Khoa học: Bài 13: Liên kết hóa học – Hóa học lớp 10, Bài 8: Độ tan của một chất trong nướcToán học: Tính toán lượng hóa chất, nước để tạo dung dịch bão hòa, Tính toán thời gian tạo mầm, và nuôi lớn tinh thểCông nghệ: Sử dụng các vật liệu, hóa chất tạo sản phẩm theo quy trìnhKĩ thuật: Thiết kế bản vẽ, quy trình nuôi tinh thể
NI TINH THỂ - ƯƠM MẦM VẺ ĐẸP HĨA HỌC Lí chọn đề tài Tinh thể vật thể cấu tạo từ ion, nguyên t ho ặc phân t theo m ột trật tự định Chúng chiếm đến khoảng 99% lớp vỏ Trái Đất dạng vơ sinh (khống vật, kim loại,….) hay hữu sinh (cây, tế bào sinh vật, ADN, ) Việc ni tinh thể cịn mẻ với học sinh Việt Nam, liên quan đến nhiều mơn khoa học nh ư: Tốn học, Hố h ọc, V ật lý, Vi ệc nuôi tinh thể giúp em hiểu sâu cấu trúc vật chất, t nh ững tinh th ể l ớn cho t ới tinh thể cấp lớn hơn, giúp em dễ hình dung độ tan c ch ất M ặt khác, vi ệc ứng d ụng tinh thể lớn sử dụng tinh thể để làm vật dụng, trang sức, Đối tượng thời gian - Đối tượng: học sinh lớp 10 - Thời gian: tiết lớp + tuần nhà Yêu cầu sản phẩm STEM: - Tinh thể đơn, kích thước tương đối, hình dạng đẹp Các yếu tố STEM Khoa học Bài 13: Liên kết hóa học – Hóa học lớp 10 Bài 8: Độ tan chất nước Tốn học Tính tốn lượng hóa chất, nước để tạo dung dịch bão hịa Tính tốn thời gian tạo mầm, ni lớn tinh thể Cơng nghệ Sử dụng vật liệu, hóa chất tạo sản phẩm theo quy trình Kĩ thuật Thiết kế vẽ, quy trình ni tinh thể Mục tiêu Về kiến thức - Học sinh biết: Độ tan chất nước, mạng tinh thể, tinh th ế, cách nuôi tinh thể - Học sinh hiểu: Khái niệm chất tan, biết tính tan số chất nước,khái niệm độ tan chất nước yếu t ố ảnh hưởng đến đ ộc tan, khái niệm tinh thể nguyên tử, tinh thể phân tử, tính chất chung c h ợp ch ất có cấu tạo mạng tinh thể nguyên tử, tinh thể phân tử - Học sinh vận dụng: Nuôi tinh thể tạo sản phẩm sáng tạo; làm mơ hình mạng tinh thể Về kĩ - Rèn luyện số khả làm số toán liên quan đến độ tan - Dựa vào cấu tạo loại mạng tinh thể chất, dự đốn tính chất vật lí - So sánh mạng tinh thể nguyên tử, tinh thể nguyên tử, mạng tinh thể ion - Hình thành số kĩ năng: làm việc nhóm, lập kế hoạch, giao ti ếp, nghiên c ứu, phân tích, tổng hợp, … - Rèn luyện phẩm chất đạo đức tốt: tính kiên nhẫn,… Thái độ - Hóa học khơng nhàm chán có thú vị riêng cần khám phá Định hướng lực Năng lực chung Năng lực riêng + NL tự học tự chủ + NL giao tiếp hợp tác + NL giải vấn đề sáng tạo + NL nhận thức hóa học + NL tìm hiểu giới tự nhiên góc độ hóa học + NL vận dụng kiến thức, kỹ học II THÔNG TIN HỖ TRỢ GIÚP GIÁO VIÊN 1.Độ tan chất nước 1.1 Chất tan chất không tan Nếu 100 gam nước hòa tan: + > 10 gam chất tan → chất dễ tan hay chất tan nhiều + < gam chất tan → chất tan + < 0,01 gam chất tan → chất thực tế không tan 1.2 Tính tan hợp chất nước - Bazơ: phần lớn bazơ không tan, trừ NaOH, KOH, Ba(OH) - Axit: hầu hết axit tan được, trừ H2SiO3 - Muối: + Các muối nitrat tan + Phần lớn muối cloua sunfat tan được, trừ AgCl, PbSO4, BaSO4 + Phần lớn muối cacbonat không tan trừ Na2CO3, K2CO3 1.3 Độ tan chất nước a Định nghĩa - Độ tan (S) chất nước số gam chất hịa tan 100 gam n ước đ ể t ạo thành dung dịch bão hòa nhiệt độ xác định VD: 25oC : + SNaCl = 36 g + S đường mía= 204 g b Cơng thức tính độ tan đại lượng có liên quan Cơng thức tính độ tan: Cơng thức tính nồng độ %: St chất C% = Cơng thức tính nồng độ mol/lit: Cơng thức liên hệ: C% = = 100 100% CM = = Hoặc S = C% = Hoặc CM = c Yếu tố ảnh hưởng tới độ tan - Độ tan chất rắn nước: nhiệt độ tăng độ tan tăng ngược lại - Độ tan chất khí nước: độ tan chất n ước tăng n ếu ta gi ảm nhi ệt độ áp suất Tinh thể - Mạng tinh thể 2.1 Tinh thể Tinh thể cấu tạo từ nguyên tử, ion, phân tử Các hạt đ ược s ắp x ếp m ột cách đặn, tuần hoàn theo trật tự định không gian t ạo thành m ạng tinh thể Các tinh thể thường có hình dạng, cấu trúc xác định không gian 2.2 Một số loại tinh thể Tinh thể ion Khái niệm Lực kết Tinh nguyên tử thể Tinh thể phân Tinh thể kim loại tử Được hình thành Được hình Được hình Được hình thành từ ion thành từ thành từ từ ion, nguyên mang điện tích nguyên tử phân tử tử kim loại trái dấu, electron tự cation anion liên Có chất tĩnh Có chất Là lực tương Có chất tĩnh điện cộng hóa trị tác phân tử điện Đặc tính - Bền tnc, ts cao - Khó nóng chảy, khó bay - Kém bền - Độ cứng nhỏ - tnc, ts thấp - Ánh kim - Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, - Dẻo 2.3 Mạng tinh thể - Mạng lưới tinh thể gọi tắt mạng tinh thể coi cấu t ạo b ởi hình hộp mà đỉnh cấu tử đồng (nguyên tử, phân tử, ion) - Mỗi hình hộp gọi mạng sở Hình ảnh minh họa Mạng tinh thể ion Mơ hình mạng tinh thể NaCl Mạng tinh thể ngun tử Mơ hình mạng tinh thể kim cương Mạng tinh thể phân tử Mô hình mạng tinh thể phân tử nước đá Mạng tinh thể kim loại III TIẾN TRÌNH HOẠT ĐỘNG Chia lớp thành nhóm, nhóm từ 8-10 học sinh, thực hi ện nội dung sau: Nội dung 1: Em nhà ảo thuật Mục đích: Ni tinh thể đẹp, có kích thước tương đối Nhiệm vụ: Giải thích hình thành mầm tinh thể Tìm hiểu quy trình ni tinh thể Thiết kế giải pháp nuôi tinh thể Lựa chọn loại hóa chất để ni tinh thể có màu sắc đẹp Xác định nguyên, vật liệu cần dùng Tính tốn tiết kiệm chi phí, từ lựa chọn nguyên vật li ệu thay cho ch ất l ượng khơng thay đổi chi phí thấp Thực ni tinh thể (quay video tiến trình thực hiện) + So sánh cấu trúc tinh thể thực nghiệm với lí thuyết + Có bảng tổng kết phần tìm hiểu nộp lại cho GV Phiếu hỗ trợ (Nếu HS yêu cầu) Nguyên liệu cần dùng: Chất để tạo tinh thể (Đồng II sunfat) Nước cất (hoặc nước uống tinh khiết đóng chai, nước qua máy lọc nước gia đình) Que nhỏ, đĩa nơng, cốc thủy tinh, bếp đun, dây nhỏ, mềm, keo dính, hộp xốp, dùng thêm cân nhiệt kế Cách tiến hành: Giai đoạn 1: Tạo tinh thể mầm Đun khoảng 50 mL nước cốc thủy tinh Hòa tan muối alum vào để thu dung dịch bão hòa nhiệt độ (50°C) Rót dung dịch cịn nóng vào đĩa nông Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng Sau khoảng ngày, tinh thể nhỏ xuất Dùng kính lúp để chọn lấy tinh thể đẹp suốt làm tinh thể mầm Cẩn thận dính tinh thể mầm vào đầu dây nilon nhỏ keo (VD keo 502) Dùng kính lúp kiểm tra xem tinh thể mầm có dích vào dây treo khơng? Giai đoạn 2: Nuôi tinh thể lớn Thêm lượng hóa chất gấp đơi lượng tan m ột th ể tích nước Khuấy dung dịch lượng chất tan tối đa Đun nóng dung dịch, tiếp tục khuấy lúc đun tan hồn tồn dừng đun Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng, thu dung dịch bão hòa Cẩn thận nhúng tinh thể mầm vào dung dịch bão hịa Đậy c ốc b ằng miếng bìa/màng nhơm để tránh bụi thay đổi nhiệt độ phòng Đặt cốc vào hộp xốp để ổn định nhiệt độ kết tinh Theo dõi trình kết tinh, tốc độ kết tinh ch ậm l ại c ần b ổ sung thêm muối Lấy tinh thể khỏi cốc, phun nước để rửa tinh thể, n ếu không dung d ịch muối bay nhanh làm mờ bề mặt Chú ý không chạm tay vào tinh thể Thêm muối vào dung dịch cốc đến bão hòa chu ẩn b ị c ốc dung dịch muối bão hòa bước 1-4 10 Lặp lại bước 5-8 Khi tinh thể to lên, phải thay dung d ịch m ới hàng ngày Lưu ý: Để nuôi tinh thể lớn, cần dung dịch bão hoà Nội dung 2: Em nhà thiết kế Mục đích: Tạo điều kiện cho nhóm học sinh sáng t ạo ứng d ụng t tinh th ể nuôi Nhiệm vụ: Tinh thể có ứng dụng sống có phải để trang trí? Thiết kế giải pháp tạo vật dụng trang trí từ tinh thể nuôi Các vật liệu cần dùng Chế tạo sản phẩm Trình bày khó khăn, điều chỉnh, kinh nghiệm học hoạt động Hoạt động 4: Cuộc thi triển lãm “Ươm mầm hoá học” Hoạt động giáo viên Hoạt động Xác định vấn đề Hoạt động học sinh - Tổ chức trị chơi (8 phút): “Ơ chữ kì di ệu” Thể lệ: Sau nêu câu hỏi, HS xung phong trả l ời Mỗi câu trả lời phần quà Phần quà miếng dán sticker hình tinh thể khác Nội dung câu hỏi: Màu đỏ đá hồng ngọc tạo nên từ nguyên tố nào? Đây tên tiếng anh nguyên tố trùng với tên series phim đình đám hãng Marvel Quá trình quang hợp xanh thải chất gì? Đây axit có nhiều ứng dụng quan trọng công nghiệp sản xuất Trong cấu tạo ngun tử, hạt khơng mang điện tích? Nguyên tố có nguyên tử khối + Ô chữ hàng dọc là? Đặt vấn đề cho HS vai trò, ý nghĩa tinh thể Hoạt động Nghiên cứu kiến thức HS chọn trả lời câu hỏi: + Crom + Iron + Oxy + Axit Sunfuric + Nơtron + Aluminium + Liti + CRYSTAL Tìm hiểu lý thuyết liên quan đến tinh thể - Cho học sinh quan sát mẫu mầm tinh thể - Kết hợp cho HS xem video, hình ảnh, GV cung cấp thông tin: Sau tạo dung dịch bão hòa nhiệt độ cao, để nguội thời gian thấy tạo thành mầm tinh thể Vậy tinh thể gì? - GV bổ sung - Cho học sinh quan sát mơ hình tinh thể phân t iot kết hợp với hình dán sticker hoạt động - Yêu cầu HS mô tả tinh thể phân tử iot? - Nhận xét, bổ sung - HS quan sát trả lời : + Tinh thể chất rắn + Có xếp theo trật tự định không gian + Cấu tạo từ nguyên tử, ion hay phân tử - Quan sát mơ hình - Tinh thể Iot tinh thể lập phương tâm diện, phân tử Iot nằm đỉnh tâm mặt hình lập phương - Các nguyên tử xếp đặn theo trật tự định - Ở nút mạng: phân tử - Sự xếp đặc biệt phân tử, nguyên tử tinh thể tạo thành cấu trúc - Mạng tinh thể gì? - Cho học sinh xem ví dụ minh họa - Muốn tạo tinh thể cần dung dịch bão hòa hay - Dung dịch bão hịa chưa bão hịa? Vì sao? - Dựa vào kiến thức để biết dung dịch bão - Độ tan hòa điều kiện xác định - Độ tan gì? - Độ tan (S) chất nước số gam chất hịa tan 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hòa nhiệt độ xác định - Nêu cơng thức tính độ tan - Cho học sinh quan sát video sơ lược - Yêu cầu HS đánh giá bước, cách nuôi tinh th ể video vừa - GV bổ sung Tổ chức cho HS đóng vai nhà thiết kế tạo trang sức đẹp từ tinh thể Yêu cầu sản phẩm STEM : có đơn tinh thể, có kích thước tương đối lớn, màu sắc đẹp, trang trí thẩm mỹ, chi phí thấp Cung cấp thông tin nội dung nhiệm vụ HS cần thực - Quan sát nêu bước tạo mầm tinh thể - giai đoạn: tạo mầm phát triển tinh thể - Nghe kĩ yêu cầu dự án Hoạt động Thiết kế giải pháp Hoạt động 4: Tham gia Triển lãm “Ươm mầm hóa học” Mục đích: + Trưng bày, thường thức sản phẩm + Hoạt động Thiết kế giải pháp, nuôi tinh thể, trang trí sản phẩm Mục đích: HS nhà thực phiếu giao nhiệm vụ, xây dựng gi ải pháp, th ực hi ện gi ải pháp ni tinh thể, trang trí sản phẩm GV theo dõi, quan sát, hỗ trợ nhóm qua phương tiện media Đánh giá hoạt động nhóm Hoạt động Báo cáo giải pháp, trưng bày triển lãm sản phẩm Mục đích: Trưng bày sản phẩm, giao lưu, học hỏi ki ến th ức nh kinh nghi ệm ni tinh thể Học liệu: - Tem bình chọn Cách thức tổ chức Thông báo cách thức báo cáo: - HS tham gia xem xét bình chọn cho - Mỗi thành viên tham dự triển lãm có tem bình sản phẩm mà thích chọn để bình chọn cho sản phẩm mà đánh giá tốt (dán tem bảng bình chọn sản phẩm, chiếm 50% kết quả) - Nhận xét, đánh giá GV (dựa thang điểm 10, chiếm 50% kết quả) Tổ chức cho nhóm báo cáo phát vấn, thời gian nhóm 15 phút Đánh giá giáo viên: GV đánh giá thông qua sản phẩm mà nhóm thu Tổng kết: tạo điều kiện cho HS tổng hợp kiến thức thông qua báo cáo nhóm Trao giải: có giải giành cho nhóm có sản phẩm hoạt động đẹp sản phẩm hoạt động đẹp - Trình bày kinh nghiệm - Yêu cầu nhóm chia sẻ kinh nghiệm thân đúc kết qua hoạt động (thuận lợi, khó khăn) - Đặt câu hỏi thắc mắc cho nhóm bạn - Đánh giá trình hoạt động nhóm V KẾT QUẢ TRẢI NGHIỆM CỦA HỌC SINH 10 - Lắng nghe tiếp thu Tên Hoạt động Nguyên liệu Hoạt động 1: Nhà ảo thuật Đĩa nông Cốc thủy tinh Bếp đun Dây nhỏ, mềm Keo dính VI DỰ TRÙ KINH PHÍ VII PHỤ LỤC Chất để tạo tinh thể GV cung cấp (Đồng II sunfat) Nước cất (hoặc nước uống tinh khiết đóng chai, HS tự cung cấp nước qua máy lọc nước gia đình) Que nhỏ Tổng cộng 28 000đ Hs tự kiếm Hoặc mượn PTN 000đ Có thể dùng thêm c ân 000đ 20 000đ nhiệt kế Hộp xốp Mượn PTN Hoạt động 2: Nhà Đồ trang trí thiết kế 30 000đ 30 000đ Hoạt động 3: Nhà sáng chế 30 000đ 30 000đ Bóng Ống hút Hoạt động 4: Khơng Triển lãm “Vẻ đẹp Hố học” Tổng cộng : 88 000đ PHIẾU THEO DÕI DỰ ÁN Giới thiệu Tên dự án Tên nhóm Danh sách nhóm Kế hoạch dự án Tên dự án Mơn học Mục tiêu dự án Hình thức trình bày Những ý tưởng ban đầu 11 Kinh phí Khơng Bảng phân cơng nhiệm vụ nhóm STT Tên thành Nhiệm viên vụ Phươn g tiện Thời gian hoàn thành Sản phẩm dự kiến Tự đánh giá Đánh giá nhóm Đánh giá giáo viên (qua trình thực báo cáo kết quả) Tên nhóm 12 Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Bình chọn Bảng 1.1 Bảng bình chọn Tiêu chí Điểm Tốt (9 – 10) Khá (7 – 8) Trung bình (5 – 6) Cần cố gắng (0 – 4) Sản phẩm ( Điểm hệ số 2) Sản phẩm tinh thể đẹp mắt, phù hợp với cấu trúc tinh thể lý thuyết, thiết kế nghệ thuật, mang tính sang tạo cao Sản phẩm tinh thể đẹp, phù hợp thực nghiệm lý thuyết, bày trí bắt mắt, mang tính nghệ thuật, thẩm mĩ Có sản phẩm, cách bày trí chưa đẹp, màu sắc mang tính thẩm mĩ thấp Có sản phẩm, sản phẩm khơng đạt tiêu chuẩn cấu trúc, cách bày trí khơng đẹp, màu sắc khơng thẩm mĩ Tính trung thực sản phẩm (có video tiến trình thực hiện) Thể báo cáo thông số cụ thể, đáng tin cậy minh chứng thực tế cho kết dựa tìm hiểu thực hành cách trung thực Thể báo cáo thông số, minh chứng thực tế chứng minh cho kết dựa tiến hành cách trung thực Cố gắng thể báo cáo thông số, minh chứng thực tế chưa mang tính thuyết phục Khơng thể báo cáo thông số, minh chứng thực tế cụ thể Thái độ tham gia Triển lãm Tổng điểm 13 Các mức độ chất lượng (điểm) Tích cực Tham gia với Chưa nhiệt Có thái độ thờ tham gia với thái độ tốt tình tham gia ơ, cản trở tinh thần học hỏi, tìm hiểu, góp ý mang tính xây dựng Bảng 1.2 Phiếu đánh giá Giáo viên PHIẾU TỰ ĐÁNH GIÁ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒNG ĐẲNG Nhóm: .L ớp: Người đánh giá: Cách sử dụng thang điểm: = Tốt thành viên khác nhóm = Trung bình = Khơng tốt thành viên khác nhóm = Khơng giúp cho nhóm -1 = Là trở ngại nhóm Nội dung Tên 14 Quan tâm, giúp đỡ người Nhiệt tình,trách nhiệm Đóng góp kiến hay,sáng tạo Có định hướng cơng việc Hợp tác nhóm hiệu Biết tổ chức quản lí nhóm Thực cơng việc hiệu Tổng điểm (Xi) ... Tinh thể - Mạng tinh thể 2.1 Tinh thể Tinh thể cấu tạo từ nguyên tử, ion, phân tử Các hạt đ ược s ắp x ếp m ột cách đặn, tuần hoàn theo trật tự định không gian t ạo thành m ạng tinh thể Các tinh. .. Mạng tinh thể ion Mơ hình mạng tinh thể NaCl Mạng tinh thể nguyên tử Mơ hình mạng tinh thể kim cương Mạng tinh thể phân tử Mơ hình mạng tinh thể phân tử nước đá Mạng tinh thể kim loại III TIẾN TRÌNH... sát video sơ lược - Yêu cầu HS đánh giá bước, cách nuôi tinh th ể video vừa - GV bổ sung Tổ chức cho HS đóng vai nhà thiết kế tạo trang sức đẹp từ tinh thể u cầu sản phẩm STEM : có đơn tinh thể,