Открытый урок
по химии в 9 «б» классе
на тему:
«Химические свойства кислорода».
Урок по теме: «Химические свойства кислорода»
Цели: развить знания учащихся о свойствах, получении и применении кислорода; закрепить и расширить знания о химических реакциях и составлении химических уравнений; подвести учащихся к осознанию практической значимости знаний о кислороде; продолжить формирование умений проводить эксперименты, работать с лабораторным оборудованием, наблюдать, анализировать и делать выводы; способствовать развитию образного и логического мышления, активизируя такие приемы мышления, как сравнение и обобщение.Форма урока: комбинированный.
Методы: репродуктивный, частично-поисковый, исследовательский.
Учащиеся должны: знать:
— состав молекулы кислорода, понятие аллотропии; состав воздуха;
— способы получения кислорода в лаборатории и промышленности; физические свойства кислорода;
Уметь:
— давать характеристику элемента кислорода, записывать уравнения реакций получения кислорода, собирать прибор для получения кислорода. Основные понятия и термины: простые вещества, аллотропия, реакция разложения, реакция соединения, катализатор, окисление, горение.
Оборудование и реактивы: образцы неметаллов (S, Р, уголь), металл — железная игла и магниевая лента, кислород в закрытых колбах, спиртовка, лучина, спички, стаканы, пробирки с пробкой и газоотводной трубкой, КМп04, Мп02, раствор перекиси водорода, кристаллизатор с водой, цилиндр, ложки для сжигания веществ; периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева.
Кислород — это вещество, вокруг которого вращается земная химия.
Я. Берцелиус
ХОД УРОКА
-
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ ЭТАП
-
ОПРОС ПО ДОМАШНЕМУ ЗАДАНИЮ
-
Словарная работа
-
Фронтальный опрос
-
Эксперимент — получение и сбор кислорода. Соблюдение правил техники безопасности
-
МОТИВАЦИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Из атомов мир создавала Природа:
Два атома легких взяла водорода,
Прибавила атом один кислорода —
И получилась частица воды,
Море воды, океаны и льды…
Стал кислород чуть не всюду начинкой.
С кремнием он обернулся песчинкой.
В воздух попал кислород,
Как ни странно,
Из голубой глубины океана.
И на Земле появились растения,
Жизнь появилась: дыханье, горение…
Первые птицы и первые звери,
Первые люди, что жили в пещере…
Огонь добывали при помощи трения,
Роль кислорода на нашей Земле Понял великий Лавуазье.
Чему посвящены эти строки стихов?
Учитель.Сегодня мы поговорим о неметалле, о котором можно сказать — знакомый незнакомец. Рассмотрим самый распространенный на Земле элемент-неметалл — кислород, поговорим о его строении, физических и химических свойствах. Но почему для нас он — знакомый незнакомец? Что вы уже знаете о кислороде?
Метод ментальной (умственной) карты «Лучистое мышление»
-
Предмет изучения представлен картиной, расположенной в центре.
-
Основные идеи изображаются ответвлениями, исходящими из центральной картины.
-
Мысли над ответвлениями обозначаются ключевой картиной или ключевым словом.
-
Менее важные ассоциации занимают место над линиями, связанными с основными ответвлениями.
-
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Постановка проблемы
Учитель.Давайте поиграем. Я буду называть вещество или тело, а вы, если оно может гореть, хлопаете в ладони.
Бумага, вода, лед, дрова, уголь, стекло, спирт, железо…
Почему не хлопали? (Почему-то кто-то хлопнул, кто-то — нет.) Давайте проверим, горит ли железо, ведь еще Адольф Вюрц, немецкий химик, сказал: «В химии нет ничего невозможного».
Демонстрационный опыт
«Горение железа в кислороде»
Учитель.Вижу, вы удивлены. Почему? Чего же мы еще не знаем о кислороде?
Давайте сформулируем тему урока: «Химические свойства кислорода».
Почему горит железо? Какие будут гипотезы? Предположения?
Учащийся.В колбе больше кислорода, чем в воздухе!
Учитель.Возможно, следует провести этот же опыт, но с другими веществами? На какие группы делятся вещества?
Учащийся.Простые и сложные.
Учитель.У меня на столе есть еще сера, фосфор и углерод. К какой группе простых веществ их можно отнести?
Учащийся.Неметаллы.
Учитель.Кто-нибудь знает, горят они или нет? Давайте проверим. Только сегодня эксперимент будет демонстрационным, поскольку опыта обращения с кислородом и горючими веществами у вас пока маловато. Но в скором времени у нас практическая работа, где я смогу увидеть и оценить вашу сегодняшнюю наблюдательность.
Демонстрационный опыт: горение фосфора в кислороде и на воздухе
Учитель.Запишите уравнение горения фосфора в кислороде.
(Пошаговое комментирование возле доски.Понятия — исходные вещества, продукт реакции, валентность, коэффициент, схема реакции, уравнение реакции.)
Демонстрационный опыт: горение серы в кислороде и на воздухе, горение угля в кислороде и воздухе (записываем уравнения)
Учитель.Настало время записать уравнение реакции окисления железа. Посмотрите на уравнение реакции. Вас удивляет дробная валентность железа. Мы с таким явлением сталкиваемся впервые, но, поверьте мне, не в последний раз. Дело в том, что железная окалина представляет собой смешанный оксид (смесь).
Демонстрационный опыт «Горение магниевойленты в кислороде и на воздухе»
Учитель.Запишите уравнение горения магния в кислороде. Чем подобны все записанные нами уравнения реакции.
Учащийся.Исходных веществ несколько, продукты реакции — одно сложное вещество, состоящее из двух элементов, один из которых кислород.
Учитель.Эти реакции называются реакциями соединения. Запишите определение реакции соединения. Кислород — активное вещество, оно легко вступает во взаимодействие с другими веществами. Эти реакции называются реакциями окисления. Если при окислении выделяются тепло и свет, то это реакция горения. В результате многих реакций при участии кислорода, особенно горения, получаются бинарные соединения кислорода — оксиды. Запишите определение оксидов.
Вывод.Простые вещества, как металлы, так и неметаллы, вступают в реакцию с кислородом, в результате получаются оксиды, а реакции называются реакциями окисления.
Учитель.Давайте рассмотрим, как реагирует кислород со сложными веществами. Кислород может взаимодействовать с некоторыми кислородсодержащими соединениями — реакции окисления:
Преобразуйте схемы реакций в химические уравнения.
Многие органические вещества (спирт, природный газ, бензин и др.) сгорают в кислороде с образованием углекислого газа и воды:
Обычно в результате взаимодействия сложных веществ с кислородом образуются оксиды техэлементов, которые входят в состав этого сложного вещества:
Давайте вспомним и об озоне. Как вы думаете, будут ли совпадать свойства озона и кислорода.
Ученик.Его свойства должны быть похожи на свойства кислорода, но только похожи.
Учитель.Действительно, химические свойства озона отличает чрезвычайно высокая реакционная способность. Озон — один из самых сильных окислителей за счет атомарного кислорода, образующегося при распаде озона.
О3 → О2 + О
Очень важно помнить, что озон проявляет окислительные свойства уже при комнатной температуре. Так, при работе с озоном нельзя использовать резиновые шланги — они моментально продырявятся. (То есть в кислородной подушке его хранить нельзя.)
-
ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ
Учитель.Венгерский ученый Д. Хевеши говорил: «Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, которые он наблюдает». Сегодня мы попробовали создать «портрет кислорода» из тех фактов, которые были известны, и из новой информации об этом элементе и простом веществе. Как вы думаете, почему Берцелиус сказал: «Кислород — это вещество, вокруг которого вращается земная химия»? Какое значение имеет кислород? Какие свойства проявляет? Почему кислород был назван знакомым незнакомцем? Что нового вы узнали о кислороде?
Ученик.Кислород химически активный, поэтому многие природные явления, если не большинство, протекают при его участии. Самый известный из таких процессов — горение. Менее заметны другие реакции при участии кислорода, а именно: дыхание живых организмов, образование ржавчины на металлах, гниение и др.
Кислород применяется для дыхания, резания металлов, в процессах горения для окисления горючего, топлива, во всех химических производствах, где необходимо участие кислорода.
Задание по карточкам Вариант I
-
Составьте формулы оксидов кальция, фосфорами), азота(1У).
-
Закончите уравнения реакции горения лития, этана С2Н6.
Вариант II
-
Составьте формулы оксидов алюминия, азота (V), железа(Ш).
-
Закончите уравнения реакции горения калия, этена С2Н4.
-
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА
-
Достигли ли мы цели урока?
-
Оцените свою работу на уроке: «высокий уровень», «достаточный уровень», «средний уровень».
-
Сдайте тетрадь на проверку учителю.
-
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Творческое задание: напишите небылицу или сказку, нарисуйте комиксы о свойствах кислорода и озона. Для тех, кто выбирают исследовательскую работу: проведите мини-исследование по вопросам:
-
Что будет, если увеличить содержание кислорода в воздухе до 30 % ? уменьшить до 8 % ?
-
Озон — друг или враг?
-
Все ли простые вещества вступают во взаимодействие с кислородом?
-
При каких условиях начинается реакция горения?
-
Почему сера, фосфор и углерод ведут себя на воздухе совсем не так, как в кислороде?
-
Всегда ли реакции окисления сопровождаются горением?
-
Почему мы дышим кислородом? Мы горим!? Учитель. Поищите информацию в книгах,
Интернете, а на следующем уроке поговорим. Думаю, будет интересно.
Лекарство от алкоголизма, применяемое в наркологии уже шесть десятков лет, оказалось эффективно против коронавирусной инфекции. К такому выводу пришли американские ученые, проанализировав данные более 2 тыс. пациентов. Препарат дисульфирам, которым снимают тягу к спиртному, снизил количество случаев COVID-19 на 34% и защитил тех, кто заболел, от смерти. Как работает это лекарство в плане борьбы с вирусом, до конца установить не удалось, но ученые предполагают, что оно воздействует на фермент, необходимый для размножения SARS-CoV-2 в организме. Интересно, что первыми на дисульфирам обратили внимание российские ученые: летом прошлого года группа химиков из НИУ ВШЭ и Института органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук обосновали его перспективность в борьбе с коронавирусом с помощью молекулярного моделирования.
Неожиданный эффект
Препарат для лечения алкогольной зависимости дисульфирам можно использовать в качестве средства лечения COVID-19, показало исследование специалистов Гарвардской медицинской школы и Бостонской детской больницы. Работа была мотивирована многообещающими наблюдениями за действием дисульфирама в биохимических и клеточных скринингах, а также в экспериментах на мышах.
Исследователи использовали вычислительные методы для анализа большой базы данных историй болезни из национальной системы здравоохранения по делам ветеранов. В анализ были включены 944 тыс. пациентов, которые прошли хотя бы один тест на SARS-CoV-2 в период с февраля 2020 года по февраль 2021-го. Из них 2233 пациентам был прописан дисульфирам от алкоголизма. У ветеранов, принимавших дисульфирам, заболеваемость SARS-CoV-2 была на 34% ниже, чем у тех, кто не пил препарат. Более того, ни один из инфицированных из группы дисульфирама не умер.
Фото: ТАСС/Валерий Шарифулин
«Существуют доказательства того, что дисульфирам не только снижает заболеваемость SARS-CoV-2, но и может фактически снизить количество смертей», — уверены авторы работы.
Ученые предупредили: поскольку исследование было наблюдательным, оно не может установить причинно-следственную связь между приемом препарата и развитием болезни. Однако, по их словам, результаты достаточно обнадеживают, чтобы добиваться проведения дальнейших исследований и клинических испытаний.
Дисульфирам подавляет выработку фермента, участвующего в метаболизме этанола. Вероятно, он может ослабить симптомы тяжелой формы COVID-19, подавляя белок, участвующий в гипервоспалении, выдвинули гипотезу авторы работы. Не исключено, что препарат также способен влиять на выработку ферментов, позволяющих коронавирусу распространяться в организме человека, рассказала «Известиям» доктор химических наук, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории компьютерного моделирования лекарственных средств им. В.А. Потемкина ЮУрГУ Мария Гришина.
— Очень вероятен механизм связывания действующего вещества с 3CLpro (это протеаза — фермент, необходимый для размножения SARS-CoV-2. — «Известия») вируса, — пояснила она.
Выпить на здоровье
Интересно, что первыми на дисульфирам обратили внимание российские ученые. Летом прошлого года группа химиков из НИУ ВШЭ и Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН с помощью молекулярного моделирования обнаружила, что дисульфирам может использоваться и для борьбы с SARS-CoV-2. Статья об открытии была опубликована в июльском номере журнала Mendeleev Communications.
Фото: РИА Новости/Константин Михальчевский
Сегодня исследование механизма действия этого препарата всё еще в процессе, сообщил «Известиям» заведующий базовой кафедрой органической химии ИОХ им. Н.Д. Зелинского РАН в НИУ ВШЭ Игорь Свитанько. На молекулярных моделях показано, что действие, вероятно, связано с образованием ковалентной связи (то есть химической реакцией) с белками, содержащими серу.
— Из чего следует не слишком хорошая селективность именно к COVID и вероятность побочного действия. Употреблять алкоголь после его применения точно не стоит, — отметил он. — Наши предварительные исследования показали эффективность взаимодействия вещество–белок среднюю, примерно на уровне существующих ингибиторов COVID.
Сейчас эффективность и безопасность данного лекарства и еще десятков других исследуются за рубежом, и окончательных данных пока нет, добавил ученый.
Идея так называемого перепрофилирования, когда уже известный лекарственный препарат находит другое применение, не нова. В пример можно привести силденафил, который разрабатывали для лечения сердечных болезней, но он гораздо известнее под торговым наименованием «Виагра», рассказал заведующий лабораторией анализа показателей здоровья населения и цифровизации здравоохранения МФТИ Станислав Отставнов.
— Возможная польза от применения дисульфирама в задачах борьбы с COVID-19 была обоснована моделированием еще в первые месяцы пандемии, — подчеркнул он. — Предполагалось, что препарат связывается с одним из белков коронавируса (главной протеазой) и нарушает его работу. Кроме того, предполагалось наличие дополнительного механизма работы, который состоит в противодействии уменьшению количества глутатиона — важного антиоксиданта, недостаток которого в организме при COVID-19 не предвещает ничего хорошего. Однако одно дело — моделирование, где модели отражают наше несовершенное понимание законов природы, другое дело — практика.
Фото: commons.wikimedia.org/Schekinov Alexey Victorovich
Так как препарат применяется (пусть и для лечения других заболеваний), он уже должен был доказать свою безопасность, уверен Станислав Отставнов. Исследование, опубликованное американскими учеными, позволяет предположить, что польза от применения лекарства существует не только в результатах моделирования. Однако чтобы сделать окончательные выводы, необходимо дождаться независимого подтверждения результатов наблюдения.
Сами же ученые из Гарвардской медицинской школы указали, что клинические испытания препарата требуют государственного или благотворительного финансирования. Они уверены, что в случае успеха дисульфирам будет хорошим кандидатом в качестве терапевтического средства против COVID-19 для распространения по всему миру, в том числе среди населения с низким уровнем доходов. Для примера, средняя цена препаратов на основе дисульфирама в России — около 1,5 тыс. рублей, что ниже, чем стоимость других лекарств, применяемых от коронавируса, присутствующих на рынке сегодня.