Элективный курс по химии

Тамбовское областное государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

"Котовский индустриальный техникум"

Предметная комиссия 240125

"Технология производства и переработки

пластических масс и эластомеров"                                                                

методическая разработка

ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ХИМИИ

ДЛЯ учАЩИХСЯ СРЕДНИХ ШКОЛ

Разработала: преподаватель химии высшей категории

         Улуханова И.В.

Котовск, 2012

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

НА ПРИМЕРЕ АНАЛИЗА ВОДЫ

(16ч)

ПРОГРАММА КУРСА

Пояснительная записка

Развитие химической науки, всё возрастающее её значение требуют привлечения к практической деятельности большого числа людей. Предметно-ориентированный элективный курс «Основы химического анализа на примере анализа воды» на­целен на создание условий для более глубокого изучения девя­тиклассниками химии с демонстрацией практического приме­нения химических знаний, а также на их знакомство с основа­ми качественного и количественного анализа.

Курс основан на химическом анализе. Знакомство с метода­ми химического анализа проходит на примере анализа воды Содержание курса максимально приближено к практической деятельности. Учащиеся определяют различные показатели ка­чества воды и некоторые её компоненты. Курс позволяет уча­щимся научиться готовить водные растворы и использовать их в работе, а также отработать умения проводить различные хи­мические расчёты, углубить знания о способах выражения кон­центрации растворов. Химический эксперимент представлен преимущественно лабораторно-практическими работами.

Основная методическая установка курса — организация самостоятельной работы учащихся при ведущей и направляю­щей роли учителя. Содержание курса позволяет учащимся по­лучить азы специальности лаборанта химического анализа.

Содержание программы

Содержание курса представляет собой введение в одну из сопутствующих естественно-научному циклу наук — аналити­ческую химию.

Курс «Основы химического анализа» на примере анализа воды опирается на знания, полученные учащимися на уроках химии в 8-м классе: физические свойства воды, растворы, рас­творимость, характеристики растворов, их концентрация. В то же время на занятиях курса происходит расширение теорети­ческих и практических представлений об анализе, объединён­ных проведением анализа воды.

Курс состоит из введения, блоков качественного анализа, методов количественного анализа и заключения. Вводное за­нятие даёт представление о химическом анализе и способах выражения концентрации растворов. Химический анализ ос­нован на фундаментальных законах общей химии. Поэтому, чтобы овладеть аналитическими методами, необходимо знать свойства водных растворов, закономерности образования осад­ков, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ, уметь проводить расчёты с использованием различных способов выражения концентрации растворов (мас­совая доля растворённого вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалентов) и расчёты по уравнени­ям химических реакций.

Блок качественного анализа раскрывает сущность данного метода анализа применительно к водным растворам. Основная задача качественного анализа растворов — обнаружение кати­онов и анионов. Химический метод качественного анализа в курсе основан на реакциях в растворах. Реакции выполняют пробирочным методом.

Блок количественного анализа включает весовой и объём­ный методы анализа. Необходимые для анализа растворы уча­щиеся готовят разными способами: из навески вещества, раз­бавлением концентрированных растворов с ареометрическим определением плотности раствора и с определением концент­рации исходного вещества методом титрования.

Обобщение знаний о качественном и количественном ана­лизе проходит при определении физических показателей ка­чества воды.

Последующие занятия расширяют представления учащихся о методах объёмного анализа и их применении при анализе воды (комплексонометрия, метод осаждения, метод окислитель­но-восстановительного титрования).

Тематическое планирование занятий по курсу

«Основы химического анализа на примере анализа воды»

	Тема занятия		Содержание	Демонстрационный эксперимент		Ученический эксперимент			Сопутствующее повторение
1	Введение. Понятие о качественном и количественном анализе. Способы выражения концен­трации растворов		Необходимость анализа воды. Состав природных вод. Понятие о качественном и количественном анализе воды. Концентрация. Мас­совая доля растворенного веще­ства. Молярная концентрация. Молярная концентрация эквива­лентов	-		-			Вычисления по формуле расчёта массовой доли растворённого ве­щества
2	Элементы качест­венного анализа. Обнаружение катионов и анионов		Требования к химическим реак­циям, используемым при качест­венном анализе. Требования к реактивам. Обнаружение в вод­ных растворах катионов и анионов	-		1. Обнаружение катионов (Al3+, Fe2+, Fe3+). 2. Обнаружение анионов (СОз~, SOl", СГ, Вг", Г)			Составление химических уравне­ний в молекулярном и ионном ви­де. Расчёты по химическим урав­нениям с использованием массо­вой доли растворённого вещества и молярной концентрации
3	Методы количест­венного анализа. 1. Весовой анализ		Классификация методов количест­венного анализа. Сущность весо­вого анализа. Устройство весов. Правила взвешивания. Химическая посуда и оборудование. Правила отмеривания жидкостей. Методика определения сульфат-ионов в ис­следуемой воде	Определение содержания сульфат-ионов в исследуемой воде		1. Знакомство с лабораторной посудой и оборудованием. 2. Основные приёмы работы для проведения химического анализа (взвешивание, отме­ривание жидкостей, фильтро­вание)			Устройство весов. Правила взве­шивания. Правила отмеривания жидкостей. Обращение с нагрева­тельными приборами. Изготовле­ние фильтров. Фильтрование
4	Практическое опре­деление сульфат-ионов в сточной воде		Понятие о сточных водах. Источ­ники поступления сульфат-ионов в природные воды. Практическое определение сульфат-ионов	-		Определение сульфат-ионов в сточной воде			Составление химических уравне­ний в молекулярном и ионном виде. Расстановка коэффициентов в окислительно-восстановитель­ных реакциях методом электрон­ного баланса
5	Методы количест­венного анализа. 2. Объёмный анализ		Сущность объёмного метода анализа. Стандартный раствор. Точка эквивалентности. Мерная посуда. Методика приготовления стандартного раствора. Методика титрования	Приготовление стандартного раствора из навески (100 г 1%-ного раствора AgNO3). Титрование (определение моляр­ной концентрации раствора NaOH кислотно-основным методом)		Приготовление стандартного раствора соляной кислоты (с ареометрическим методом определения плотности раст­вора)		Вычисления по формуле расчёта массовой доли растворённого вещества и по формуле расчёта молярной концентрации
№	Тема занятия		Содержание	Демонстрационный эксперимент		Ученический эксперимент		Сопутствующее повторение
6	Приготовление стандартных растворов		Понятие о водных растворах. Методики приготовления стан­дартных водных растворов	-		1. Приготовление стандартно­го раствора гидроксида нат­рия из концентрированного раствора, концентрацию кото­рого определяют методом титрования. 2. Приготовление стандартного раствора карбоната натрия из навески вещества		Расчёт массовой доли растворён­ного вещества с использованием плотности раствора. Задачи на разбавление
7	Практическое определение жёсткости воды		Понятие жёсткости воды. Вода жёсткая и мягкая. Недостатки жёсткой воды. Виды жёсткости. Устранение различных видов жёсткости. Методика определения карбо­натной жёсткости воды	-		Определение карбонатной жёсткости воды методом титрования		Составление химических уравне­ний с участием карбонатов. Задачи по химическим уравнениям на расчёт массы одного из веществ с использованием массовой доли растворённого вещества
8	Практическое опре­деление сухого остатка в природной воде		Понятие сухого остатка. Методика определения сухого остатка иссле­дуемой воды	-		Определение сухого остатка в природной воде		Задачи на упаривание растворов. Задачи на растворимость веществ
9	Определение физи­ческих показателей качества воды	Физические показатели качества воды: температура, плотность, цветность, запах, вкус, прозрач­ность, мутность. Методики их опре­деления		-		1. Измерение температуры воды. 2. Определение плотности воды. 3. Качественное определение цветности. 4. Определение запаха. 5. Определение вкуса. 6. Определение прозрачности. 7. Определение мутности			Правила поведения в химической лаборатории. Проведение элемен­тов качественного и количествен­ного анализа
10	Классификация ме­тодов титриметри-ческого анализа. Сущность комп-лексонометрии	Классификация методов титри-метрического анализа по типу химических реакций. Комплексоно-метрический метод: химические реакции, реактивы, индикаторы, применение при анализе воды. Приготовление растворов и инди­катора		1. Изменение окраски индикато­ров (эриохром черный Т и мурек-сид) при образовании комплексов сСа2+иМд*+. 2. Эффект буферных растворов при добавлении к ним кислот и щелочей		1. Приготовление аммонийной буферной смеси. 2. Приготовление стандартного раствора трилона Б из навески. 3. Приготовление сухого индикатора (эриохром черный Т и мурексид)			Химическое равновесие. Смещение химического равнове­сия изменением концентрации исходного вещества или продукта реакции. Приготовление растворов
11	Практическое опре­деление общей жёсткости воды комплексонометри-ческим методом	Методика определения общей жёсткости воды методом комп-лексонометрии. Расчёт некарбо­натной жёсткости воды		-		Определение общей жёсткости воды			Расчёт массовой доли химическо­го элемента в сложном веществе. Расчёт по уравнению диссоциации концентрации катионов по известной концентрации анионов
	Тема занятия	Содержание		эксперимент		Ученический эксперимент			Сопутствующее повторение
12	Практическое опре­деление кальция и магния в воде	Методика определения кальция в воде. Расчёт содержания магния вводе		-		Определение кальция в воде			Расчёт массовой доли растворён­ного вещества по известной мо­лярной концентрации эквивален­тов. Расчёт по уравнению диссо­циации концентрации анионов по известной концентрации катионов
13	Сущность титриметрического метода осаждения		Метод осаждения: химические реакции, реактивы, индикаторы, применение при анализе воды. Приготовление растворов		1. Взаимодействие нитрата серебра с хлоридом натрия и хроматом калия. 2. Нейтрализация пробы воды		Приготовление растворов: AgNO3-1,03H., К2Сг2О7-10%-ный, H2SO4-0,iH.,NaOH-0,iH., фенолфталеина — 0,1%-ный		Составление химических уравне­ний в молекулярном и ионном ви­де. Приготовление растворов. Расчёт молярной концентрации эквивалентов по известной массо­вой доле растворённого вещества
14	Практическое опре­деление хлорид-ионов в минераль­ной воде		Методика определения хлорид-ионов в воде. Молярная масса эквивалентов				Определение хлорид-ионов в минеральной воде		Расчёт массы растворённого вещества по известной молярной концентрации эквивалентов и объ­ему раствора. Расчёт по химиче­скому уравнению массы одного вещества по известному объёму раствора, его плотности и массо­вой доле растворённого вещества
15	Сущность метода окислительно-вос­становительного тит­рования. Практиче­ское определение остаточного хлора в водопроводной воде		Метод окисления-восстановления: химические реакции, реактивы, индикаторы, применение при ана­лизе воды. Методика определения остаточного хлора в водопровод­ной воде		1. Взаимодействие хлора (полученного электролизом раствора CuCI2) с раствором KI. 2. Взаимодействие спиртового раствора иода с крахмальным клейстером и последующая реакция с тиосульфатом натрия		1. Приготовление ацетатной буферной смеси. 2. Приготовление 1%-ного раствора крахмала. 3. Определение остаточного хлора в водопроводной воде		Приготовление растворов. Признаки окислительно-восстано­вительных реакций. Расстановка коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом электронного баланса
16	Самостоятельное проведение элемен­тов качественного и количественного анализа воды		Контрольное занятие: индивиду­альная работа по проведению элементов качественного и коли­чественного анализа воды (три уровня сложности)		-		В зависимости от выбранного уровня сложности		На выбор: качественные реакции на важнейшие катионы и анионы; приготовление растворов различ­ными способами;определение физических показателей качества воды; определение общей, карбо­натной и некарбонатной жёсткости воды, сухого остатка, содержания катионов кальция и магния, хло­рид-ионов, остаточного хлора

Занятие 1. Понятие о качественном и количественном анализе. Способы выражения концентрации растворов

Обосновывается выбор темы, дается представление об ана­лизе воды, его роли в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, минералогии. Учитель напоминает правила безопас­ности при работе в химической лаборатории и при проведении химического эксперимента. Более подробно рассматриваются способы выражения концентрации растворов, решения расчёт­ных задач.

Занятие 2. Элементы качественного анализа. Обнару­жение катионов и анионов

Даются понятие о химических реактивах и их классифика­ция. Учащиеся самостоятельно проводят работу по обнаруже­нию в растворах некоторых катионов и анионов, закрепляют умение составлять химические уравнения в молекулярном и ионном виде.

Занятие 3. Методы количественного анализа. 1. Весо­вой анализ

Изучение количественного анализа начинается с классифи­кации методов. Происходит знакомство с весовым (гравимет­рическим) и объёмным (титриметрическим) методами анализа.

При рассмотрении химической посуды учащимся дают понятия о её калибровке и градуировке, делении по назначению. На практике они узнают правила отмеривания жидкостей, об обо­рудовании, его назначении, учатся обращению с нагреватель­ными приборами.

На примере определения содержания сульфат-ионов в сточ­ной воде происходит их знакомство с весовым анализом.

Занятие 4. Практическое определение сульфат-ионов в сточной воде

В соответствии с изученной на предыдущем занятии мето­дикой учащиеся самостоятельно проводят работу. (Учитель может заранее приготовить раствор, имитирующий сточную воду.) Они вспоминают устройство весов и правила взвешива­ния, отрабатывают умения по приготовлению разных фильтров и проведению фильтрования.

Занятие 6. Приготовление стандартных растворов

Знакомство с различными способами приготовления рас­творов, с ареометрическим методом определения плотности раствора, с методикой титрования. Эксперимент позволяет учащимся приступить к решению задач с переходом от одного вида концентрации к другому. Выполняется работа по приго­товлению растворов различной концентрации. (Рекомендуется готовить растворы, которые будут использованы в дальнейшей работе.)

Занятие 7. Практическое определение жёсткости воды

Учащиеся достаточно подробно знакомятся с понятиями жёсткой и мягкой воды, недостатками жёсткой воды, с видами жёсткости воды. Используя титрование, они самостоятельно проводят определение карбонатной жёсткости воды.

Занятие 8. Практическое определение сухого остатка в природной воде

В качестве исследуемой воды можно взять негазированную минеральную воду. Учащиеся самостоятельно выполняют рабо­ту и сравнивают полученные результаты со значениями, ука­занными на этикетке бутылки с минеральной водой.

Занятие 9. Определение физических показателей ка­чества воды

Учащиеся определяют (в соответствии с инструкциями) температуру, плотность, цветность, запах, вкус, прозрачность, мутность воды. Это занятие включает не только количественный анализ большинства указанных показателей, но и их качествен­ное определение, поэтому является обобщающим.

Занятие 10. Классификация методов титриметриче­ского анализа. Сущность комплексонометрии

Учитель знакомит учащихся с классификацией методов титриметрического (объёмного) анализа по типу химических реакций и объясняет сущность комплексонометрического ана­лиза. Учащиеся знакомятся с новыми индикаторами (эриохром чёрный Т и мурексид) и понятием «буферные растворы».

Занятие 11. Практическое определение общей жёст­кости воды комплексонометрическим методом

В соответствии с изученной на предыдущем занятии методи­кой комплексонометрии учащиеся самостоятельно проводят ра­боту по определению общей жёсткости воды. Для анализа лучше взять минеральную воду, содержащую на этикетке информацию о жёсткости воды, — для последующего сравнения результатов. Учащиеся вспоминают виды жёсткости воды: карбонатную и не­карбонатную. На основании полученного результата общей жёст­кости воды и проводимого на занятии 7 определения её карбо­натной жёсткости по формуле проводят расчёт некарбонатной жёсткости воды. Занятие позволяет систематизировать знания учащихся о составе питьевой и минеральной воды, о видах ми­неральной воды (столовая, лечебная и лечебно-столовая).

Занятие 12. Практическое определение кальция и магния в воде

В соответствии с предлагаемой инструкцией учащиеся са­мостоятельно определяют содержание кальция в минеральной воде (сравнивая полученный результат с информацией на эти­кетке), используя уже известный им метод комплексонометрии. На основании результатов определения общей жёсткости по формуле проводят расчёт содержания магния в том же образце воды. Учащимся предлагаются два варианта выражения резуль­татов анализа ионов в растворе: ммоль/л и мг/л. Последующие занятия позволяют научиться переходить от одного вида выра­жения результатов анализа к другому.

Занятие 13. Сущность титриметрического метода осаж­дения

Учащиеся знакомятся с новым методом титриметрического анализа — методом осаждения. Готовят растворы для последу­ющего анализа воды. Учитель объясняет, что для анализа опре­делённых ионов, в частности методом осаждения, воду необхо­димо предварительно обработать, чтобы другие компоненты не образовали осадки и не исказили результаты анализа. Осадки также могут растворяться или изменяться при изменении кис­лотности раствора, поэтому предварительно следует провести нейтрализацию пробы воды.

Занятие 14. Практическое определение хлорид-ионов

в минеральной воде

В соответствии с изученным на предыдущем занятии титри-метрическим методом осаждения учащиеся самостоятельно проводят работу по определению хлорид-ионов в воде. На этом занятии целесообразно познакомить учащихся с понятием «молярная масса эквивалентов», которое позволяет переходить от одних единиц измерения концентрации ионов в растворе к другим: от ммоль/л к мг/л и наоборот.

Занятие 15. Сущность метода окислительно-восстано­вительного титрования.

Практическое определение остаточ­ного хлора в водопроводной воде

Полученный опыт позволяет учащимся в течение одного занятия познакомиться с новым методом титриметрического анализа и провести работу по определению остаточного хлора в водопроводной воде, используя новый метод окислительно-восстановительного титрования. Данное занятие завершает изучение основ анализа воды, поэтому дает возможность уча­щимся закрепить понятия «стандартный раствор», «индикатор», «буферный раствор», «молярная масса эквивалентов», «процент­ная концентрация», «нормальность раствора».

Занятие 16. Самостоятельное проведение элементов качественного и количественного анализа воды

Это контрольное занятие. Учащиеся самостоятельно прово­дят элементы качественного и количественного анализа воды. На выбор им предлагают три уровня сложности, каждый уровень представлен тремя вариантами. Каждый учащийся может оце­нить свой уровень полученных знаний и умений.

Лабораторные работы

1. Знакомство с лабораторной посудой и оборудованием:

по­суда стеклянная и керамическая (стаканы, воронки, промывалки, стеклянные палочки, часовые стёкла, стеклянные бюксы, фарфоровые тигли);

 оборудование (водяные бани, или спиртовки, штативы с набором держателей, фар­форовые треугольники, тигельные щипцы, эксикаторы).

2. Основные приёмы работы при проведении химического ана­лиза (взвешивание, отмеривание жидкостей, фильтрование).

Практические работы

1.   •  Качественный анализ: обнаружение катионов (Al³⁺, Fe²⁺, Fe³⁺).

2.   •  Качественный анализ: обнаружение анионов (СО₃^2-, SO₄^2-, Сl^1-, Вг^1-, I^1- ).

3.   •  Определение сульфат-ионов в сточной воде.

4.   •  Приготовление стандартного раствора соляной кислоты (с ареометрическим методом определения плотности раствора).

5.   •  Приготовление стандартного раствора гидроксида натрия из концентрированного раствора, концентрацию которого определяют методом титрования.

6.   •  Приготовление стандартного раствора карбоната натрия из навески вещества.

7.   •  Определение карбонатной жёсткости воды.

8.   •  Определение сухого остатка в природной воде.

9.   •  Определение физических показателей качества воды (из­мерение температуры, определение плотности, качественное определение цветности, определение интенсивности запаха, вкуса, прозрачности, мутности весовым методом).

10.                •  Определение общей жёсткости воды и расчёт некарбонат­ной жёсткости воды.

11.                •  Определение кальция в воде и расчёт содержания магния в воде.

12.                •  Приготовление стандартных растворов нитрата серебра (1,03 н.), хромата калия (10%-ного), серной кислоты (0,1 н.), фенолфталеина (0,1%-ного), крахмала (1%-ного).

Литература

1. Ротмистрова Г. Б., Никольский И. В., Климов И. И. Пособие к курсу физической и коллоидной химии. — М.: Просвещение, 1975. - С. 160-163,187-188.

2. Рыбакова Ю. С. Лабораторные работы по физической и коллоидной химии: Учебное пособие для техникумов торговли и обществ, питания. — М.: Высшая школа, 1989. — С. 66-70, 78-80.

3. Сумм Б. Д. Коллоидная химия: вчера, сегодня, завтра // Химия в школе. - 2003. - № 3. - С. 6-12.

4. Физическая и коллоидная химия: Учеб. пособие для студен­тов хим. и биол. спец. пед. ин-тов /Д. П. Добычин, Л. И. Каданер, В. В. Серпинский и др. - М.: Просвещение, 1986. - С. 380-382.

Литература для учащихся

1. Гроссе д., Вайсмантель X. Химия для любознательных. — Л.: Химия, 1985. - С. 69-70.

2. Кукушкин Ю. К Химия вокруг нас. — М.: Высшая школа, 1992. - С. 68.

3. Скурихин И. М. Всё о пище с точки зрения химика. — М.: Высшая школа, 1991. - С. 163-166, 264-265.

4. Эмануэль Н. М., Заиков Г. Е. Химия и пища. — М.: Наука, 1986. - С. 145-147.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Лбаджи В. И. Загадки простой воды. — М.: Знание, 1973.

2. Энциклопедический словарь юного химика. — М.: Педагогика,1990.

ОСНОВЫ ОБЪЁМНОГО КОЛИЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА

(24 ч)

ПРОГРАММА КУРСА

Пояснительная записка

Курс «Основы объёмного количественного анализа» предла­гается как элективный для учащихся 10-11-го классов естест­венно-научного профиля. Он опирается на содержание базово­го курса химии основной школы. Объём курса — 24 ч, место в школьном учебном плане может быть определено по-разному: 1 ч/нед. в течение года или 2 ч/нед. в течение полугодия. Пред­ставление части практикума в виде проектов даёт возможность для организации гибких индивидуальных образовательных маршрутов.

Образовательные задачи курса соответствуют целям про­фильного обучения, определённым соответствующими норма­тивными документами.

Цели курса: создание условий для индивидуализации обуче­ния через развитие творческих способностей учащихся, фор­мирование умений исследовательской деятельности и работы с источниками информации.

Задачи курса-, обучить учащихся основам количественного анализа, научить их планировать исследование, работать с литературными источниками, проводить исследование воды и пищевых продуктов, оформлять и представлять результаты исследования.

Исследовательские проекты, выполненные учащимися в ходе изучения данного курса, могут быть представлены на на­учно-практических конференциях различного уровня.

Содержание программы

Тема 1.Теоретические основы количественного анали­за (6 ч)

Задачи и методы количественного анализа. Способы выра­жения концентрации растворов. Массовая доля растворённо­го вещества в растворе. Молярная концентрация растворён­ного вещества. Молярная концентрация эквивалента раство­рённого вещества. Понятие титра и титрованного раствора. Приготовление исходных и рабочих титрованных растворов. Лабораторное оборудование. Мерные колбы, цилиндры и мензурки. Бюретки и пипетки, правила пользования ими. Колбы для титрования.

Тема 2.Титриметрические (объёмные) методы анализа (4 ч)

Сущность титриметрического метода анализа. Требования к реакциям титриметрических определений. Методы титримет­рического анализа: кислотно-основное титрование, окислитель­но-восстановительное титрование, осаждение, комплексообразование.

Тема 3. Использование объёмного анализа для опреде­ления качества воды (лабораторный практикум) (14 ч)

Физико-химические свойства природной воды. Ионное произведение воды. Химические элементы — биогены и загряз­нители.

Определение качества природной воды (практикум): кис­лотность, щёлочность и временная жёсткость, общая жёст­кость, кальций и магний, окисляемость (химическое потреб­ление кислорода), растворённый кислород и биологическое потребление кислорода, хлориды, активный хлор в водопро­водной воде.

Тематический план

1.  Теоретические основы количественного анализа (10 ч)

Задачи и методы количественного анализа (1ч). Способы выражения концентрации растворов (1ч). Титриметрические (объёмные) методы анализа (4 ч). Лабораторное оборудование (2 ч). Приготовление исходных и рабочих растворов (2 ч).

2.  Использование объёмного анализа для определения качества воды (лабораторный практикум) (14 ч)

Кислотность (1ч).

Щёлочность и временная жёсткость (2 ч). Общая жёсткость (1ч). Кальций и магний (1ч).

Окисляемость (химическое потребление кислорода) (2 ч). Растворённый кислород и биологическое потребление кис­лорода (2 ч). Хлориды (2 ч).

Активный хлор в водопроводной воде (1 ч). Способы умягчения воды (2 ч).

Обсуждение результатов, подведение итогов, оформление и защита проекта.

Ожидаемые результаты изучения курса

Учащиеся должны иметь представления о:

•   методах количественного анализа;

•   правилах безопасности при работе в химической лабора­тории;

•   способах выражения концентрации растворов;

•  лабораторном оборудовании для объёмного анализа;

•   химических реакциях, лежащих в основе методов титри-метрического анализа;

•  химических показателях качества питьевой и природной воды;

•   источниках загрязнения природных вод;

•   пищевой ценности и химическом составе основных про­дуктов питания;

•   методах определения качества продуктов.

Учащиеся должны уметы

•  находить массовую долю, молярную концентрацию и мо­лярную концентрацию эквивалента растворённого вещества;

•  приготовить исходные и рабочие титрованные растворы;

•   правильно пользоваться мерными колбами, цилиндрами, пипетками и бюретками;

•  проводить математическую обработку экспериментальных данных;

•  разрабатывать исследовательские проекты;

•   анализировать и представлять результаты исследования.

Литература

Аганин В. П. Мёд и его исследование. — Саратов: Изд-во Са­ратовского ун-та, 1985.

Волков В. К, Солодова К И., Волкова Л. А. Определение ка­чества молока и молочных продуктов // Химия в школе. — 2002. - № 1. - С. 57-63.

Волков В. К, Солодова К И., Волкова Л. А. Определение вита­мина С в овощах и фруктах // Химия в школе. — 2002. — № 6. — С. 63-66.

Волков В. К, Солодова Н. К, Волкова Л. А. Как определить качество мёда // Химия в школе. - 2001. - № 2. - С. 64-68.

Волков В. К, Солодова К И., Волкова Л. А. Определение Саха­ров в овощах и фруктах // Химия в школе. — 2000. — № 2. — С 73-76.

ТуъеевВ. В. Метод проектов как частный случай интегральной технологии обучения //Директор школы. — 1995. — № 6.

Логинов Н. Я., Воскресенский А. Г., Солодкин И. С. Аналити­ческая химия. - М.: Просвещение, 1975.

Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии. — М.: Химия, 1967.

Методы биохимического исследования растений. — Л.: Аг-ропромиздат. Ленинградское отделение, 1987.

Ольгин О. Опыты без взрывов. - М.: Химия, 1986.

Осокин А. С. Практикум по биологической химии. — Сара­тов, 1970.

Полот Е. С. Новые педагогические и информационные тех­нологии в системе образования. — М: Изд. центр «Академия», 2003.

Практикум по основам сельского хозяйства. — М.: Просве­щение, 1991.

Скурихин И. М., Нечаев А. П. Всё о пище с точки зрения хи­мика. — М.: Высшая школа, 1991.

ЧепурнойИ. П. Заготовка и переработка мёда. — М.: Агропром-издат, 1987.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Использование объёмного анализа для определения качества воды

(лабораторный практикум)

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, всту­пающих в реакцию со щелочами. Расход основания определяет общую кислотность воды.

Кислотность природных вод обусловлена наличием раство­рённого диоксида углерода, а также гуминовых кислот, рН, как правило, не ниже 4,5. Если в водоёмы попадают сточные воды, содержащие большое количество кислых примесей (сильные кислоты и их кислые соли), то рН снижается.

Кислотность воды определяют титрованием её раствором сильного основания. Количество щёлочи, израсходованное для получения рН, равного 4,5, соответствует свободной кислотнос­ти; количество щёлочи, израсходованное для получения рН, равного 8,3, соответствует общей кислотности.

Общую и свободную кислотность выражают в ммоль-экв на 1 л воды.

Реактивы и оборудование: раствор гидроксида натрия (0,1 моль/л), метилоранж (0,1%-ный водный раствор), фенол­фталеин (0,5%-ный водно-спиртовой раствор); бюретка на 25 мл, колбы конические для титрования на 200-250 мл. j.-

Ход определения

1.  Свободная кислотность (Кс_В): к 100 мл пробы добавляют две капли метилоранжа и титруют на белом фоне раствором щёлочи до появления жёлтой окраски.

2. Общая кислотность (К^щ): к 100 мл пробы добавляют три: капли фенолфталеина и титруют на белом фоне раствором щёлочи до появления розовой окраски.

Расчёты:

где а и Ъ - объёмы раствора щёлочи, мл, израсходованного на титрование по метилоранжу и фенолфталеину соответ­ственно; с — концентрация раствора щёлочи; V — объём пробы воды, мл.

Для определения водородного показателя воды рН, характе­ризующего равновесную концентрацию ионов водорода, мож­но использовать универсальную индикаторную бумагу с диапа­зоном рН 1-12. Для более точного измерения рН применяют приборы рН-метры или иономеры.

Щёлочность и временная жёсткость

Щёлочностью называют содержание в воде веществ, всту­пающих в реакцию с сильными кислотами, т. е. с ионами во­дорода. Щёлочность природных вод обычно обусловлена при­сутствием гидрокарбонатов кальция и магния (вследствие их гидролиза):

НСОз ^{+ Н}2О = Н₂СО₃ + ОН".

Поэтому общая щёлочность практически соответствует содержанию гидрокарбонатов и тем самым выражает времен­ную (карбонатную) жёсткость. В этом случае рН воды не пре­вышает 8,3. При титровании пробы соляной кислотой проте­кает реакция:

(Са, Mg)(HCO₃)₂ + 2НС1------- (Са, Mg)Cl₂ + 2Н₂О + 2СО₂Т.

Момент окончания реакции определяют по изменению окраски индикатора метилоранжа.

Кальций и магний

Комплексонометрический метод можно использовать для определения кальция в присутствии магния. В этом случае к воде добавляют раствор щёлочи, доведя рН до 12-13, для осаж­дения ионов магаия в виде гидроксида. Метод применяется при содержании магния не более 12 мг в 100 мл воды. В качестве индикатора применяют мурексид, образующий с кальцием малоустойчивый комплекс. Чтобы переход окраски был доста­точно резким, применяют смесь мурексида и хлорида натрия (10 г хлорида натрия и 0,2 г мурексида).

Реактивы: раствор трилона Б (0,1 моль-экв/л), раствор гид­роксида натрия (2 моль/л), смесь мурексида и хлорида на­трия.

Ход определения

К 100 мл анализируемой воды прибавляют 2 мл раствора щёлочи и индикатор на кончике штапеля. Титруют раствором трилона Б до появления фиолетовой окраски. Содержание ио­нов кальция (мг/л) рассчитывают по формуле:

т(Са²⁺)

V- с -М-1000

где V — объём раствора трилона Б, пошедшего на титрование, мл; Vi — объём анализируемой воды; с — концентрация раствора трилона Б, моль-экв/л; М — молярная масса эквивалента иона кальция, г/моль-экв.

Зная общую жёсткость и содержание ионов кальция, можно рассчитать содержание ионов магния (мг/л):

m(Mg²⁺) = [Жо - т(Са²⁺)/20] • 12.

Определение окисляемости

Окисляемость воды — это масса кислорода (мг), который идёт на окисление органических веществ, содержащихся в 1 л воды. Следовательно, окисляемость — один из показателей за­грязнённости воды органическими примесями.

Окисляемость воды определяют методом перманганатометрии. К прокипячённой пробе прибавляют избыток щавелевой кислоты, при этом часть её окисляется оставшимся перманганатом калия, а остальное количество щавелевой кислоты оттитровывают перманганатом калия. Уравнение протекающей ре­акции:

2КМпО₄ + 5Н₂С₂О₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 10СО₂ + K₂SO₄ + 8Н₂О.

Реактивы и оборудование: растворы перманганата калия (0,1 моль-экв/л), щавелевой кислоты (0,1 моль-экв/л) и серной кислоты (2,5 моль-экв/л); колбы конические на 250 мл, пипетки или цилиндры на 100 мл, бюретки.

Ход определения

В коническую колбу отмеряют 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл серной кислоты и приливают из бюретки 5 мл раствора перманганата калия. Колбу закрывают воронкой, смесь кипятят 10 мин, считая с момента закипания. Чтобы не было бурного кипения, в колбу помещают стеклянные капилляры. К горячей окрашенной жидкости приливают из бюретки 5 мл раствора щавелевой кислоты и перемешивают. Горячий обес­цвеченный раствор титруют раствором перманганата калия до появления слабо-розовой окраски.

Если при титровании после введения в исследуемую воду раствора щавелевой кислоты расход раствора перманганата калия будет более 5 мл, следует предварительно разбавить ис­следуемую воду дистиллированной. При этом необходимо оп­ределить окисляемость дистиллированной воды, а также учесть кратность разбавления.

Окисляемость воды (т(О)₂, мг/л) рассчитывают по формуле:

{V_x - (У₂ + У₃)} *^с' 31,6 • 0,253 • 1000

где Vi - общий объём раствора перманганата калия, добавлен­ного в пробу, мл; V₂ — объём раствора КМпО₄, пошедшего на окисление органических веществ в дистиллированной воде, введённой в пробу для разбавления исследуемой воды, мл; V_b — объём раствора КМпО₄, пошедшего на окисление 5 мл раствора щавелевой кислоты, мл (определяется в первом опыте); V_A — объём исследуемой воды, мл; с — концентрация раствора

КМпО₄, моль-экв/л; 31,6 - молярная масса эквивалента КМпО₄, г/моль-экв; 0,253 — коэффициент пересчёта окисляемости воды на кислород.

Хлориды

Хлорид-ионы в природных водах занимают первое место среди анионов. Содержание их колеблется от десятых долей до тысячи и более миллиграммов в 1 л. Особенно много хлоридов в бытовых сточных водах. Резкое увеличение концентрации хлорид-ионов в воде указывает на загрязнение водоёма сточ­ными водами. Хлориды усиливают коррозию железа в воде вследствие образования растворимого хлорида железа.

Для определения хлорид-ионов используют метод аргенто-метрии, основанный на осаждении ионов хлора в нейтральной или щелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия. Изменение лимонно-жёлтой окраски индикатора на оранжево-жёлтую свидетельствует о полном связывании хло­рид-ионов и образовании хромата серебра:

Ag⁺ + Cr — AgCl;

2Ag⁺ + CrOf —- Ag₂Cr0₄.

Реактивы и оборудование: растворы нитрата серебра (0,01 моль/л), хромата калия (10%-ный), стандартный раствор хлорида натрия (0,01 моль/л); конические колбы на 250 мл, бюретка, цилиндр на 100 мл, мерная колба на 1 л.

Для приготовления 1 л раствора нитрата серебра концент­рацией 0,01 моль/л необходимо отвесить на аналитических весах 1,70 г AgNO₃ и перенести навеску в мерную колбу. Раствор хранят в склянке из тёмного стекла. Концентрацию раствора AgNO₃ устанавливают по раствору хлорида натрия, приготов­ленному из препарата «ч.д.а.» или «х.ч.» (чистый для анализа или химически чистый). Для приготовления 1 л раствора хло­рида натрия концентрацией 0,01 моль/л необходимо взять точную навеску массой 0,585 г.

Ход определения

1. Определение концентрации раствора нитрата серебра.

Отмеряют пипеткой 10 мл стандартного раствора NaCl и

помещают их в коническую колбу, добавляют 1 мл раствора

К₂Сг0₄ и титруют раствором нитрата серебра до появления оранжево-жёлтого оттенка. По результатам трёх титрований определяют среднее значение объёма раствора AgNO₃ и рас­считывают его концентрацию по формуле: lyc(NaCl)

где Vi и V₂ — объёмы растворов хлорида натрия и нитрата се­ребра соответственно, мл; c(NaCl) — молярная концентрация раствора хлорида натрия, моль/л.

2. Определение концентрации хлорид-ионов в воде.

В две конические колбы помещают отмеренные цилиндром по 100 мл исследуемой воды со значением рН в пределах 5,5-10. Добавляют по 1 мл раствора хромата калия и титруют раствором нитрата серебра до появления оранжево-жёлтого оттенка. Тит­рование рекомендуется вести в присутствии «свидетелей» — не-дотитрованной и перетитрованной проб. Содержание хлорид-ионов (мг/л) рассчитывают по формуле:

т(СГ) = -*---------------,

где Vi - объём раствора AgNO₃, мл; V₂ - объём исследуемой воды, мл; с — концентрация раствора AgNO₃, моль/л; М — мо­лярная масса хлорид-иона, г/моль.

Активный хлор

Один из методов обеззараживания питьевой воды — хлори­рование. При растворении хлора в воде образуется хлоргидрат С1₂ • иН₂О, который подвергается реакции диспропорционирования:

С1₂ + Н₂О 5=* НС1 + НСЮ.

Растворённый хлор и хлорноватистая кислота, которая сла­бее угольной, обладают сильными окислительными и бактери­цидными свойствами. Под воздействием солнечного света кислота распадается:

НСЮ = НС1 + О.

Образующийся атомарный кислород также обладает силь­ным окислительным и бактерицидным действием. Кроме того, в воде образуются хлорамины (NH₂C1, NHC1₂, NC1₃), которые

относятся к более слабым окислителям. Суммарное содержание этих соединений называют активным хлором.

В природной воде содержание активного хлора не допуска­ется. В питьевой воде его содержание установлено на уровне 0,8-1,2 мг/л в связанном виде. Активный хлор присутствует в питьевой воде непродолжительное время и полностью удаля­ется при кратковременном кипячении воды. Поэтому анализ на содержание активного хлора проводят сразу после взятия про­бы воды.

Для определения активного хлора используют метод иодометрического тестирования. Он основан на окислении иодида калия активным хлором до свободного иода, который затем оттитровывают раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала.

Определение проводят при рН 4,5, так как в более кислом растворе нитриты, озон, ионы железа Fe³⁺ и другие окислители также выделяют иод из иодида калия. Поэтому в анализируемую воду добавляют ацетатный буферный раствор с рН 4,5.

Реактивы и оборудование: иодид калия марки «х.ч.» в крис­таллах, раствор тиосульфата натрия (0,005 моль/л - 1,25 г Na₂S₂O₃ растворяют в дистиллированной воде, добавляют 0,2 г карбоната натрия и доводят объём до 1 л), 0,5%-ный раствор крахмала, ацетатный буферный раствор с рН 4,5 (102 мл раст­вора уксусной кислоты (1 моль/л) и 98 мл раствора ацетата натрия (1 моль/л) наливают в мерную колбу на 1 л и доводят до метки дистиллированной водой); колбы для титрования на 250 мл, мерные цилиндры на 10 и 100 мл, бюретка на 5-10 мл, весы с разновесами, шпатель.

Ход определения

В колбу для титрования, ополоснутую анализируемой водой, отмеряют с помощью цилиндра 250 мл этой же воды. Затем добавляют 5 мл буферного раствора и всыпают 0,5 г иодида калия. Перемешивают содержимое колбы до растворения соли. Выделившийся иод оттитровывают раствором тиосульфата натрия до появления слабо-жёлтой окраски, затем добавляют 1-2 мл раствора крахмала и продолжают титрование до полно­го обесцвечивания раствора. Отмечают общий объём раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование.

Концентрацию остаточного активного хлора рассчитывают по формуле:

F- 0,177 • 1000

 ^{в мг}/^л

'хлор

пр

_где у _ объём раствора тиосульфата натрия (0,005 моль/л), израсходованного на титрование, мл; 0,177 - содержание ак­тивного хлора в мг, соответствующее 1 мл раствора тиосульфа­та натрия (0,005 моль/л); V_np - объём пробы воды, взятой для анализа, мл; 1000 - коэффициент пересчёта из миллилитров в литры.

Определение растворённого кислорода

Кислород — один из важнейших растворённых газов, по­стоянно присутствующих в поверхностных водах. Содержание растворённого кислорода (РК) в воде характеризует кислород­ный режим водоёма и используется для оценки его экологиче­ского и санитарного состояния. Растворённый кислород необ­ходим для дыхания гидробионтов и самоочищения водоёмов, так как он участвует в процессе окисления органических и других примесей, разложения отмерших организмов. Снижение концентрации РК свидетельствует об изменении биологических процессов в водоёме и о загрязнении биохимически интенсив­но окисляющимися веществами, к которым относятся в первую очередь органические соединения.

В поверхностных водах содержание РК может колебаться от 0 до 14 мг/л и подвержено значительным сезонным и суточным колебаниям. Наиболее высокие концентрации наблюдаются обычно в осеннее время, наиболее низкие — зимой, когда в результате образования ледяного покрова прекращается по­ступление кислорода из атмосферы. Дефицит кислорода чаще наблюдается в эвтрофированных водоёмах, а также в водоёмах, содержащих много загрязняющих и гумусовых веществ. Умень­шение концентрации РК до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыб и других гидробионтов. ПДК растворённого в воде кисло­рода для рыбохозяйственных водоёмов установлена 6 мг/л для ценных пород рыб и 4 мг/л - для остальных пород.

Определение концентрации РК в воде проводят методом иодометрического титрования (методом Винклера), широко

используемым при санитарно-химическом и экологическом контроле. Метод основан на взаимодействии в щелочной сре­де гидроксида марганца(И) с растворённым в воде кислородом с образованием нерастворимого дегидратированного гидрок­сида марганца (IV) коричневого цвета. Уравнение протекающей реакции:

2Мп²⁺ + О₂ + 4ОН" —- 2MnO(OH)₂>L

Таким образом проводится фиксация, т. е. количественное связывание, кислорода в пробе. Она должна быть проведена сразу после отбора пробы. Затем к пробе добавляют растворы соляной или серной кислоты и иодида калия. В результате окислительно-восстановительной реакции осадок растворяется, образуются ионы Мп²⁺ и свободный иод:

МпО(ОН)₂ + 2Г + 4Н⁺ —- Мп²⁺ + 1₂ + ЗН₂О.

Свободный иод титруют раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала:

 2Г + S₄O|

 |"

В точке эквивалентности синяя окраска исчезает и раствор обесцвечивается.

В загрязнённых поверхностных водах могут присутство­вать вещества, искажающие результаты определения РК мето­дом Винклера. Влияние нитритов (при содержании больше 0,05 мг/л) устраняют добавлением нескольких капель 10%-ного раствора сульфаминовой кислоты. При содержании ионов Fe³⁺ больше 1 мг/л в пробу перед растворением осадков гидроксидов вносят 1 мл 40%-ного раствора фторида калия.

Реактивы и оборудование: растворы МпС1₂ -4Н₂О (425 г/л) или MnSO₄ (480 г/л), H₂SO₄ (1:2), Na₂S₂O₃ (0,02 моль-экв/л, 5 г/л), крахмала (0,5%-ный), щелочной раствор KI (15 г KI х.ч. растворяют в 20 мл дистиллированной воды и 50 г NaOH рас­творяют в 50 мл воды, полученные растворы смешивают в мерной колбе на 100 мл и доводят до метки водой), раствор сульфаминовой кислоты (10%-ный); склянки кислородные на 100-200 мл с притёртой пробкой, пипетки на 1 и 5 мл, колбы конические на 250 мл, бюретка на 25 мл, термометр, барометр, груша резиновая, чашка Петри.

Ход определения

При отборе пробы на водоёме кислородную склянку опо­ласкивают водой 2-3 раза, заполняют ею весь объём и закры­вают пробкой. Измеряют температуру воды и давление.

При отборе пробы из общего объёма склянку ополаскивают водой и заполняют её через резиновую трубку, опущенную до дна склянки и другим концом помещённую в бутыль с общей пробой.

Сразу после заполнения склянок производят фиксацию кислорода. Вводят в склянку, поставленную в чашку Петри, разными пипетками 1 мл раствора соединения марганца, затем 1 мл раствора иодида калия и 1-2 капли раствора сульфамино­вой кислоты. При этом пипетки с растворами погружают в склянку на 2-3 см и по мере выливания раствора поднимают вверх, излишек жидкости стекает через край. Склянку закрыва­ют пробкой, не допуская появления пузырьков воздуха, и тща­тельно перемешивают её содержимое.

Образовавшемуся осадку дают отстояться не менее 10 мин. Затем приливают 2 мл раствора серной кислоты, погружая пипетку до осадка и медленно поднимая вверх. Склянку закры­вают пробкой и перемешивают содержимое.

Отмеряют 50 мл раствора в колбу для титрования и титруют раствором тиосульфата натрия до появления светло-жёлтой окраски. Затем прибавляют 1 мл раствора крахмала и продол­жают титрование до исчезновения синей окраски.

Содержание растворённого кислорода (мг/л) в анализируе­мой пробе рассчитывают по формуле:

^СРК

8-С-7-1000-К.

50 • (V_cm - 2)     '

где с и V— концентрация и объём раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование; V_CKJl — объём кислородной склянки (определяется заранее для каждой склянки), мл; 2 — объём пробы, потерянный при фиксации РК, мл.

Биологическое потребление кислорода (БПК) При хранении (инкубации) в склянке с притёртой проб­кой в условиях полной темноты содержание РК в ней убыва­ет. Он затрачивается в результате жизнедеятельности орга-

низмов на окисление имеющихся в воде органических ве­ществ, и в первую очередь нестойких соединений. К послед­ним относятся останки организмов растительного и животного происхождения, а также органические вещества, попадающие в водоём с промышленными и бытовыми сточ­ными водами. Однако в воде имеются и стойкие органические вещества, которые не подвергаются биохимическому окис­лению. К ним относятся водорастворимый гумус почвенного и планктонного происхождения и органические вещества промышленных сточных вод (неионогенные ПАВ, гидрохи­нон и др.).

В водоёмах с большим содержанием органических веществ большая часть РК потребляется на биохимическое окисление, из-за этого другие организмы будут испытывать его недостаток. Таким образом, убыль растворённого кислорода косвенно яв­ляется мерой содержания в воде органических веществ. Эта величина называется биохимическим потреблением кислорода (ВПК). Она выражается массой кислорода (в мг), пошедшего на окисление находящихся в 1 л воды органических веществ без доступа света при 20 °С за определённый промежуток времени. Обычно инкубация проводится в течение 5 суток (БПК₅), за это время окисляется около 70% веществ. Если ВПК определяется за 10 и 20 суток, то окисляется соответственно 90 и 99% веществ. На 7-10-й день обычно начинается процесс нитрификации (окисление аммиака), что приводит к возрастанию потребления кислорода.

В поверхностных водах значение БПК₅ колеблется в преде­лах от 0,5 до 5 мг О₂/л. Оно подвержено и суточным колебани­ям, которые зависят в основном от изменения температуры и от физиологической и биохимической активности микроорга­низмов. Предельно допустимые значения БПК₅ составляют для водоёмов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо­пользования 2 и 4 мг/л соответственно.

При определении ВПК используют те же реактивы и обору­дование, что и при определении РК.

Ход определения

1. Отбор пробы воды в кислородные склянки (не менее 3 штук).

2. В первой склянке сразу фиксируют кислород и определя­ют его содержание.

3. Две другие склянки (инкубационные) помещают в чашки Петри с налитой водой, чтобы исключить контакт с воздухом, и ставят в тёмное место (лучше всего в термостат при 20 °С).

4.  По истечении 5 суток определяют концентрацию оста­точного РК как среднее арифметическое нескольких опреде­лений.

5. Рассчитывают значение БПК₅ по формуле:

БПК₅

 - с_ъ

БПК₅ = с_х - с_ъ

где с_х - концентрация РК в первоначальной пробе; с₂ - среднее значение РК через 5 суток, мг/л.

• 1 слайд

  ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
  НА ПРИМЕРЕ АНАЛИЗА ВОДЫ
  Элективный курс для учащихся
  8 - 9-х классов
  Разработала Улуханова И.В.,
  преподаватель химических дисциплин
  

• 2 слайд

  Цели курса:
  Создание мотивации для более глубокого изучения химии;
  Демонстрация практического применения химических знаний;
  Знакомство с основами качественного и количественного анализа
  организация самостоятельной работы учащихся при ведущей и направляющей роли учителя.
  

• 3 слайд

  Химический анализ – один из важнейших способов контроля сырья, полупродуктов, готовой продукции;
  Химический анализ незаменим при исследовании полезных ископаемых, которые являются основным сырьем для многих отраслей промышленности;
  Знание методов и умение правильно выполнять основные операции количественного анализа необхо-
  димо для работающих во всех
  отраслях химического производства.
  

• 4 слайд

  Возможности лаборатории
  Кабинет-лаборатория «Аналитической химии» оснащена всем необходимым оборудованием:
  - 12 рабочих мест;
  - полный комплект специальной посуды для количественного анализа;
  - набор реактивов.
  

• 5 слайд

  Занятие № 1
  Дается представление об анализе воды, его роли в промышленности, сельском хозяйстве, минералогии, медицине;
  отрабатывается методика расчетов с использованием различных способов выражения концентраций
  
  

• 6 слайд

  Занятие № 2
  Даются понятие о химических реактивах и их классификация;
  Учащиеся самостоятельно проводят работу по обнаружению в растворах некоторых катионов и анионов (качественные реакции);
  Закрепляют умение составлять химические уравнения в молекулярном и ионном виде.
  

• 7 слайд

  Занятие № 3
  При рассмотрении химической посуды учащимся дают понятия о её калибровке и градуировке, делении по назначению.
  

• 8 слайд

  На практике они узнают правила отмеривания жидкостей, об оборудовании, его назначении,
  Учатся обращению с нагревательными приборами.
  
  
  

• 9 слайд

  Занятие № 4
  Изучают устройство весов и правила взвешивания;
  
  
  
  отрабатывают умения по приготовлению разных фильтров и проведению фильтрования.
  

• 10 слайд

  Занятие № 5
  Знакомство с различными способами приготовления растворов,
  с ареометрическим методом определения плотности раствора,
  с методикой титрования.
  Выполняется работа по приготовлению растворов различной концентрации.
  

• 11 слайд

  Занятие № 6
  Учащиеся достаточно подробно знакомятся с понятиями жёсткой и мягкой воды;
  Готовят сообщения о значении жесткости воды в быту и промышленности;
  Используя титрование, они самостоятельно проводят определение карбонатной жёсткости воды.
  

• 12 слайд

  Занятие № 7
  Учащиеся определяют (в соответствии с инструкциями) температуру, плотность, цветность, запах, вкус, прозрачность, мутность воды. Это занятие включает не только количественный анализ большинства указанных показателей, но и их качественное определение, поэтому является обобщающим.
  

• 13 слайд

  Занятие № 8
  учащиеся знакомятся с классификацией методов титриметрического (объёмного) анализа по типу химических реакций;
  объясняется сущность комплексонометрического анализа. Учащиеся знакомятся с новыми индикаторами (эриохром чёрный Т и мурексид) и понятием «буферные растворы».
  

• 14 слайд

  Занятие № 9
  В соответствии с изученной на предыдущем занятии методикой комплексонометрии учащиеся
  самостоятельно проводят работу по определению общей жёсткости воды;
  по формуле проводят расчёт некарбонатной жёсткости воды.
  

• 15 слайд

  Занятие № 10
  Учащиеся знакомятся с новым методом титриметрического анализа — методом осаждения (аргентометрия).
  В основе метода лежит реакция осаждения
  Ag+ + Cl- = AgCl
  Готовят растворы для последующего анализа воды.
  

• 16 слайд

  Занятие № 11
  учащиеся самостоятельно проводят работу по определению хлорид-ионов в воде.
  знакомятся с понятием «молярная масса эквивалентов», которое позволяет переходить от одних единиц измерения концентрации ионов в растворе к другим.
  

• 17 слайд

  Занятие № 12
  Учащиеся знакомятся с новым методом титриметрического анализа — окисления-восстановления (перманганатометрия).
  В основе метода лежит реакция окисления-восстановления
  5Na2SO3+2KMnO4+3H2SO4=
  
  =2MnSO4+5Na2SO4+K2 SO4+3H2O
  Данное занятие завершает изучение основ анализа воды, поэтому дает возможность учащимся закрепить понятия «стандартный раствор», «индикатор», «буферный раствор», «молярная масса эквивалентов», «процентная концентрация», «нормальность раствора».
  

• 18 слайд

  Курс позволит учащимся
  научиться готовить водные растворы различных концентраций;
  Отработать умение производить различные химические расчеты;
  Углубить знания о способах выражения концентраций растворов;
  Получить азы специальности лаборанта химического анализа.