Статья Методика использования современного цифрового оборудования при обучении химии

Итоговое задание на тему:
Методика использования современного цифрового оборудования при обучении химии.
Выполнила Баранова Е.А.
учитель химии
Измайловский филиал МБОУ «Знаменская СОШ»
Определение рН растворов солей
Форма. Лабораторный опыт.
Продолжительность. 10-15 минут.
Дидактическая цель: развитие представления о гидролизе солей на основе количественной характеристики данного процесса.
Задачи: измерить рН растворов солей и сделать выводы о направленности и степени их гидролиза.
Измеряемые параметры. рН водного раствора в зависимости от образца.
Оборудование и материалы. Датчик рН, пять стаканов (50 мл); штатив с зажимом, химический стакан для слива (250 мл); промывалка, дистиллированная вода, по 20 мл 0,1М растворов карбоната натрия, хлорида железа (III), хлорида железа (II), сульфата никеля (II), хлорида хрома (III), сульфата кобальта (II), сульфата цинка, фосфата натрия, гидрокарбоната натрия.
Правила техники безопасности.
Чувствительный элемент датчика рН — стеклянный шарик в его нижней части. Он очень хрупкий, поэтому категорически не следует касаться им любых твердых поверхностей или ронять.
Теоретическое введение. При растворении в воде многие соли способны смещать равновесие: H2O H+ + OH– в ту или иную сторону вследствие взаимодействия между ионами соли и молекулами воды. Этот процесс называется гидролизом солей (от греч. hydro — вода и lysis — разложение).
Гидролиз соли — это обратимая обменная реакция, в которой изменяется концентрация ионов H+ раствора. Ее важной характеристикой является степень гидролиза — отношение количества гидролизованной соли к общему количеству соли, введенной в раствор.
Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, напри-мер, хлорид железа (III), хлорида железа (II), сульфат никеля (II), хлорид хрома (III), сульфат кобальта (II), сульфат цинка, подвергаются гидролизу по катиону. В растворе увеличивается концентрация ионов H+, рН < 7,0. Измеряя значение водородного показателя в растворах, содержащих равные концентрации исследуемых веществ, интересно сопоставить степени гидролиза солей, например, образованных катионами Fe2+ и Fe3+. Fe(OH)3 — более сла-бое основание, чем Fe(OH)2. Это объясняется тем, что заряд и радиус иона Fe2+ меньше, чем Fe3+, соответственно, Fe2+ слабее удерживает гидроксид-ионы. В связи с этим соли железа (II) гидролизуются незначительно, а соли железа (III) — сильно. Гидролизом объясняется и бурый цвет растворов солей Fe3+.
Соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой, например, карбоната натрия, фосфата натрия, гидрокарбоната натрия, подвергаются гидролизу по аниону. Концентрация ионов H+ уменьшается, рН > 7,0. Здесь интересно сопоставить степени гидролиза солей по I и II ступеням, например, Na2CO3 и NaHCO3. Степень гидролиза по второй ступени заметно меньше, чем по первой.
Методические рекомендации
Данный опыт следует проводить при изучении темы «Химические реакции» как на базовом, так и на профильном уровне.
Ход работы. В первый стакан наливают раствор карбоната натрия и погружают в него датчик рН не менее чем на 3 см. Когда показания прибора стабилизируются, записывают значение рН в отчет. Тщательно ополаскивают электрод дистиллированной водой из промывалки.
Погружают электрод в следующий раствор и снова, после стабилизации показаний прибора, записывают значение рН. Аналогичным образом повторяют процедуру измерения рН с другими растворами.
Отчет
Заполните таблицу.
№ Исследуемый Концентрация, Значение Уравнение гидролиза опыта раствор моль/лрН 1. 2. Вопросы для обсуждения.
Какие соли подвергаются гидролизу по катиону, а какие по аниону?
Какая соль, карбонат или гидрокарбонат натрия, подвергается гидролизу в большей степени? Как это можно объяснить?
Какой ион, Fe3+ или Fe2+, гидролизуется в большей степени? Какие экспериментальные данные позволили Вам сделать такой вывод? Какое теоретическое обоснование этому факту Вы можете предложить?