Химия — это не скучно

Химия — это не скучно. 9 советов, как сделать школьные уроки лучше

Почему после стирки футболки теряют яркость? Есть ли в подсолнечном масле холестерин? Как сода поднимает тесто? Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти на уроках химии — но, устав от формул и задач, не все школьники (и учителя) об этом задумываются. «Мел» поговорил с педагогами и выяснил, что мешает детям полюбить химию и как можно решить эту проблему, не выходя за рамки ФГОС и материальной базы обычной российской школы.

1. Химия и жизнь

Во время первых уроков химии учитель может предложить школьникам оглядеться по сторонам, а затем объяснить: все предметы вокруг — пенал, газировка, пластиковая бутылка, ручка, электронная доска, учебник — так или иначе связаны с химической промышленностью.

Татьяна Черникова, учитель химии московской школы № 2120, рассказывает детям, зачем при выпечке пирога соду нужно гасить уксусом и как тесто разрыхляется за счет выделения газа. Педагог подбирает подобные примеры практически к каждой новой теме, чтобы изучаемые процессы были не абстрактными, а понятными каждому.

Старшеклассники, изучая органическую химию, узнают о белках, жирах и углеводах, а также о том, почему шоколад и газировка в больших количествах вредны для организма и как они трансформируются в жировые отложения.

Еще учитель советует всегда мыть посуду в резиновых перчатках, чтобы моющие средства, содержащие щелочь, не обезжиривали кожу рук — и объясняет, как именно это происходит. После таких примеров формулы перестают быть для детей чем-то безликим, они ассоциируются с конкретными бытовыми ситуациями, а значит, проще запоминаются.

2. Щедрый цезий и жадный фтор

Каждый сложный химический термин тоже можно объяснить на примере из жизни. В школе № 2065, например, нашли способ разобраться с термином «электроотрицательность». К нему учитель и дети подобрали синоним — «жадность».

В мире химии по этой аналогии «жадность» растет слева направо — по периоду. Цезий — самый «щедрый» химический элемент, в таблице Менделеева он стоит слева внизу. С его помощью, например, можно сделать фото в полумраке: в камерах современных смартфонов есть специальная цезиевая подложка — нужно совсем чуть-чуть света, чтобы цезий отдал свои электроны. А вот самый «жадный» элемент живет в верхнем правом углу таблицы — это фтор. Находясь в воде, например, он отнимает все ее электроны.

3. Опыты! Еще больше опытов!

Самое необычное на уроках химии — опыт. Даже у старшеклассников округляются глаза, когда они видят, как из колбы вылетают искры фейерверка, а пламя спиртовки вдруг становится зеленым.

Учитель школы № 2065 Любовь Оболенская, например, может начать урок с демонстрации обыкновенного чуда — колебательной реакции Бриггса — Раушера. Педагог смешивает три раствора на магнитной мешалке, и в колбе начинается реакция, раствор обретает желтый цвет, потом синеет, затем обесцвечивается, после чего снова становится желтым — и все повторяется заново.

5 документальных фильмов о химии для средней школы и всех любопытных

Чтобы повторить такой «фокус», педагог предлагает детям рассчитать для реакции массу реагентов и количество воды. Всем, кто справился, — респект плюс возможность поставить опыт самостоятельно. Так интерес к предмету не навязывается, а пробуждается — ведь каждый хочет почувствовать себя волшебником, но для этого нужно сделать правильный расчет. Чем не мотивация?

4. Старые знакомые

Важно показать детям, что химия связана не только с повседневной жизнью, но и с тем, что они изучают на других уроках. В 8-м классе, когда этот предмет только начинается, дети уже знакомы с устройством Вселенной. Поэтому, объясняя им тему строения атома, учитель химии московской школы № 1354 «Вектор» Наталья Вдовина проводит параллель с Солнечной системой (планеты — это электроны, они двигаются вокруг Солнца, которое выступает в роли ядра).

Учитель химии школы № 1368 Анна Пушина тоже постоянно обращается к смежным наукам — дети слышат знакомые факты из биологии пятого класса или географии седьмого и уже не относятся к новому предмету с недоверием, он, наоборот, кажется им более понятным и близким.

5. Химический пасьянс

А еще ученики школы № 1354 «Вектор» любят раскладывать пасьянс — но не на переменах, а на тех же уроках химии. Педагог сделала карточки для каждого элемента с названием, происхождением названия, массой, символом. Задача — разложить химические карты по возрастанию атомных масс. Через 8 элементов появляется элемент с такими же свойствами, как у первого, и тогда одна карточка помещается под другую. У игроков появляются «столбики», только вместо пик, червей и крестей — металлы, неметаллы, амфотерные элементы; в общем, все как в таблице Менделеева. Запомнить такие карточки, кстати, можно с помощью приложения для Android — Flashcards.

6. Сыграй роль атома

Учитель школы № 1392 Екатерина Плыгунова тоже использует приемы геймификации во время уроков. Бывает, что со своими учениками они разыгрывают даже что-то вроде театральных миниатюр. Дети играют роли атомов, воображают, будто их руки — это ионные связи, которыми они цепляются друг за друга, а связь между атомами — соединенные пары рук. Так дети учатся составлять формулы и понимают, почему соединение выглядит как Al2O3, а не просто AlО.

7. VR-лаборатория и онлайн-эксперименты

В школе № 1391 в Москве учителя стараются по максимуму использовать возможности электронной школы — применяют во время занятия компьютеры, интерактивные доски. Преподаватель химии Галина Браташ отмечает, что с виртуальными лабораториями и электронными досками уроки проходят не только интереснее, но и удобнее — например, если у кого-то из учеников аллергия на реактивы, эксперимент можно провести виртуально. Для старшеклассников в электронной школе есть даже VR —химическая лаборатория, где можно безопасно экспериментировать с реактивами. А еще на таких видеоуроках можно увидеть химические эксперименты, где используются редкие или опасные реактивы.

8. Химические игры, брейн-ринги, викторины в «Менделеевском классе»

Педагог лицея № 1 им. Н. К. Крупской удмуртского города Камбарка Татьяна Икрянникова на уроках для восьмиклассников «Менделеевского класса» проводит игры, брейн-ринги, викторины, дискуссии и диспуты, не оставляя ребятам шанса остаться равнодушными к науке. Тем более что это класс с углубленным изучением химии.

Инициатор проекта «Менделеевских классов”– Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, ведущий вуз химической отрасли. Всем ученикам профильных классов выдают по специальному Mendeleev Box — это коробки с оборудованием и реактивами для экспериментов, чтобы каждый смог не только выучить химию, но и понять предмет на практике.

Менделеевцы особенно любят брейн-ринги, когда класс делят на команды и каждая отвечает на вопросы и химические загадки, зарабатывая тем самым баллы. В игре несколько уровней; команда, набравшая меньше всего баллов, на определенном этапе покидает соревнование, но самые активные ее игроки награждаются полезными для дальнейшей учебы жетонами — за личное участие.

9. Не переставайте удивляться

Галина Браташ из школы № 1391 рассказала, что на одном из уроков ее ученик заметил: во время объяснения новой темы учитель и сам часто удивляется. «Действительно, я до сих пор удивляюсь. Химия — это потрясающий, полный загадок мир». Восторг учителя от проведения опыта и трепетное отношение к строению атома заразительны. Дети тоже начинают восхищаться, удивляться и сами хотят добраться до сути предмета. А порой школьники даже выбирают профессию благодаря педагогу, который после многих лет работы не потерял способность искренне радоваться вместе с ними: живое любопытство очень заразительно.

Иллюстрация: Shutterstock / Alexandra Dikaia

Карбонаты в природе и их характеристика

Соли угольной кислоты имеют широкое распространение в земной коре и нередко слагают мощные толщи морского и осадочного происхождения. Также являются спутниками рудных сульфидных месторождений, источниками таких важных элементов, как марганец и железо. Всего в классе насчитывается около 100 минералов. К безводным карбонатам относится кальцит, который встречается в следующих агрегатах:

• друзы и щетки кристаллов в различных пустотах;
• натечные минеральные образования в карстовых пещерах;
• известняки — плотные, чаще слоистые отложения биогенного и хемогенного происхождения;
• мрамор — зернистая метаморфическая порода;
• туф — пористое образование, возникающее вблизи минеральных источников.

Кальцит является минералом, входящим в структуру многих полезных ископаемых. Наряду с глиной и доломитом, он является главным элементом осадочных горных пород. Его химическая формула выглядит так:

• CaO (окись кальция) — 56%;
• CO2 (углекислый газ) — 44%;
• примеси магния, железа, марганца — менее 8%;
• гораздо реже — цинка и стронция — до 2%.

Бесцветный или молочно-белый кристаллический кальцит входит в состав известняка, из которого слагаются Альпы и Пиренеи, горы и нагорья Северной Африки. Из него состоит Ливийский массив, используемый древними египтянами для строительства своих пирамид. Мягкая разновидность известняка, образованная при участии морских организмов, называется мелом.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цементы, клинкер, сырьевые смеси, минеральные добавки и сырье, применяемые в цементном производстве, и устанавливает нормы точности выполнения анализов химического состава, а также методы определения массовой доли влаги, потери при прокаливании, нерастворимого остатка, оксидов кремния (в том числе реакционно-способного), кальция (в том числе свободного), магния, железа, алюминия, титана, серы, калия, натрия, марганца, хрома, фосфора, бария, хлор-иона, фтор-иона (далее — элементов).

Допускается применение других методов анализа, метрологически аттестованных и соответствующих нормам точности настоящего стандарта.

Большинство представленных в стандарте методов позволяют проводить определение группы элементов систематического анализа из одной навески анализируемого материала. Возможные схемы систематического анализа представлены в приложении А.

В качестве поверочных (арбитражных) следует применять приведенные в стандарте методы, кроме рентгеноспектрального.

Состав производства и применение

Рассмотрим подробнее состав различных марок цемента, которые на сегодняшний день пользуются большой популярностью и их применение.

Как использовать готовый кладочный раствор марки М 100 можно узнать здесь из статьи.

Показатели прочности у этого материала составляют 400кг/см3. Такая марка цемента относится к самым популярным, ее применяют для проведения самых различных строительных работ. В ее составе могут быть различные модифицирующие добавки, процентное содержание которых может достигать 10 и 20%.

У этого цемента показатели прочности составляют 500 кг/см3. Для такого изделия характерна высокая скорость застывания и высокие прочностные показатели. Используют материал при возведении монолитных зданий, высоток, несущих конструкции, плит перекрытий. В его составе также могут присутствовать добавки – 10 и 20%.

Как использовать глиноземистый цемент по ГОСТ у 969 91 можно узнать из данной статьи.

По ГОСТу

Процесс получения общестроительных цементов должен осуществляться с учетом требований ГОСТ 31108-2003. Именно стандарт способен регулировать пропорции необходимых ингредиентов, входящих в состав сухой массы и технологию производства материала. Но в этот стандарт не входит материал специального назначения.

О том какой удельный вес цемента марки М 500 описано в данной статье.

Из чего производится цемент

В состав цемента входят минеральные породы карбонатной (известняк, мергель, мел, другие горные породы карбонатно-глинистого, известнякового или доломитового состава) и глинистой (глина, глинистый сланец, суглинок, лесс и лессовидные суглинки) групп, а также минеральные добавки. Как правило, цементы, произведенные в разных регионах, отличаются друг от друга по составу. Это связано с тем, что производство цемента обычно располагают на месте добычи горных пород.

Выбор породы для производства цемента в основном диктуется её физическими свойствами и структурой. Так, избегают применения кристаллических горных пород, в силу того, что они хуже вступают во взаимодействие с другими составляющими цемента.

Карбонатные породы

• Мел – одна из наиболее широко используемых для производства цемента пород, благодаря его мягкости и ломкости.
• Мергель – горная порода, промежуточная между известняковыми и глинистыми. Его структура и свойства различны и зависят от содержания глинистых примесей.

Глинистые породы

• Глина – смесь различных минералов, обладающая пластичностью в увлажненном состоянии.
• Суглинок помимо глины содержит значительное количество частиц песка и пыли.
• Глинистый сланец – твердая горная порода меньшей, чем глина, влажности, обладающая способностью расслаиваться на тонкие пласты.
• Лесс – пористая горная порода из глины, кварца, полевого шпата и других силикатов.
• Лессовидный суглинок – переходный от суглинка к лессу материал.

Минеральные добавки

Это важные составляющие цемента, служащие для улучшения его свойств (эластичности, скорости затвердевания и других). Как правило, применяют кремнеземистые, глиноземистые, глиносодержащие добавки и плавиковый шпат.

Общие положения техники безопасности на уроках химии

Химия – предмет, который предполагает изучение и работу с химическими веществами. Во время урока, при работе учащихся могут иметь место вредные и опасные факторы:

• отравление химическими веществами;
• получение химических ожогов агрессивными веществами;
• травмирования осколками стекла;
• травмирования в результате взрыва или самовозгорания химических веществ, при нарушении условий их хранения.

Поэтому на уроках химии учащимся, прежде всего, нужно усвоить «химическую практику» и правила безопасного обращения с химическими веществами. Это означает, что:

• учащиеся обязаны знать свойства веществ, с которыми они работают и безопасные приемы обращения с ними;
• выполнять требования безопасности при обращении со стеклянной посудой и ампулами;
• знать правила обезвреживания и уничтожения вредных веществ;
• выполнять только порученную учителем работу;
• выполнять правила эксплуатации используемого оборудования;
• соблюдать правила личной гигиены;
• содержать рабочее место в чистоте;
• правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты;
• знать и соблюдать требования пожарной безопасности и уметь пользоваться средствами пожаротушения;
• немедленно извещать учителя о любой ситуации, угрожающей здоровью и жизни людей (учеников), об инциденте или ухудшении состояния своего здоровья;
• уметь оказывать первую (доврачебную) помощь при несчастных случаях (отравлении, термическом и химическом ожогах).

В кабинете химии должны быть в наличии:

• аптечка, содержащая медикаменты для оказания первой медицинской помощи;
• раствор для нейтрализации токсичных веществ, применяемых в работе;
• средства индивидуальной защиты;
• средства пожаротушения (огнетушитель, ящик с песком).

Тара, в которой хранятся химические вещества должна иметь четкие надписи.

В кабинете химии ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

• выполнение работ, не связанных с заданием или во внеурочное время;
• хранение химических веществ в таре, не имеющей надписи;
• совместное хранение в непосредственной близости друг к другу веществ, которые могут вызвать в результате химического взаимодействия пожар или взрыв;
• хранение химических веществ в количествах, превышающих суточную норму;
• применение химической посуды для личного пользования;
• бегать и прыгать;
• принимать пищу.

Перед уроком кабинет химии нужно обязательно проветривать. Во избежание несчастных случаев, учащимся следует внимательно ознакомиться с правилами техники безопасности в кабинете химии и строго соблюдать их выполнение.

Из всех оснований наиболее широкое применение находят щелочи. Раствор одной из них вы наверняка сможете найти дома. Эту жидкость под названием «Крот» используют в быту для промывания труб, идущих от кухонных раковин. Дело в том, что эти трубы постепенно засоряются остатками жира, которые мешают стоку воды. А щелочи обладают способностью растворять жиры. Поэтому достаточно в засоренную трубу влить небольшое количество «Крота», и через некоторое время проблема будет решена.

В последнее время в быту получили широкое распространение щелочные гели — густые жидкости, содержащие гидроксид натрия. Они предназначены для быстрого удаления остатков пригоревшего жира с поверхности кухонных плит и СВЧ- печей.

Большое количество гидроксида кальция используется в производстве сахара из сахарной свеклы. Некоторые области применения оснований показаны на рисунке 122.

Из нерастворимых оснований применение находят гидроксиды алюминия Al(OH)₃ и магния Mg(OH)₂. Они входят в состав медицинского препарата «Алмагель», который используют при заболеваниях пищеварительной системы.

Поскольку щелочи оказывают разрушающее действие на кожу, при их практическом использовании следует соблюдать правила безопасности.

Краткие выводы урока:

1. Щелочи образуются при взаимодействии некоторых металлов и их оксидов с водой.
2. Нерастворимые основания получаются в результате взаимодействия щелочей с солями.

Надеюсь урок 38 «Получение и применение оснований» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.