутк у  желающий  обуч. Студенты,  которые  подняли  зеленую  карточку  по всем  заданиям,  приходят  на помощь  тем, кто  поднял  карточки  желтого и  красного  цвета. Диалог,  Приём  «Цветные  карточки» З­всё понятно Ж­Есть  вопросы К­ Не понятно ФО)  Самооцениван ие по листу  самооценки. Активным  группам  выдаются  «Веселые  Физмину тка Физминутка  Закрепле ние н/м Выполнение заданий по методу «Думай,  решай, делись» 1.При серебрении изделия на катоде  за 30  минут, отложилось серебро  массой 4.55 грамм. Определите силу тока при электролизе Ответ. 2,26 А 2.Определить массу выделившегося никеля при электролизе за 1 час , при силе тока 10 А, если  известно, что молярная масса никеля 0,0587  кг/моль, а валентность никеля равна 2 ? Ответ.11∙10­3кг==11г 3. Электрохимический эквивалент  одновалентного атома хлора равен    Ответ. 3,7∙10­7кг/Кл. 4. Порядковый номер меди в таблице  ; моль 02,6  10  36 10 кг N A М  3  23  моль е 19 Кл ,  106,1 Менделеева – 29. Если масса куска меди 32 г,  М=64∙10­3 кг/моль,  то  величина заряда всех электронов в куске меди  равна (NA = 6,02∙1023моль­1). Ответ.1,4∙106 Кл; 5.В процессе электролиза под действием тока   на электроде выделился  плотностью 300  слой меди толщиной 0,03 мм. В течении какого времени протекал этот электролиз? Ответ. 50 мин 6.Зная электрохимический эквивалент серебра, определите электрохимический эквивалент зо­ лота. Ответ. 2,04∙10­6кг/Кл Критерии оценивания:  Применить закон Фарадея для нахождения  неизвестной величины. Дескрипторы: Проанализировать условие задачи  Перевести данные физических величин в СИ Записать и преобразовать формулу для  нахождения неизвестной величины Подставить числовые значения и провести  расчеты. Записать ответ. Итоги Конец  занятия Подсчитай свои баллы и оцени свою работу! 5 б– «5»; 4 б.­ «4»; 3­ б. – «3»; менее 3 баллов – не  отчаивайся, надо еще все повторить! Оценка__________________ заряды» если  некоторым  студентам  потребуетс я  подробная  и  конкретная помощь в  ходе  выполнения задания. Студент,  один из  наиболее  мотивирова нных (по  желанию) Домашне е задание Изучить параграф Ответить на вопросы к параграфу (устно) Решить задачи: Записывают домашнее задание  Инструкция по выполнению домашнего задания. Приём  «Цветные  карточки» Рефлексия учителя по проведенному уроку Рефлексия. Приём «Телеграмма»: обучающимся предлагаю кратко написать самое   важное,   что   уяснил   на   уроке   с   пожеланиями   соседу   по   парте   и   отправить (обменяться). делает  общий  вывод по  достижени ю цели  занятия.