Наименование учреждения: ГУ СОШ № 28 ФИО: Жила Людмила Владимировна

1
Наименование учреждения: ГУ СОШ № 28
ФИО: Жила Людмила Владимировна
Должность: учитель химии
Стаж работы 27 лет
Категория: высшая
Предмет: Химия
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Класс: 9 класс
Урок по теме "Жесткость воды и способы ее устранения"
Цели урока:
Образовательная: изучить природу жёсткости воды и способы её устранения.
развивающая: специальные умения проводить эксперимент, записывать уравнения,
лежащих в основе устранения жёсткости воды, ключевые компетенции
коммуникативную и разрешения проблем
Воспитательная: расширить кругозор учащихся.
Оборудование и реактивы: раствор мыла, СаCl2, MgSO4, Ca(HCO3)2, Na2CO3, спиртовка,
пробирки, стиральный порошок, уксусная кислота, калгон, образцы тканей.
Ход урока.
I. Актуализация знаний.
Контроль по ранее изученной теме “Магний и кальций, их соединения”.
1. Какие соединения кальция и магния и в каком виде встречаются в природе?
2. Какие соединения кальция используются в технике и в быту?
Использование ИД
презентация - 2 слайда:
1 слайд: вопрос№1 Какие соединения кальция и магния и в каком виде встречаются в
природе?
– ответ (появление ответов) формулы соединений:
Природные соединения кальция:
CaSO4 . 2H2O гипс
CaCO3 . MgCO3 доломит
CaCO3
мрамор
Ca3(PO4)2
фосфорит
Ca5(PO4)3OH
апатит
Ca5(PO4)3F
фторапатит
2
СaF2
флюорит
2 слайд: вопрос№2 Какие соединения кальция используются в технике и в быту?
– ответ (появление ответов)
СаСО3 мел, мрамор, известняк
Са(ОН)2 гашёная известь
CaSO4 . 2H2O гипс
II. Изложение нового материала.
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.
Теоретическая часть:
Причины, вызывающие жёсткость воды. Отрицательное значение жёсткой воды.
Содержащиеся в природе нерастворимые в воде карбонаты магния и кальция под
воздействием воды и присутствующего в воздухе углекислого газа способны
превращаться в гидрокарбонаты, которые хорошо растворяются в воде(Ж-карбонатная
или временная)
СаСО3 + СО2 + Н2О
Са(НСО3)2
MgСО3 + СО2 + Н2О
Mg(НСО3)2
Этот процесс широко осуществляется в природных условиях, приводя к выносу
размываемых известняков поверхностные воды, а затем – в моря и океаны.
В природные воды переходят и содержащиеся в земной коре растворимые соли СаCl2,
CaSO4, MgCl2, MgSO4. (Ж-некарбонатная или постоянная)
В жесткой воде плохо развариваются продукты питания, так как катионы кальция с
белками пищи образуют нерастворимые соединения. Постоянное употребление жесткой
воды может привести к отложению солей (мочекаменная болезнь) в организме человека.
В такой воде плохо завариваются чай, кофе. В ней труднее развариваются многие
продукты, их питательная ценность уменьшается. Жёсткая вода непригодна для многих
технических целей. Из-за образования накипи непригодна для использования в паровых
котлах, вредна для металлических конструкций, трубопроводов. В жесткой воде плохо
мылится мыло и возрастает его расход. Жёсткой водой нельзя пользоваться при
проведении некоторых технологических процессов, например при
крашении.Приведённые примеры указывают на необходимость удаления из воды солей
кальция и магния.
Способы устранения жёсткости воды.
3
Временную (карбонатную) жёсткость устраняют:
1. Кипячениемт Са(НСО3)2
Mg(НСО3)2
СаО + Н2О + СО2
Mg(OH)2 + 2СО2
При длительном кипячении растворимые Са(НСО3)2 и Mg(НСО3)2 переходят в
нерастворимые соединения и выпадают в осадок. Поэтому карбонатную жёсткость
называют также временной жёсткостью. Количественно временную жёсткость
характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при её кипячении в
течение часа. Жёсткость, остающаяся после такого кипячения, называется постоянной.
2. Добавлением гашёной извести.
Са(НСО3)2 + Са(ОН)2
Mg(НСО3)2 + 2Са(ОН)2
2CaCO3 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
Постоянную (некарбонатную) жёсткость устраняют добавлением соды Na2CO3.
CaCl2 + Na2CO3
MgSO4 + Na2CO3
CaCO3 + 2NaCl
MgCO3 + Na2SO4
В целях одновременного устранения обоих видов жёсткости применяют смесь гашёной
извести и соды – содово-известковый метод.
Способы устранения Ж (учащиеся выполняют КОЗ, используя информацию параграфа
37, заполняют таблицу-письменная коммуникация)
Компетентностно-ориентированное задание
(коммуникативная компетентность)
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Аспект: письменная коммуникация
Стимул: Если вы успешно справитесь с заданием, то узнаете о видах жёсткости
и способах её устранения.
1 Задание: Заполнить таблицу (используй текст параграфа 37 )
Жесткость воды и способы ее устранения
Состав жесткой воды
Вид жёсткости
Способы
устранения
катионы
анионы
по составу
по способу
её
устранения
Карбонатная
временная 1)
2)
Некарбонатная постоянная 1)
4
Общая
1)
2)
Модельный ответ
Жесткость воды и способы ее устранения
Состав жесткой воды Вид жёсткости
Способы
катионы анионы
по составу
по способу устранения
её
устранения
2+
Са
НСО 3
Карбонатная
временная 1) нагревание
2+
Mg
2) добавление
извести
Сl
Некарбонатная постоянная 1) добавление
2SO4
соды
НСО-3
Сl SO42
Общая
1) добавление
соды
2) добавление
извести
1балл за каждую правильно заполненную ячейку, максимальное кол-во баллов 7 – «5»
Менее 4 баллов – оценка «3»
Практическая часть:
Учащиеся получают КОЗ по решению проблем, выполняют опыты
№1 Компетентностно-ориентированное задание
( компетентность разрешения проблем)
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Аспект: целеполагание и планирование деятельности
Стимул: выполнив задание, ты научишься экспериментально распознавать
жёсткую воду, а также бытовым способам её устранения.
Ситуация: Вы сельский житель, в повседневной жизни вам приходится
использовать в быту колодезную воду? К чему может привести
постоянное употребление жёсткой воды?
Задание: В пробирке №1 и №2 находятся мягкая вода и вода с временной
жесткостью (содержит гидрокарбонаты кальция и магния). Распознайте, в
какой пробирке находится вода с временной жесткостью. (Н-р используя
мыло, нагревание) Проведите опыты по устранению временной,
карбонатной жесткости воды. Запишите уравнение реакций.
Подготовить отчёт о работе
№1 Модельный ответ
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Ситуация. Ответ: Постоянное употребление жесткой воды может привести к
отложению солей (мочекаменная болезнь) в организме человека.
5
Задание: Чтобы распознать в какой пробирке находится вода с временной жесткостью
можно использовать мыло или нагревание.
Мыло не мылится в жёсткой воде. При нагревании образуется осадок. Уравнение
реакции:
Са(НСО3)2 →СаСО3 ↓+ СО2 + Н2О
В мягкой воде мыло образует обильную пену.
При нагревании мягкой воды осадок не образуется.
Критерии оценки: ситуация – 3 балла, распознавание образцов – 1 балл, способы по 2
балла. Максимальное кол-во баллов – 8 баллов
«5» - 7 - 8 баллов
«4» - 5 - 6 баллов
«3» - 4 балла
№2 Компетентностно-ориентированное задание
( компетентность разрешения проблем)
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Аспект: целеполагание и планирование деятельности
Стимул: выполнив задание, ты научишься подбирать оптимальные
средства для устранения общей жёсткости, что позволит
эксплуатировать бытовую технику более длительный срок. Ситуация:
Вы купили дорогую стиральную машину, вода в вашем доме имеет
умеренную жёсткость? Как уберечь нагревательный элемент от отложения
солей? Влияет ли вода на износ белья?
Задание: дана проба воды (взята в вашем доме) с общей жесткостью
(содержит гидрокарбонат магния и хлорид кальция). Предложите способы
её устранения в домашних условиях и подтвердите опытным путём.
Способы устранения общей жёскости в быту:
1_________________________________________
2_________________________________________
3_________________________________________
4_________________________________________
Запишите уравнение реакций. Подготовить отчёт о работе
№2 Модельный ответ
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Ситуация: Чтобы уберечь нагревательный элемент необходимо смягчать воду с
помощью соды, стирального порошка, калгона, мыла (большой расход. Ткани быстрее
изнашиваются и бельё становится грубым, т.к. на волокнах откладываются
нерастворимые соли кальция и магния.
Задание:
Способы устранения общей жёскости в быту:
1. СaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + Na2CO3
2. Ca(HCO3)2 + Сa(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O
3. 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Сa3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓+ 3Na2SO4
6
Критерии оценки: ситуация – 3 балла, способы по 2 балла. Максимальное кол-во баллов
– 9 баллов
«5» - 8 - 9 баллов
«4» - 6 - 7 баллов
«3» - 4 - 5 баллов
№3 Компетентностно-ориентированное задание
( компетентность разрешения проблем)
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Аспект: целеполагание и планирование деятельности
Стимул: выполнив задание, ты узнаешь, почему образуется накипь и
научишься способам устранения накипи в домашних условиях, что
позволит эксплуатировать бытовую технику более длительный срок.
Ситуация: Вы длительное время эксплуатируете чайник, обнаружили, что
внутри образовался слой накипи. О чём это свидетельствует? Как
химическим путем можно очистить посуду от накипи в домашних
условиях?
Задание: В пробирке находится вода с временной жесткостью (содержит
гидрокарбонаты кальция и магния). Проведите опыты по устранению
временной, карбонатной жесткости воды. Осадок (соли, их формулы?)
откладываются на нагревательном элементе в виде накипи. Используя
вещества, которые найдутся в домашних условиях, проведите опыт по
удалению этого осадка (накипи). Запишите уравнение реакций (в уравнении
вместо органических кислот пишите н-р: соляную) Подготовить отчёт о
работе
№3 Модельный ответ
Тема: Жесткость воды и способы ее устранения
Ситуация: Накипь свидетельствует о том, что вода имеет определённую степень
жёсткости. Удалить накипь в домашних условиях можно уксусом.
Задание: Устранение временной жёсткости: кипячение – образуется накипь (осадок)
Ca(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O
Добавление известковой воды или соды:
Ca(HCO3)2 + Сa(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Na2CO3 → MgCO3 ↓ + 2NaHCO3
Чтобы удалить накипь (осадок) можно использовать уксусную кислоту (в уравнении
вместо органических кислот пишите н-р: соляную)
CaCO3 ↓ + 2НСl → CaCl2 + CO2 ↑ + H2O
Критерии оценки: ситуация – 3 балла, способы по 2 балла, удаление накипи – 2 балла
Максимальное кол-во баллов – 9 баллов
Группы предоставляют отчет в любой форме (акцент на отрицательное значение Ж)
IV. Подведение итогов урока.
Учащиеся отвечают на вопросы учителя.
7
1. К каким водам – мягким или жестким относится колодезная и ключевая вода?
(Средней жесткости)
2. Почему колодезная вода, как правило, вкусная, а дождевая нет? (Вкус колодезной
воды придают содержащие в ней различные вещества)
3. Почему до изобретения антифриза в системы охлаждения двигателей заливали
дистиллированную воду, а не воду из-под крана? (В воде из-под крана содержатся
гидрокарбонаты кальция и магния, то при повышении температуры будут
превращаться в нерастворимые карбонаты и оседать на стенках системы, тем
самым, ухудшая теплоотдачу двигателя)
4. Иногда для приготовления продуктов используют горячую воду из крана. Возможно
ли это (Нет, ее смягчают содой для уменьшения отложения на стенках труб
нерастворимых карбонатов
5. Для устранения жёсткости воды иногда применяют ортофосфат натрия. На чём
основано применение этой соли? Ответ подтвердите, составив соответствующие
уравнения реакций.
V. Задание на дом