Программа внеурочной деятельности «Первые шаги в химии»

№ темы

Название темы

Кол-во часов

Основные виды деятельности, которыми должен овладеть уча­щийся

Введение

2

- осознавать место химии в ряду естественных наук, связь химии с практической жизнью человека, критически осмысливать применение химических знаний с точки зрения экологии

Экспериментальные основы химии

8

-знать правила техники безопасности на рабочем месте, приемы работы с веществами и лабораторным оборудованием

–знать способы очистки веществ от примесей, разделения смесей, основные методы познания;

- уметь рассчитывать процентную концентрацию растворов, готовить растворы заданной процентной концентрации
-знать методику выращивания кристаллов из пересыщенных растворов солей

Знакомимся с миром наночастиц

8

Уметь:

- пользоваться простейшими измерительными приборами: линейка, мерный стакан, мерный цилиндр; находить цену деления, определять размеры объектов, пользоваться дольными и кратными единицами измерения, осуществлять перевод дольных и кратных единиц измерения в единицы СИ, рассчитывать площади объектов.

Иметь представление:

- о связи уникальных свойств нанообъектов с резким увеличением площади общей поверхности материала, о коллоидных системах, о различиях истинных растворов от коллоидных растворов.

-Уметь различать истинные растворы от коллоидных с помощью оптического теста «эффект Тиндаля»

Химия на страже здоровья

6

- Уметь пользоваться химическими справочниками для поиска информации о свойствах веществ.

- знать основные аптечные химические вещества;

- уметь пользоваться лабораторным оборудованием для проведения эксперимента

- уметь проводить наблюдения и фиксировать их

Химия пищи

5

- знать основные химические вещества, используемые в пище;

- знать влияние этих веществ на здоровье человека;

- уметь проводить эксперимент для распознавания веществ;

- знать об использовании качественных реакций для распознавания веществ;

Работа над проектами

5

Уметь:

-выделять главное,

-формулировать возможный вариант решения проблемы, который проверяется в ходе проведения исследования

-планировать пути достижения целей.

-осуществлять промежуточный контроль за ходом выполнения проектной работы.

1. - структурировать материал;

2. - выражать и доказывать свою позицию, объяснять, аргументировать.

итого

34

№

Тема

Кол-во

часов

Содержание

Дата

1. Введение

1

Вводное занятие. Зарождение химии

1

Знакомство учащихся с новым учебным курсом во внеурочной деятельности.

2

Место химии в естествознании.

1

Зарождение химии как науки. Связь химии с практической жизнью человека.

Практическая часть.

Создание познавательных кроссвордов и других интерактивных упражнений наLearningAps.org илиMyTest.

1. Экспериментальные основы химии

3

Вещества. Приемы обращения с веществами.

1

Изучение правил техники безопасности, предупреждающих и запрещающих знаков. Первая помощь. Противопожарные средства защиты.

Знакомство с веществами, встречающимися в быту: йодная настойка, медь, алюминий, соль, пищевая сода, лимонная кислота, уксусная кислота, вода, медный купорос. Отличие веществ по физическим свойствам: агрегатное состояние, цвет, запах, вкус, растворимость. Правила хранения веществ в лаборатории. Токсичность веществ для живых организмов определяется их химическими свойствами, их способностью вступать в химические реакции. Проявления токсичных веществ у человека: химический ожог, раздражение слизистых оболочек, катар дыхательных путей, аллергические реакции, острые дерматиты, канцерогенное действие, поражения органов, возможность летальных исходов. Правила отбора веществ (твердые, порошкообразные, жидкие, водные растворы, особое внимание – работа только с малыми объемами веществ).

4

Правила безопасной работы при проведении эксперимента. Техника лабораторных работ.

1

Знакомство с лабораторным оборудованием: стеклянная посуда (химические стаканы, колбы, воронки, делительные воронки, мерная посуда), весы, штативы для пробирок и приборов, нагревательный прибор-спиртовка, фарфоровая посуда (выпаривательные чашки, тигли, ступки, шпатели) и др.

Безопасная работа со стеклом, пробками (демонстрация резки стеклянных трубок, их нагревания для изменения формы).

Практическая часть.

Сборка прибора для получения газов. Проверка на герметичность. Закрепление его на штативе. Рисунок прибора при помощи трафарета.

5

Нагревательные приборы.

1

Спиртовка. Газовая горелка. Плитка. Водяная баня. Назначение нагревательных приборов.

Изучение спиртовки: составные части и их функция.

Горючее топливо для спиртовок: этиловый спирт. Особенности реакции горения: выделение тепла и света. Сухое горючее

Правила нагревания пробирок с водными растворами (предварительный прогрев всей поверхности, обязательный наклон пробирки, отверстие пробирки «от себя», закрепление держателя пробирки).

Использование тиглей при прокаливании веществ. Назначение операции прокаливания.

Практическая часть.

Изучение пламени. Рисунок пламени.

Сборка прибора для выпаривания соли (кольцо на штатив, выпаривательная чашка, водный раствор соли, спиртовка). Рисунок прибора при помощи трафарета.

6

Чистые вещества, особо чистые вещества. Примеси. Смеси.

1

Способы очистки веществ от примесей и разделения смесей. Фильтрование. Перегонка. Кристаллизация. Разделение с помощью магнита, делительной воронки

Практическая часть.

1 вариант: смесь речного песка и сахара.

2 вариант: смесь речного песка и поваренной соли.

Составить схему последовательности операций (растворение, фильтрование, выпаривание). Сравнить и обсудить результаты двух вариантов. Обратить внимание на смесь сахара и песка (у некоторых чашки покрылись коричневой массой), на важность условий проведения эксперимента, в данном случае на своевременное прекращение нагрева.

7

Методы познания в естествознании.

1

Наблюдение. Эксперимент. Моделирование.

Условия проведения наблюдения как основного метода познания. Мыслительный и реальный эксперимент. Универсальные знания человечества на основе наблюдения. Физические и химические явления.

Практическая часть.

Броуновское движение под микроскопом. Обнаружение жира в семенах подсолнечника. Обнаружение крахмала в картофеле. Обнаружение углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Добавление лимонной кислоты в чай. Оформление работы.

8

Вода. Растворы. Морская и пресная вода.

1

Экологические проблемы воды. Электропроводность как свойство растворов электролитов (правила безопасности с электроприборами).

Практическая часть.

Определение с помощью электропроводности растворов: в каком химическом стакане находится дистиллированная вода. Даны три раствора: раствор поваренной соли, раствор сахара, дистиллированная вода. Оформление работы.

9

Массовая доля растворенного вещества, или процентная концентрация вещества в растворе.

1

Взвешивание. Разновесы. Навеска. Мерная посуда (мерные стаканы, колбы, цилиндры).

Практическая часть.

Приготовление растворов поваренной соли заданной концентрации.

Приготовление шипучего напитка из пищевой соды, лимонной кислоты, сахара и аскорбиновой кислоты: каждая группа определяет количество веществ на свое усмотрение. Сравнение и обсуждение приготовленных напитков с т.зр. вкуса, фиксации наблюдаемых эффектов, расчетов или выполнения «на глазок», экспериментальной культуры.

10

Насыщенные и пересыщенные растворы.

Методика выращивания кристаллов

1

Монокристалл. Кристаллические друзы. Что такое «затравка».

Демонстрация пересыщенного раствора ацетата натрия.

Практическая часть.

Приготовление насыщенных и пересыщенных растворов. Приготовление водных растворов медного купороса, хлорида натрия, сахарозы для выращивания кристаллов. Выращивание кристаллов из раствора каменной соли и иодированной соли: есть ли разница. Почему для выращивания кристаллов каменная соль лучше, чем иодированная. Получение окрашенных кристаллов соли с использованием пищевых красителей. Выращивание кристаллов медного купороса из водно-спиртовых растворов.

3. Знакомимся с миром наночастиц

11

Моделирование.

1

Модели в естествознании (глобус, карты, физические модели, биологические муляжи, кристаллические решетки). Модели атомов и молекул в химии.

Практическая часть.

Изготовление моделей молекул из подручных средств. Работа воображения.

12

Строение вещества. Размеры частиц. Наночастицы.

1

Вещество и его структура. Наночастицы и их размеры. Применение наночастиц.

Проблемные вопросы:

Могут ли простые опыты рассказать о строении вещества?

Как доказать, что вещества состоят из молекул?

Как доказать, что молекулы находятся в движении?

Как доказать, что между молекулами есть промежутки?

Как доказать, что молекулы взаимодействуют друг с другом?

Опыт:присутствие частиц краски в сильно разбавленной воде

распыление дезодоранта

1. Cложный состав воздуха (выгорание кислорода)

13

Атмосферные явления и химия: туман, облака, роса

1

Туман, облака, роса, аэрозоли, эмульсии – объяснение причин их возникновения

Опыт: возникновение облака и тумана

14

Коллоидные системы: почва, глина, природные воды, воздух дым

1

Оптические свойства: «эффект Тиндаля», «явление искрящихся слоев». Коллоидные частицы и их размеры. Экспериментальная задача № 1. На столах: лазерная указка и лазерный фонарик с красным лучом, два химических стакана: в одном заваренный пакетик чая, в другом – чистая вода. Пропустите луч лазерного фонарика через стаканы. В каком стакане, по-вашему мнению, находится коллоидная система? На чем основывается ваше предположение?

Вопрос: Как доказать, что мыльный раствор является коллоидной системой? (По рассеянию света в растворе -конус Тиндаля).

Что происходит если в мыльный раствор добавить поваренную соль? (Прозрачный прежде раствор резко мутнеет, образуются крупные хлопья). Знакомство с явлениями коагуляции и высаливания.

15

Коллоидные и истинные растворы.

1

Проектная задача № 1.Два ученика приготовили смесь из растительного масла и воды: добавив половину чайной ложки масла в 200 мл воды. Один из них утверждает, что полученная смесь является коллоидным раствором, а другой это отрицает. Кто прав? Свой ответ иллюстрируйте снимками на мобильном телефоне. (Правы оба ученика. Все зависит от особенностей приготовления смеси. Если просто размешать масло в воде, то конус Тиндаля не наблюдается.Если же активно взбалтывать смесь в течение некоторого времени, то смесь мутнеет и в таком растворе хорошо виден конус рассеянного света, то есть появляются мелкодисперсные частицы капелек масла).

Вывод: коллоидные растворы можно обнаружить по оптическому тесту «эффект Тиндаля», который обнаруживается, если коллоидные частицы не превышают диапазон наноразмеров.

16

Методы и средства эмпирического исследования.

1

На предыдущих занятиях Вы выполняли экспериментальные и проектные задачи. Как вы думаете, какие методы исследования вы использовали?

1. Наблюдение. 2. Эксперимент. 3. Измерение. 4. Сравнение

Вспомните задания, просмотрите свои записи и прокомментируйте их с точки зрения использованных методов исследования. Чем вы пользовались, чтобы решить поставленную перед вами проблему.

Проектная задача № 1. Найдите, чему равна плотность алюминиевой фольги и медной или стальной болванки неправильной формы, которые лежат на ваших столах. Идет обсуждение.

Должны предложить план решения этой задачи, определить какие необходимы измерительные приборы для решения этой задачи.

Сравнить найденное значение плотности алюминия, меди или стали со справочной величиной.

17

Влияние степень измельчения на общую площадь соприкасающихся частиц.

1

Объемные взрывы на мукомольном заводе, древесно-стружечном предприятии.Почему нельзя использовать бензин для розжига дров.Вспомнить «что такое площадь», «единицы измерения площади».

Проектная задача № 1. У вас на столах находятся либо кубик Рубика, либо маленькая упаковка сахара-рафинада. Найдите площадь целого кубика и общую площадь 9 малых кубиков, из которых состоит большой кубик; или целой упаковки сахара и общую площадь всех кусочков сахара в упаковке. Сравните значения площади целой фигуры и суммарной площади ее частей? Какую закономерность мы можем наблюдать?

18

Нанообъекты и обусловленность их уникальных свойств

1

Наночастицы, нанопленки, нановолокна, нанотрубки, наношарики, дендримеры, цеолиты, квантовые точки.

Проектная задача № 2. Ухо лося имеет длину 12-13 мм, а частица магнетита Fe3O4 – 20 нм. Увеличьте их в 1 миллиард раз. С какими объектами вы теперь будете их сравнивать? Какие физические величины изменяются при изменении линейных размеров?

Проектная задача № 3. Сколько листов бумаги А4 войдет в стакан объемом 100 мл?

Каждой группе выданы листы бумаги А4 и химические стаканы объемом 100 мл. Каждая группа ищет ответ на этот вопрос.

Предлагаем помощь: сомните листы в комок. Сколько комков бумаги вошло в один стакан?

Найдите площадь отдельного листа А4 и площадь поверхности химического стакана. Найдите суммарную площадь комков бумаги, находящихся в стакане?

Делают вывод: она оказалась значительно больше площади поверхности стакана.

Каким образом мы увеличили суммарную площадь поверхности бумаги? (Уменьшением объема одного листа)

Химия на страже здоровья.

19

Йод. Возгонка йода. Йод из аптеки.

1

Практическая часть.

Изготовление модели молекулы йода. Электронная, графическая формула йода

Проект «Обнаружение крахмала в продуктах питания».

20

«Марганцовка». Перманганат калия.

1

Марганец и его степени окисления

Практическая часть.

Определение массовой доли кислорода в молекуле перманганата калия.

Расчет относительной плотности кислорода по воздуху.

Сборка прибора для получения кислорода методом вытеснения воздуха.

Эксперимент: сборка прибора для разложения перманганата калия. Качественная реакция на кислород.

Цветные реакции с перманганатом калия (напр., перманганат калия и сульфит натрия, др.)

21

Перекись водорода. Свойства и применение пероксида водорода.

1

Степень окисления кислорода в молекуле пероксида водорода.

Реакция разложения пероксида водорода. Как провести эксперимент.

Катализаторы. Оксид марганца (IV), фермент каталаза – катализаторы реакции разложения.

Практическая часть.

Оксид марганца (IV): написать формулу вещества и определить степень окисления.

Три пробирки, в каждой находится несколько мл аптечной перекиси водорода. Во вторую и третью пробирки поместите соответственно оксид марганца (IV) (на кончике шпателя) и свеженатертый картофель (на кончике шпателя).

22

Ацетилсалициловая кислота. Аскорбиновая кислота.

1

Кислотность среды.рН – индикаторы своими руками.

Практическая часть.

Описание физических свойств. Приготовление растворов ацетилсалициловой и аскорбиновой кислот. Действие индикаторов (фенолфталеина, лакмуса и метилоранжа) на их растворы.

Взаимодействие аскорбиновой кислоты с йодом.Вопрос: для каких целей можно использовать эту реакцию? (для обнаружения аскорбиновой кислоты в продуктах питания).

23

«Зеленка» или бриллиантовый зеленый.

Цвет порошкообразного бриллиантового зеленого. Практическое значение и получение.

Практическая часть.

Физические свойства бриллиантового зеленого

Как доказать подлинность бриллиантового зеленого. Проведение последовательных реакций в одной пробирке с бриллиантовым зеленым: вначале в пробирку добавить концентрированной соляной кислоты, а затем раствора щелочи NaOH. Оформление работы по своему усмотрению. Затем обсудить: как зафиксировали результаты эксперимента (изменение цвета, выпадение осадка).

Проект «Можно ли использовать бриллиантовый зеленый как индикатор кислотности среды»

24

«Мыло чудесное»

1

Хозяйственное и туалетное, жидкое и твердое.

Практическая часть.

Действие лакмуса на раствор мыла, раствор стирального порошка (доказательство щелочного характера моющих средств).Изучение этикеток твердого и жидкого мыла (различие в химическом составе). Растворение мыла в жесткой и дистиллированной воде. Эффект Тиндаля.

Проект «Мыловарение»

25

Кариес и зубная паста

1

Причины возникновения кариеса, рН среда полости рта, состав зубной пасты.

Практическая часть.

Кариес стал настоящим бичом населения России. По статистике, им болеют более 96% населения. Одна из мер профилактики – тщательный уход за зубами. Желательно их чистить щеткой после каждого приема пищи. Но есть одно исключение: если вы ели кислые ягоды или фрукты, лучше в течении часа не чистить зубы, особенно жесткой щеткой. Почему? Подсказка: химический состав эмали близок к составу минерала гидроксилапатитаCa₅OH(PO₄)₃

Опыт с яицом.

5. Химия пищи

26

Сахар, крахмал, целлюлоза – родственники глюкозы.

1

Что такое диабет.Гликемический индекс продуктов питания. Химические подсластители и их коварство.

Практическая часть.

Определение продуктов с высоким гликемическим индексом (работа с таблицей).

Определяем подсластители: аспартам, сорбит …. (Работа с этикетками.

Опыт: взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II), свежеприготовленным.

Исследование изменения содержания глюкозы в крови после сбалансированного обеда и после употребления фастфуда: кириешков, чипсов, сладких газированных напитков.

27

Алюминий: великий и ужасный.

1

Почему не следует пользоваться алюминиевой посудой? Соперник кальция. Остеопороз. Металлы консервной банки.

Практическая работа.

Свойства алюминия и области применения алюминия на основании его свойств (повторение). Составить таблицу, кластер или схему.

Проведение химических реакций, характеризующих амфотерные свойства соединений алюминия.

Опыт 1. Алюминий и соляная кислота.

Опыт 2. Хлорид алюминия и гидроксид натрия

Опыт 3. Гидроксид алюминия и соляная кислота

Опыт 4. Гидроксид алюминия и гидроксид натрия

Проект «Ее величество – консервная банка: экспериментальное определение металлов».

28

Уксусная кислота.

1

Столовый уксус, уксусная эссенция, ледяная уксусная кислота: в чем разница. Свойства уксусной кислоты и ее применение. Физиологическое воздействие кислоты.

Практическая работа.

Составление понятийной схемы: «что я знаю об уксусной кислоте» (индивидуально, либо в группе).

Расчет концентрации кислоты при ее разбавлении.

Кислотность растворов пищевой соды и уксусной кислоты.

Гашение пищевой соды уксусной кислотой: признаки химической реакции (выделение газа, резкое увеличение объема реакционной смеси). Повторить реакцию гашения соды с использованием индикатора (напр., отвара краснокочанной капусты). Для чего необходимо было применение индикатора?Обратить внимание, что выделение газа часто сопровождается

увеличением объема реакционной смеси. Какие меры предосторожности нужно соблюдать при проведении таких реакций?

29

«Соленая наша жизнь»

1

Поваренная соль, поташ, глутамат натрия, глауберова соль, медный купорос.

Пищевая сода, питьевая сода, кальцинированная сода, каустическая сода: одинаковые или разные вещества. Качественные реакции в химии.

Практическая работа

Определить: какое из веществ (пищевая сода, каустическая сода, кальцинированная сода) являются солями угольной кислоты.

Опыт 1. Действие индикаторами.

Опыт 2. Действие на растворы пищевой и каустической соды уксусной кислоты

30

Вред нитратов: миф или правда.

1

Польза нитратов: важнейшие минеральные удобрения как источник азота. Круговорот азота. Почему венерина мухоловка поедает насекомых (так она восполняет недостаток азота в болотистых местах). Нитраты в качестве пищевых консервантов. Какие превращения происходят с нитратами в организме человека. Азот и его степени окисления.

Практическая часть.

Определение массовой доли азота в калийной, натриевой и аммонийной селитре. Вывод: какое из них более ценное азотное удобрение.

Проект «Влияние азотных удобрений на рост

саженцев фасоли».

Работа над проектами – 5 ч

31

Этап выбора темы, постановки цели, задач исследования

1

32

Этап выдвижения гипотезы.

1

33

Этап планирования пути достижения целей исследовательских (проектных) работ и выбора необходимого инструментария

1

34

Этап проведения учебного исследования (проектной работы) с промежуточным контролем за ходом выполнения и коррекцией результатов.

1

35

Этап оформления, представления (защиты) продукта проектной работы

1