«Определение кислотности среды водных растворов»
Скачать 101.38 Kb.
|
Аннотация: Урок «Определение кислотности среды водных растворов» являются фрагментом элективного курса «Вода, дарующая жизнь!», который разрабатывался для учащихся 9-ых классов. В представленном уроке учащиеся знакомятся с понятием ионного произведения воды, водородного показателя среды (рН), рассматривают изменение окраски индикаторов в зависимости от рН, решают задачи на расчет рН растворов при известной концентрации кислоты или щелочи и степени диссоциации электролита. Вводная часть урока, повторение материала, необходимого для изучения новой темы, а также объяснение и частично закрепление новой темы проводится с помощью презентации в программе Microsoft PowerPoint. Для решения задач используется также программа Microsoft Exсel, в которой учащиеся сами вводят функцию расчета рН, а затем рассчитывают значение рН некоторых кислот и, рассматривая полученную при этом гистограмму, обсуждают результаты. На уроке присутствует эксперимент реальный «Определение рН мыла», а также эксперимент виртуальный «Изменение окраски индикаторов в зависимости от среды раствора» с использованием программы Сhemlab 2.0. Урок на тему: «Определение кислотности среды водных растворов». Задачи урока: Повысить теоретический уровень знаний учащихся по химии. Содействовать развитию познавательной активности учащихся, формированию информационной и коммуникационной культуры учащихся. Способствовать интеграции знаний учащихся, полученных при изучении информатики, математики, биологии. Развитие навыков работы на компьютере и использования информационных технологий при решении задач по химии. Цель урока: Рассмотреть диссоциацию воды как слабого электролита. Изучить понятия – водородный показатель (рН), ионное произведение воды. Научить учащихся рассчитывать рН одноосновных кислот и оснований по концентрации и степени диссоциации вещества. Расширить знания учащихся об индикаторах. Примечание: щелчок мышки обозначен знаком ☺ Ход урока: Урок начинается презентацией с голосовым сопровождением. ☺(Голосовое сопровождение) «Соком жизни на Земле» назвал Леонардо да Винчи воду. И это действительно так. Ведь вода является уникальным и важнейшим растворителем, в котором протекает большинство биохимических процессов. Сегодня мы поговорим о воде, как электролите и водородном показателе среды водных растворов электролитов, т.е. о рН. Что же такое рН? рН нашей кожи – 5,5, рН у нас в желудке - 1,7 (это сильно кислая среда), рН слюны - 6,9, рН крови - 7,4 , а слез близка к 7. Разные растения предпочитают разные значения рН почвы: клюква и голубика – 3,5 – 4,5 (сильно кислую среду), ландыш и лилия – 4-5 (кислую), земляника, малина, картофель, свекла, стручковый перец - 5-6,5, томаты, виноград, тюльпаны, розы предпочитают рН от 6 до 7,5 (практически нейтральная среда), а топинамбур, клевер, пшеница и ячмень от 7 до 7,5 (нейтральную и слабощелочную). Очень сильно влияет значение рН водоемов на рыб. Частое, в наше время, выпадение кислотных осадков приводит к увеличению кислотности среды водоемов. В таких водоемах первыми гибнут моллюски и ракообразные, которые не могут жить при рН<6; при рН<5,7 гибнут лосось, форель и плотва; щука и окунь гибнут при рН<5; достаточно широкие колебания рН среды выдерживают жуки-плавунцы и некоторые виды планктона. Жук плавунец может жить при рН=4 или даже 3,5. Последнее время, в телевизионной рекламе советуют поддерживать кислотно-щелочной баланс во рту при помощи жевательной резинки, а ухаживать за кожей лица, используя мыло рН которого «нейтральное». (Голосовое сопровождение закончено) Ученикам предлагается так же как в рекламе с помощью универсальной индикаторной бумаги определить рН мыла разного сорта. Опыт №1 «Определение рН мыла» Вопросы для учащихся: Какое мыло имеет самое большое значение рН, а какое самое маленькое? Почему рН моющих средств для нашей кожи должно быть 5,5 максимум 7, но не больше? Что показывает рН? Какие ионы определяют кислотную среду, а какие щелочную? ☺Ставятся задачи урока: Узнать как качественно и количественно можно определить кислотность среды? Каково количественное соотношение между рН, концентрацией ионов водорода и гидроксид-ионов? Как, зная концентрацию кислоты или щелочи, рассчитать рН раствора? ☺Повторение некоторых основных понятий, на которые будем опираться при разборе темы.
☺Объяснение нового материала: Вода - очень слабый электролит. Чистая дистиллированная вода не проводит электрический ток. Но незначительно вода все же диссоциирует. ☺ Уравнение ее диссоциации имеет вид: Н2О ↔ Н+ + ОН─ Концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов в воде очень маленькие. Было доказано, что для воды и разбавленных водных растворов электролитов произведение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов – величина постоянная, она называется ионным произведением воды и при 25 0С равна 10-14. Ионное произведение воды [Н+] . [ОН─] = КН2О КН2О = 10-14 (при 250С) ☺Постоянство ионного произведения воды дает возможность вычислить концентрацию ионов водорода, зная концентрацию гидроксид-ионов, и наоборот: [Н+] . [ОН─] = КН2О [H+] = 10-14 / [ОН─] [ОН─] = 10-14 / [H+] ☺Рассмотрим таблицу, в которой показано соотношение между концентрацией ионов водорода и гидроксид-ионов в растворе с учетом ионного произведения воды.
В зависимости от соотношения между концентрациями ионов водорода и гидроксид-ионов различают три типа сред: щелочная, когда [H+] < [ОH─] и в растворе преобладают гидроксид-ионы, кислая, когда [H+] > [ОH─], и нейтральная, когда [H+] = [ОH─]. ☺Для характеристики сред растворов очень удобно использовать так называемый водородный показатель рН (пэ-аш), введенный датским химиком Сёренсеном. Водородным показателем рН называется отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода в растворе: рН = ─ lg [H+] (Учащиеся 9-ых классов еще ничего не знают о логарифмах, поэтому следует объяснить, что такое десятичный логарифм и как его посчитать) Десятичным логарифмом данного числа называется показатель степени, в которую нужно возвести 10, чтобы получить данное число. Т.е. [H+] =10─ 4 lg 10─ 4 = ─ 4 ─lg 10─ 4 = 4 рН = 4 или, если концентрация ионов водорода равна 10-8, тогда рН, то есть отрицательный десятичный логарифм этого числа, равен 8 и т.д. Для расчета рН оснований подставим вместо [H+] выражение 10-14 / [ОН─], и получим формулу : рН = ─lg (10-14/ [ОН─]) (расчет рН оснований) ☺Возвращаемся к таблице и проставляем значения рН растворов при изменении концентрации ионов водорода от10-14 моль/л до1 моль/л. рН растворов при этом уменьшается от 14 до 0. При рН >7 среда щелочная, рН=7 – нейтральная, рН<7 – кислая. Закрепление: ☺ Какова среда раствора если рН=3?☺ Какова среда раствора если рН =9?☺ В воду (рН=7) добавили кислоты. Увеличится или уменьшится рН раствора при этом?☺ В воду (рН=7) добавили раствор щелочи. Как изменится рН раствора при этом? ☺ ☺ Далее рассматриваем, как можно рассчитать рН, зная концентрацию одноосновной кислоты в растворе и степень ее диссоциации. Для одноосновных кислот, одна молекула кислоты диссоциирует с образованием одного иона водорода. Следовательно, концентрация ионов водорода равна концентрации кислоты, если степень диссоциации равна 100%, то есть кислота сильная и необратимо диссоциирует. Или концентрация ионов водорода равна произведению степени диссоциации на концентрацию кислоты, если степень диссоциации кислоты меньше 100%. Значит, значение рН для одноосновных кислот можно рассчитать по формуле рН = ─ lg (α . cHX), а для однокислотных оснований, с учетом ранее полученных формул, рН = ─lg (10-14/ α . cMOH ). Используя формулы, которые рассмотрели, учащиеся у доски решают задачи. (Приложение 4). ☺ Задача 1. Напишите уравнение диссоциации и рассчитайте рН децимолярного раствора соляной кислоты, если степень диссоциации кислоты равна 100%.☺ Задача 2. Напишите уравнение диссоциации и рассчитайте рН сантимолярного раствора гидроксида натрия, если степень диссоциации его равна100%.☺ Задача 3. Напишите уравнение диссоциации и рассчитайте рН раствора азотистой кислоты, концентрацией 0,05 моль/л, если степень диссоциации кислоты при этом равна 10,1%.☺ При решении 3-ей задачи сталкиваемся с определенными трудностями в подсчете десятичного логарифма. ☺Учащимся предлагается пройти к компьютерам и, воспользовавшись программой Microsoft Exсel пакета Microsoft Оffice, создать небольшой документ, позволяющий рассчитывать рН одноосновных кислот, учитывая их степень диссоциации. (Приложение 2) Задание 1. Составьте программу расчета рН растворов кислот по формуле: рН = -lg (с α). (Ггиперссылка рН) ☺Далее учащимся предлагается задание, которое можно выполнить при помощи той же программы, используя таблицу значений степени диссоциации некоторых кислот при разной концентрации раствора. (Приложение 2) Задание 2. Рассчитайте и сравните значение рН растворов азотистой, молочной, муравьиной, хлоруксусной, уксусной, соляной кислот при заданном значении концентрации растворов. (Гиперссылка рН) Одновременно учащиеся получают гистограмму значений рН этих кислот, опираясь на которую, разбираются вопросы: ☺ Какая из кислот имеет более кислую среду раствора при заданной концентрации кислот? Можно ли по значению рН в данном случае говорить о силе кислоты? В каких случаях нельзя судить о силе этих кислот по значению рН? Какая кислота из предложенных самая сильная, а какая самая слабая? Можно ли назвать все эти кислоты сильными? Существуют различные методы измерения рН. Количественно кислотность среды определяют с помощью специальных приборов, которые называются рН-метры. (На экран выводятся лабораторный, ☺портативный рН-метр и ☺промышленный индикатор измрения рН ) ☺Качественно тип среды и рН водных растворов электролитов определяют с помощью индикаторов – веществ, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от среды растворов. На практике в школе для этого, как вы знаете, мы использовали такие индикаторы как лакмус, метилоранж и фенолфталеин. ☺(Напоминается окраска метилоранжа и лакмуса в разных средах) Предлагается с помощью виртуальной лаборатории рассмотреть изменение окраски индикаторов (фенолфталеина, метилового красного, фенолового красного, бромтимолового синего), в зависимости от рН среды. ☺Опыт №2 «Исследование изменения окраски индикаторов с помощью виртуальной лаборатории». (Приложение 3) Результаты виртуального эксперимента учащиеся записывают в таблицу. (Приложение 4) ☺Проверяются полученные результаты: Многие природные цветы, ягоды, листья и корни содержат окрашенные вещества и способны, попадая в кислую или щелочную среду, изменять свой цвет. Цветы ириса, темные тюльпаны, розы, анютины глазки, мальва, отвар малины, ежевики, черники, голубики, черной смородины, листья краснокочанной капусты и сок свеклы являются своего рода природными индикаторами. Получить такой индикатор не трудно, нужно просто сделать отвар или сок какого-то природного сырья. Так, например, виноградный сок, имеющий темно-коричневый цвет, в кислой среде становится красным, в щелочной - зеленым. Синий ирис в кислоте красный, а в щелочи зелено-голубоватый. Домашние хозяйки давно заметили, что если в борщ перед концом варки добавить немного пищевой кислоты (уксусной или лимонной), то он становится ярко-красным. Дома, используя уксусную кислоту или раствор соды, который имеет щелочную среду, можно провести подобные эксперименты. ☺Вывод урока.
Вопрос учащимся: Что показывает рН?
Вопрос учащимся: Как рассчитывают рН? В заключении можно отметить, что формулы, с помощью которых мы рассчитывали значения рН среды, не всегда можно использовать. Например, нужно учитывать что
☺Домашнее задание. С помощью универсальной индикаторной бумаги проведите исследование значений рН различного сорта мыла (детского, хозяйственного и т.д.), а также значений рН различных сортов стиральных порошков (для шерсти, обычный, детский и т.д.) (концентрации порошков брать согласно инструкции). С помощью программы Microsoft Exсel пакета Microsoft office постройте гистограмму «Значение рН различных сортов мыла и стиральных порошков». Сделайте выводы. (Оформление произвольное) (Приложение 5) Тема мини-проектной деятельности. Исследование изменения окраски природных индикаторов в зависимости от рН среды. (Составление соответствующей таблицы и презентации PowerPoint с фотографиями проделанных экспериментов) ☺ Используемая литература:
|
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Практическая работа «Среда водных растворов электролитов. Определение рн среды» | | "Визитная карточка" проекта Цели: формирование исследовательской компетенции при изучении среды водных растворов электролитов |
| Актуальна, так как это одна из важных тем химии 9 класса, которую... «Кислоты. Определение кислотности среды с помощью различных индикаторов. Сравнение силы кислот» | | Информационная таблица за период с 11. 11 по 11. 12 Саломатова В. А., Диплом 2-й степени за доклад «Фотохимия водных растворов бисфенола е в присутствии b-циклодекстрина» на XV международной... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Определение минеральных удобрений. Приготовление растворов минеральных удобрений» | | Математическая модель кристаллизации переохлажденных капель водных... «Речевой этикет» разработана на основе авторской программы по русскому языку для общеобразовательных учреждений. 5-11 классы: (автор-составитель... |
| Город, плывущий в космосе Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... |  | Контрольная работа По дисциплине: «Естествознание» Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... |
| Колыбель жизни и пульсы Вселенной Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... | | Эзотеризм и современная научная мысль Шевцова А. А Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... |
| Контрольные вопросы к теме 1 20 2 Человек как элемент системы «Человек среда» Определение бытовой среды. Основные группы неблагоприятных факторов бытовой среды [5] 42 | | Бадалов Шавкат Божественная помощь Вселенной Содержание Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... |
| Приказ № о проведении муниципального этапа Российского национального... Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... | | Гоманьков В. И. Научные и библейские представления о возникновении и эволюции Вселенной Российского конкурса водных проектов для старшеклассников «Гимн воде», в целях привлечения обучающихся образовательных учреждений... |
| Конференция «Проекты по охране водных ресурсов и экологическому мониторингу:... Управление охраны окружающей среды и природопользования Администрации г. Владивостока | | Совершенствование вирусологических исследований водных объектов окружающей... Работа выполнена в гу институт полиомиелита и вирусных энцефалитов им. М. П. Чумакова рамн |
