Oppitunti, jonka kemian opettaja O.A. Olkina 8. luokalla pidettiin käyttämällä muistikirjaa käytännön työhön. I.I. Novoshinsky, N.S. Novoshinskaya, oppikirjaan Chemistry Grade 8 MOU "Secondary School No. 11", Severodvinsk, Arkangelin alue. ).
Oppitunnin tarkoitus: Muodostetaan, vahvistetaan ja ohjataan opiskelijoiden kykyjä määrittää ratkaisujen ympäristön reaktio käyttämällä erilaisia indikaattoreita, mukaan lukien luonnolliset indikaattorit, käyttämällä muistikirjaa I.I. Novoshinskyn, N.S. Novoshinskajan käytännön työhön kemian oppikirjaan luokka 8 .
Oppitunnin tavoitteet:
- Koulutuksellinen. Vahvistaa seuraavat käsitteet: indikaattorit, väliaineen reaktio (tyypit), pH, suodos, suodatus käytännön työtehtävien suorittamisen perusteella. Tarkistaa opiskelijoiden tiedot, jotka heijastavat suhdetta "aineen liuos (kaava) - pH-arvo (lukuarvo) - ympäristön reaktio". Kerro opiskelijoille tavoista vähentää maaperän happamuutta Arkangelin alueella.
- Kehittyy. Edistää opiskelijoiden loogisen ajattelun kehittymistä, joka perustuu käytännön työssä saatujen tulosten analysointiin, niiden yleistämiseen sekä johtopäätöksen tekemiseen. Vahvista sääntö: käytäntö todistaa teorian tai kumoaa sen. Jatkaa opiskelijoiden persoonallisuuden esteettisten ominaisuuksien muodostumista esiteltyjen monipuolisten ratkaisujen pohjalta sekä tukea lasten kiinnostusta opisteltavana olevaan aineeseen "Kemia".
- Hoitaa. Jatketaan opiskelijoiden taitojen kehittämistä käytännön työtehtävien suorittamiseen työsuojelu- ja turvallisuusmääräyksiä noudattaen, mukaan lukien suodatus- ja lämmitysprosessien oikea suorittaminen.
Käytännön työ nro 6 “Alustajan pH:n määritys”.
Tavoite opiskelijoille: Opi määrittämään erilaisten esineiden liuosten (hapot, emäkset, suolat, maaliuos, jotkut liuokset ja mehut) ympäristön reaktiota sekä tutkimaan kasviesineitä luonnollisina indikaattoreina.
Varustus ja reagenssit: koeputkiteline, tulppa, lasisauva, rengasteline, suodatinpaperi, sakset, kemiallinen suppilo, dekantterilasit, posliinilaasti ja survin, hieno raastin, puhdas hiekka, yleisindikaattoripaperi, testiliuos, maaperä, keitetty vesi, hedelmät , marjat ja muu kasvimateriaali, natriumhydroksidin ja rikkihapon liuos, natriumkloridi.
Tuntien aikana
Kaverit! Olemme jo tutustuneet sellaisiin käsitteisiin kuin vesiliuosten väliaineen reaktio sekä indikaattorit.
Millaisia reaktioita vesiliuosten ympäristössä tiedät?
- neutraali, emäksinen ja happoinen.
Mitä indikaattorit ovat?
- aineet, joilla voit määrittää ympäristön reaktion.
Mitä indikaattoreita tiedät?
- liuoksissa: fenolftaleiini, lakmus, metyylioranssi.
- kuiva: yleisindikaattoripaperi, lakmuspaperi, metyylioranssipaperi
Miten vesiliuoksen reaktio voidaan määrittää?
- märkä ja kuiva.
Mikä on ympäristön pH?
- Vetyionien pH-arvo liuoksessa (pH=– lg )
Muistakaamme, mikä tiedemies esitteli ympäristön pH:n käsitteen?
- tanskalainen kemisti Sorensen.
Hyvin tehty!!! Avaa nyt vihko käytännön työhön sivulla 21 ja lue tehtävä numero 1.
Tehtävä numero 1. Määritä liuoksen pH yleisindikaattorilla.
Muistetaan säännöt happojen ja alkalien kanssa työskennellessä!
Suorita koe tehtävästä numero 1.
Tee johtopäätös. Siten, jos liuoksen pH on = 7, väliaine on neutraali pH:ssa< 7 среда кислотная, при pH >7 alkalinen ympäristö.
Tehtävä numero 2. Hanki maaliuos ja määritä sen pH yleisindikaattorilla.
Lue tehtävä s.21-s.22, suorita tehtävä suunnitelman mukaan, laita tulokset taulukkoon.
Muista turvallisuussäännöt, kun työskentelet lämmityslaitteiden (alkoholin) kanssa.
Mitä on suodatus?
- seoksen erotusprosessi, joka perustuu huokoisen materiaalin - suodoksen - suhteessa seoksen muodostaviin hiukkasiin.
Mikä on suodos?
- se on kirkas liuos, joka saadaan suodatuksen jälkeen.
Esitä tulokset taulukon muodossa.
Mikä on maaperän liuosväliaineen reaktio?
- Hapan
Mitä on tehtävä maaperän laadun parantamiseksi alueellamme?
- CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2
Lannoitteiden käyttö, joilla on emäksinen ympäristöreaktio: jauhettu kalkkikivi ja muut karbonaattimineraalit: liitu, dolomiitti. Arkangelin alueen Pinezhskin alueella karstiluolien lähellä on sellaisia mineraaleja kuin kalkkikiveä, joten se on saatavilla.
Tee johtopäätös. Syntyvän maaliuoksen pH=4 ympäristön reaktio on lievästi hapan, joten kalkitus on tarpeen maaperän laadun parantamiseksi.
Tehtävä numero 3. Määritä joidenkin liuosten ja mehujen pH yleisindikaattorilla.
Lue tehtävä s.22, suorita tehtävä algoritmin mukaan, laita tulokset taulukkoon.
mehun lähde |
mehun lähde |
||
Peruna |
silikaattiliimaa |
||
tuore kaali |
pöytäetikka |
||
Hapankaali |
Juoma sooda liuos |
||
Oranssi |
|||
Tuoreet punajuuret |
|||
Keitetyt punajuuret |
Tee johtopäätös. Siten eri luonnon esineillä on erilaiset pH-arvot: pH 1?7 – hapan ympäristö (sitruuna, karpalo, appelsiini, tomaatti, punajuuri, kiivi, omena, banaani, tee, peruna, hapankaali, kahvi, silikaattiliima).
pH 7-14 emäksinen ympäristö (tuorekaali, ruokasoodaliuos).
pH = 7 neutraali alusta (kaki, kurkku, maito).
Tehtävä numero 4. Tutki vihannesten indikaattoreita.
Mitkä kasviobjektit voivat toimia indikaattoreina?
- marjat: mehut, terälehdet: uutteet, vihannesmehut: juurikasvit, lehdet.
- aineet, jotka voivat muuttaa liuoksen väriä eri ympäristöissä.
Lue tehtävä s.23 ja suorita se suunnitelman mukaan.
Kirjaa tulokset taulukkoon.
Kasvimateriaali (luonnolliset indikaattorit) |
Luonnollisen indikaattoriliuoksen väri |
||
Hapan ympäristö |
Liuoksen luonnollinen väri (neutraali väliaine) |
Alkalinen ympäristö |
|
Karpalomehu) |
Violetti |
||
Mansikat (mehu) |
oranssi |
persikka-vaaleanpunainen |
|
Mustikat (mehu) |
puna-violetti |
sininen - violetti |
|
Mustaherukka (mehu) |
puna-violetti |
sininen - violetti |
|
Tee johtopäätös. Siten ympäristön pH:sta riippuen luonnolliset indikaattorit: karpalot (mehu), mansikat (mehu), mustikat (mehu), mustaherukat (mehu) saavat seuraavat värit: happamassa ympäristössä - punainen ja oranssi, neutraalissa ympäristö - punainen, persikka - vaaleanpunainen ja violetti värit, emäksisessä ympäristössä vaaleanpunaisesta sinivioletiin violettiin.
Näin ollen luonnollisen indikaattorin värin intensiteetti voidaan arvioida tietyn liuoksen väliaineen reaktion perusteella.
Siivoa työtilasi, kun olet valmis.
Kaverit! Tänään oli hyvin epätavallinen oppitunti! Piditkö?! Voidaanko tällä oppitunnilla opittua tietoa käyttää jokapäiväisessä elämässä?
Suorita nyt harjoitusvihkoissasi annettu tehtävä.
Tehtävä hallintaan. Jaa aineet, joiden kaavat on annettu alla, ryhmiin liuosten pH:n mukaan: HCl, H 2 O, H 2 SO 4, Ca (OH) 2, NaCl, NaOH, KNO 3, H 3 PO 4, KOH.
pH 17 - väliaine (happo), sisältää liuokset (HCl, H 3 PO 4, H 2 SO 4).
pH 714 alusta (emäksinen), sisältää liuoksia (Ca (OH) 2, KOH, NaOH).
pH = 7 medium (neutraali), sisältää liuoksia (NaCl, H 2 O, KNO 3).
Arviointi työstä _______________
Kemiallisesti liuoksen pH voidaan määrittää käyttämällä happo-emäs-indikaattoreita.
Happo-emäs-indikaattorit ovat orgaanisia aineita, joiden väri riippuu väliaineen happamuudesta.
Yleisimmät indikaattorit ovat lakmus, metyylioranssi, fenolftaleiini. Lakmus muuttuu punaiseksi happamassa ympäristössä ja siniseksi emäksisessä ympäristössä. Fenolftaleiini on väritöntä happamassa väliaineessa, mutta muuttuu karmiininpunaiseksi emäksisessä väliaineessa. Metyylioranssi muuttuu punaiseksi happamassa ympäristössä ja keltaiseksi emäksisessä ympäristössä.
Laboratoriokäytännössä usein sekoitetaan useita indikaattoreita, jotka valitaan siten, että seoksen väri vaihtelee laajalla pH-arvoalueella. Niiden avulla voit määrittää liuoksen pH:n jopa yhden tarkkuudella. Näitä seoksia kutsutaan yleismaailmalliset indikaattorit.
On olemassa erityisiä laitteita - pH-mittareita, joilla voit määrittää liuosten pH:n välillä 0-14 0,01 pH-yksikön tarkkuudella.
Suolan hydrolyysi
Kun joitain suoloja liukenee veteen, veden dissosiaatioprosessin tasapaino häiriintyy ja vastaavasti väliaineen pH muuttuu. Tämä johtuu siitä, että suolat reagoivat veden kanssa.
Suolan hydrolyysi – liuenneiden suola-ionien kemiallinen vaihtovuorovaikutus veden kanssa, mikä johtaa heikosti dissosioituvien tuotteiden muodostumiseen (heikkojen happojen tai emästen molekyylit, happamien suolojen anionit tai emäksisten suolojen kationit) ja siihen liittyy väliaineen pH:n muutos.
Harkitse hydrolyysiprosessia suolan muodostavien emästen ja happojen luonteesta riippuen.
Vahvojen happojen ja vahvojen emästen muodostamat suolat (NaCl, kno3, Na2so4 jne.).
Sanokaamme että kun natriumkloridi reagoi veden kanssa, tapahtuu hydrolyysireaktio, jossa muodostuu happoa ja emästä:
NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl
Tämän vuorovaikutuksen luonteen oikean ymmärtämiseksi kirjoitamme reaktioyhtälön ionimuotoon ottaen huomioon, että ainoa heikosti dissosioituva yhdiste tässä järjestelmässä on vesi:
Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -
Identtisten ionien pelkistyessä veden dissosiaatioyhtälö jää yhtälön vasemmalle ja oikealle puolelle:
H 2 O ↔ H + + OH -
Kuten voidaan nähdä, liuoksessa ei ole ylimääräisiä H+- tai OH-ioneja verrattuna niiden pitoisuuteen vedessä. Lisäksi ei muodostu muita heikosti dissosioituvia tai niukkaliukoisia yhdisteitä. Tästä päätämme näin vahvojen happojen ja emästen muodostamat suolat eivät hydrolysoitu, ja näiden suolojen liuosten reaktio on sama kuin vedessä, neutraali (pH = 7).
Kun laaditaan ioni-molekyyliyhtälöitä hydrolyysireaktioihin, on välttämätöntä:
1) kirjoita suolan dissosiaatioyhtälö;
2) määrittää kationin ja anionin luonne (löydä heikon emäksen kationi tai heikon hapon anioni);
3) kirjoita ioni-molekyylireaktioyhtälö, koska vesi on heikko elektrolyytti ja että varausten summan tulee olla sama yhtälön molemmissa osissa.
Heikosta haposta ja vahvasta emäksestä muodostuneet suolat
(Na 2 CO 3 , K 2 S, CH 3 COONa ja muut .)
Harkitse natriumasetaatin hydrolyysireaktiota. Tämä suola liuoksessa hajoaa ioneiksi: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;
Na + on vahvan emäksen kationi, CH 3 COO - on heikon hapon anioni.
Na + -kationit eivät voi sitoa vesiioneja, koska NaOH, vahva emäs, hajoaa täysin ioneiksi. Heikon etikkahapon CH 3 COO anionit sitovat vetyioneja muodostaen hieman dissosioitunutta etikkahappoa:
CH 3 COO - + HOH ↔ CH 3 COOH + OH -
Voidaan nähdä, että CH 3 COONa:n hydrolyysin seurauksena liuokseen muodostui ylimäärä hydroksidi-ioneja ja väliaineen reaktio muuttui emäksiseksi (рН > 7).
Näin ollen voidaan päätellä, että heikon hapon ja vahvan emäksen muodostamat suolat hydrolysoituvat anionissa ( An n - ). Tässä tapauksessa suolaanionit sitovat H-ioneja + , ja OH-ionit kerääntyvät liuokseen - , joka aiheuttaa alkalisen ympäristön (pH > 7):
An n - + HOH ↔ Han (n -1) - + OH -, (pisteessä n = 1 muodostuu HAn - heikko happo).
Kaksi- ja kolmiemäksisten heikkojen happojen ja vahvojen emästen muodostamien suolojen hydrolyysi etenee vaiheittain
Harkitse kaliumsulfidin hydrolyysiä. K 2 S dissosioituu liuoksessa:
K2S ↔ 2K+ + S2-;
K+ on vahvan emäksen kationi, S2 on heikon hapon anioni.
Kaliumkationit eivät osallistu hydrolyysireaktioon, vain heikon rikkihapon anionit ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa. Tässä reaktiossa muodostuu ensimmäisessä vaiheessa heikosti dissosioituvia HS-ioneja ja toisessa vaiheessa heikkoa happoa H2S:
1. vaihe: S 2- + HOH ↔ HS - + OH -;
2. vaihe: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH -.
Hydrolyysin ensimmäisessä vaiheessa muodostuneet OH-ionit vähentävät merkittävästi hydrolyysin todennäköisyyttä seuraavassa vaiheessa. Tästä johtuen vasta ensimmäisen vaiheen läpi etenevällä prosessilla on yleensä käytännön merkitys, mikä on pääsääntöisesti rajoitettua arvioitaessa suolojen hydrolyysiä normaaleissa olosuhteissa.
OGE:n tehtävässä 18 kemiassa osoitamme tietoa indikaattoreista ja pH:sta sekä kvalitatiivisista reaktioista liuoksessa oleviin ioneihin.
Teoria tehtävään nro 18 OGE kemiassa
Indikaattorit
Indikaattori on kemiallinen aine, joka muuttaa väriä väliaineen pH:n mukaan.
Tunnetuimmat indikaattorit ovat fenolftaleiini, metyylioranssi, lakmus ja yleisindikaattori. Niiden värit alla olevan kuvan ympäristöstä riippuen:
Ja tässä on indikaattorien värit yksityiskohtaisemmin elämäesimerkeillä:
Selvitimme indikaattorit, siirrymme ionien kvalitatiivisiin reaktioihin.
Laadulliset reaktiot ioneille
Kationien ja anionien kvalitatiiviset reaktiot on esitetty alla olevassa taulukossa.
Kuinka selviytyä tehtävästä 18 kemian OGE-testissä?
Tätä varten sinun on valittava kvalitatiivinen reaktio jollekin tarjotuista vaihtoehdoista ja varmistettava, että tämä reagenssi ei reagoi toisen aineen kanssa.
Tyypillisten vaihtoehtojen analyysi tehtävälle nro 18 OGE kemiassa
Ensimmäinen versio tehtävästä
Yhdistä nämä kaksi ainetta reagenssin kanssa, jonka avulla voidaan erottaa nämä aineet toisistaan.
Aineet:
A) Na2CO3 ja Na2SiO3
B) K2CO3 ja Li2CO3
C) Na2S04 ja NaOH
Reagenssi:
1) CuCl2
4) K3PO4
Harkitse jokaista tapausta.
Na2CO3 ja Na2SiO3
- kuparikloridin kanssa reaktio ei etene molemmissa tapauksissa, koska karbonaatti ja kuparisilikaatti hajoavat vesiliuoksessa
- kloorivetyhapolla natriumkarbonaatin tapauksessa vapautuu kaasua, ja silikaatin tapauksessa muodostuu sakka - tämä laadullinen reaktio silikaateille
- fosfaatilla ei myöskään tapahdu laadullisia reaktioita natriumille
K2CO3 ja Li2CO3
- nämä aineet eivät reagoi kuparikloridin kanssa (itse asiassa kuparihydroksidi saostuu, mutta tällä reaktiolla ei voida erottaa kahta reagenssia)
- molemmat reagoivat kloorivetyhapon kanssa vapauttaen hiilidioksidia
- nämä aineet eivät reagoi magnesiumoksidin kanssa, eikä magnesiumoksidi joudu ioninvaihtoreaktioihin
- fosfaatin kanssa litium saostuu fosfaatin muodossa mutta ei kaliumia
Meillä on viimeinen vaihtoehto jäljellä - tämä on kuparikloridi. Itse asiassa kuparihydroksidi saostuu natriumhydroksidin kanssa, mutta sulfaatin kanssa ei tapahdu reaktiota.
Oksidien kemialliset ominaisuudet: emäksinen, amfoteerinen, hapan
Oksidit ovat monimutkaisia aineita, jotka koostuvat kahdesta kemiallisesta alkuaineesta, joista toinen on happi, jolla on hapetusaste ($-2 $).
Oksidien yleinen kaava on $E_(m)O_n$, jossa $m$ on alkuaineen $E$ atomien lukumäärä ja $n$ happiatomien lukumäärä. oksideja voi olla kiinteä(hiekka $SiO_2$, kvartsilajikkeet), nestettä(vetyoksidi $H_2O$), kaasumaista(hiilioksidit: hiilidioksidi $CO_2$ ja hiilimonoksidi $CO$ kaasut). Kemiallisten ominaisuuksiensa mukaan oksidit jaetaan suolaa muodostaviin ja ei-suolaa muodostaviin.
Ei-suolaa muodostava kutsutaan sellaisia oksideja, jotka eivät ole vuorovaikutuksessa emästen tai happojen kanssa eivätkä muodosta suoloja. Niitä on vähän, ne sisältävät ei-metalleja.
Suolaa muodostava Oksideiksi kutsutaan niitä, jotka reagoivat happojen tai emästen kanssa ja muodostavat suolaa ja vettä.
Suolaa muodostavista oksideista erotetaan oksidit emäksinen, hapan, amfoteerinen.
Perusoksidit ovat oksideja, jotka vastaavat emäksiä. Esimerkiksi: $CaO$ vastaa $Ca(OH)_2, Na_2O tarkoittaa NaOH$.
Tyypilliset emäksisten oksidien reaktiot:
1. Emäksinen oksidi + happo → suola + vesi (vaihtoreaktio):
$CaO+2HNO_3=Ca(NO_3)_2+H_2O$.
2. Emäksinen oksidi + happooksidi → suola (yhdistereaktio):
$MgO+SiO_2(→)↖(t)MgSiO_3$.
3. Emäksinen oksidi + vesi → alkali (yhdistereaktio):
$K_2O+H_2O=2KOH$.
Happamat oksidit ovat oksideja, jotka vastaavat happoja. Nämä ovat ei-metallioksideja:
N2O5 vastaa $HNO_3, SO_3 - H_2SO_4, CO_2 - H_2CO_3, P_2O_5 - H_3PO_4$, samoin kuin metallioksidit, joilla on korkea hapetusaste: $(Cr)↖(+6)O_3$ vastaa $H_2CrO_4, (M) +7 )O_7 - HMnO_4$.
Tyypilliset happamien oksidien reaktiot:
1. Happooksidi + emäs → suola + vesi (vaihtoreaktio):
$SO_2+2NaOH=Na_2SO_3+H_2O$.
2. Happooksidi + emäksinen oksidi → suola (yhdistereaktio):
$CaO+CO_2=CaCO_3$.
3. Happooksidi + vesi → happo (yhdistereaktio):
$N_2O_5+H_2O=2HNO_3$.
Tällainen reaktio on mahdollista vain, jos happooksidi liukenee veteen.
amfoteerinen Oksideiksi kutsuttuja, joilla on olosuhteista riippuen emäksisiä tai happamia ominaisuuksia. Nämä ovat $ZnO, Al_2O_3, Cr_2O_3, V_2O_5$. Amfoteeriset oksidit eivät yhdisty suoraan veteen.
Amfoteeristen oksidien tyypilliset reaktiot:
1. Amfoteerinen oksidi + happo → suola + vesi (vaihtoreaktio):
$ZnO+2HCl=ZnCl_2+H_2O$.
2. Amfoteerinen oksidi + emäs → suola + vesi tai kompleksiyhdiste:
$Al_2O_3+2NaOH+3H_2O(=2Na,)↙(\teksti"natriumtetrahydroksoaluminaatti")$
$Al_2O_3+2NaOH=(2NaAlO_2)↙(\teksti"natriumaluminaatti")+H_2O$.
