Конспект урока по химии на тему Кислоты. Основания. Кислоты

Использование компьютера NOVA5000 на уроке «Кислоты, основания, индикаторы»

Использование цифровой лаборатории – является повышение эффективности учебного процесса, позволяет подготовить учащихся к самостоятельной, творческой работе по химии.
КОНСПЕКТ УРОКА
Тема урока «Кислоты, основания, индикаторы»
Тип урока: изучения нового материала
Цель:
Воспитывающая: грамотное отношения к своему здоровью на примере исследования кислотности различных напитков.
Развивающая:
1.Развивать у учащихся познавательный интерес, внимание, память.
2. Формировать продуктивные приемы деятельности (умение анализировать, сравнивать, обобщать, выделять главное и делать выводы на основе эксперимента).
Обучающая:
Организовать деятельность учащихся по усвоению:
знаний: понятий о свойствах кислот, оснований, кислотно-основных индикаторов, водородном показателе pH.
умений:
- использовать индикаторы для определения характера среды растворов;
- работать на компьютере NOVA5000 на примере определения pH различных напитков.
навыков: безопасной работы в химическом кабинете при работе с кислотами и щелочами.
СТРУКТУРА УРОКА
I этап урока. Организационные моменты.
II этап урока. Актуализация знаний.
III этап урока. Целеполагание.
IV этап урока. Изучение нового материала.
V этап урока. Совершенствование знаний, умений, навыков.
VI этап урока. Рефлексия.

ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ
- персональный компьютер Nova5000;
- цифровой микроскоп
- компьютер,
- проектор,
- датчик pH;
- презентация POWER POINT;
- таблица «Индикаторы»;
- растворы HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, кристаллическая или в таблетках аскорбиновая или кристаллическая лимонная кислота;
- растворы NaOH, KOH, Ca(OH)2
- индикаторы универсальный индикатор (раствор), универсальная индикаторная бумага, растворы лакмуса, метилового оранжевого, фенолфталеина;
- самодельные индикаторы: сок свеклы, черной смородины, ежевики, черноплодной рябины, красного лука, капусты краснокочанной, лепестки цветов;
- напитки: черный кофе, чай каркаде, пепси-кола, кока-кола, фанта, томатный сок, персиковый сок, питьевая вода «Родничок»;
- пробирки, стаканчики, планшетка для капельных реакций;
- рабочий лист для каждого ученика;

ХОД УРОКА
ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ
Правила ТБ для учащихся при работе в кабинете химии.
АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ
Учащиеся отвечают на вопросы:
Что такое кислоты? Приведите формулы известных вам кислот.
Что такое основания? Приведите формулы известных вам оснований..
Вступительное слово учителя.
В начале этой части урока учитель раздает ребятам по таблетке аскорбиновой кислоты и просит попробовать на вкус. Он кислый. Но ни один химик, ни один грамотный человек даже и не подумает распознавать таким образом кислоты – это может быть смертельно опасно, ведь к кислотам относят и знаменитую цианистоводородную кислоту и страшную серную кислоты. Поэтому гораздо проще и безопаснее распознавать кислоты, как и щелочи с помощью индикаторов.
ЦЕЛЕПОЛАГАНИЕ.
Формулировка целей и задач урока.
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА.
Индикаторы (от лат. indicator – указатель) – вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора.
Больше всего распространены индикаторы лакмус, фенолфталеин и метилоранж.
Самым первым появился индикатор лакмус. Вероятно, самый старый кислотно-основной индикатор – лакмус. Еще в 1640 ботаники описали гелиотроп (Heliotropium Turnesole) – душистое растение с темно-лиловыми цветками, из которого было выделено красящее вещество. Этот краситель, наряду с соком фиалок, стал широко применяться химиками в качестве индикатора, который в кислотной среде был красным, а в щелочной – синим. Об этом можно прочитать в трудах знаменитого физика и химика XVII века Роберта Бойля. Вскоре оказалось, что лакмус можно добывать и из более дешевого сырья, например, из некоторых видов лишайников.
Демонстрационный эксперимент. Изменение окраски лакмуса в кислотной и щелочной среде. Цветок фиалки
Фенолфталеин, который применяется в виде спиртового раствора, приобретает в щелочной среде малиновый цвет, а в нейтральной и кислотной он бесцветен.
Фенолфталеин (тв.) + NaOH тв.
Демонстрационный эксперимент.
Что касается индикатора метилоранжа, или иначе "метилового оранжевого", он действительно оранжевый в нейтральной среде. В кислотах его окраска делается розово-малиновой, а в щелочах - желтой.
Н2О (метилоранж) + кислота
Н2О (метилоранж) + кислота
Демонстрационный эксперимент.
Если нет настоящих химических индикаторов, для определения кислотности среды можно успешно применять домашние, полевые и садовые цветы и даже сок многих ягод - вишни, черноплодной рябины, смородины. Розовые, малиновые или красные цветы герани, лепестки пиона или цветного горошка станут голубыми, если опустить их в щелочной раствор. Так же посинеет в щелочной среде сок вишни или смородины. Наоборот, в кислоте те же "реактивы" примут розово-красный цвет. Растительные кислотно-основные индикаторы здесь - красящие вещества по имени антоцианы. Именно антоцианы придают разнообразные оттенки розового, красного, голубого и лилового многим цветам и плодам.
Антоцианы (от греч. бnthos цвет и kэаnos лазоревый) природные, красящие вещества растений, из группы флавоноидов; относятся к гликозидам.
Антоцианы очень часто определяют цвет лепестков цветков, плодов и осенних листьев. Они обычно придают фиолетовую, синюю, коричневую, красную, оранжевую окраску. Эта окраска нередко зависит от рН клеточного содержимого, и потому может меняться при созревании плодов, отцветании цветков процессах, сопровождающихся закислением клеточного содержимого.
К наиболее распространённым антоцианам относятся:
Цианидин (цвета осенних листьев).
Демонстрационный эксперимент. Обычный чай – тоже индикатор. Если в стакан с крепким чаем капнуть лимонный сок или растворить несколько кристалликов лимонной кислоты, то чай сразу станет светлее. Если же растворить в чае питьевую соду, раствор потемнеет (пить такой чай, конечно, не следует). Чай же из цветков («каркаде») дает намного более яркие цвета.

Учащиеся выполняют эксперимент парами. Пара получает одну из кислот
Задание 1. Исследуйте характер среды с помощью различных индикаторов.
Выполнение опыта. На пластине для проведения капельных реакций поочередно капайте по1-2 капли растворов индикаторов врастворы кислоты и щелочи
Таблица 1
Индикатор
Цвет раствора

исходный
В кислотной среде
В щелочной среде

Лакмус

Универсальный индикатор (р-р)

фенолфталеин

метилоранж

Задание 2. Определите характер среды, используя индикаторы, приготовленные из растений.
(каждая группа работает с 2-мя индикаторами)
Влейте в пробирки немного растворов кислоты и щелочи, прилейте к ним немного индикатора. Наблюдайте за изменением цвета.
Таблица 2
Индикатор
Цвет раствора

исходный
В кислотной среде
В щелочной среде

Черный чай

Виноградный сок

Синий ирис

Сок вишни

Сок красной капусты

Черной
смородины

Черноплодной рябины

Сок ежевики

Лепестки фиалки

Сок свеклы

К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся – скисают или плесневеют (более устойчивы спиртовые растворы). Другой недостаток – слишком широкий интервал изменения цвета. При этом трудно или невозможно отличить, например, нейтральную среду от слабокислой или слабощелочную от сильнощелочной.
В лабораториях нередко используются универсальные индикаторы – смесь нескольких индивидуальных индикаторов, подобранных так, что их раствор поочередно меняет окраску, проходя все цвета радуги при изменении кислотности раствора в широком диапазоне рН (например, от 1 до 11). Раствором универсального индикатора часто пропитывают полоски бумаги, которые позволяют быстро (хотя и с не очень высокой точностью) определить рН анализируемого раствора, сравнивая окраску полоски, смоченной раствором, с эталонной цветовой шкалой.
Задание 3. Распознайте с помощью универсального индикатора растворы кислоты, щелочи, воды (склянки №1,2,3) Опустите в склянки №1,2,3 по небольшому кусочку индикаторной бумаги. Наблюдайте за изменением цвета.

Таблица 3

Скл.№1
Скл.№2
Скл.№3

Универсальный индикатор
Цвет_____________
Цвет___________
Цвет_____________

Характер среды: кислотная, нейтральная, щелочная

Вывод

Водородный показатель pH
В 1 л чистой воды при комнатной температуре содержится 1·10-7 моль катионов водорода и столько же гидроксид-ионов. Поскольку оперировать числами такого порядка неудобно, для количественной характеристики кислотности среды используют так называемый водородный показатель pH (от лат. «пундус гидогениум» - вес водорода),
введенным датским химиком Сёренсеном в 1909 году. Каждое значение pH отвечает определенному содержанию катионов водорода в растворе.
C помощью pH реакция растворов характеризуется как
нейтральная pH =7, кислотная pH<7, щелочная pH >7
pH некоторых жидкостей
Раствор
pH
Раствор
pH

HCl 37%
-1,1
Слезы
7,0

Томатный сок
4,1
Кровь
7,4

Черный кофе
5,0
Кишечный сок
8,3

Моча
6,0
Раствор пищевой соды (1%)
8,5

Вода
7,0
Раствор соды (1%)
11,6

Желудочный сок
1,4
NaOH (4%)
14

Яблочный сок «Антоновка»
2,5
NaOH (53%)
15

В желудке содержится соляная кислота. Она выполняет две функции: уничтожает большую часть микробов, которые попадают в желудок вместе с пищей. И помогает перевариванию пищи. Желудок готовится к приему пищи заранее: лишь только мы начнем пережевывать пищу, он выделяет желудочный сок, в состав которого входит и HCl.
Вот почему так вредно жевать жевательную резинку на голодный желудок (на 4-6 уроках), особенно, если ученик в школе не завтракает: желудочный сок начинает переваривать стенки самого желудка. Жуйте только на полный желудок и помните об эстетичности – не очень-то приятно смотреть на чей-то постоянно жующий рот.

Задание 4. Определение pH (кислотности) напитков с помощью компьютеров NOVA5000
Задание: определить pH напитков: (один напиток на группу)
Порядок проведения эксперимента
Налейте в стаканчик один из указанных напитков и проведите измерения с помощью датчиков pH.
Установка параметров измерения в программе MultiLab:
Включите Nova.
Multilab на компьютере Nova:
Выберите команду ПУСК ПРОГРАММЫНАУКА MultiLab CE
Настройка регистрации:
РЕГИСТРАТОРНАСТРОЙКАЧАСТОТА (10 замеров в секунду) ЗАМЕРЫ (1000 замеров) ОК
4) запуск регистрации: нажать кнопку ПУСК

Порядок проведения эксперимента
1.Начинайте регистрацию данных.
Для этого нажмите кнопку СТАРТ на панели инструментов MultiLab.
Показания датчиков будут отображаться на экране в виде графиков.
2. Следите на экране за изменением pH до тех пор, пока эти параметры не стабилизируются.
3. Сделайте 3 замера каждого образца напитка.
4. Данные эксперимента запишите в таблицу 4.

Таблица 4 Пара учеников работает с одним из напитков, потом результаты обсуждаются и записываются в таблицу.

Напиток
Среднее значение pH

1.
Пепси-Кола

2.
Черный кофе

3.
Чай каркаде

4.
Кока-Кола

5.
Кока-Кола

6.
Томатный сок

7.
Сок персиковый

8.
Питьевая вода «Родничок»

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЗНАНИЙ, УМЕНИЙ, НАВЫКОВ.
Вопросы для закрепления
1.Какой показатель pH считается нейтральным?
2.Какой из исследованных напитков обладает наибольшей кислотностью?
3.Как влияет повышенная кислотность напитка на желудок человека?
4.При каких заболеваниях нельзя употреблять напитки с повышенной кислотностью?
5.Хозяйки это давно приметили и используют свойство свекольного отвара. Чтобы борщ был ярко-красным, в него перед окончанием варки добавляют немного пищевой кислоты – уксусной или лимонной, цвет меняется буквально на глазах. Объясните это явление.
6.Для удаления пятен от соков, окрашенных ягод и фруктов, используют раствор стиральной и питьевой соды (щелочная среда). Объясните, на чем основано это.
Домашнее задание
1.Найдите лепестки цветов (герань, пеларгония, тюльпаны, лилии, фиалки, розы и т.д.) и установите опытным путем, как на них действуют кислоты и основания. Те же испытания проведите для овощей и фруктов, которые вам удастся найти (яблоки, смородина, свекла, вишня)
Интересно, какие из этих цветов и плодов можно использовать как индикаторы кислотности?
Исследуйте кислотно-основные индикаторы. Мы можем использовать 9%-ную уксусную кислоту (столовый уксус). В качестве сильного основания можно взять гашеную известь (водный раствор - известковая вода) или гидроксид натрия (содержится в средствах для очистки канализации, типа "Крот", продается в хозяйственных магазинах). В роли слабого основания может выступать 10%-ный раствор аммиака аммиака (нашатырный спирт), раствор стиральной соды(Na 2CO 3) и питьевой соды NaHCO3
2.Рисунок на лепестках. Некогда было в моде писать приглашения на лепестках цветов, а писали их в зависимости от цветка и желаемого цвета надписи раствором кислоты или щелочи, пользуясь тонким пером или заостренной палочкой. Попробуйте, если хотите, писать таким образом, но лепестки и растворы для письма подберите самостоятельно. Имейте в виду, что раствор должен быть не слишком концентрированным, иначе можно повредить нежный лепесток
3.Многие лекарственные препараты представляют собой простые вещества, кислоты, соли основания. Изучите свойства выданного вам лекарственного препарата и определите, к какому классу веществ он может относиться.

Использованная литература
1. Аликберова Л.Ю. Кислотно-основные индикаторы. Алхимик. Практикум http//www.alhimic.ru/teleclass/glava5/gl-5-5.shtml
2. Л.Ю. Аликберова, Н.С.Рукк. Полезная химия: задачи и истории - M.: Дрофа,2005.С-51
3.К.Арзамасцев. Индикатор из лепестков./ Химия и жизнь. 1979. № 3 –С.61.
4. Антоцианы. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/
5. Габриелян О.С. Настольная книга для учителя. Химия 8 класс. – М.: Дрофа,2002. С.-64
6. Габриелян О.С. и др. Настольная книга для учителя. Химия.11 класс: В 2 ч. Ч. II: – М.: Дрофа,2003. С.178-180
7. Гузей Л.С.. Суровцева Р.П. Химия. 10 класс: Учеб. Для общеобразоват. Учеб. заведений. - M.:Дрофа,1998. -1998. С.-37-38
8. Леенсон И. Индикаторы. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/623b5119-0069-8966-92dd-8677e452724c/?fullView

ФИО______________________________________________________
Класс___________дата_______________________________________

Урок «Кислоты, основания, индикаторы»
Работа с NOVA
Соблюдение ТБ
Общая культура труда
Оформление работы
Выполнение задания

1
2
3
4
5
6

Цель работы: ознакомиться с понятиями индикаторы, водородный показатель pH. Научиться распознавать характер среды с помощью различных индикаторов. Определить pH напитков с помощью компьютера NOVA5000.

Практическая часть

Задание 1. Исследование характера среды с помощью индикаторов
На пластине для проведения капельных реакций поочередно капайте по 1-2 капли растворов индикаторов в растворы кислоты и щелочи
Таблица 1
Индикатор
Цвет раствора

исходный
В кислотной среде
В щелочной среде

Лакмус

Универсальный индикатор (р-р)

фенолфталеин

метилоранж

Задание 2. Определение характера среды с помощью индикаторов, приготовленных из растений.
У вас имеется по 2 образца индикаторов (сок свеклы, лепестки цветов черный чай, виноградный сок, сок вишни, сок красной капусты, сок черной смородины, черноплодной рябины, ежевики и др.) Определите, как изменится окраска индикаторов в кислотной и щелочной среде.
Таблица 2
Индикатор
Цвет раствора

исходный
В кислотной среде
В щелочной среде

Задание 3. Распознайте с помощью универсального индикатора растворы кислоты, щелочи, воды (склянки № 1,2,3)

Опустите в склянки № 1,2,3 по небольшому кусочку индикаторной бумаги. Наблюдайте за изменением цвета.
Таблица 3.
Скл.№1
Скл.№2
Скл.№3

Универсальный индикатор
Цвет_____________
Цвет___________
Цвет_____________

Характер среды

Вывод

Задание 4. Определение pH (кислотности) напитков с помощью компьютеров NOVA5000
Определите pH каждого из двух предложенных напитков (Пепси-Кола, черный кофе, чай каркаде, Кока-Кола, томатный сок, сок персиковый, питьевая вода «Родничок» и др.)
Сравните, какой из напитков имеет более высокую кислотность.

Порядок проведения эксперимента
Налейте в стаканчик один из указанных напитков и проведите измерения с помощью датчиков pH.

Установка параметров измерения в программе MultiLab:
Включите Nova.
Multilab на компьютере Nova:
Выберите команду ПУСК ПРОГРАММЫНАУКА MultiLab CE
Настройка регистрации:
РЕГИСТРАТОРНАСТРОЙКАЧАСТОТА (10 замеров в секунду) ЗАМЕРЫ (1000 замеров) ОК
4) запуск регистрации: нажать кнопку ПУСК

Порядок проведения эксперимента
1.Начинайте регистрацию данных.
Для этого нажмите кнопку СТАРТ на панели инструментов MultiLab.
Показания датчиков будут отображаться на экране в виде графиков.
2. Следите на экране за изменением pH до тех пор, пока эти параметры не стабилизируются.
3. Сделайте 2 замера pH каждого образца напитка.
4. Данные эксперимента запишите в таблицу 4.
5. Повторите измерения для второго напитка.
Таблица 4

Напиток
Среднее значение pH

1.

2.

Вопросы для закрепления
1.Какой показатель pH считается нейтральным?______________________
2.Какой из исследованных напитков обладает наибольшей кислотностью?_________________________________________________________
3.Как влияет повышенная кислотность напитка на желудок человека?_____________________________________________________________
4.При каких заболеваниях нельзя употреблять напитки с повышенной кислотностью?_________________________________________________________________
Анкета к уроку по теме: «Кислоты, основания, индикаторы»
1.Какая среда у желудочного сока?_________________________________________
2. Какую окраску будет иметь лакмус в желудочном соке?_____________________
3. Почему дожди иногда называют «кислотными»? ________________________________________________________________________
4. Почему они становятся кислотными? __________________________________________________________________
5.Какую окраску будет иметь фиалка, если на ее лепесток капнуть такой дождевой водой?___________________________________________________________________
6. Какое значение будет иметь pH в такой дождевой воде?________________________
7. Гортензию (растение с сине-фиолетовыми листьями) пересадили в другую почву, через некоторое время цветы порозовели. Как вы думаете, чем объясняется это явление?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Что понравилось, что больше всего запомнилось на уроке? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Что бы вы хотели изменить _____________________________________________________________________________
10.С какой целью использовались компьютеры NOVA5000 на уроке? ____________________________________________________________________________
11. Предложите варианты, когда характер среды (кислотность) можно определить только с помощью прибора? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
12. Предложите свои интересные примеры из жизни, возможные эксперименты с индикаторами.

Габриелян О.С. Настольная книга для учителя. Химия 8 класс. – М.: Дрофа,2002. С.-64
Леенсон И. Индикаторы. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/623b5119-0069-8966-92dd-8677e452724c/?fullView

Антоцианы. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/
Л.Ю. Аликберова, Н.С.Рукк. Полезная химия: задачи и истории - M/^ Дрофа,2005.С-51
Гузей Л.С.. Суровцева Р.П. Химия. 10 класс: Учеб. Для общеобразоват. Учеб. заведений. - M/^ Дрофа,1998. -1998. С.-37-38
Габриелян О.С. Настольная книга для учителя. Химия 8 класс. – М.: Дрофа,2008. С.-67

Аликберова Л.Ю. Кислотно-основные индикаторы. Алхимик. Практикум http//www.alhimic.ru/teleclass/glava5/gl-5-5.shtml

Ольгин О. Опыты без взрывов. – M. Химия,1995 –С. -23

Оржековский П.А., Давыдов В.Н., Титов Н.А. Экспериментальные творческие задания по неорганической химии: Книга для учащихся. (Методическая библиотека.)
·М.АРКТИ, 1998
·С.17 (задача 23)

Заголовок 2ЭђЗаголовок 315