Предпрофильное занятие в 9 классе по теме: "Практикум по основам химического анализа"

Пояснительная записка

Курс по выбору “Практикум по основам химического анализа” рассчитан на 9 занятий, 1 час в неделю.

Цели курса – создание условий для формирования и развития у обучающихся:

– интеллектуальных и практических умений в области химического эксперимента, которые позволят исследовать явления природы;

– интереса к изучению химии и проведению химического эксперимента;

– творческих способностей;

– коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

Содержание курса качественно отличается от базового курса химии тем, что он расширяет знания учащихся по химии, способствует приобретению практических навыков работы с химическими веществами.

Данный курс обеспечен лабораторным оборудованием и необходимыми химическими веществами.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

– работать с простейшим лабораторным оборудованием;

– выполнять лабораторные опыты;

– наблюдать за изменением веществ;

– отбирать необходимые для эксперимента приборы;

– делать выводы.

Перечисленные умения формируются на основе знаний:

– о свойствах солей, кислот, щелочей;

– о способах разделения смесей;

– о правилах пользования химическими реактивами;

– о выполнении правил техники безопасности при работе с разными веществами;

– о цикле познания в естественных науках (факты, гипотеза, эксперимент, следствия).

В процессе изучения курса учащиеся знакомятся с деятельностью таких учёных, как М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев.

На курсах по выбору возможны следующие виды деятельности учащихся: исследовательская деятельность, самостоятельная работа с литературой, устные сообщения учащихся, дискуссия, составление таблиц по данным эксперимента.

Программа

Правила техники безопасности. Основное оборудование химического кабинета. (1 ч). Правила техники безопасности. Основное оборудование кабинета химии. Химические реактивы, правила их хранения.

Изготовление прибора для получения газов. (2 ч). Изготовление прибора для получения газов.

Определение загрязнённости поваренной соли. (1 ч). Чистые вещества и смеси. Способы очистки веществ.

Определение количественных соотношений при реакции замещения меди в растворе сульфата Cu(II) атомами железа. (1 ч). Типы химических реакций. Реакции замещения. Вычисление массы вещества по уравнению реакции.

Анализ хлеба. (2 ч). Определение плотности, влажности, кислотности хлеба.

Экология и мы (1 ч). Экологическое исследование реки Иня, парка им. Суворова.

Итоговое занятие. (1 ч).

Фрагменты занятия 1. “Правила техники безопасности.

Основное оборудование химического кабинета”

Задача: познакомить обучающихся с оборудованием химического кабинета, правилами поведения в кабинете химии, значением курса химии в жизни ученика.

Оборудование: колбы, пробирки, стаканы, воронки, склянки, банки, фарфоровая посуда, оборудование из дерева и металла, нагревательные приборы.

1) Значение курса химии в жизни человека.

2) Основное оборудование кабинета химии. Перечислите выставленные на столе предметы оборудования хим. кабинета.

3) Стеклянная посуда:

а) колбы (плоскодонные, круглодонные, конические, Вюрца);

б ) химические стаканы разных емкостей;

в) воронки;

г) стеклянные банки;

д) реторты.

4) Фарфоровая посуда

а) тигель;

б) чашка для выпаривания;

в) ступка с пестиком.

5) Стеклянные трубки и палочки.

Стеклянные трубки и палочки применяются для изготовления разнообразных приборов.

Мытье посуды. Механическое удаление загрязнителей:

а) простое мытье холодной водой или горячей водой с применением ершей;

б) мытье водой с применением кусочков бумаги или другого мягкого материала;

Химические способы мытья посуды:

а) мытье с мылом;

б) удаление осадков соляной кислотой, иногда при нагревании;

в) удаление загрязнений окислением их хромовой смесью.

Грязная посуда может быть причиной неудачи опыта или даже несчастного случая при их проведении.

Оборудование из дерева и металла:

а) штативы школьные;

б) штативы для пробирок;

в) держатели;

г) тигельные щипцы;

д) ложка для сжигания веществ, винтовой зажим, пружинный зажим;

е) весы.

Правила работы с реактивами

• Реактивы надо держать закрытыми.
• Не допускать закрывания посуды пробками от других реактивов.
• При наливании жидкостей склянку держать этикеткой к руке, иначе капли жидкости могут попасть на этикетку и испортить ее.
• Не оставлять реактивы без этикеток.

Фрагменты занятия 2-3. “Изготовление прибора для получения газов”

Задачи: познакомить обучающихся правильно обращаться со стеклом, научить их изготовлять прибор для получения газов.

Оборудование: стеклянные трубки разных диаметров, спиртовка, песок, пробки резиновые, пробирки, колбы.

Для работы со стеклом надо выполнять правила по технике безопасности.

Для изготовления приборов и деталей используют легкоплавкие трубки небольшого диаметра от 4-6 мм.

Сгибание трубок. Для придания трубке надлежащей формы ее надо согнуть, начинать сгибать надо тогда, когда трубка без всякого усилия работающего гнется сама.

Сверление пробок. При сверлении резиновых пробок сверло смачивают глицерином или водой. Для сверления пробки ее держат в руке и сначала с узкого конца отмечают место для сверления, затем, слегка нажимая на сверло, начинают его вращать. Когда сверло приближается к концу пробки, ее упирают в небольшую дощечку или старую пробку, при помощи стержня удаляют кусок пробки из сверла.

Монтаж прибора. Как вставлять трубки в просверленные в пробках отверстия. Трубка должна входить в пробку при умеренном нажиме и вращательном ее движении. Для уменьшения трения трубку можно смочить водой.

Трубку при вставлении в отверстие пробки надо держать около самой поверхности пробки, иначе она легко может сломаться и поранить руку работающего.

После сборки прибор проверяем на герметичность соединения частей прибора резиновыми трубками.

Фрагменты занятия 4. “Определение загрязнённости поваренной соли”

Задача: научить учащихся практически вычислять загрязненность поваренной соли.

Оборудование: загрязненная поваренная соль, химический стакан на 100мл., воронка, фильтровальная бумага, ножницы, фарфоровая чашка небольших размеров, стеклянная палочка, штатив с кольцом, спиртовка, спички, весы с разновесами, водяная баня.

Без поваренной соли невозможна жизнь растений человека, она обеспечивает важнейшие физиологические процессы в организмах: в крови соль создаёт необходимые условия для существования эритроцитов, в мышцах, обуславливает способность к возбудимости, в желудке образует соляную кислоту, без которой невозможно переваривание и усвоение пищи.

Хлорид натрия широко используется для получения натрия, хлора, соляной кислоты, в медицине для приготовления пищи, для консервирования продуктов питания.

Соль может быть загрязнённой, поэтому её нужно очищать.

Порядок работы

1) Зарисовать название и номер работы подготовить таблицу для записи данных опытов.

2) Взвесить чистую сухую фарфоровую чашку вместе со стеклянной палочкой записать результат.

3) Взвесить эту же чашку с загрязненной солью (4-5 г.) и с палочкой; записать результат.

4) Отмерить в стакан воды на 3 мл на каждый грамм соли.

5) Осторожно высыпать загрязнённую соль в воду и растворить ее.

6) Подготовить фильтр.

7) В кольцо на штативе опустить воронку с фильтром. Под нее поставить взвешенную и очищенную от соли чашку конец воронки нижней частью среза должен касаться стенки чашки.

8) Профильтровать раствор соли, соблюдая правила фильтрования.

9) Чашку с фильтром поместить на водяную баню и нагревать ее до полного высушивания соли.

10) Когда осадок станет сухим, снять чашку с водяной бани, хорошо вытереть и остудить ее до комнатной температуры, взвесить вместе с солью и палочкой. Результат записать.

Высушивание производить несколько раз до получения постоянной массы соли.

11) Вычислить процент загрязненности соли по формуле:

где а – масса загрязненной соли в г.; b – масса чистой соли в г.

Вместо водяной бани можно использовать стакан с горячей водой.

Фрагменты занятия 5. “Определение количественных соотношений  при реакции замещения меди в растворе сульфата меди Cu(II) атомами железа”

Задача: научить получать медь из медного купороса с помощью реакции обмена.

Оборудование: насыщенный раствор сульфата Cu(II), железный гвоздь, отчищенный от ржавчины, весы с разновесом, дистиллированная вода, тонкая нитка.

Порядок работы:

1. Взвесить чистый железный гвоздь до опыта и записать его массу.
2. Осторожно опустить на 5 мин. гвоздь на ниточке в раствор соли меди. Записать уравнение.
3. Вынуть гвоздь из раствора соли меди, обмыть его водой, осушить фильтровальной бумагой.
4. Взвесить гвоздь с налетом меди и массу его записать.
5. Вычислить, сколько прореагировало железа и сколько выделилось меди.

Один атом меди замещает один атом Fe. Масса железного гвоздя увеличивается на 8 г. (64г–56г);

В данном опыте масса гвоздя увеличилась на (b-a), где b – масса гвоздя после опыта, a – масса гвоздя до опыта.

x – масса выделившийся меди;

y – масса прореагировавшего железа;

Следовательно:

При выделении 64 г. Cu прореагировало 56 г. Fe – разница в массе 8 г.

При выделении x г. Cu прореагировало y г. Fe – разница в массе (b-a) г.

Фрагменты занятия 6-7. “Анализ хлеба”

Задача: научить проводить анализ выпеченного хлеба (плотность, влажность, кислотность).

Оборудование: эксикатор с серной кислотой, лабораторные технические весы с разновесом, бюкс, сушильный шкаф, мерный цилиндр на 50 мл, коническая колба 150-200 мл, химический стакан на 400 мл, керосин, ржаной хлеб, вода, спиртовой раствор фенолфталеина, щелочь.

Каждый пищевой продукт, производимый в больших количествах, должен удовлетворять определённым требованиям. Это относится к хлебу, как к продукту массового потребления. Важнейшие количественные показатели правильно выпеченного хлеба: плотность 1.25; влажность 49%, кислотность в пределах 9.11 условных градусов, показывающих количество миллиграммов эквивалентов кислот, содержащихся в 100 г хлебного мякиша.

Определение плотности хлеба

Порядок работы

1. 25 г ржаного хлеба (пшеничного) мякиша (без корки) тщательно размять пальцами до образования однородной массы и скатать из неё шарики величиной от горошины до лесного ореха.
2. Взвесить хлебные шарики с точностью до 0,01 г.
3. В мерный цилиндр с делениями до десятых долей миллилитра налить около 30 мл керосина.
4. Осторожно опустить в керосин по одному шарику хлеба. Через 5 минут определить уровень керосина в мерном цилиндре и записать его.
5. Разность между двумя уровнями керосина в цилиндре будет равняться объёму массы хлеба, записать его.
6. Отношение массы хлеба к его объёму даст плотность хлеба.

Определение влажности хлеба

Порядок работы

1) Взвесить пустой бюкс, предварительно просушенный при 100-110?C и охлажденный в эксикаторе, результаты записать в таблицу.

2) Взять 5 г. ржаного (пшеничного) хлеба, (без корки) мякиша, положить его во взвешенный бюкс, взвесить и результаты записать.

3) Высушить хлеб в бюксе в сушильном шкафу при t 100-110? C до постоянной массы. Перед взвешиванием бюкс с хлебом охладить в эксикаторе над серной кислотой. Результат записать в таблицу.

4) Произвести расчет: разность между вторым и первым взвешиванием равна массе влажного хлеба a. Разность между третьим и первым взвешиванием равна массе сухого хлеба b.

a–b=m;

где m – масса влаги, процент влажности хлеба равен:

Определение кислотности хлеба

Порядок работы

1) 25 г мякиша хлеба взвесить, положить его в мерный стакан, прилить дистиллированной воды до 250 мл и размять хлеб стеклянной палочкой до однородной массы. Дать отстояться раствору до прозрачной жидкости в верхней половине стакана и отфильтровать (примерно 1/3 объёма).

2) Отобрать пипеткой 50 мл отфильтрованного раствора в коническую колбу, добавить 2-3 капли фенолфталеина и титровать 0,1н раствором соли.

3) Вычислить кислотность хлеба. Допустим, что на 50 мл кислой жидкости пошло a мл 0,1н раствора щелочи, и на всю жидкость:

Это количество щелочи нейтрализует кислоту, содержащуюся в 250 г хлеба. На кислоту, содержащуюся в 100 г хлеба, потребуется:

Количество миллиграмм-эквивалентов щелочи в 20a мл содержится:

0,1 мг/экв·20·a мл

Столько же мл/экв кислоты содержится в 100 г хлеба. Это и есть условные градусы кислотности хлеба.

Так как ответ будет всегда 2a, то на практике расчетов не производят, а единственный показатель опыта a удваивают.

Фрагменты занятий 8-9 см. в <Приложении1 (zip-файл)>.

Список используемой литературы см. в <Приложении2 (zip-файл)>.