Разработка внеклассного мероприятия по химии "Самое удивительное вещество на Земле"

Сценарий вечера «Самое удивительное вещество».

Ведущий. Шла до войны на экранах кинотеатров веселая кинокомедия «Волга-Вол-га», и был в ней кадр, когда неунывающий водовоз распевал, подстегивая ленивых лошадей

Удивительный вопрос!

Почему я водовоз?

Потому что без воды

И ни туды, и ни сюды!

Зрители улыбались, отдельные слова песенки даже стали поговоркой. В этой песенке скрыт глубочайший подтекст, ибо вода для жизни — вещество номер один. Попробуем себе представить, как бы выглядела наша Земля, исчезни с нее внезапно вода. Мрачные зияющие «глазницы» морских и океанских впадин, покрытые толстым слоем солей, некогда растворенных в воде. Пересохшие русла рек, навек замолкнувшие родники. Горные породы разрушились бы, ведь в их состав входит большое количество воды. Ни кустика, ни цветочка, ни единого живого существа на мертвой Земле, И безоблачное небо необычного цвета. Давайте разберемся: что же собой представляет вода?

(Открывается занавес. На сцене Волька читает учебник химии.)

Волька. Что здесь интересного? Вот целый кувшин воды. Но он какой-то странный! (Открывает кувшин, наливает в чашку воду; образуются клубы дыма, огонь, из-за которых появляется Хоттабыч,)

Волька. Это ты, Хоттабыч! (Обнимает старика.) У нас сегодня химический вечер, а мне нужно рассказать про воду. Ты поможешь мне?

Хоттабыч. О, Волька! Про воду я знаю все. Иди смело на вечер и слушай меня. (Уходит.)

(Занавес закрывается и снова открывается). Класс. На столе стоят приборы, необходимые для проведения опытов. За партами сидят ученики. На первой парте Волька, За столом учителя прячется Хоттабыч. Входит учитель.)

Учитель. Костыльков, расскажи все, что ты знаешь о воде. (Хоттабыч начинает гово­рить, Волька слово в слово повторяет за ним).

Волька. Вода, о высокочтимый учитель, самое нужное вещество на земле, арабская пословица говорит: где вода иссякла, там, в страну приходит в упадок. Туркмены любят такую пословицу: вода дороже алмаза.

Учитель. Костыльков, ты как-то странно отвечаешь. Построй свой ответ, как я вас учила: состав вещества, как его доказать, физические и химические свойства, значение воды.

Хоттабыч. Да простит меня высокочти­мый учитель, я постараюсь исправить свои ошибки. Вода — один из четырех элементов, из которых состоит все сущее, (Волька повторяет.)

Учитель. Как?! Разве вода — элемент? Сколько элементов известно тебе?

Волька. 110, (Хоттабыч включается в ответ, Волька повторяет.) О, высокочтимый учитель, мне известно четыре элемента: вода, огонь, воздух, земля.

Учитель, Что с тобой, Костыльков, уж не заболел ли ты?

Волька. Нет, я здоров.

Учитель, (Замечает Хоттабыча, но не подает вида, про себя), ага (Вольке.) Откуда же берется вода, по-твоему?

Волька. Еще в XVI! в. монах Кярхер, тот, что изобрел зажигательное стекло, объяснял, что вся вода проходит через всю Землю в большом канале. На Северном полюсе вода втекает в этот канал, а у Южного вытекает. По подземным потокам вода попадает в колодцы.

Учитель. Значит, мы каждый день умываемся морской водой, которая течет по каналу от Северного полюса? Откуда у тебя такие устаревшие сведения о воде?

Волька, А разве ты не видишь, что я самый старый! (В зале смех. Волька, смущен.)

Учитель. А, Хоттабыч! Так вот кто рассказал нам о взглядах древних на воду! Приглашаем тебя, Хоттабыч, на наш вечер. Садись, уважаемый, где тебе удобно,

Beдущий. (В руках держит лист с золотой печатью.) Бот тебе, великий волшебник, послание от членов кружка, здесь написано самое главное о воде.

(Хоттабыч развертывает чистый лист, вертит его удивленно и передает ведущему,)

Хоттабыч. Прочесть то, что здесь написано, выше моих сил. Быть может, ты смеешься над старым Хоттабычем?

Ведущий. Нет, я не шучу. Здесь есть запись, но ее нужно проявить. (Учащийся проявляет написанную на листе запись, в результате появляется формула воды — опыт).

Ученики класса читают стихи о воде.

Ведущий. Короткая запись Н₂О, а сколько трудов положено учеными разных стран ради того, чтобы установить состав воды! Француз А. Л. Лавуазье пропустил водяные пары через раскаленный ружейный ствол и разложил воду на составные элементы — водород и кислород. Тем самым он впервые доказал, что вода — сложное вещество,

Хоттабыч. Значит, неправ Аристотель, утверждавший, что вода — элемент?

Ведущий. Нет, уважаемый Хоттабыч, вода состоит из двух химических элементов и является сложным веществом. Англичане Кавендиш к Пристли синтезировали воду, сжи­гая водород в кислороде, тем самым они подтвердили состав воды.

(Демонстрируется опыт горения водорода в кислороде.)

Хоттабыч. Водород горит в кислороде. А почему вода не горит?

Ведущий. Вода является сама продуктом горения — оксидом водорода.

Хоттабыч. А куда же девался флогистон, который содержится в воде?

Ведущий. Никакого флогистона, Хоттабыч, не существует. Химики прошлого придумали флогистон — субстанцию с отрицательным весом — для объяснения процесса горения. Мы теперь знаем, что горение — это экзотермическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества теплоты. А сейчас, Хоттабыч, послушай, что расскажут наши юные химики о воде. Вода - привычное для нас вещество. Ив то же время, сколько в нем необычного. Свойства воды не подчиняются общим закономерностям. В ее свойствах много отклонений; аномалий,

(Ученики по очереди делают сообщения об аномалиях воды.)

Аномалия первая. Ближайшие родственники Воды — сероводород, селеноводород, теллуроводород — представляют собой газы, которые имеют температуры кипения и плавления ниже О °С. Вода плавится и кипит при значительно более высоких температурах. Известно, что на температуру кипения и плавления вещества оказывает влияние его относительная молекулярная масса: с увеличением ее повышаются температуры кипения и плавления. Из четырех веществ (Н₂О, H₂S, H₂Se, Н₂Те) вода имеет наименьшую относительную молекулярную массу, но температуры плавления и кипения у нее наивысшие. (Ученик демонстрирует рисунок.) Эту аномалию можно объяснить тем, что молекулы воды способны сцепляться друг с другом, Атом кислорода одной молекулы воды притягивает атом водорода другой. Связь между молекулами воды называется водородной. За счет нее молекулы связываются друг с другом и образуют целые группы молекул. Это затрудняет испарение воды, а следовательно, повышает температуру плавления и кипения, (Демонстрируется рисунок.)

Аномалия вторая. Вода — единственное вещество, которое при затвердевании расширяется. Поэтому плотность льда меньше плотности жидкой воды. Вот почему лед плавает на поверхности воды. Один кубический дециметр воды при 4°С имеет массу 1000 г, а кубический дециметр льда —916 г, т. е. замерзшая вола увеличивает свой объем на одну десятую часть. Эту аномалию воды мож­но объяснить тем, что с понижением темпе­ратуры увеличивается число водородных свя­зей между ее молекулами. Это приводит к та­кому расположению Молекул воды относи­тельно друг друга, при котором образуются пустоты между молекулами. Кристаллическая решетка льда имеет ажурное строение. (Учащийся демонстрирует модель кристаллической решетки льда).

Попробуем вообразить, как выглядел бы мир, если бы вода обладала нормальными свойствами, и лед был бы, как полагается твердому веществу, плотнее жидкой воды. Зимой образовавшийся сверху лед, как более плотный, тонул бы, непрерывно опускаясь на дно водоема. Летом же лед, защищенный водой, не мог бы растаять. Постепенно все озёра, пруды, реки, ручьи превращались бы в ледяные гигантские гроты. Промерзли бы моря, океаны. Наш прекрасный цветущий мир был бы сплошной ледяной пустыней, кое-где покрытой тонким слоем талой воды. Чудесной аномалией обладает наше удивительное вещество! Благодаря ей наши водоемы, которые в сильные морозы защищены ледяной крышей, полны жизни.

Аномалия третья. Самое привычное для нас состояние воды — жидкое. Однако из того, что температура кипения воды — ее аномальное свойство, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твердое состояния ее — также аномалия. Нормальным должно быть только газообразное состояние. Невозможным жителям невозможного мира, в котором все свойства воды были бы нормальными, пришлось бы строить специальные машины, чтобы сжижать такую воду, подобно тому, как это делаем мы, получая жидкий кислород, Самое обычное свойство воды оказывается необычным и удивительным, если как следует с ним познакомиться в хорошо разобраться.

Аномалия четвертая. Наличие водородных 'связей между молекулами затрудняет испарение воды, поэтому у нее очень высокая теплота испарения. (Учащийся демонстрирует - опыт З.) Солнце — великий энергетик — нагревает воду всюду, где она есть: в луже, в пруду, в море, в океане. Вода поглощает в своем тонком слое почти всю энергию падающих в нее солнечных лучей, а испаряется. Необходимо очень много солнечной энергии, чтобы разъединить молекулы воды и превратить ее в пар. Нет ни одного вещества, у которого бы удельная теплота испарения была бы больше, чем у воды. Метеорологи подсчитали, что Солнце испаряет на Земле за 1 мин миллиард тони воды. Энергия Солнца, поднятая с водяным паром вверх, неминуемо должна выделиться обратно. Каждую минуту водяной пар отдает атмосфере Земли огромное количество энергии — 2,2-10¹³ Дж. Столько энергии за то же время могли бы выработать 40 млн. электростанций, по миллиону киловатт каждая. Эта энергия переходит в тепловую, нагревая воздух. Это та энергия, которая переносит сотни миллиардов тонн воды по воздуху, а облака и орошает дождями всю поверхность Земли, за счет нее дуют ветры, возникают бури, рождаются штормы и ураганы.

Аномалия пятая. В кристаллах льда, как и в жидкой воде, каждая молекула воды связана водородными связями с четырьмя соседними. Поэтому при плавлении льда приходится затрачивать большую энергию. Вода имеет высокую теплоту плавления. Удельная теплота плавления льда 335 Дж на 1 г. Когда наступает зима, образуется лед, вода отдает энергию, поглощенную при плавлении льда, обратно, подогревая землю и воздух. 1 л воды, превращаясь в лед, подогревает на 1⁰ С 250 тыс. литров воздуха. Это смягчает переход к суровой зиме, сильным морозам, Именно благодаря этому замечательному свойству воды на нашей планете существуют осень и весна.

Аномалия шестая. У воды самое высокое поверхностное натяжение из всех жидкостей, кроме ртути. Поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул, прочно связанных водородными связями. По этой пленке, как по гамаку, бегают водомерки. Измерив, площадь опоры лапок у этих насекомых и их вес можно обнаружить, что водная пленка выдерживает значительные давления. Силы поверхностного натяжения заставляют воду подниматься из глубины почвы и питать растения. Вода сама поднимается наверх по капиллярным сосудам стволов деревьев и стебля трав, доставляя растворенные питательные вещества па большую высоту от корней к листьям и плодам.

Аномалия седьмая. Вода — самое распространенное вещество на Земле, и в то же время мы вправе сказать, что на Земле нет чистой воды. Все, что мы называем водой, — растворы тех или иных веществ в воде. Вода — один из лучших растворителей. В ней растворены газы атмосферного воздуха: азот, кислород, углекислый газ, аргон и др. В ней растворены сотни различных соединений почти всех элементов периодической системы. В ней взвешены мельчайшие частички пыли. Это мы и называем чистой водой. Растворенные в воде соли придают ей приятный вкус. В воде некоторых источников содержится большое количество растворенных веществ, и она имеет целебные свойства. Это минеральная вода.

Ведущий демонстрирует опыт 4 и подчеркивает, что растворение веществ в воде — это физико-химический процесс

После этого Ведущий (с помощью учащихся) показывает опыты 5-—9.

Ведущий. В заключение вечера поговорим о значении воды.

Хоттабыч. Вода — очень нужное вещество, без него нет жизни. Помню, в 523 г. непобедимое 50-тысячное войско шаха Камбиза переходило через Ливийскую пустыню. Никакой противник не мог противостоять этому войску. Но в пустыне без воды погибли все 50 тыс. воинов.

Волька Еще бы! Человек не может прожить без воды и трех дней. Удивительно то, что человек сам состоит на 65 % из воды. Больше всего воды содержится в мозге—81 %.

Хоттабыч. (Шутливо гладит Вольку по голове.) Одна вода в твоем мозге, о, Волчка!

Волька. В молоке содержится 85—ВО % воды. Да, вода — истинный друг человека. Но она может быть и врагом. Сколько бед приносят наводнения, когда бурные реки выво­дят из берегов!

Хоттабыч. На моей памяти река Ганг в 178! г. обрушила на Калькутту штормовую волну и в несколько мгновений уничтожила 300 тыс. человек, А в 1876 г, река Брахмапутра унесла в Индийский океан 200 000 человек,

Волька, И все-таки человек сильнее во­ды!

(Ведущий демонстрирует опыт 10.)

Описание опытов

Опыт I. Проявление надписи. На листе фильтровальной бумаги сделать надпись спиртовым раствором фенолфталеина. Затем разбрызгиванием раствора щелочи из пульверизатора проявить ее. Надпись можно сделать раствором роданида аммония (или калия) и проявить раствором хлорида железа (III),

Опыт 2. Горение водорода. Поджигаем струю водорода из аппарата Киппа. До проведения опыта надо обязательно проверить водород на чистоту! Водород будет чистым, если к газоотводной трубке аппарата Киппа присоединить стеклянную трубку с медной сеткой. При невозможности получить чистый водород опыт лучше не проводить.

Опыт 3. Несгораемый платок. Носовой платок полностью смачивают водой, отжимают и пропитывают спиртом или ацетоном. Взяв платочек железными щипцами, пытаются поджечь его от пламени горелки.

Опыт 4. Растворение безводных сульфата меди и хлорида кобальта. На дно стакана помещают безводную соль и приливают воду, Раствор перемешивают стеклянной палочкой.

Опыт 5. Кристаллизация пересыщенного раствора. В пересыщенный раствор бросают маленький кристаллик, и раствор мгновенно кристаллизуется. Для приготовления пересыщенного раствора растворяют 800 г уксуснокислого натрия в 1 л воды при нагревании. Затем раствору дают медленно остыть. Колбу необходимо закрыть и не встряхивать во избежание кристаллизации.

Опыт 6. Горение магния под водой. Для проведения опыта используют коническую колбу емкостью 1—2 л. Колбу до половины наполняют водой. В ложечку для сжигания набирают порошок магния. Для безопасности на стержень ложечки надевают картонный кру­жок, который предохранит руку от ожогов. Магний нагревают на пламени спиртовки. Когда он загорится, его вносят в колбу с водой (погружать неглубоко).

Опыт 7. «Горящий снег», В консервную банку насыпают, слегка уплотняя, снег и делают в нем углубление, в которое помешают 3 — 4 небольших кусочка карбида кальция. Последний засыпают сверху снегом. Подносят к снегу зажженную спичку — появляется пламя, Это горит ацетилен,

Опыт 8. Горение под водой (этот опыт готовят не ученики, а лаборант или учитель). Широкогорлую колбу емкостью 3 — 5 л на 1/4 заполняют водой. Зажигают шарик из горючей смеси трением о спичечный коробок, Следует выждать до выгорания 1/5 объема шарика (4—5 с), и затем плавно опустить его в воду пламенем вниз. Тотчас прикрывают банку кружочком жести.

Изготовляют шарики за 3—4 дня до проведения вечера. За 6—8 ч до приготовления смеси следует раздробить столярный клей на мелкие кусочки (размером с мелкую горошину). Отвесить 6 г клея, положить в стаканчик и залить водой. Оставить набухать.

В фарфоровой ступке раздробляют и растирают до состояния пудры осколки. оконного стекла. Отвешивают 3 г. Порознь растирают и отвешивают 25 г бертолетовой соли, 2 г бихромата калия, 1,5 г серу я 0,5 г канифоли. Вес компоненты (кроме бертолетовой соли) растирают в ступке и увлажняют нагретой клеевой массой, затем насылают в нее бертолетову соль. Хорошо размешивают, разделяют на 5—6 частей и скатывают шарики, которые просушивают на воздухе.

Опыт 9. Вода-катализатор. На Керамическую плитку насыпают порошок алюминия и йода (одни к шести). Осторожно пипеткой капают одну - две капли воды и накрывают колпаком. Протекает экзотермическая реакция, в результате йод испаряется, Его пары улавливаются колпаком.

Опыт 10. Взрыв гремучей смеси. Широкогорлый полиэтиленовый флакон (из-под шампуня) емкостью 200 мл заполняют двумя объемами Н₂ и одним объемом О₂. Подносят горло флакона к зажженной спиртовке. Смесь взрывается. Проведение этого опыта в полиэтиленовом флаконе совершенно безопасно.