Интегрированный урок по химии и математике

Татьяна Александровна Куракина, МОУ Подвязновская СОШ, Ивановского района, Ивановской области (учитель химии и биологии).

                     Интегрированный урок  математика + химия

на тему: «Решение задач на растворы»

Цели урока:Рассмотреть алгоритм решения задач на  растворы: познакомиться с приемами решения задач в математике и химии, рассмотреть биологическое значение воды как универсального растворителя, развить практические умения решать задачи, расширить знания учащихся о значении этих веществ в природе и деятельности человека, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Ход урока.

                                       Организационный момент.

             Учитель математики:    Здравствуйте!  Сегодня мы проводим необычный урок  - урок на перекрестке наук   математики и химии.

Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.

А  чтобы сформулировать тему урока,  давайте проделаем небольшой эксперимент.

  (Наливаю в 2 хим. стакана воду, добавляю в оба одинаковое количество сульфата меди.) Что получилось? (Растворы).  Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов  ещё немного сульфата меди. Что стало с окраской  раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещ-ва).

Учитель математики: А с математической точки зрения - разное процентное содержание вещества.

Итак, тема урока  « Решение задач на растворы» 

Цель урока:  Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания  о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Девиз:«Только из союза двух работающих вместе и при помощи друг друга рождаются великие вещи»                                   Антуан де Сент- Экзюпери

Учитель математики: Для урока необходимо повторить понятие процента.

- Что называют процентом? (1/100 часть числа.)

- Выразите в виде десятичной дроби 17%, 40%, 6%

- Выразите в виде обыкновенной дроби 25%, 30%, 7%

- Установите соответствие 40%         1/4

                                                  25%        0,04

                                                  80%        0,4

                                                  4%          4/5

 

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)

 

- Найти 10% от 30 (10%=0,1    30*0,1=3)

- Вычислите 1) 20% от 70       2) 6% от 20               

                        3) х% от 7

Учитель химии:

– Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

- Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, раствор марганцовки, перекись водорода и др.)

– Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например, спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

¾ поверхности Земли покрыто водой.

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены-огурцы -98%).

Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%).

Хлеб – 40%

Молоко – 75%

– Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

– Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

– По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Учитель химии предлагает решить обучающимся задачу:

Задача №1Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько  г марганцовки  потребуется для приготовления 500 г такого раствора?(Ответ: 75 г.)

Решение.

 

Дано:                                               ω%   =

ω%=15%  

m(р-ра)=500г            

m(в-ва)=?                                      

                                                  m(в-ва)= m(р-ра) •ω     

                                             m(в-ва)=500 •0,15=75г

                                                                          Ответ: 75 г марганцовки.

Учитель математики:

– Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

       15% от 500

     500*0,15=75(г)- марганцовки.

                                             Ответ: 75 г.

– Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

           Задача №2.      При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов  каждого раствора взяли?

 

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах.)

Что происходит с растворами? (смешивают.)

Решение:

Раствор	%-е содержание	Масса раствора (г)	Масса вещества (г)
1 раствор 2 раствор	10% = 0,1 30% = 0,3	х 200-х	0,1х 0,3(200-х)
Смесь	16% = 0,16	200	0,16*200

 

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16*200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

   х = 140

  140(г)- 10% раствора

200 – 140 = 60(г)-30% раствора.

                                          Ответ: 140г, 60г.

Учитель математики : Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Водный раствор уксусной кислоты, полученный из вина (5-8%) называют винным уксусом. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием «столовый уксус» используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 80% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов.«Столовый уксус», используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 80%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

Раствор	%-е содержание	Масса раствора (г)	Масса вещества (г)
Уксусная кислота Вода	80%=0,8 0%=0	х 200-х	0,8х 0
Смесь	8%=0,08	200	0,08*200

0,8х = 0,08*200

 0,8х = 16

х = 16:0,8

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

                                   Ответ: 20 г, 180г.

Учитель химии:   А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 20 г  5%-го раствора поваренной соли.  (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Т-Б).

Решение                     1.Расчётная  часть

Дано:                              

ω%=5%  

m(р-ра)=20г                

m(в-ва)=?                   m(в-ва) = m(р-ра) ·ω                          

V(р-ля) = ?                    m(в-ва) = 20 · 0,05 = 1 г.

                                   m(р-ля) =  m(р-ра) -   m(в-ва)

                                   m(р-ля) =  20 – 1 = 19 г

                                   V(р-ля) =   m(р-ля) : ρ= 19г : 1г/мл = 19 мл

                      Ответ: 1 г соли и 19 мл воды.

 2.  Экспериментальная  часть  ( Соблюдать правила  техники безопасности).

1.      Уравновесить весы.

2.      Взвесить необходимое количество соли.

3.      Отмерить мерным цилиндром  воду.

4.      Смешать воду и соль в стакане.

 

Учитель математики: Проведем проверочную работу, в которую включили задачи из сборника для подготовке к экзаменам в 9 классе.

Проверочная работа.

При смешивании 15%-го и 8% -го раствора кислоты получают 70 г 10%-го раствора кислоты. Сколько граммов каждого раствора взяли?	При смешивании 15%-го и 60% -го раствора соли получают 90 г 40%-го раствора соли. Сколько граммов каждого раствора взяли?
1р 15%=0,15 х 0,15х 2р 8%=0,08 70-х 0,08(70-х) см 10%=0,1 70 0,1*70     0,15х + 0,08(70-х)=0,1*70   0,15х+ 5,6-0,08х =7   0,07х=7-5,6   0,07х=1,4    х= 1,4:0,07    х=20  20(г)- 15%-го раствора.    70- 20=50(г)-8% раствора                            Ответ: 20 гр., 50г.	1р 15%=0,15 х 0,15х 2р 60%=0,6 90-х 0,6(90-х) 3р 40%=0,4 90 0,4*90    0,15х+0,6(90-х)=0,4*90  0,15х+54-0,6х=36  -0,45х=36-54 -0,45х =-18   х=18:0,45   х=40   40(г)-15% раствора.     90-40=50(г)-60% раствора.                    Ответ: 40 гр., 50г.

 

Подведение итогов урока

Учитель химии.

– Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет?  (Задачи на растворы.)

– Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются разных сторон нашего быта.

Учитель математики.

– Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет?  (Задачи на проценты.)

При решении всех этих задач  мы используем правило нахождения процента от числа.

Оценки за урок.

Домашнее задание.

Важное место в рационе питания человека, а особенно детей занимает молоко и молочные продукты. Решим такую задачу:

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности  и пломбира 30%-й жирности  необходимо взять для  приготовления 100г 20%-го новогоднего коктейля?

Решение:

	%-е содержание	Масса раствора (г)	Масса вещества (г)
Молоко Пломбир	10%=0,1 30%=0,3	х 100-х	0,1х 0,3(100-х)
Коктейль	20%=0,2	100	0,2*100

 

0,1х + 0,3(100-х) = 0,2*100

0,1х + 30 – 0,3х = 20

-0,2х = -10

х = 50

50(г) – молока

100 – 50 = 50(г) – пломбира.

                                      Ответ:50г молока,50г пломбира.

Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор

Разбавленный, водный

Растворять, смешивать, решать

Растворы широко встречаются в быту.

Смеси

Наш урок подошел к концу. Сейчас  каждый из вас оставит на парте тот смайлик, какое настроение вы приобрели на уроке.

Спасибо за урок!