Реферат: Учебно-методический комплекс учебного занятия по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» специальность 26 05 02 «Технология продукции общественного питания»

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию РФ

НОУ СПО «Марийский кооперативный техникум»


Учебно-методический комплекс учебного занятия по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»

специальность 26 05 02 «Технология продукции общественного питания»


Преподаватель:

Попова Е. А.


Йошкар – Ола


План открытого урока по учебной дисциплине "Физическая и коллоидная химия"


Тема урока: Катализ и катализаторы.

Тип занятия: урок - изучение нового материала.

Вид занятия: урок - путешествие в химическую лабораторию.

Метод проведения: частично - поисковый, информационный, с применением демонстрационных приёмов.


Цели:

дидактическая : акцентировать внимание студентов на важности каталитических процессов в общественном питании; расширить знания студентов о катализе, катализаторах с помощью демонстрационных приёмов; организация образовательного процесса на основе сотрудничества преподавателя и студентов;

воспитательная : воспитывать профессиональный интерес; создать условия для воспитания желания активного участия в образовательном процессе;

развивающая : создать оптимальные условия для развития каждого студента на основе знания его индивидуальных способностей.


^ Междисциплинарные связи:

-Микробиология и физиология питания

-Биохимия

-Технология продукции общественного питания

-Контроль качества продукции общественного питания


Согласно требованиям к минимуму содержания основной профессиональной образовательной программы по дисциплине "Физическая и коллоидная химия" студенты должны знать: понятие катализ и катализаторы, условия их действия, их роль в различных процессах; уметь: экспериментально определять зависимость скорости химических реакций от различных факторов.


^ ТСО: персональный компьютер

мультимедийный проектор


Реактивы и оборудование: химические цилиндры, химические колбы, шпатель, спиртовка; перманганат калия, щавелевая кислота, серная кислота, сульфат марганца, аммиак, оксид хрома (III), краситель индиго, пероксид водорода, окись магния, диокись марганца, дихромат калия.


^ Структура урока


элементы урока

действия преподавателя

действия студентов

время

1. организационный момент

приветствие; проверка готовности студентов и кабинета к уроку

приветствуют; староста докладывает об отсутствующих

2 мин

2. актуализация имеющихся знаний по изучаемой теме

задаёт вопросы в виде беседы

отвечают на вопросы

5 мин

3. постановка темы и целей урока

объявляет тему и цель урока

слушают; записывают тему в тетради

3 мин

4. изучение нового материала

рассказывает, демонстрирует химические опыты по изучаемой теме; по ходу занятия объявляет темы докладов

слушают, заполняют опорный конспект, заполняют таблицы и схемы; по просьбе преподавателя помогают провести опыты; студенты, подготовившие доклады выходят к доске, рассказывают, остальные студенты слушают

45 мин

5. закрепление изученного материала

раздаёт карточки с тестовыми вопросами, таблицами

читают вопросы, отвечают, заполняют таблицу

15 мин

6. домашнее задание

называет автора учебника и страницы, где изложена изученная тема

слушают, записывают домашнее задание

5 мин

7. подведение итогов занятия

подводит итог занятия, указывает на важнейшие моменты для запоминания

слушают

5 мин



Опорный конспект


Тема: "Катализ и катализаторы"


Катализ -


Катализаторы -


Ингибиторы -


К


лассификация катализа








Виды катализа


К



атализ


Свойства катализаторов
















Биологические катализаторы ферменты


Теория гомогенного катализа


Значение катализа








































Определить к какому виду катализа относятся

предложенные ниже реакции.

Окисление аммиака (газ) в присутствии платина (твёрдая фаза).

Обесцвечивание перманганата калия (жидкая фаза) в присутствии сульфата марганца (жидкая фаза).

Разложение пероксида водорода (жидкая фаза) в присутствии двуокиси марганца (твёрдая фаза).

Каталитическое окисление аммиака (жидкая фаза) кислородом (газ) в присутствии окиси хрома (твёрдая фаза).

Кислотный гидролиз сахарозы, происходящим при запекании фруктов, варке сиропа, где роль катализатора выполняет роль водорода органических кислот.

Получение метилового спирта из окиси углерода (газ) в присутствии цинка (твёрдое вещество)




^ Гомогенный катализ

Гетерогенный катализ









Ответьте на предложенные ниже вопросы

Вещества, замедляющие скорость химической реакции называются …

а. катализаторами

б. аккумуляторами

в. ингибиторами

г. промежуточными соединениями

2. Катализ, при котором катализатор и реагируемые вещества находятся в одной фазе, называется …

а. гомогенным

б. положительным

в. гетерогенным

г. автокатализом

3. Одним из важнейших свойств катализаторов является …

а. выносливость

б. адаптивность

в. избирательность

г. чувствительность

4. Ферменты являются ______________ катализаторами.

а. химическими

б. положительными

в. специфическими

г. биологическими



№

вещества, вступающие в реакцию

катализатор

вид катализа

уравнение химической реакции

вывод по химической реакции





























































































^ Тема: «Катализ и катализаторы»


Одним из наиболее распространённых в химической практике методов ускорения химических реакций является катализ.


Катализ (от греч. кatalysis – разрушение) – изменение скорости химической реакции при воздействии веществ (катализаторов или ингибиторов), которые участвуют в реакции, но не входят в состав продуктов.

Катализаторы – вещества, повышающие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.

Ингибиторы – вещества, замедляющие скорость химических реакций, но состав и количество которых в конце реакции остаётся неизменным.


Катализаторы оказывают различное влияние на скорость химических реакций: одни ускоряют – положительные катализаторы, другие замедляют – отрицательные катализаторы. Примерами положительных катализаторов может служить вода при взаимодействии порошка алюминия с йодом, ферменты в различных биохимических процессах. К отрицательным катализаторам относятся антистарители, антиокислители и т.д. Таким образом, катализ подразделяется на положительный, отрицательный и автокатализ.


К

Автокатализ – катализаторами являются продукты реакции.


лассификация катализа




Положительный – скорость реакции при добавлении катализатора возрастает


Отрицательный - скорость реакции при добавлении катализатора уменьшается




^ Кроме того, выделяют два основных вида катализа: гомогенный и гетерогенный..

Виды катализа




Гомогенный – катализ, при котором катализатор и реагируемые вещества находятся в одной фазе.


Гетерогенный – катализ, при котором реагируемые вещества и катализатор находятся в разных фазах




^ Примером гомогенного катализа может служить восстановление перманганата калия щавелевой кислотой.

2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 (MnSO4) → 2 MnSO4 + K2SO4 + 10 CO2 +

8 H2O

Демонстрация опыта:

В два химических цилиндра помещаем перманганат калия, щавелевую кислоту, серную кислоту, всё перемешиваем. В один цилиндр помещаем в качестве катализатора сульфат марганца, перемешиваем. Далее сравниваем: обесцвечивание раствора в цилиндре с катализатором произошло быстрее, чем в цилиндре без катализатора.

^ Данную реакцию необходимо зафиксировать в таблицу.


Примером гетерогенного катализа является каталитическое окисление аммиака кислородом воздуха в присутствии оксида хрома (III).

4 NH3 + 5 O2 (Cr2O3) → 4 NO + 6 H2O

Демонстрация опыта:

В химическую колбу ёмкостью 500 мл помещаем раствор аммиака и закрываем пробкой. На спиртовке нагреваем оксид хрома (III), затем помещаем в колбу с аммиаком. Наблюдаем реакцию «звёздный дождь».

^ Опыт фиксируем в таблицу.


Катализаторы обладают определёнными свойствами.


Свойства катализаторов:

катализаторы не создают процесса, а только изменяют его скорость;

для обратимых реакций катализаторы не смещают равновесие и не влияют на константу равновесия, а лишь ускоряют процесс достижения равновесного состояния;

катализаторы обладают избирательностью, т.е. ускоряют только одну из нескольких реакций.


^ Избирательность катализаторов мы можем пронаблюдать на следующем примере.


Избирательность катализаторов.

Индиго + Н2О2 (MgO) → V1

Индиго + Н2О2 (Cr2O3) → V2

Индиго + Н2О2 (MnO4) → V3

Демонстрация опыта:

В три химические колбы помещаем краситель индиго и пероксид водорода. Затем в первую колбу помещаем оксид магния, во вторую – оксид хрома (III), в третью – диокись марганца. Наблюдаем как бурно протекает реакция в третьей колбе. Если поместить в третью колбу тлеющую лучину, она самовозгорится.

^ Опыт фиксируем в таблицу.


Биологические катализаторы – ферменты.


Студенты рассказывают подготовленные ими доклады.


Сравнение активности неорганических катализаторов и ферментов.

2 Н2О2 → 2 H2O + O2

Демонстрация опыта:


В две колбы помещаем пероксид водорода, в первую колбу помещаем кусочек мяса, в другую – диокись марганца. Наблюдаем, как бурно протекает реакция во второй колбе по сравнению с первой колбой.

^ Опыт фиксируем в таблицу.

Теории гомогенного катализа

Существует ряд теорий, объясняющих механизм действия катализаторов. Для понимания механизма гомогенного катализа предложена теория промежуточных соединений.

Сущность этой теории заключается в том, что если медленно протекающую реакцию

А + В → АВ

вести в присутствии катализатора К, то катализатор вступает в химическое взаимодействие с одним из исходных веществ, образуя непрочное промежуточное соединение:

А + К → АК

Затем промежуточное соединение АК взаимодействует с другим исходным веществом, при этом катализатор освобождается:

^ АК + В → АВ +К

Если теперь оба процесса суммировать, то получим исходное уравнение:

А+В → АВ

Каталитическое разложение пероксида водорода в присутствии дихромата калия:

K2Cr2O7 + H2O2 → K2[Cr2O7 * H2O2] – промежуточное соединение

K2[Cr2O7 * H2O2] + H2O2 → K2Cr2O7 + 2 H2O + O2

Демонстрация опыта:

В химическую колбу помещаем дихромат калия и пероксид водорода. Наблюдаем изменение окраски раствора.

^ Применение катализаторов для ускорения реакций в технологических процессах получило очень широкое распространение.


Значение катализа


с помощью катализатора многие полезные ископаемые можно превратить в полезные синтетические материалы;




производство твёрдых жиров, например маргарина, из жидких масел невозможно без катализатора;




переработка твёрдого топлива в жидкое, производство пластических масс, синтетических волокон осуществляется при помощи различных каталитических процессов;




В хлебопечении большое значение имеет фермент амилаза, расщепляющий крахмал, и протеаза, расщепляющий белок. От активности амилазы зависит скорость брожения теста;




в спиртовой и пивоваренной промышленности источником амилазы может быть солод и микробные препараты;




в виноделии и ферментации табака большое значение имеет фермент полифенолоксидаза, от активности которого зависят букет и цвет вина и качество табака;




некоторые ферменты, например пепсин, применяют в медицине



Домашнее задание: Липатников В. Е., Казаков К.М. «Физическая и коллоидная химия» стр. 60-64