ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы «Колледж автоматизации и информационных технологий № 20» ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ на тему «Химия в инфографике» по дисциплине ОУД.10 Химия Обучающийся: УО Моссовет курс 1 группа Руководитель ИП Скиллсменеджер по профессии МОСКВА 2022 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................................... 3 ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ...................................................................................................... 5 ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..................................................................................................... 25 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................................ 29 СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................................................ 30 2 ВВЕДЕНИЕ Химия - это наука о веществах, их свойствах, превращениях и явлениях, которые сопровождают эти превращения. Химия является той наукой, которую довольно сложно воспринимать подросткам. Сложным является то что без понимания основ достаточно трудно воспринимать всё остальное, поэтому часто у детей возникают проблемы с изучением данного предмета. Во многих исследований доказано, что визуальная информация лучше запоминается, чем на слух, поэтому для заинтересованности детей в предмете учитель не только читает лекции по темам, но и показывает разные эксперименты, устраивает интерактивные игры и проекты. из-за большого объёма информации у подростков сразу же пропадает желание учить химию, но если учитель преподнесёт информацию интереснее, то скорее всего дети полюбят предмет и станут тянуться к новым знаниям. Гипотеза: Доносить трудную информацию ученикам быстрым образом можно если научно-теоретические данные будут визуализированы. Цель: Разработка комплекта наглядных обучающих карточек, также закрепление материала. Задачи: 1.Изучить материалы по выбранной теме. 2. Обнаружить наиболее важные факторы, которые вызывают замешательства в понимании определённых тем. 3. Воссоздать теоретическое содержание подобранной темы. Объект: Обучение химии в школе и на 1 курсе колледжа. Предмет: Визуализация содержания курса химии. Методы: 1.Поиск информации и 2.Опрос. 3 анализ литературы. 3.Визуализация. 4.Эксперимент. Тип проекта: Практико-ориентированный. Сроки проекта: Январь-май 2022 года. Продукт: Учебное пособие в виде комплекта наглядных обучающих карточек. 4 ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Основные понятия и законы химии. Химический элемент vs Простое вещество. Химический элемент - это вид атомов, с одинаковым зарядом ядра. Атомы химического элемента могут входить в состав как сложных, так и простых веществ. Обозначается химическим знаком, имеет размер и массу атома. Простое вещество - это субстанция, состоящая из атомов одного химического элемента. Характеризуется определённым составом, строением, физическими и химическими свойствами. Обозначается химической формулой. Если химический элемент совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра, то простое вещество образовано из этих атомов. В этом и заключается разница между ними. Химический элемент-это условный вид атомов (элементы в таблице), а просто вещество-это то с чем мы имеем дело на практике. 1.2 Состав и электронное строение атома. Гелий. Гелий-это химический элемент главной подгруппы 8-ой группы, 1-го периода, с атомным номером 2. Это инертный газ без цвета и запаха. Состав: Заряд ядра равен +2, электроны +2 и нейроны тоже +2. Атомный вес равен 4,0026 а.е.м. Электронное строение: Атом гелия находится в 1-ом периоде, следовательно, гелий имеет 1 орбиталь, по которой движутся 2 электрона. Таким образом электронная конфигурация записывается так: 1s2. Рисунок 1 – схема строения атома гелия 5 1.3 Виды химической связи. Хлороводород (HCl) Ковалентная связь — это образование общей электронной пары у двух атомов вещества при сближении ядер этих атомов. Может быть полярной и неполярной. Ковалентная неполярная связь — это взаимодействие двух атомов, при котором их общая пара электронов равноудалена от атомных ядер и одинаково принадлежит обоим атомам. Электронная плотность распределена равномерно. Образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью. Ковалентная полярная связь — это электронный обмен между двумя атомами в молекуле вещества, при котором общая пара электронов смещается к одному атому (более электроотрицательному). Электронная плотность распределена неравномерно. Образуется между атомами с разной электроотрицательностью. В молекуле HCl-ковалентная полярная связь. Многие молекулы состоят из элементов с разной электроотрицательностью, например, молекула хлороводорода. Поскольку у хлора электроотрицательность выше и он притягивает электроны немного сильнее, чем водород, общая пара смещается в его сторону. Другими словами, у такой химической связи есть полярность. Атом, принимающий электроны (в данном случае хлор), приобретает условно отрицательный заряд. Второй же атом, отдающий валентные электроны, заряжается положительно. Рисунок 2 – Схема образования металлической связи в молекуле натрия 6 1.4 Типы кристаллических решеток. Углекислый газ. На данный момент различают четыре типа кристаллических решёток: атомную, ионную, молекулярную и металлическую. Так сама по себе кристаллическая решетка — это внутренняя структура кристалла, порядок взаимного расположения атомов, ионов или молекул. Точки, в которых находятся эти частицы, называются узлами решетки. Рассмотрим это на примере гипса. Углекислый газ- это бесцветный газ, который состоит из углерода и кислорода. Формула углекислого газа выглядит так – CO₂. Тип кристаллической решетки: молекулярная. В узлах решётки находятся молекулы веществ, между которыми действуют слабые межмолекулярные силы. При комнатной температуре вещества с молекулярной решёткой являются газами, легко кипящими жидкостями или легкоплавкими твёрдыми телами, они летучие, часто имеют запах. Рисунок 3 – Кристаллическая решетка углекислого газа 7 1.5 Агрегатное состояние веществ. Чистые вещества и смеси. Дистилляция как способ разделения веществ. Для разделения веществ существует множество способов, они делятся на: Неоднородны: Однородные: — Отстаивание — Выпаривание. Кристаллизация. — Фильтрование — Дистилляция (перегонка) — Действие магнитом — Центрифугирование Подробно мы разберем дистилляцию. Дистилляция (перегонка)- это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси. Пример: При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент: Рисунок 4 – Процесс дистилляции Таким способом получают дистиллированную воду. 8 1.6 Химические реакции в неорганической химии. Окислительновосстановительные реакции. Окислительно-восстановительные реакции — это химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления у атомов реагирующих веществ. При этом некоторые частицы отдают электроны, а некоторые получают. Окислители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые принимают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления окислителя понижается. Окислители при этом восстанавливаются. Восстановители — это частицы (атомы, молекулы или ионы), которые отдают электроны в ходе химической реакции. При этом степень окисления восстановителя повышается. Восстановители при этом окисляются. Окислительно-восстановительные реакции делят на реакции: - межмолекулярного окисления-восстановления - реакции внутримолекулярного окисления-восстановления - реакции диспропорционирования - реакции конмутации. Для составления окислительно-восстановительных реакций используют метод электронного баланса. Пример: Рисунок 5 – ОВР 9 1.7 Вода. Растворы. Растворимость. Массовая доля растворенного вещества Растворы – это однородные гомогенные системы, состоящие из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Растворенное вещество равномерно распределено в растворителе. Раствор может состоять из двух и более компонентов. Растворы бывают жидкие, твердые и газообразные. По способности растворяться вещества условно делят на: - малорастворимые - растворимые - нерастворимые Массовая доля, масс. доли — это отношение массы растворенного вещества mр.в. к массе раствора mр-ра, выраженное в долях от единицы. Долю можно также выразить в процентах, умножив на 100, тогда мы получим массовый процент, масс. %. ω = mр.в. / mр-ра 1.8 Электролитическая диссоциация. Стадии процесса электролитической диссоциации Электролитическая диссоциация — это процесс, в ходе которого молекулы электролитов взаимодействуют с водой или другим растворителем и распадаются на ионы. Она может иметь обратимый или необратимый характер. Обратный процесс называется моляризацией. Стадии: 1. Ассоциация – молекулы воды окружают кристаллы поваренной соли, притягиваясь к катионам натрия своими отрицательно заряженными концами, а к анионам хлора – положительно заряженными. 2. Диссоциация – за счет электролитического взаимодействия молекулы воды «растаскивают» молекулы электролита, связь между ионами в кристалле ослабевает и разрывается. 10 3. Гидратация – диполи воды полностью окружают образовавшиеся при распаде ионы, образуя гидратную оболочку. Рассмотрим пример диссоциации хлорида калия, молекула которого имеет ионную связь. При попадании кристаллов хлорида калия в воду полярные молекулы воды окружают их, притягиваясь к катионам калия своими отрицательно заряженными концами, а к анионам хлора — положительно заряженными. За счёт электростатического взаимодействия молекул воды с ионами катионами калия и анионами хлора связь между ионами ослабевает и разрывается, то есть происходит диссоциация (распад) электролита. Диполи воды полностью окружают образовавшиеся при распаде ионы, образуя гидратную оболочку. Ионы, окружённые молекулами воды, называются гидратированными. Гидратированные ионы переходят в раствор. Рисунок 6 - Диссоциация Гидролиз – 1.9 Гидролиз. это процесс взаимодействия сложного химического вещества с водой, итогом которого становится разложение молекул этого вещества. Гидролиз солей — разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах (преимущественно, водных) растворимых солей-электролитов. Но, гидролизу подвергаются не все соли. Типы гидролиза: 1) Гидролиз по аниону – соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, с щелочной средой раствора. 11 2) Гидролиз по катиону – соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием, с кислотной средой раствора. 3) Гидролиз по катиону и аниону – соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, с нейтральной средой раствора или слабокислотной/слабощелочной. 4) Гидролиз невозможен – соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, с нейтральной средой раствора. № 1 Соли, образованные Сильное основание Слабая Тип Реакции гидролиза среды По аниону Щелочная По катиону Кислотная Не идет Нейтральная кислота 2 Слабое основание Сильная кислота 3 Сильное основание Сильная кислота 4 Слабое основание Слабая По аниону и Нейтральная кислота катиону Таблица 1 – Типы гидролиза 1.10 Классификация неорганических соединений. Кислоты. Кислоты — это сложные химические вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться атомами металла, и кислотных остатков. При диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка. Диссоциация кислот происходит ступенчато. Классификация кислот: - По содержанию кислорода - бескислородные и кислородосодержащие. - По количеству атомов водорода – одноосновные, двухосновные и трехосновные. 12 Способы получения кислот: - Взаимодействие кислотных оксидов с водой. - Взаимодействие водорода с неметаллом. - Взаимодействие солей с кислотами. Химические свойства кислот: - В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. - Изменяют окраску индикатора. - Реагируют с основаниями и основными оксидами. - Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами. - Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. - Взаимодействуют с солями. - Взаимодействуют с металлами. Из всех неорганических кислот наиболее широкую сферу применения нашли соляная, серная, ортофосфорная и азотная кислоты. Их используют в качестве сырья для получения различного спектра веществ – других кислот, солей, удобрений, красителей, взрывчатых веществ, лаков и красок и т.д. Разбавленные соляную, ортофосфорную и борную кислоты используют в медицине. Также кислоты нашли широкое применение в быту. 1.11 Неметаллы. Хлор. Неметаллы – простые вещества, не проявляющие металлических свойств. Хлор-это химический элемент главной подгруппы 7-ой группы, 3-го периода, с атомным номером 17. Это газ жёлто-зеленого цвета с резким запахом, ядовит. Состав: Заряд ядра равен +17, электроны +17 и нейроны тоже +18. Атомный вес равен 35,446 а.е.м. 13 Электронное строение: Атом хлора находится в 3-ом периоде, следовательно, гелий имеет 3 орбитали, по которой движутся 17 электронов. Таким образом электронная конфигурация записывается так: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5. Химические свойства: - Взаимодействует почти со всеми металлами (с некоторыми только в присутствии влаги или при нагревании). - Взаимодействует с неметаллами (кроме углерода, азота, фтора, кислорода и инертных газов), образует соответствующие хлориды. - Хлор вытесняет бром и йод из их соединений с водородом и металлами. - Является очень сильным окислителем. Хлор применяют во многих отраслях промышленности, науки и бытовых нужд: - В производстве синтетического каучука. - Для отбеливания ткани и бумаги. - Производство веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасных для растений. - Для обеззараживания воды. - В пищевой промышленности. - В химическом производстве. - В металлургии для производства чистых металлов. Рисунок 7 – Строение атома хлора 14 1.12 Металлы. Алюминий. Металлы — это химические элементы, атомы которых способны отдавать электроны с внешнего энергетического уровня, превращаясь в положительные ионы (катионы) и проявляя восстановительные свойства. Алюминий-это химический элемент главной подгруппы 3-ой группы, 3-го периода, с атомным номером 13. Это лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью. Состав: Заряд ядра равен +13, электроны +13 и нейроны тоже +14. Атомный вес равен 26,9815 а.е.м. Электронное строение: Атом алюминия находится в 3-ом периоде, следовательно, гелий имеет 3 орбитали, по которой движутся 13 электронов.Таким образом электронная конфигурация записывается так: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. Алюминий на защищающие воздухе быстро поверхность образует прочные от дальнейшего оксидные плёнки, взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии. Рисунок 8 – Строение атома алюминия Химические свойства: - Сильный восстановитель. Поэтому многими неметаллами. 15 он реагирует со - Реагирует с серой с образованием сульфидов. - Реагируют с фосфором с образованием бинарного соединения –фосфиды. - Реагирует с азотом при нагревании до 1000оС с образованием нитрида. - Реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия. - Взаимодействует с кислородом с образованием оксида. - Взаимодействуют с минеральными кислотами. - Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами. - Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов. В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего используют в авиационной и автомобильной отрасли промышленности. Широко применяется и в других отраслях: в машиностроении, промышленном и гражданском строительстве, химической и электротехнической промышленности, производстве предметов народного потребления. Электролиз – 1.13 Электролиз растворов расплавов. это физико-химический окислительно-восстановительный процесс, протекающий в растворах или расплавах электролитов под действием постоянного электрического тока, заключающийся в выделении на электродах составных частей растворённых веществ. Процесс на катоде K(–): катион принимает электроны и восстанавливается Процесс на аноде A(+): анион отдает электроны и окисляется. Электролиз расплавов рассмотрим на примере хлорида меди (CuCl2). В расплаве хлорид меди диссоциирует, образуя катионы Cu2+ и анионы хлора ClCuCl2= Cu2+ +2ClМедь находится в ряду напряжений металлов после водорода, следовательно, только она будет восстанавливаться на катоде. На аноде будут окисляться только хлорид-анионы. 16 K: Cu2++2e=Cu0 A: 2Cl--2e=Cl2 Суммарное уравнение: CuCl2=Cu0+Cl2 Основным отличием водного раствора от расплава является присутствие молекул воды и ионов H+ и OH- как продуктов диссоциации воды. В связи с этим возле катода и анода скапливаются ионы, которые конкурируют как друг с другом, так и с молекулами воды. Рассмотрим электролиз на примере водного раствора KF: K: 4H2O + 4e=2H20 + 4OH− А: 2H2O − 4e=O2 + 4H+ Суммарное уравнение: 2H2O=2H2+O2 Применение электролиза: - С помощью электролиза расплавов природных соединений в металлургической промышленности получают активные металлы (калий, натрий, бериллий, кальций, барий). С помощью электролиза растворов солей — цинк, кадмий, кобальт и другие. - В химической промышленности электролиз используют для получения фтора, хлора, водорода, кислорода, щелочей, бертолетовой соли и других веществ. - Электролиз с растворимым анодом используют для нанесения металлических покрытий (из хрома, золота, никеля, серебра), что предохраняет металлические изделия от коррозии и придает им декоративный вид. 1.14 Коррозия металлов. Коррозия – это процесс разрушения металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе. 17 Наиболее часто встречаются следующие виды разрушения металлов: - Равномерная - Неравномерная - Избирательная - Местная пятнами - Язвенная (или питтинг) - Точечная - Межкристаллитная - Растрескивающая - Подповерхностная С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую. Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ газам, жидким неэлектролитам. Виды химической коррозии: - Газовая– это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий). - Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер. 18 Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока. Виды электрохимической коррозии: - Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде. - Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии. - Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее. - Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала. - Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ. - Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла. - Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов. Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических. 1.15 Химические источники тока. Химические источники тока– электрохимические устройства, в результате работы которых химическая энергия окислительно-восстановительных процессов превращается в электрическую энергию постоянного тока. Химические источники электрической энергии нужны, чтобы приводить в действие портативные приборы, которые могут работать не от сети. Некоторые 19 типы источников могут длительное время подпитывать весь механизм, приводя его в действие. Самые распространенные виды — гальванические элементы и аккумуляторы. Классификация таких приспособлений более широкая и предполагает еще и существование топливных элементов. Гальванический элемент - это устройство, в котором для получения электрической энергии используется самопроизвольная химическая реакция. Он действует как источник электрической энергии до тех пор, пока не израсходуются соответствующие вещества. В настоящее время это приспособление имеет более компактный и безопасный для использования вид, это обычная батарейка. Электрический аккумулятор — это более универсальный вариант устройства, который можно заряжать несколько раз после потери заряда электролита. Такая особенность объясняется регенерацией веществ, которые образуют электролит. В данном случае зарядка производится от постороннего (внешнего) источника тока. Часто с такой потребностью в восстановлении реагента в аккумуляторах сталкиваются автомобилисты, производя зарядку аккумулятора. Электрохимический топливный - это элемент является перспективным источником, который достаточно важен для создания комфортных и в некоторых ситуациях жизненно необходимых условий существования. Особенность работы такого элемента заключается в следующем. К электродам каждый раз поступает определенная порция электролита, которая после разрядки выводится из конструкции. Например, резервный генератор тока благодаря такому принципу работы может производить электроэнергию в течение 10-15 лет. Электроэнергия, полученная таким образом, используется в таких сферах: - Транспортной. - Космической. - Медицинской. - В простом быту. 20 1.16 Химия в быту. Значение химии в жизни человека трудно переоценить. Приведём фундаментальные области, в которых химия оказывает своё созидательное воздействие на жизнь людей. Из предметов бытовой химии первое место по масштабам производства и применения занимают моющие средства, среди которых наиболее популярны различные мыла, стиральные порошки и жидкие моющие средства (шампуни и гели). Мыла представляют собой смеси солей (калиевые или натриевые) жирных ненасыщенных кислот (стеариновая, пальмитиновая и др.), причем натриевые соли образуют твердые мыла, а калиевые – жидкие. Мыла получают по реакции гидролиза жиров в присутствии щелочей (омыление). Синтетические моющие средства (стиральные порошки, гели, пасты, шампуни) представляют собой сложные по химическому составу смеси нескольких компонентов, главной составляющей частью которых являются поверхностноактивные вещества (ПАВ). Среди ПАВов выделяют ионогенные (анионные, катионные, амфотерные) и неионогенные ПАВ. Для производства синтетических моющих средств обычно применяют иногенные анионные ПАВы, представляющие собой алкилсульфаты, аминосульфаты, сульфосукцинаты и др. соединения, которые диссоциируют на ионы в водном растворе. Порошкообразные моющие средства обычно содержат различные добавки для устранения жировых загрязнений. Чаще всего это кальцинированная или питьевая соду, фосфаты натрия. К некоторым порошками добавляют химические отбеливатели — органические и неорганические соединения, при разложении которых происходит выделение активного кислорода или хлора. Иногда, в качестве отбеливающих добавок используют ферменты, которые за счет быстрого процесса расщепления белка хорошо удаляют загрязнения органического происхождения. Однако химия оставила свой след и в привычных операциях. Когда готовят пирог, то смешивают соду и лимонный сок. Происходит процесс растворения 21 соды и выделения углекислого газа СО2. Он пробивает себе выходы, и тесто поднимается. Очистка металлической посуды от накипи с помощью лимонной кислоты производится в результате растворения твердых карбонатных пленок (накипи) в кислой среде. 1.17 Металлургия. Производство сплавов, производство металлов, обработка металлов и другие процессы. Металлургия- это некая область науки и техники, которая описывает процессы получения металла из руд или различных материалов. Кроме этого, в процессе обработки изменяется химический состав веществ их структура и свойства. Металлургия бывает: - Черной (это производство железа и его сплавов (сталь, чугун и др.)). - Цветной (производство остальных металлов и их сплавов.). Кроме сырьевого признака, металлургию можно разделить по технологическому процессу: - Пирометаллургия - это такие процессы как обжиг или плавка, которые протекают при высоких температурах. К подвиду подобной металлургии относят плазменную. - Гидрометаллургия – абсолютно противоположный процесс, при котором из руд извлекают металл с помощью воды или химических реактивов на ее основе, такой процесс называется «выщелачивание». Основные стадии металлургических процессов: - Обогащение природной руды (очистка, удаление примесей). - Получение “химического” концентрата (обжиг, спекание-разложение, растворение, осаждение, плавка и пр.). - Получение “чернового” металла или его химического соединения (хлорирование, ректификация, экстракция, возгонка). - Механическая обработка металла. 22 После производится обработка, включает в себя: - Литье - это технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в запол нении литейной формы расплавленным материалом и дальнейшей обрабо тке полученных после затвердевания изделий. - Сварка – это технологический процесс получения неразъёмного соединения материалов за счёт образования атомной связи между свариваемыми частями при их нагревании, либо пластическом деформировании, либо совместном действии того и другого. - Чеканка – это технологический процесс изготовления рисунка, надписи, изображения, заключающийся в выбивании на пластине определённого рельефа. Один из видов декоративно-прикладного искусства. - Шлифование – это, по сути, очистка металла от задиров, окалины, старого слоя, доведение его формы и параметров до необходимых размеров. - Точение – это обработка резанием при помощи резцов наружных (обтачивание) и внутренних (растачивание) поверхностей тел вращения (цилиндрических, конических и фасонных), а также спиральных и винтовых поверхностей. Металлы редко применяют в чистом виде, чаще всего используют сплавы, которые обладают лучшими показателями и характерными свойствами. В производстве популярными являются следующие сплавы: хромовые, алюминиевые, железные, медные, магниевые, никелевые, титановые, цинковые. Если необходимо использовать дешевый материал, с высоким показателем прочности, то применяют углеродистую сталь. 1.18 Экологические проблемы и защита окружающей среды от загрязняющего воздействия химических веществ. Химические производства и несовершенная технология производства многих чрезвычайно важных для человека и общества органических веществ и материалов являются причиной многих экологических проблем. Большие 23 выбросы и неутилизированные производственные и бытовые отходы вызывают экологические катастрофы. Один из главных источников загрязнения химическая и нефтехимическая промышленность, так как в процессе производства осуществляются выбросы, влияющие на качество воздуха, воду, почву. Они будут увеличиваться, если размещать оборудование на открытых площадках. Токсичные вещества начинают скапливаться около источника, потому что температура окружающей среды, промышленных выбросов не особо отличается друг от друга. Помимо загрязненного воздуха, не менее опасными являются сточные воды, так как они содержат различные кислоты, щелочи, органические вещества, также причиняющие вред окружающей среде. Основные источники загрязнения атмосферы: - Природные (пыль, вулканы, пыльца, пожары). - Искусственные (транспортные, производственные, бытовые). Почву загрязняют заводы, производящие цветные, черные металлы, влияют на попадание в почву загрязняющих элементов, оказывающих негативное влияние на экологию. Основным источником загрязнения водоёмов являются предприятия химической промышленности, выделяющие яды, неорганические примеси вместе с отходами. Если стоки недостаточно очищены от этих выбросов, то они могут попадать в крупные водоемы и распространять их загрязнение. Развитие химической промышленности влияет не только на экологию, но и на здоровье человека. Реакция человека на загрязняющие вещества зависит от его пола, возраста, здоровья. Небольшие объемы загрязняющих веществ могут оказать более сильное воздействие на детей и пожилых, так как они относятся к уязвимой группе. Если токсичные вещества попадают в организм человека регулярно, то это может вызвать хроническое отравление. 24 ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Основные понятия и законы химии. Химический элемент vs Простого вещество. На своей карточке я изобразила на ринге простое и сложное вещества. Простое – водород, сложное – вода. На заднем фоне я показала их различие между собой, нарисовав из каких молекул состоят их атомы. Так, можно увидеть, что у простого вещества (вода) атомы разных химических элементов. И можно будет легко их отличить. 2.2 Состав и электронное строение атома. Гелий. На данной карточке я изобразила баллон с гелием из которого вылетают шары. На обратной стороне изображена ячейка этого элемента и его название, с указанием порядкового номера и атомной массой. Ниже расположена электронная конфигурация с расположением электронов на его уровнях. 2.3 Виды химической связи. Хлороводород (HCl). На этой карточке раскрывается тема ковалентной кристаллической решетки на примере хлороводорода (HCl). С права показано строение элементов и количество электронов на энергетических уровнях. Отсюда мы можем увидеть, что электрон от водорода фактически переходит к атому хлора, потому у хлора появляется отрицательный заряд, а у водорода - положительный. 2.4 Типы кристаллических решеток. Углекислый газ. На данной карточке изображена кристаллическая решетка углекислого газа и его формула. Так же на карточке изображены свойства молекулярной решётки. И конечно же написан тип. 25 2.5 Агрегатное состояние веществ. Чистые вещества и смеси. Дисперсные и коллоидные системы. Дистилляция как способ разделения веществ. На этой карточке изображены две пробирки. Одна из них находится в стакане с холодной водой для охлаждения паров. А другая, в которой находится смесь подогревается на небольшом огне. Обе пробирки объединяет газовая труба, через которую будет переливаться смесь. На обратной стороне карточки объясняется понятие «Дистилляция (перегонка)». 2.6 Химические реакции в неорганической химии. Окислительновосстановительная реакция. На этом рисунке изображены два химических элемента, такие как цинк и водород. На иллюстрации происходит небольшое взаимодействие между ними. Вместе друг с другом меняя себе степень окисления, отдавая либо принимая электроны. 2. 7 Вода. Растворы. Растворимость. Массовая доля растворенного вещества. На карточке изображена колба, в которой находится некий раствор. Массовая доля рассчитывается по указанной формуле. На обратной стороне карточки объясняется понятие «Массовая доля». 2.8 Электролитическая диссоциация. Стадии процесса электролитической диссоциации. На этом рисунке изображены стадии электролитической диссоциации, а именно: Ассоциация2. соль Диссоциация - окруженная молекулы воды растаскивают водой. молекулы вещества. 3. Гидратация вода полностью окружает молекулы вещества и образует гидратную оболочку. Также на обратной стороне даётся понятие «Электролитическая диссоциация». 2.9 Гидролиз. На этой работе раскрывается тема гидролиза, а именно 4 типа: 1. По аниону - изображены 2 человека один сильный, который соответствует сильному основанию и слабый 26 - слабой кислоте. 2. По катиону - слабый человек соответствует слабому основанию, а сильный сильной кислоте. 3. По катиону и аниону - здесь изображены слабые люди, так как данный тип идёт по слабому основанию и слабой кислоте. 4. Не идёт - здесь изображены сильные люди, так как гидролиз идёт только по слабому катиону, а в данной реакции и основание и кислота - сильные => гидролиз не пойдёт. Также на обратной стороне даётся понятие «Гидролиз». 2.10 Классификация неорганических соединений. Кислоты. Данные карточки выполнялись в группе. На первой карточке дается понятие «Кислота» и некоторые примеры данного вещества. На второй карточке рассказывается о классификации кислот по содержанию в них кислорода и по количеству атомов водорода. На третей карточке изображены химические свойства кислот, то с чем они реагируют и примеры реакций. На четвертой карточке показано получение кислот тремя способами. 2.11 Неметаллы. Хлор. На лицевой стороне данной карточки показано процентное соотношение и нахождение неметаллов в природе. На обратной стороне изображен хлор и все о его составе и строении, а именно его кристаллическая решетка, электронное строение и количество нейтронов, электронов и протонов. 2.12 Металлы. Аллюминий. На лицевой стороне данной карточки показано процентное соотношение и нахождение металлов в природе. На обратной стороне изображен алюминий и все о его составе и строении, а именно его кристаллическая решетка, электронное строение и количество нейтронов, электронов и протонов. 2.13 Электролиз растворов и расплавов. Данный проект выполнялся в группе и раскрывает в себе следующие аспекты: наглядный рисунок электролиза в расплаве и отдельно в растворе. Тут видны различия этого процесса, также размещены процессы на катоде и аноде, вместе с конечной формулой. 27 2.14 Коррозия металлов. На этой карточке изображена небольшая зарисовка, а именно ржавые инструменты в промокшей сумке, в которой уже лежат долгое время. Металлические инструменты подверглись атмосферной и жидкостной коррозии. На другой стороне карточки раскрывается понятие «каррозии». 2.15 Химические источники тока. На предоставленной карточке помещены примеры всех составных частей химических источников тока, совместно с их наименованиями и длительностью применения. 2.16 Химия в быту. На карточке я изобразила множество предметов, которые используются в повседневной жизни каждого человека. И в тоже время, в состав которых входят химические элементы. 2.17 Металлургия. Производство сплавов, производство металлов, обработка металлов и другие процессы. На карточке я раскрыла значение изготовления обработки металла. На ней можно увидеть создание и получение металлов, которые получают на специализированных заводах. Из данного металла в дальнейшем можно изготовить различные изделия. 2.18 Экологические проблемы и защита окружающей среды от загрязняющего воздействия химических веществ. На своей карточке я изобразила проблему загрязнения водоёмов, а именно выброс отходов, вместе с загрязнением почвы. На картинке можно наблюдать на заднем плане завод, от которого в реку сбрасывают вредные вещества. Также видно сильное загрязнение почвы, а именно некоторые отходы. В дальнейшем весь этот мусор может распространится еще дальше, что в будущем может привести к отравлению живых организмов. Таким образом на небольшой карточке широко раскрывается тема экологической проблемы и загрязнения природы от воздействия химии и человека. 28 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Целью моего проекта было создание наглядно-обучающего пособия. В ходе работы я разработала и изготовила обучающие карточки, с помощью которых можно заинтересовать учеников в изучении той или иной темы в игровой форме. Сначала я выбрала тему и изучила необходимую информацию для раскрытия и понимания данной темы. После чего я приступила к изготовлению карточек. Для их изготовления я постаралась раскрыть свой потенциал, подобрать цветовые решения, кратко и точно донести информацию, чтобы она была понятна и интересна ученикам. Я надеюсь, что в данном проекте мне удалось раскрыть себя как будущего графического дизайнера. Мне хочется, чтобы моя работа была полезна и использована в обучении детей. 29 СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Еремин, В.В. Химия. 9 класс. Учебник / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, А.А. Дроздов, В.В. Лунин. – 8-е изд., переработ - М. : Дрофа, 2019. – 284 с. 2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 9 класс : учеб. для общеобразоват. организаций / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 2-е изд. – М. : Просвещение, 2016. – 208 с. 3. Габриелян, О.С. Химия. 8 класс: учеб. пособие для общеобразоват. организаций / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.А. Сладков – М. : Просвещение, 2018. – 175 с. 4. Ерохин, Ю.М. Химия : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.М. Ерохин. – 18-е изд., стер. – М.: Издательский дом «Академия», 2014. – 400 с. 5. Рудзитис, Г.Е. Химия. 8 класс : учеб. для общеобразоват. организаций / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 4-е изд. – М. : Просвещение, 2016. – 207 с. 6. Оржековский, П.А. Химия: 8-й класс: учебник для общеобразовательных учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М Шалашова. – М. : АСТ : Астрель, 2013. – 270 с. 7. Габриелян, О.С. Химия. 9 класс: учебник / О.С. Габриелян -8-е изд., пересм. – М. : Дрофа, 2019. – 315 с. 8. Рудзитис, Г.Е. Основы общей химии. 11 класс : учеб. для общеобразоват. организаций : базовый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е изд. – М. : Просвещение, 2012. – 159 с. 9. Еремин, В.В. Химия. 8 класс. Учебник / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, А.А. Дроздов, В.В. Лунин. – 9-е изд., переработ - М. : Дрофа, 2019. – 284 с. 10. Онлайн – школа «Фоксфорд», интерактивное пособие, foxford.ru 30
