Данный урок - лабораторная работа разработан по предмету "Аналитическая химия" для обучающихся по профессии "Технология продукции общественного питания". В ходе лабораторной работы в основе определения общей жесткости воды используется один из методов титриметрического анализа - комплексонометрический.
Вода является универсальным растворителем на планете Земля. Как в загородных домах, так и в городе в квартирах с централизованным водопроводом существует проблема жесткой воды. Жесткость воды зависит от наличия в ней солей кальция и магния. Жесткость воды является характеристикой конкретного источника водоснабжения и не изменяется в процессе подготовки питьевой воды к централизованному водоснабжению. Как определить степень жесткости воды?
Цель: повторить основные понятия, используемые в титриметрическом анализе; научить определять общую жесткость воды комплексонометрическим методом; закрепить навыки работы с лабораторным оборудованием; развивать вычислительные навыки; воспитывать чувство ответственности и дисциплинированности при выполнении практической работы.
Оборудование: конические колбы, мерные круглодонные колбы, бюретки для титрования, реактивы: трилон Б, индикатор эриохром черный Т, водопроводная вода, аммиачно-буферная смесь; таблицы, инструкционные карты.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Актуализация знаний учащихся
Сегодня на уроке мы с Вами будем говорить о самом замечательном веществе на планете Земля - воде.
Вы, как будущие технологи общественного питания, будете использовать питьевую воду не только в быту, но и в своей профессиональной деятельности.
В Старом Осколе питьевая вода поступает в город из 14 водозаборов, расположенных в разных частях города и района.
1. Одинакова ли питьевая вода по своим свойствам? (нет)
2.Чем она отличается? (содержанием различных веществ - жесткостью)
Абсолютно чистой воды в природе не существует. Она всегда содержит различные примеси как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. От концентрации и природы этих примесей зависит пригодность воды для бытовых и промышленных нужд.
3.Что такое жесткость воды?
Жесткость воды определяется содержанием в ней растворимых солей магния, кальция, гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов.
4. Какие виды жесткости воды Вы знаете?
Жесткость временная (карбонатная) обусловлена содержанием гидрокарбонатов кальция и магния.
Жесткость постоянной (некарбонатной) обусловленна присутствием в воде хлоридов, сульфатов и других солей магния и кальция.
Общая жесткость воды представляет сумму жесткости карбонатной и некарбонатной.
5. Почему нежелательно использовать жесткую воду в быту?
Жесткая вода образует плотные слои накипи на внутренних стенках паровых котлов и кипятильников, в ней плохо развариваются пищевые продукты, при стирке белья в жесткой воде расходуется больше мыла.
III. Изучение нового материала
Тема нашего урока "Определение общей жесткости воды комплексонометрическим методом". Запишем ее в тетради.
В ходе урока мы должны научиться практическим путем определять общую жесткость воды, используя титриметрический анализ, в частности комплексонометрический метод.
Вспомним основы комплексонометрического метода анализа.
1. В чем состоит сущность комплексонометрического метода?
Сущность комплексонометрического метода состоит в образовании комплексных соединений анализируемых катионов с органическими реагентами - комплексонами.
2.Что такое титрование?
Титрование - постепенное добавление раствора известной концентрации до достижения точки эквивалентности.
3. Что такое точка эквивалентности?
Точка эквивалентности - момент окончания реакции, т.к. вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.
4. С помощью чего устанавливают точку эквивалентности? (индикатора)
5. Что такое индикатор?
Индикаторы - вещества, при помощи которых устанавливают момент эквивалентности между взаимодействующими растворами.
6. Что такое стандартный (рабочий) раствор?
Стандартный раствор - раствор с точно установленной концентрацией, используемый для титриметрических измерений.
7. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при выполнении практической работы?
Правила техники безопасности при работе со стеклянной посудой; жидкостями и сыпучими, а также ядовитыми веществами.
Работу выполняем по парам. На столах имеются инструкционные карты.
IV. Выполнение практической работы
Работу выполняем по парам. На столах имеются инструкционные карты.
В тетради:
Цель работы: определить общую жесткость воды методом комплексонометрии.
Оборудование: бюретки, мерный цилиндр, мерные круглодонные колбы, конические колбы, цилиндры, воронки, шпатель; реактивы: раствор Трилона Б, эриохром черный Т (сухой), аммиачно-буферная смесь, водопроводная вода.
Ход работы
1. Мерной колбой отмерить 100 мл исследуемой Н2О и перелить ее в коническую колбу.
2. Добавить к воде 5 мл аммиачно-буферной смеси, затем 7-8 капель спиртового раствора индикатора эриохром черного Т или щепотку его смеси с NaCl или KCl (сухую).
3. Тщательно перемешать, раствор окрасится в винно-красный цвет.
4. Смесь оттитровать 0,05 Н раствором Трилона Б. К концу титрования раствор Трилона Б добавлять по каплям, встряхивая смесь в колбе после добавления каждой капли.
5.Титрование можно считать законченным если после добавления очередной капли окраска раствора приобретает синий цвет с зеленоватым оттенком и с добавлением лишней капли раствора комплексона не изменяется.
6. Определить объем трилона Б, израсходованного на титрование.
7.Титрование повторить 2-3 раза и для расчета взять среднее значение.
V1 V2 V3 Vср
8. Произвести расчет общей жесткости воды.
Расчет:
Величину общей жесткости воды (Ж0) в мг*экв/л вычисляют по формуле:
| Жо = | N х V х 1000 | , |
| V1 |
где N - нормальность раствора трилона Б, г-экв/л;
V - объем раствора трилона Б, мл;
V1 - объем воды, мл.
9. Сделайте вывод о типе воды, пользуясь данными значениями жесткости воды.
Типы воды (по жесткости):
- Очень мягкие - 0-1,5 мг-экв/л;
- Мягкие - 1,5- 3,0 мг-экв/л;
- Среднежесткие - 3,0- 4,5 мг-экв/л;
- Довольно жесткие - 4,5 - 6,5 мг-экв/л;
- Жесткие - 6,5 - 11,0 мг-экв/л;
- Очень жесткие - свыше 11,0 мг-экв/л.
V. Подведение итогов работы
Сегодня на уроке мы практическим путем определили общую жесткость воды. Водопроводная вода, которую мы используем, является среднежесткой.
Какие способы устранения жесткости Вы знаете?
Способы устранения жесткости воды:
- Карбонатная (временная) жесткость - кипячение; добавление известкового молока или соды.
- Некарбонатная (постоянная) жесткость - добавление соды.
Общая жесткость - путем ионного обмена.