ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ

УРОК ПО ТЕМЕ: ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И СПОСОБЫ ЕЕ УСТРАНЕНИЯ

Предмет: химия

Возраст детей: 9 класс

Место проведения: класс

Цели и задачи урока:

- рассмотреть понятие и причину жесткости воды как основополагающей характеристики качества воды, пригодной для использования человеком;

- изучить способы устранения жесткости воды;

- развивать информационную, учебно - познавательную, коммуникативную компетентность учащихся;
- воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оборудование и реактивы: раствор мыла, дождевая вода, вода из под крана, стеклянные стаканы, стеклянная палочка.

Ход урока

I. Актуализация знаний, умений учащихся.

Выполнение учащимися проверочного теста по теме «Щелочно-земельные металлы» (по двум вариантам).

1 вариант

А1. В каком порядке расположены щелочно-земельные металлы Ca, Sr, Mg ?

1. Уменьшения их атомного радиуса.

2. Увеличения их атомного радиуса.

3. Усиления металличности.

4. Увеличения атомного радиуса, а затем его уменьшения.

А2. Какое свойство не является общим для всех щелочно-земельных металлов?

1. Окисляются на воздухе.

2. Образуют основные оксиды с кислородом.

3. Взаимодействуют с водой.

4. Проявляют степень окисления +2.

А3. Как можно получить раствор гидроксида бария?

1. Взаимодействием гидроксида бария с водой.

2. Взаимодействием бария с водой.

3. Взаимодействием оксида бария с водой.

4. Все ответы верны.

В1. Установите соответствие.

Реагент

Продукты реакции с магнием

А. Серная кислота

Б. Кислород

В. Сера

Г. Вода, при нагревании

1. Гидроксид магния и водород

2. Сульфат магния и водород

3. Сульфит магния

4. Оксид магния

5. Оксид магния и водород

6. Сульфид магния

С1. Составьте в молекулярном и ионном виде уравнения реакций получения гидроксида кальция несколькими способами.

2 вариант

А1. В каком порядке расположены щелочно-земельные металлы Be, Mg, Ca ?

1. Уменьшения их атомного радиуса.

2. Увеличения их атомного радиуса.

3. Ослабление металличности.

4. Увеличения степени окисления.

А2. Чем атомы щелочно-земельных металлов отличаются друг от друга?

1. Количеством энергетических уровней.

2. Высшей степенью окисления.

3. Количеством электронов на внешнем энергетическом уровне.

4. Типом орбитали с валентными электронами на ней.

А3. С чем активно взаимодействует на воздухе барий?

1. С азотом воздуха.

2. С водяным паром.

3. С кислородом воздуха.

4. Все ответы верны.

В1. Установите соответствие.

Реагент

Продукты реакции с магнием

А. Соляная кислота

Б. Кислород

В. Азот

Г. Вода

1. Гидроксид кальция и водород

2. Нитрид кальция

3. Нитрит кальция

4. Оксид кальция и водород

5. Оксид кальция

6. Хлорид кальция и водород

С1. Составьте в молекулярном и ионном виде уравнения реакций получения хлорида кальция несколькими способами.

Ответы на задания части А-В: 1 вариант (А1-4, А2-2, А3-3, В1 – А2Б4В6Г1)

2 вариант (А1-2, А2-1, А3-4, В1 – А6Б5В2Г1)

II. Изучение новой темы.

Учитель приглашает к демонстрационному столу одного из учащихся для проведения опыта: Растворение мыльного раствора в дождевой воде и в воде из под крана.

В дождевой воде мыло пенится хорошо, а в воде из под крана плохо. Формулируется проблемный вопрос: Почему в воде из под крана мыло пенится плохо? Когда вода может стать причиной неприятных явлений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни очень часто? Что вам известно об этом процессе? (Образование накипи). Почему образуется накипь?

Кальций и магний не только входят в состав различных соединений. Ионы кальция и магния также содержатся в обыкновенной воде. Повышенное содержание Са²⁺ и Mg²⁺ придаёт воде отрицательное качество, называемое жёсткостью.

Постановка цели: изучить природу жёсткости воды и способы её устранения.

Все воды делятся на поверхностные, грунтовые и подземные. Наименьшую степень минерализации имеют поверхностные воды рек, озер, т.к. они образуются при выпадении осадков и сильно разбавляются ими.

Грунтовые воды (колодцы) протекают по различным поверхностям, образованным осадочными горными породами: песком, глиной, и имеют среднюю степень минерализации

Наибольшее количество солей содержится в подземных водах (артезианские скважины)

Одно из основных свойств природной воды – ее жесткость. Жесткость воды обусловлена

нахождением в ней ионов кальция, магния, в меньшей степени алюминия, железа, бария и др.

Кроме этого на жесткость воды оказывают влияние и антропогенные факторы.

По значению воду различают как очень мягкую – с жесткостью до 1,5; мягкую – от 1,5 до 4; средней жесткости - от 4 до 8; жесткую - от 8 до12 и очень жесткую - свыше 12 мэкв\л. Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 мэкв/л..

Если в воде присутствуют гидрокарбонаты кальция и магния, жесткость называется временной. Сульфаты, хлориды и другие соли обусловливают постоянную некарбонатную жесткость. Эти соли диссоциируют в воде.

Ионы кальция и магния делают воду жесткой. Для того, чтобы умягчить воду, их надо удалить из раствора и перевести в осадок.

Работа учащихся с учебником. Задание: Пользуясь учебником на стр. 161-1162 заполните информационные карточки

Вопросы

Ответы

Какие бывают виды жесткости?

Как устранить жесткость воды?

Каковы основные уравнения химических реакций, характеризующие способы устранения жесткости воды

Заслушать ответы учащихся.

Временная жесткость устраняется кипячением воды, во время которого выпадает накипь — осадок мела. В условиях производства кипячение большого количества воды обходится дорого, поэтому для умягчения воды используют извест­ковое молоко.

Постоянную жесткость устраняют химическими методами:

• С помощью соды.

• С помощью ионообменных фильтров ионы кальция и магния заменяют на ионы натрия и калия.

• Некоторое умягчение воды происходит в бытовых фильтрах для питьевой воды. Отфильтрованная вода дает меньше накипи, что важно при использовании электрочайников.

• Полностью очистить воду от солей можно методом перегонки (дистилляции)

Учитель: А как вы думаете, жесткость воды имеет отрицательное влияние? Ответы учащихся заслушать и дополнить следующей информацией:

1. Отложение накипи на поверхности нагревательных элементов холодильников, стиральных машин и т.д. снижает экономичность их работы.

2. Известковые отложения в водопроводных трубах затрудняют прохождение воды через них и создание нормального температурного режима в домах становится невозможным.

3. Избыточная жесткость воды способствует образованию камней в почках, печени, мочевом пузыре человека.

4. Нерастворимые соли кальция и магния закупоривают поры на коже человека, ухудшая состояние кожи и волос.

5. Жесткость воды обуславливает быстрый износ тканей, т.к. при стирке нерастворимые соли кальция и магния оседают на волокнах, играя роль абразива.

6. В жесткой воде при стирке увеличивается расход мыла, т.к. мыло образует с солями

кальция и магния нерастворимые соединения.

III. Систематизация полученных знаний. Подведение итогов урока.

Класс делится на группы. Каждая группа систематизирует полученные знания на уроке, оформляя таблицу и отвечая на вопросы.

1 группа: 1. Укажи свойства жесткой и мягкой воды. Обведи овалом нужный ответ.

Жесткая / мягкая

Мыло не пенится и оседает хлопьями.

Жесткая / мягкая

Хорошо развариваются мясо, овощи и крупы.

Жесткая / мягкая

Образует накипь в чайниках.

Жесткая / мягкая

2. Чем вызывается жесткость воды?

2 группа: 1. Назови виды жесткой воды:

Вид жесткости

Гидрокарбонаты кальция и магния

Сульфаты, хлориды и другие соли кальция и магния

2. Почему необходимо устранять жесткость воды?

3 группа: 1. Заполни таблицу: Устранение жесткости воды

2. Почему временную жесткость воды в промышленности не удаляют кипячением?

Выводы. Оценивание учащихся.

IV. Домашнее задание.

1. § 45, стр. 159-162 тесты 1-3 с.163 (учебник: Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., Химия. Неорганическая химия.).

2. Решить задачу № 5 на стр. 163 из учебника.

3. Для устранения жёсткости воды иногда применяют ортофосфат натрия. На чём основано применение этой соли? Ответ подтвердите, составив соответствующие уравнения реакций.

Список использованной литературы

1. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г., Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений, М.: Просвещение, 2010.

2. Троегубова Н.П., Контрольно-измерительные материалы. Химия: 9 класс, М.: ВАКО, 2012.

3. Ахметов Н.С., Неорганическая химия. «Химия», М., 1992.

4. Вода питьевая. Метод определения общей жесткости. ГОСТ 4151-72

5. Глинка Н.Л., Общая химия. «Просвещение», Ленинград, 1984.