Химиялық кинетика.

Сабақтың тақырыбы: Химиялық кинетика. Химиялық  реакция  жылдамдығы

Сабақтың түрі: Жарыс сабақ

Қолданылатын әдіс-тәсілдер: «Жедел жауап» әдісі. Химиялық диктант. Ой шақыру. Сәйкестендіру принципі. Кубизм.

Мақсаты:

Білімділік: Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін факторларды қарастыру және оларды соқтығысу энергиясы тұрғысынан түсіндіру, ол бойынша есеп шығаруға дағдыландыру.

Дамытушылық: Химиялық реакция жылдамдығына концентрация, температура, өршіткі, әрекеттесуші заттардың табиғатының әсерін меңгеру. Формуланы қолданып есептер шығаруда логикалық белсенділіктерін кеңейту, білімдерін тереңдету. Білімгерлердің бойына химия ғылымына деген қызығушылықты арттыру.

Тәрбиелік: Пәнге деген ынтасын арттыру, өз бетімен жұмыс істей білуге, топта өзін, өзгені сыйлау сезімін қалыптастыру.

Күтілетін нәтиже: Оқушыларды шығармашылық қабілеттерін жетілдіру және олардың шығармамен  жұмыс істей білу дағдыларын одан әрі дамыта білді;

Модульдің қолданылуы: АКТ”, “Оқыту мен оқудағы жаңа тәсілдер”, “Оқыту үшін  бағалау және оқуды  бағалау”, “Сыни тұрғыдан ойлауға үйрету”

Қолданылатын ресурстар: Флипчарт, маркерлер, портреттер, тақта, стикерлер, ноутбук

Ұйымдастыру кезеңі: Барлық оқушыны ортаға шығарып шеңбер құрғызамын. Сәлемдесемін. Топтағы оқушылардың келген-келмегендерін түгелдеймін. Топқа бөлдіремін. Қалай отыратындықтарын түсіндіремін. Алтын ереже құрудың жолдарын айтып түсіндіремін.

Тренинг: Мұғаліммен сәлемдеседі. Шеңбер жасап бір-біріне жылы сөздер айтты. Сыныптың топ басшысы жоқтарды айтады. Түрлі түсті қағаздарды алып сол бойынша топ құрып орындарына отырады. Сабаққа кедергі келтіретіндерді болдырмау шараларын жазып шығады. Оны тақтаға шығып А1 форматтағы қағазға жазады

Сабақ кезеңдері: Білімге қызығушылықтарын  ояту

Қандай факторлар реакция жылдамдығына әсер етеді?

• Әрекеттесуші заттар табиғаты

• Температураны жоғарылату

• Еритін реагенттердің концентрациясын жоғарылату

• Газ тәріздес реагенттердің қысымын жоғарылату

• Қатты реагенттердің беттік ауданын жоғарылату

• Катализаторларды қолдану

Химиялық реакция жылдамдығы нені білдіреді?

Әртүрлі химиялық реакциялардың жылдамдығы бір-бірінен күрт ерекшеленеді. Кейбір реакциялар өте тез және кейбіреулері өте баяу болады.

Реакциялар, бөлшектер және соқтығысу

• Энергияның белгілі бір мөлшері бар бөлшектер соқтығысқан кезде реакциялар жүзеге асады.

• Бөлшектер реакцияға түсу үшін қажетті энергияның минималды мөлшері активтелу энергиясы деп аталады және әр реакция үшін әртүрлі болады.

Химиялық реакция жылдамдығы екі нәрсеге:

• бөлшектер арасындағы соқтығысудың жиілігіне

• бөлшектер соқтығысу үшін қажетті энергияға тәуелді болады.

Егер бөлшектер активтелу энергиясынан төмен энергиямен соқтығысса, олар әрекеттеспейді. Бөлшектер тек бір-бірінен серпілетін болады.

Химиялық реакция жылдамдығын өзгерту

Әрекеттесетін бөлшектер арасындағы сәтті соқтығысу санын арттыратынның бәрі реакция жылдамдығын жоғарылатады.

• Реакциялар бірдей жылдамдықпен өтпейді. Олар бастапқыда белгілі бір жылдамдықпен бастайды, одан кейін реакция тоқтағанға дейін біртіндеп жылдамдығы қосылады.

• Реакция өткен сайын реакцияға түсетін заттардың концентрациясы азаяды.

Заттардың табиғатына әсері

• Оттектің сутекпен әрекеттесуі тез өтеді, оттек молекуласындағы байланысын бұзу үшін 494 кДж/моль қажет.

• азоттың сутекпен әрекеттесуі өте баяу жүреді. Азот молекуласындағы байланысты бұзу үшін 942 кДж/моль энергия. Беріктеу азот молекуласы реакцияға қиын түседі, мұндай реакцияның жылдамдығы төмендеу болады.

Әрекеттесуші заттар табиғатының химиялық реакция жылдамдығына әсері

Мырыш + күкірт қышқылы → мырыш сульфаты + сутек

Zn + H₂SO₄→ZnSO₄ + H₂

Мыс + күкірт қышқылы → реакция жүрмейді

Cu + H₂SO₄→

Температураның әсері

Температура жоғарылаған сайын реакция жылдамдығы өседі

Вант-Гофф ережесі: Температура әрбір 10⁰С-қа артқанда, реакция жылдамдығы 2-4 есе өседі.

Неге температураны арттырғанда реакцияның жылдамдығы артады?

Температура жоғары болғанда, бөлшектер көбірек энергияға ие болады. Олар жылдамырақ қозғалады және басқа бөлшектермен соқтығысу мүмкіндігі көп болады дегенді білдіреді.

Бөлшектер көбірек энергиямен соқтығысады, сондықтан сәтті соқтығысулар саны артады.

Температураның химиялық реакция жылдамдығына әсері

Тәжірибе жүргізіп көрейік:

Екі сынауыққа мыс (ІІ) оксид ұнтағын салып, екеуіне күкірт қышқылының бірдей көлемін құямыз және бір сынауықты қыздырамыз. Қай сынауықта реакция жылдамдығы көп болғанын анықтаймыз?

Екі сынауықта да өтетін химиялық реакция теңдеуі:

Cu O + H₂SO₄ Cu SO₄ + H₂O

Химиялық реакция жылдамдығына концентрацияның әсері

Ерітілген реагенттердің концентрациясы жоғары болған сайын, химиялық реакция жылдамдығы артады.

Заттардың концентрациясы

Әрекеттесуші заттардың концентрациясы неғұрлым жоғары болса соқтығысуы соғұрлым көп болады. => Әсерлеуші массалар заңы: химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне пропорционал. A + B = C => = k*C_A*C_B немесе = k[A][B]

Неге концентрацияны арттырғанда химиялық реакция жылдамдығы артады?

Концентрация жоғары болғанда, кеңістіктің сол аймағында бөлшектер саны көп болады. Бұл бөлшектер көбірек соқтығысады және көбірек реакция түседі дегенді білдіреді.

Катализатор (өршіткі)

Катализаторлар – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын зат. Реакцияға қатысып, процесті тиімді жолмен жүргізеді, бірақ реакция соңында бастапқы қалпын сақтап қалады. Катализаторға қойылған негізгі талап – оның бірлік бетіне (1 м²) немесе салмақ бірлігіне (1 г) есептегендегі жоғары катализдік активтілігі.

Мысалы:

• Nickel (никель) – маргаринді өндіру кезінде катализатор ретінде қолданылады. (сұйық өсімдік майын гидрлеу).

• Iron (темір) – азот пен сутектен аммиакты алу кезінде катализатор ретінде қолданылады (Габер үрдісі)

• Platinum (платина) көліктердің газ шығаратын түтіктерінде түрлендіру үшін катализатор ретінде қолданылады. Көміртек монооксиді мен азот оксидін ауаны аз ластайтын көмірқышқыл газы мен азотқа түрлендіріп катализдейді.

Өндірістегі катализаторлар

Неге катализаторлар өндіріс үшін аса маңызды?

• Өнімдер тез жасалады, сол арқылы уақыт және қаражат үнемделеді

• Катализаторлар жоғары температураның қажеттілігін төмендетеді, сол арқылы отынды және қаражатты үнемдейді.

Сонымен қатар катализаторлар тірі ұяшықтар үшін табиғи болып саналады. Биологиялық катализаторлар протеиннің арнайы түрлері энзимдер деп аталады.

Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар

Химиялық реакция жылдамдығы артады:

• Химиялық белсенді заттар болу;

• Реагенттердің концентрациясын арттыру;

• Қатты және сұйық заттардың бетін жоғарылату;

• Температураны арттыру;

• Катализатордың қатысуы.

Химиялық реакция жылдамдығы кемиді:

• Химиялық белсенді емес заттар болу;

• Реагенттердің концентрациясын азайту;

• Қатты және сұйық заттардың бетін азайту;

• Температураны төмендету;

• Ингибитордың қатысуы.

Тапсырма: «Жедел жауап». Сұрақтар слайдта әр  топқа  беріледі.   

Мұғалімнің іс-әрекеті: Үйге берілген тапсырманы сұрақ-жауап арқылы диалогқа түсіру. Слайда үй тасырмасын қайталау ға сұрақтар жасалып, интерактивті тақтада көрсетіледі.

Оқушылардың іс-әрекеті: Мұғалім берген тапсырманы орындау Слайдта жазылған барлық қайталау сұрақтары мен тапсырмалар интерактиті тақтамен беріліп, әр топ өз білгендерін, білетіндерін сыни тұрғыдан ойлау арқылы нақты дәлелдермен жауап береді

Түсіну: Жалғасын тап. Сөйлем соңында қойылатын анықтамалардың жауабын тақтаға жазып қою керек. Тақтаға тақырыптағы сөздер алып оны тақтаға жазып қою арқылы оқушылардың  тақырыпты түсінеді. Сөздерді толықтырады,мағанасын түсіндіреді, талдайды.

Қолдану: «Бағыталған сұрақ» әдісін тақырыпқа арналған сұрақ пен тапсырмалар үшін пайдаламын. «Бағытталған сұрақ» әдісінде, жаңа сабақта өтілген есептер мен сұрақтар  бойынша, екі оқушы бір-біріне сұрақ қою арқылы, есепте және сұрақта не айтылғандығы, қалай түсінгендерін баяндап шығады. Бұл әдіс оқушылардың  ұяңдығын ашуға сұрақ қоя білуге, қойылған сұрақтарға нақты жауап бере білуге үйретеді.

Сергіту сәті: Оқушылармен бірге сергіту сәтін жасау

Талдау: Топпен жұмыс  «Кубизм» әдісі. Химиялық реакция жылдамдығына әсер ететін факторлар. Топтарға жаңа тақырып бойынша және өткен сабақты толық меңгерту мақсатында тапсырмалар беріледі.Сұрақтар мен қосымша тапсырмалар жаңа мтақырып бойынша, сабақты қалай түсінгендігін  тексеру және жұмыс істеу. Интербелсеңді тақтадағы бейнероиктегідей жаттығулар жасайды.

Жинақтау: Шығармашылық тапсырма. «Тақырыпты біз  былай түсінеміз» (кітап,суретпен жұмыс, жинақтау, бағалау)  (5 мин). Мұғалім жаңа тақырыпқа байланысты тапсырма қағаздарын таратады. Берілген тапсырманы уақытылы орындау, топпен тапсырмаларды талқылау, әр топтан оқушыортаға шығып өз ойын және пікірін бүгінгі  тақырып бойынша жеткізу, талдау және бағалау, тапсырмаларды орынату. Берілген сұрақтар арқылы топтар бір-біріне сұрақ қою арқылы диалогке түседі.

Glossary

• activation energy – активтелу энергиясы - Реакция басталу үшін энергия мөлшері

• catalyst – катализатор – Химиялық реакция жылдамдығын арттыратын, бірақ өзі реакцияда өзгеріссіз қалатын зат.

• concentration – концентрация – Берілген көлемде заттың молекула саны.

• enzyme – энзим – Биологиялық катализатор.

• rate of reaction – химиялық реакция жылдамдығы – Концентрацияның белгілі бір уақыт аралығындағы өзгерісі.

Бағалау: Өзін-өзі бағалау (2 мин). Бағдарша, бағалау парақшалары. алау парақшасы мен бағалау шкаласын тарату. Оқушылардың мақсаты берілген сұраққа өз ойларын  қағазға жазып береді.

Рефлексия: Стикерлерді толтыру. Оқушыларға стикер толтыруды ұсыну. Өзін өзі топпен бағалайды. Ұсынылған стикерді толтыру

Үй тапсырмасы: &29

• Температура, концентрацияның жоғарылауы мен төмендеуіне байланысты әрқайсысына 3 есептен шығарып келу.

• Химиялық реакциялардың жылдамдығына катализатордың әсері жайлы химиялық диктант дайындап келу