Конспект урока Коррозия металлов 9 класс.

9 класс

Коррозия металлов
Цель урока: обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания понятия о коррозии металлов, видах и способах защиты; продолжить формирование информационной, проблемной компетентностей.

Тип урока: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний

Краткое описание: Урок с использованием приемов технологии критического мышления и приемов из копилки активных методов обучения, формирования информационной компетентности (извлечение первичной информации) и проблемной компетенции (целеполагание и планирование деятельности)

Задачи урока:

1. Формирование основных понятий: коррозия металлов, виды коррозии.

2. Создание представлений о сущности коррозионных процессов и способах защиты от коррозии.

3. Формирование умений создавать проблемные ситуации и видеть пути их решения.

4. Обучение находить аргументы и защищать свою точку зрения.

5. Развитие коммуникативных способностей.

6. Формирование информационной и проблемной компетентности.

7. Формирование регулятивных и контрольно-оценочных умений

I. Организационный момент (2 мин):

1 стадия «Вызов»

Мотивация к учебной деятельности (2 мин)

Прием «Кот в мешке»

— в 1964 г. рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии, причиной стал этот процесс.

-Из-за этого процесса повреждаются нефтепроводы, в реки и на грунт выливается нефть.

-в переводе с латинского это понятие звучит как «разъедание»

— Эйфелева башня неизлечимо больна, диагноз – тема нашего урока, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: Её красили 18 раз, отчего её масса 9000 тонн каждый раз увеличивается на 70 тонн.

-это злейший враг металлургии, до 20% производимого железа за год «теряется»,

виной процесс-……

Если вы еще не догадались, прием «Визуализация информации» (картинки объектов со следами коррозии на слайде)

Тема нашего урока (обучающиеся формулируют самостоятельно): “Коррозия металлов”.

Этап целеполагания.(3мин)

Коррозия носит разрушительный характер.

Прием «Ключевой вопрос»

Учитель: Можно ли полностью устранить коррозию? Какие знания нам нужны?

Актуализация знаний

Этап Изучения нового материала (18мин)

Итак, тема нашего урока: «Коррозия металлов». Слово коррозия происходит от латинского «corrodere», что означает разъедать.

Какой урон наносит коррозия? (слайд )

Ежегодно теряется около четверти всего произведенного в мире железа. Однако не только потеря металлов. Но и порча изготовленных из них изделий обходится очень дорого. Затраты на замену деталей судов, автомобилей, аппаратуры химического производства во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены. Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства широких слоев людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора. Коррозия вызывает серьезные экологические последствия. Утечки газа, нефти и других опасных химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно влияет на здоровье и жизнь людей.

Таким образом, коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них, под химическим воздействием окружающей среды.

Коррозию металлов и сплавов (их окисление) вызывают такие компоненты окружающей среды, как вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды). Эти компоненты непосредственно окисляют металлы – происходит химическая коррозия.

Запишем суммарное уравнение протекающей химической реакции:

4Fe + 6H₂O (влага) + 3O₂ (воздух) = 4Fe(OH)_{3 «ржавчина»}

Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. Хотя корродируют практически все металлы, в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.
Прием «Тонкие и толстые вопросы»

Встречается ли в природе самородное железо?

Ответ ученика (примерный): нет железо – металл, средней активности, значит в виде оксидов и солей.
Учитель: В природе, хотя и очень редко, но встречается самородное железо –метеоритное. Вспомните события 15 февраля 2013 года Челябинской области- метеоритный дождь. Такое железо гораздо устойчивее к разрушению, поэтому и изготовленные предметы, из такого железа, ценятся гораздо дороже.

Но есть такие металлы, которые сами себя защищают – покрывают себя оксидной пленкой, например, цинк, алюминий и др.

Запишите уравнение реакции цинка с кислородом.

Zn + O₂ =

Учитель: Постановка проблемного вопроса + прием «Визуализация информации»

Почему железо себя не может защитить, как цинк? На слайде фото ржавый гвоздь и испачканные руки, того кто его трогал. Что остается на руках?

Ученик: та самая защита — оксид железа.

Учитель: Да, действительно, это оксид железа, точнее, смешанный оксид Fe₃O₄, рыхлый по своей структуре, он осыпается и не защищает, открывается следующий слой атомов, которые тоже подвергаются коррозии.

Учитель: Произнесите со мной поговорку и подумайте, а что же будет итогом:

Железо корродировало, корродировало, да с корродировало.

Ученик: от железа нечего не останется, разрушится

Учитель: Постановка проблемного вопроса: Какие меры предпринять?

Прием «Мозговой атаки»

Обучающиеся предлагают различные варианты. Записывают кратко в тетрадях.

Осмысление новой информации — решите тест (время1 мин 15 сек.- ограничение времени, учит самоорганизации и планированию своего времени)

1.Коррозия- это самопроизвольное разрушение металлов под действием

1) воздуха 3)газов

2)воды 4)всех факторов среды+

2.Какой способ защиты от коррозии наиболее эффективен

1)покрытие краской 2)зачистка поверхности

3)контакт с более активным МЕ + 4)введение ингибитора

4. Простейшее уравнение коррозии Fe+O₂+H₂O=Fe(OH)₃ какой коэффициент надо поставить перед водой

а)1 б)4 в)3 г)6+

5. Какой металл сам себя защищает от химической коррозии

А)натрий б)кальций в)алюминий + г)железо

За каждый правильный ответ — 1 балл

Учитель: Проведите взаимопроверку в парах (поменяйтесь работами) отработка контрольно-оценочных умений. Укажите количество заработанных баллов в конце теста

Учитель: В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул. С чем связана столь скоротечная жизнь этого чуда света?

Ученик: с коррозией

Учитель: да, но условия, они отличаются от химической…
Если два различных металла, находящихся в контакте между собой, опустить в водный раствор электролита (в реальных условиях это, например, грунтовые воды, сконденсированная влага из атмосферы), то металл более активный, будет разрушаться, предохраняя менее активный металл от коррозии.

Учитель: Скажите, а как мы можем определить, какой из металлов более активный, а какой менее активный?

Ученик: электрохимический ряд напряжений металлов
Учитель: Какой из металлов (медь или железо) является более активным?

Ответ: В среде электролита железо как более активный металл, постепенно разрушается

Электроны, высвободившиеся на железе, перейдут к меди на ее поверхности соединятся в ионами водорода, выделившимися из компонентов окружающей среды

Fe⁰ – 2e = Fe²⁺
2H⁺ +2e = H₂
Fe⁰ +^{2H+= Fe2+ + H₂}

Таким образом, протекает процесс электрохимической коррозии. Сформулируйте самостоятельно определение.

Учитель: Да, между двумя различными металлами, находящихся в контакте между собой, в токопроводящей среде. (соли, кислоты, щелочи)- занесем в таблицу

Этап «Закрепление знаний» (15мин)

Элементы эвристического метода. Проведите эксперимент, зафиксируйте результаты, оформите работу.

Работа проводится в парах, при строгом соблюдении правил техники безопасности.

Запишите результат в таблицу

1 вариант

опыт1. В пробирке 1железный гвоздь помещен в раствор гидроксида калия (КОH). В пробирке под 2 – в раствор хлорида натрия (NаCl).
1) В каком случае процесс коррозии интенсивнее?
2) Какая среда повлияла на скорость коррозии?
Опыт2. Даны 2 пробирки: в одной пробирке скрепка соединёна с медной проволокой, в другой пробирке скрепка соединена с цинком. Среда кислая.

1)Определите, в каком случае коррозирует железо? Почему?

2)Составьте уравнения реакций, протекающих в обоих случаях.

2 вариант

Опыт1. В пробирке 1– цинк покрытый лаком, в пробирке 2 непокрытый цинк. В обе пробирки добавьте соляную кислоту.

1)В какой пробирке наблюдается выделение газа? Почему?

2)Какой метод защиты металла демонстрирует данный опыт?

3) Запишите уравнение реакции.

Опыт2. Рассмотрите выданные алюминиевые ложки, одна новая, другая, принесенная из школьной столовой.

1) Какой вид коррозии и способ защиты наблюдаете.

2) Запишите уравнение реакции

Защита работ — прием из копилки АМО «Публичный отчет», позволяет формировать навыки представления результатов работы.

Осуществите самопроверку

Шкала оценки:

1. Каждые правильно записанные наблюдения и вывод                             1 балл

2. Каждые правильно записанные уравнения реакции –                                        1 балл

Максимальное количество баллов –                                                                           5 баллов

Решение ситуационных задач, развивает не только критическое мышление (применение знаний в новой ситуации), а убеждает обучающихся, что полученные теоретические знания востребованы в повседневной жизни.

Обучающиеся решают в тетради, один на доске, при решении с опережением доп. 3 б.

1.Яхта миллионера.

В 20-е годы ХХ в. с одним американским миллионером произошла

неприятная история.По его заказу была построена роскошная яхта “Зов моря”.

Для обшивки корпуса яхты использовался сплав никеля с медью. Известный под названием монель-металл. Этот сплав отличался чрезвычайно высокой

стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе и в морской

воде. Другие детали корпуса судна были изготовлены из специальных нержавеющих сталей, т.е. материалов, содержащих железо. Когда яхта была спущена на воду,

судно затонуло, ни сделав, ни одного рейса.Что послужило причиной произошедших событий? Опишите химические процессы.

2. Проблемы стоматологии: иногда зубные коронки, изготовленные из различных металлов (золота и стали) и близко расположенные друг к другу, доставляют

их носителям неприятнейшие болевые ощущения. Пациенты часто жалуются на резкую зубную боль. Что происходит во рту пациентов? Какая коронка быстрее разрушится, подтвердите переходом электронов.

3. Почему поверхность статуи Петру I(в Петрозаводске), отлитой из бронзы, периодически покрывается голубым налетом

4. Сияющие золотые купола православных церквей символизируют пламя свечи – знак обращения души верующего к Богу. Какие утилитарные цели преследовало золочение куполов? Что в данном случае важнее – польза или красота? Какие физико-химические свойства золота делают возможным золочение?

1. Подведение итогов и задание на дом (5 мин)
   «Итак, на сегодняшнем уроке мы с вами изучили один из важнейших вопросов химической промышленности – коррозию металлов. Мы ставили ключевой вопрос в начале урока: « Можно ли устранить коррозию?» ответьте на этот

вопрос

Коррозия металлов осуществляется под действием всех факторов среды и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить, на что и направлена современная химическая наука.
Самоанализ деятельности на уроке

Прием «Неоконченные предложения»

Этот урок меня заставил задуматься….

Мне на уроке было…..

Запишите задание на дом: §10, пополнить химический словарик новыми терминами + на выбор : решить ситуативную задачу №4 или составить тест по теме «Коррозия металлов»

Спасибо за работу!!!

—

6

Конспект урока «КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ» 9 Класс

УРОК ПО ТЕМЕ

«КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»

9 класс

Разработку урока подготовил

учитель химии

МАОУ «СОШ №36» г. Перми

Сыропятова Е.В.

Оглавление.

1. Цели и задачи урока_____________________________2 стр.

2. Ход урока

   1. Вступительное слово учителя________________2 – 3 стр.

   2. Изучение нового материала__________________3-5 стр.

   3. Первичная проверка усвоения знаний__________5 стр.

   4. Контроль знаний____________________________5-6 стр.

3. Выводы по уроку, домашнее задание________________6 стр.

4. Приложение_____________________________________7 стр.

Тема урока: «Коррозия металлов».

Цель урока: создание условий для восприятия и первичного закрепления нового учебного материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения.

Задачи урока:

Образовательные:

• формирование представления о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, её видах, причинах, механизме и способах защиты;

• формирование личностных УУД.

Развивающие:

• развитие умений проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности, построения логических цепочек и умения делать выводы из наблюдений, прогнозировать решение некоторых проблем;

• развитие познавательных УУД.

Воспитательные:

Тип урока: изучение нового материала.

Методы и приемы обучения: метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод.

Оборудование: компьютер, мультимедиа, таблицы: «Коррозия металлов», «Защита металлов от коррозии», опорный конспект «Коррозия металлов».

Реактивы для выполнения демонстрационных опытов: раствор NaCl, Al, Fe, Cu, Zn, медная проволока, 7 пробирок, фенолфталеин.

Ход урока

1 этап. Вступительное слово учителя (подготовка к изучению нового материала) – 5 мин.

Урок начинается с чтения сказки, главным персонажем которой является дракон. В сказке дракон олицетворяется с процессом коррозии.

«В царство металлов проник дракон. Он захватил символ Парижа – Эйфелеву башню. И только постоянная химиотерапия помогает сопротивляться разрушительному действию сил дракона. Также по вине дракона 31 января 1957 года обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году. Рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии. Одна только «Железная колонна» (Дели) успешно противостоит ненасытному дракону. На протяжении десятков лет колонна является предметом оживленных споров между учеными, которые даже в эпоху высоких технологий не в состоянии объяснить, почему за свою 1600-летнюю историю она практически не поддалась воздействию дракона».

Учащиеся определяют тему урока «Коррозия металлов» и совместно с учителем определяют цели и задачи урока.

2 этап. Изучение нового материала – 15 мин.

1. Определение коррозии металлов – процесс разрушения металлов и их сплавов под воздействием окружающей среды

Me⁰ – ne = Me⁺ⁿ

2. Определение факторов, способствующих коррозии.

а) роль кислорода воздуха в коррозии железа (учащийся представляет результаты заранее проведенного домашнего эксперимента). В две пробирки была налита вода, в одной из них кипяченая. В обе пробирки были помещены железные гвозди, очищенные наждачной бумагой. Пробирки закрывались резиновыми пробками. Происходит обсуждение результатов эксперимента, учащиеся делают выводы о влиянии кислорода на процесс коррозии.

б) коррозия металлов при наличии двух условий:

В начале урока закладывается серия опытов. Наливают в семь пробирок раствора поваренной соли. В каждую пробирку прибавляют по 2-3 капли фенолфталеина. Помещают в каждую пробирку тщательно зачищенные кусочки металлов: 1-алюминий, 2-железо, 3-медь, 4-цинк, 5-алюминий, обвитый медной проволокой, 6-железо, обвитое медной проволокой, 7-цинк, обвитый медной проволокой.

Учащиеся наблюдают появление розового окрашивания, отмечая, где оно появляется быстрее. Делают выводы. Анализ результатов позволяет перейти к следующей части урока.

Виды коррозии

вос-ль Сu⁰ – 2e→ Cu²⁺ /2/ окисление

ок-ль O₂⁰+4e→2O^2-/1/ восстановление

Вывод: кислород оказывает огромное влияние на процесс коррозии, являясь одним из наиболее агрессивных ее факторов.

• электрохимическая коррозия – происходит в среде электролита с возникновением электрического тока. Это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами (процесс окисления), происходят электрические (перенос электронов от одного участка изделия к другому).

Учитель вспоминает еще раз о разрушении Эйфелевой башни, она ржавеет и разрушается. Это сложный процесс, который включает несколько стадий. Суммарно оно выглядит следующим образом:

4Fe + 6H₂O_(влага) + 3O_{2(воздух)} → 4Fe(OH)₃ (учащиеся самостоятельно рассматривают окислительно – восстановительые процессы, делают выводы).

Однако химически чистое железо почти не корродирует. Техническое железо, содержащее различные примеси, например, в чугунах и сталях, ржавеет. Если на контакт двух металлов (железо и медь) попадает раствор электролита, например, соляная кислота, то образуется гальванический элемент, и начинается окислительно-восстановительная реакция. В результате реакции более активный металл (железо) окисляется и переходит в раствор, а ионы водорода восстанавливаются на менее активном металле (меди):

в-ль Fe⁰ – 2e →Fe ²⁺ (ок-ие)

ок-ль 2H⁺ + 2e → H₂ (вос-ие)

Способы защиты металлов от коррозии.

Далее учитель рассказывает о том, что еще в Древнем Египте было замечено, что латунные изделия (сплав меди и цинка) со временем покрываются слоем губчатой меди, а цинк окисляется. В средние века было рассмотрено отбеливание монет из сплава меди с серебром в растворе винного камня, при этом медь растворялась, а на поверхности монеты оставалось серебро.

1.Защитные поверхностные покрытия:

а) металлическое (цинк, олово, никель, свинец)

б) неметаллические (лаки, краски, эмали…)

2.Создание сплавов с антикоррозионными свойствами – легирование

металлов (никель, кобальт, хром, вольфрам…)

3. Введение ингибиторов

4. Протекторная защита

3 этап. Первичная проверка усвоения знаний – 15 мин.

Разбираем результаты демонстрационных опытов, записываем уравнения, рассматривая их как окислительно-восстановительные процессы (работа в группах), предоставляем результаты работы в группах. По окончании работы еще раз делаются выводы.

4 этап. Контроль знаний – 8 мин.

Самостоятельная работа «Коррозия металлов» по вариантам.

Вариант №1

1. Что такое «коррозия»? Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?

2. На стальной крышке поставлена медная заклепка. Что разрушится раньше – крышка или заклепка? Почему?

Вариант №2

1. Какие виды коррозии вам известны?

2. Почему луженный (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?

Вариант №3

1. Какие факторы, способствуют усилению коррозии?

2. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются Cu или Zn, Al или Fe? Почему?

Вариант №4

1. Перечислите способы борьбы с коррозией?

2. Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?

IV. Подведение итогов урока, домашнее задание – 2 мин.

Д/з: §10, упр.1, 2,4.

РЯД НАПРЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Li, Rb, К, Ва, Sr, Са, Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Ga, Fe, Cd, Tl, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, As, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

8

открытых учебников | Siyavula

Загрузите наши открытые учебники в различных форматах, чтобы использовать их так, как вам удобно. Нажмите на обложку каждой книги, чтобы увидеть доступные для загрузки файлы на английском и африкаанс. Лучше, чем просто бесплатные, эти книги также имеют открытую лицензию! См. различные открытые лицензии для каждой загрузки и пояснения к лицензиям в нижней части страницы.

Математика

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 7A PDF (CC-BY-ND)
        • 7B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 7A PDF (CC-BY-ND)
        • 7B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 8A PDF (CC-BY-ND)
        • 8B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 8A PDF (CC-BY-ND)
        • 8B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • 9A PDF (CC-BY-ND)
        • 9B PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • 9A PDF (CC-BY-ND)
        • 9B PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн
  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)

Наука

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY-ND)
        • ePUB (CC-BY)

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 7А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 7Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 7А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 7Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 8А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 8Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 8А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 8Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 9А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 9Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 9А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 9Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 4А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 4Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 4А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 4Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 5А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 5Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 5А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 5Б

        • PDF (CC-BY-ND)
• • Читать онлайн

  • Учебники

  • Пособия для учителей

    • Английский

      • Класс 6А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Класс 6Б

        • PDF (CC-BY-ND)

    • Африкаанс

      • Граад 6А

        • PDF (CC-BY-ND)

      • Граад 6Б

        • PDF (CC-BY-ND)

Лицензирование наших книг

Эти книги не только бесплатны, но и имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (фирменные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий. Вы можете копировать, распечатывать и распространять их столько раз, сколько захотите. Вы можете загрузить их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственное ограничение заключается в том, что вы не можете каким-либо образом адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, логотипы спонсоров и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите сайт Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без торговой марки)

Эти версии одного и того же контента без торговой марки доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, преобразовывать, изменять или развивать их любым способом, при этом единственным требованием является предоставление соответствующей ссылки на Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Как мы можем предотвратить кризис коррозии? — Урок

(0 оценок)

Нажмите здесь, чтобы оценить

Quick Look

Уровень: 11 (10-12)

Необходимое время: 45 минут

Зависимость урока: Нет

Предметные области: Химия, наука и технологии

Ожидаемые показатели производительности

NGSS:

HS-ETS1-1

HS-PS1-2

---

Доля:

TE Информационный бюллетень

Резюме

Этот урок предназначен для ознакомления учащихся с коррозией и инженерными методами, помогающими предотвратить коррозию. В начале урока ученикам дается несколько образцов ногтей для мини-задания. Различные типы ногтей помещают в несколько водных растворов (соленая вода или водопроводная вода) в течение определенного периода времени (2 недели, 1 неделя и т. д.), чтобы учащиеся могли увидеть различные результаты. Не зная об этих условиях, учащиеся обсуждают в небольших группах, чтобы записать свои наблюдения, объяснения и вопросы. Учащиеся узнают о негативном воздействии коррозии на искусственные конструкции, такие как мосты, лодки и автомобили. Они читают статью и смотрят короткое видео, чтобы узнать, что такое коррозия и почему она возникает. Во время обсуждения в классе с подсказками учащимся приводятся примеры и они делятся своим опытом того, как коррозия влияет на многие области повседневной жизни. Они также обсуждают, как и почему предприятия и частные лица предпринимают шаги для предотвращения возникновения коррозии.

Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Коррозия оказывает неблагоприятное воздействие на многие отрасли промышленности, снижая срок годности различных металлических изделий. Благодаря дальнейшим исследованиям и преднамеренному планированию инженеры могут разработать решения для предотвращения коррозии, чтобы продлить срок службы различных металлов и их приложений. Кроме того, хотя мы знаем, почему возникает коррозия, инженеры должны применить свое понимание этого процесса, чтобы найти наиболее экономичные методы предотвращения коррозии.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

• Объясните коррозию своими словами.
• Объясните, почему некоторые металлы ржавеют или окисляются.
• Приведите примеры коррозии и предотвращения коррозии в повседневной жизни.

Образовательные стандарты

Каждый TeachEngineering урок или занятие связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. , по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
ГС-ETS1-1. Проанализируйте крупную глобальную проблему, чтобы определить качественные и количественные критерии и ограничения для решений, учитывающих потребности и желания общества. (9 класс- 12) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Ключевые дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Анализ сложных реальных проблем путем определения критериев и ограничений для успешного решения. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Критерии и ограничения также включают удовлетворение любых требований, установленных обществом, таких как принятие во внимание вопросов снижения риска, и они должны быть количественно определены в максимально возможной степени и сформулированы таким образом, чтобы можно было сказать, соответствует ли им данный проект . Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Сегодня человечество сталкивается с серьезными глобальными проблемами, такими как потребность в снабжении чистой водой и пищей или в источниках энергии, сводящих к минимуму загрязнение, которые можно решить с помощью инженерии. Эти глобальные вызовы также могут проявляться в местных сообществах. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Новые технологии могут иметь серьезные последствия для общества и окружающей среды, в том числе неожиданные. Анализ затрат и выгод является критическим аспектом решений о технологии. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемая производительность NGSS
ГС-ПС1-2. Составьте и пересмотрите объяснение результата простой химической реакции, основанное на самых внешних электронных состояниях атомов, тенденциях в периодической таблице и знании закономерностей химических свойств. (9-12 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Ключевые дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Построить и пересмотреть объяснение на основе действительных и надежных данных, полученных из различных источников (включая собственные исследования учащихся, модели, теории, симуляции, экспертные оценки) и предположения, что теории и законы, описывающие мир природы, действуют сегодня как они это делали в прошлом и будут продолжать делать в будущем. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Периодическая таблица упорядочивает элементы по горизонтали по количеству протонов в ядре атома и размещает элементы с похожими химическими свойствами в столбцах. Повторяющиеся паттерны этой таблицы отражают паттерны внешних электронных состояний. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! Тот факт, что атомы сохраняются, вместе со знанием химических свойств вовлеченных элементов можно использовать для описания и предсказания химических реакций. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Различные модели могут наблюдаться на каждом из масштабов, на которых изучается система, и могут служить доказательством причинности в объяснении явлений. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

Общие базовые государственные стандарты — английский язык

• Определить центральные идеи или выводы текста; суммировать сложные концепции, процессы или информацию, представленную в тексте, перефразируя их в более простых, но все же точных терминах. (Оценки 11 — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Интегрируйте и оценивайте несколько источников информации, представленных в различных форматах и ​​на разных носителях (например, количественные данные, видео, мультимедиа), чтобы ответить на вопрос или решить проблему. (Оценки 11 — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология

• Студенты будут развивать понимание характеристик и области применения технологии. (Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Студенты будут развивать понимание отношений между технологиями и связей между технологиями и другими областями обучения. (Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Подписывайся

Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.

Рабочие листы и вложения

Как мы можем предотвратить коррозионный кризис? Презентация (pptx)

Как мы можем предотвратить коррозионный кризис? Презентация (pdf)

Как мы можем предотвратить коррозионный кризис? Примечания (docx)

Как мы можем предотвратить коррозионный кризис? Примечания (pdf)

Посетите [www.teachengineering.org/lessons/view/mis-2476-corrosion-crisis-prevent-lesson] для печати или загрузки.

Больше учебных программ, подобных этому

Урок средней школы

Изучение методов неразрушающего контроля

Учащиеся узнают о неразрушающем контроле, использовании метода конечных элементов (системы уравнений) и реальных воздействиях, а затем проводят мини-упражнения по применению уравнений Максвелла, генерированию токов, созданию магнитных полей и решению системы уравнений. Они видят значение NDE и FEM…

Изучение методов неразрушающей оценки

Предварительные знания

• Перед этим уроком учащиеся должны понять разницу между химическими и физическими изменениями и привести примеры для обоих. Учащиеся также должны уметь распознавать признаки того, что произошла химическая реакция.
• Учащиеся должны знать и понимать следующие словарные термины:
• химическое изменение/реакция
• продукт
• реагент

Введение/Мотивация

• Есть первый слайд Как мы можем предотвратить коррозионный кризис? Презентация открыта и видна учащимся в начале урока.
• Распечатка заметок Как предотвратить коррозионный кризис? Конспекты должны лежать стопкой возле образцов ногтей, по одному на каждого ученика.
• Мини-упражнение для разогрева (о том, как подготовиться к этому разделу, см. ниже)
• Индивидуальный:
• За несколько недель или дней до урока погрузите горсть гвоздей разных типов в пару типов воды (водопроводная, соленая и т. д.). В день урока поставьте образцы перед классом. в маркированных пробирках или в банках. Студенты не должны знать, какой тип гвоздя используется, в какую воду он помещается или как долго он находится в воде. Когда учащиеся входят в класс, указания будут представлены на доске (как часть слайдов). Студентам будет предложено записать свои наблюдения, объяснения и вопросы об образцах ногтей в верхней части своих заметок.
• Переворачивай, говори и делись
• Учитель предложит учащимся работать в небольших группах (не более четырех учеников). Учащиеся по очереди обсуждают написанное. Через несколько минут учитель ведет класс в обсуждении, сосредоточив внимание на некоторых из следующих вопросов:
• Пробные установки (использование воды, тип гвоздя, время погружения)
• Наблюдения учащихся (количество ржавчины или видимая коррозия)
• Факторы, определяющие, почему гвоздь заржавел или не заржавел (или серьезность ржавчины)
• Карта KWLS
• «Вы видели несколько примеров гвоздей, некоторые из которых подверглись коррозии, а некоторые нет. Прежде чем мы начнем урок, вы должны записать все, что вы уже знаете о коррозии».  Учащиеся заполнят букву K в своей таблице KWLS.
• “ Теперь подумайте, что вы хотите знать о коррозии. Запишите одну или две мысли или вопроса в кружок W. ” Учащиеся заполняют букву W в своей таблице KWLS.
• Введение в урок
• «На этом уроке мы обсудим, что такое коррозия и почему она возникает. Мы кратко обсудим примеры коррозии в повседневной жизни и то, как различные отрасли промышленности и отдельные лица пытаются предотвратить коррозию».
• Описывает цели урока и то, что будет обсуждаться.
• Как предотвратить коррозионный кризис? Презентация (см. примечания о том, что сказать или темы для обсуждения)
• Стоимость коррозии (2 слайда)
• Артикул
• Раздайте учащимся короткую статью «Коррозия» через Google Диск. Эту статью можно распечатать или просмотреть в Интернете. С помощью обоих методов учащиеся могут выделять и делать заметки по мере чтения.
• Видео
• Посмотрите всем классом «Ржавчина: профилактика и лечение | Химия окружающей среды | Химия | FuseSchool» на YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=jQoE_9x37mQ.
• Таблица KWLS (продолжение)
• «Теперь, когда мы посмотрели видео, прочитали статью и получили некоторые сведения о коррозии, что нового вы узнали о коррозии? Напишите два или три комментария в пузыре L».
• Заметки и обсуждение в классе:
• Что такое коррозия? Что такое ржавчина? Почему они возникают?
• Примеры коррозии в быту (под руководством студента)
• Как можно предотвратить коррозию?
• Карта KWLS (отделка)
• «Теперь, когда мы подошли к концу урока, я хочу, чтобы вы записали одну или две вещи, которые вы все еще хотите знать о коррозии. Это должно быть сделано индивидуально в ваших заметках».
• Работа с заметками
• В парах или небольших группах учащиеся делятся тем, что они написали для S.  
• Каждой группе будет выдан один или два стикера, на которых они смогут написать свой вопрос или мысль. (Одна идея на стикере).
• Разместите стикеры перед классом на доске. Если есть время, прочитайте классу каждую заметку. С помощью группы распределите их по похожим категориям.
• На эти стикеры можно ссылаться позже в разделе или во время занятия.

Предыстория урока и концепции для учителей

Коррозия – это повреждение металлов в результате окислительно-восстановительных реакций. Окислительно-восстановительные реакции, или окислительно-восстановительные реакции, представляют собой химические реакции, в которых происходит перенос электронов. Чтобы определить, произошла ли окислительно-восстановительная реакция, можно сравнить степени окисления реагентов и продуктов.

В окислительно-восстановительной реакции окисление и восстановление происходят одновременно. Окисление – это потеря электронов или повышение степени окисления. Восстановление — это приобретение электронов или уменьшение степени окисления (рис. 1).

Есть две мнемоники, помогающие учащимся запомнить разницу между окислением и восстановлением. «OIL RIG» представляет собой «Окисление теряет (электроны), восстановление получает (электроны)». «LEO говорит GER» представляет « L oss из E электронов = O окисление, G айн из E электронов = R выделение».

Для получения дополнительной информации о реакциях окисления-восстановления и степенях окисления:

• LibreTexts – Химия: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry)/Electrochemistry/Redox_Chemistry/Oxidation-Reduction_Reactions
• Люмен – безграничная химия: https://courses.lumenlearning.com/boundless-chemistry/chapter/oxidation-reduction-reactions/

Рисунок 1. Химическая реакция на ржавчину (оксид железа).

Авторские права

Авторские права © Дженнифер Рот, Университет штата Мичиган RET

Металл, кислород и электролит являются тремя основными компонентами, необходимыми для возникновения коррозии. Металл, подвергающийся коррозии, окисляется и образует свободные электроны. Затем кислород восстанавливается свободными электронами.

Растворение металла на аноде (где происходит окисление) вызывает гидратацию ионов металла в растворе. Если это произойдет, может произойти дальнейшее окисление ионов металла с образованием открытой ямки. Растворение металла также может привести к тому, что ионы металла образуют твердое соединение, которое собирается на поверхности металла. Может образоваться защитный барьер, препятствующий дальнейшей коррозии.

Рисунок 2. Окислительно-восстановительная реакция железа с оксидом железа (ржавчина). На Рисунке 2 показаны два возможных исхода коррозии: Создание карьера или защитного барьера, препятствующего дальнейшей коррозии.

Авторские права

Авторские права © Дженнифер Рот, Университет штата Мичиган RET

Для получения дополнительной информации о коррозии и ее возникновении:

• https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry)/Electrochemistry/Exemplars/Corrosion/Corrosion_Basics

Воздействие коррозии неодинаково для всех металлов. Некоторые металлы не подвержены коррозии благодаря своим химическим свойствам. Другие металлы при окислении образуют защитный слой снаружи, предотвращая дальнейшую коррозию. Тип коррозии, с которым знакомо большинство людей, — это ржавчина (оксид железа), которая может повредить металл и вызвать его расслоение. Со временем коррозия может изнашивать металл, вызывая его разрушение.

Коррозия оказывает множество неблагоприятных воздействий на окружающую среду и общество. Если инфраструктура не контролируется и не обслуживается, строения могут рухнуть или разрушиться. Водопроводные трубы и накопительные баки могут подвергаться коррозии, в результате чего в воду попадают вредные металлы и бактерии.

Помимо проблем со здоровьем и безопасностью, коррозия также требует больших финансовых затрат. Металлические конструкции, подвергшиеся коррозии, нуждаются в ремонте или замене с течением времени. Если не лечить на начальном этапе, может потребоваться больше ресурсов для постоянного ремонта и обслуживания конструкций.

Воздействие коррозии Ресурсы:

• Сколько стоит коррозия? (Thomas Industrial Coatings): https://www.thomasindcoatings.com/what-does-corrosion-cost/
• Flint Water Crisis: https://www.iflscience.com/editors-blog/science-behind-flint-water-crisis-corrosion-pipes-erosion-trust/
• Экономические последствия коррозии: http://impact.nace.org/economic-impact.aspx
• Стоимость коррозии (G2MT Laboratories): https://www.g2mtlabs.com/cost-of-corrosion/#:~:text=The%20total%20annual%20corrosion%20costs,at%20%241. 1%20trillion%20for %202016
• Стоимость коррозии для общества (исследование 1998 г.): https://corrosion-doctors.org/Principles/Cost.htm

Из-за негативного воздействия коррозии инженеры используют несколько методов для предотвращения коррозии металлов. Несколькими примерами этого являются покрытия, расходуемые покрытия и катодная защита.

Предотвращение коррозии: https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/preventing-corrosion/

Связанные виды деятельности

• Держите лодку на плаву. Студенты проектируют корабль, который не только вмещает груз, но и устойчив к коррозии. Учащиеся выбирают дизайн и форму корабля, металл, из которого изготовлен корабль, и тип покрытия, предотвращающего коррозию. После первоначального проектирования и постройки учащиеся «отправляют свои корабли в море», а затем ежедневно наблюдают за своим кораблем, собирая наблюдения.

Закрытие урока

Расскажите о задании Держите лодку на плаву , кратко обсудив грузовые суда и предотвращение коррозии. Предложите учащимся спроектировать корабль, способный перевозить грузы и устойчивый к коррозии.

Словарь/Определения

коррозия: Химическое изменение поверхности металла при контакте с кислородом окружающей среды.

металл: Тип материи, который является хорошим проводником тепла и электричества. Свойства: обычно твердый, блестящий, пластичный, ковкий и плавкий.

скорость реакции: насколько быстро происходит химическая реакция; другими словами, как быстро образуется продукт или расходуется реагент.

ржавчина: коррозия железа и его сплавов. Красновато- или желтовато-коричневый отслаивающийся налет оксида железа.

площадь поверхности: количество реагента, которое подвергается воздействию других реагентов в химической реакции. Чем больше площадь поверхности твердого реагента, тем выше скорость его реакции.

Оценка

Оценка перед уроком

Turn & Talks/Discussion Questions: Учащиеся делятся своими наблюдениями по образцам ногтей в небольших группах (подсказки приведены на слайде PowerPoint 3).

Оценка итогов урока

Таблица KWLS и примечания: По мере работы над уроком учащиеся записывают заполненную таблицу KWLS и делают заметки на отдельных листах для заметок.

Выходной билет на стикерах: В небольших группах учащиеся используют стикеры, чтобы поделиться тем, что они еще хотят знать о коррозии (подсказки приведены на слайде PowerPoint 24).

Расширение урока

Если позволяет время, учителя могут использовать это задание для ознакомления с окислительно-восстановительными реакциями, но более подробно. После этого урока (и связанного с ним занятия) Учителя могут более подробно рассказать о скорости реакции, а также о различных типах реакций.

Учителя могут предложить учащимся исследовать различные типы покрытий/обработок, используемых в различных отраслях промышленности для обработки или предотвращения коррозии.

использованная литература

(см.