МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА лабораторной работы по дисциплине «Аналитическая химия» для специальности 18.02.11 «Технология пиротехнических составов и изделий» на тему: Анализ катионов IV аналитической группы
методическая разработка на тему

УТВЕРЖДАЮ

        Зам.директора по УВР

                                                              ______ С.В.Тринитатова

        «____»______________2017г.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

лабораторной работы по дисциплине

«Аналитическая химия»

для специальности

18.02.11 «Технология пиротехнических составов и изделий»

на тему:  Анализ катионов IV аналитической группы

Краснозаводск

  2017г.

Аннотация к методической разработке

Цель: формирование у студентов знаний теоретических основ химического анализа и практических навыков его выполнения.

Задачи: Закрепить у обучающихся знания о качественном анализе. Организовать деятельность обучающимися по изучению и первичному закреплению определения катионов ΙV аналитической группы. Сконцентрировать внимание обучающихся на правильности выполнения анализов. Помочь осмыслить значимость и полезность приобретаемых знаний и умений.

Адресат: обучающиеся химических профилей подготовки, реализуемых в колледже.

Актуальность: необходимость приобретения обучающимися знаний и умений в области аналитической химии, которые они будут использовать в дальнейшей профессиональной деятельности.

Условия реализации: тема занятия включена в дисциплину профессионального цикла, реализуется также в рамках внеклассных мероприятий.

Содержание: игра «Суд над ΙV аналитической группой катионов» -  эвристическая беседа с элементами объяснения, актуализация опорных знаний обучающихся методом фронтального опроса, постановка проблемных вопросов,  лабораторно-практическая работа,  тестирование.

Содержание

    Пояснительная записка.......................................................................................4

    Структура и содержание урока...........................................................................6

    Введение...............................................................................................................8

    Ход занятия........................................................................................................10

    Повторение пройденного материала................................................................11

    Лабораторная работа «Анализ катионов ΙV-ой аналитической группы».....21

    Критерии оценки................................................................................................24

    Список литературы............................................................................................25

    Приложение 1.....................................................................................................26

    Приложение 2.....................................................................................................28

    Приложение 3.....................................................................................................29

    Приложение 4.....................................................................................................32

Пояснительная записка

Дисциплина: Аналитическая химия

Преподаватель:  Гурьянова Елена Вячеславовна

Специальность: 18.02.11 «Технология пиротехнических составов и изделий»

Курс: 2 курс

Время:  90 мин.

Раздел программы: Качественный анализ (раздел 1)

Тема: Катионы (тема 1.1)

По календарно-тематическому плану: Аналитические реакции катионов 4  группы.

Цели занятия:

Образовательные:

- закрепить у обучающихся знания о качественном анализе;

- организовать деятельность учащимися по изучению и первичному закреплению определения катионов ΙV аналитической группы;

- сконцентрировать внимание обучающихся на правильности выполнения анализов;

- помочь осмыслить значимость и полезность приобретаемых знаний и умений.

Развивающие:

- развивать умения анализировать типичные ошибки;

- ставить цели и планировать свою деятельность;

- развивать формирование навыков общения в  совместной деятельности.

Воспитательные:

- воспитывать у обучающихся любовь к избранной профессии, ответственности за своевременное выполнение анализов, бережное использование реактивов.

Основные понятия: качественный анализ,  качественные реакции, катионы

Ожидаемые результаты:

студенты должны знать:

- значение химического анализа, методы  качественного анализа химических соединений;

- теоретические основы методов анализа;

- технику выполнения анализов;

студенты должны уметь:        

- описывать механизм химических реакций качественного анализа;

- готовить растворы заданной концентрации;

- проводить качественный анализ с соблюдением правил техники безопасности;

- проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций.

Вид занятия: Лабораторная работа.

Применяемая педагогическая технология: групповая работа.

Применяемые педагогические методы: фронтального опроса, объяснительно-иллюстративные (словесные, наглядные), практические (продуктивные, частично-поисковые, проблемное изложение).

Формы познавательной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Междисциплинарные связи (ППССЗ химического профиля):базовые дисциплины: химия, органическая химия, неорганическая химия.

Оборудование: автоматизированное рабочее место преподавателя, мультимедийный  проектор, раздаточный материал.

Раздаточный материал:

Тестовое задание: «Анализ катионов IV аналитической группы».

Структура и содержание урока (продолжительность – 1 пара – 90 мин.)

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня обществу нужны люди, умеющие думать и  работать творчески. Поэтому в процессе обучения провожу большую воспитательную работу, формируя у них черты и качества свойственные передовому квалифицированному рабочему, востребованному на рынке труда.

Следовательно, участие рабочего в современном производстве требует глубоких и разносторонних знаний в сложных и быстро изменяющихся условиях труда, в связи с чем, становится обязательным наличие общеобразовательной и профессиональной подготовки.

Главная задача преподавателя заключается в том, чтобы научить применять теоретические знания к конкретным условиям деятельности в ходе профессиональной подготовки специалистов. Для решения данной задачи наиболее эффективным способом является групповая работа, которая позволяет в рамках одной темы обеспечить усвоение учебной информации и использование её на практическом материале. Для этого моделируются проблемные ситуации, которые позволяют накладывать теорию на практическую обстановку.

Профессиональные компетенции студентов формируются не только через определённые формы занятий, активизацию познавательных интересов обучающихся, ориентацию их на способы добывания знаний, но и через умение преподавателя сделать научную информацию доступной, понятной, удобной в применении. В ходе учебных занятий студенты учатся работать с научной информацией, анализировать её, отбирать необходимую для решения практических задач, что в дальнейшем значительно облегчает процесс освоения профессиональных требований.

Формируя профессиональные компетенции, необходимо большое внимание уделять этическим вопросам, так как в профессиональной деятельности часто приходится сталкиваться со справедливостью и несправедливостью, истиной и ложью, поэтому необходимо принимать решения, руководствуясь этическими принципами. В конечном итоге именно из них складывается нравственный климат в организации, а затем в обществе в целом. Будущий специалист в рамках учебного заведения должен учиться тому, как принимать подлинно нравственные решения.

На учебных занятиях применяются такие приёмы, как подборка тематического раздаточного материала с обязательным приложением тезауруса, позволяющего употребить новые термины в речи, описание проблемной ситуации, которую необходимо решить с учётом этических норм, варианты возможных решений для размышления по данной проблеме в рамках учебного занятия групповым методом. Мнение каждого студента в группе учитывается, создаёт дополнительный материал для размышлений и влияет на выработку коллективного решения. В этой позиции есть определённый смысл, так как будущим специалистам нужна помощь в процессе анализа этических принципов, которые лежат в основе принимаемых решений и этических рекомендаций, исходящих от других.

В результате студенты учатся мыслить, правильно излагать свою позицию, аргументировано её доказывать, творчески преобразовывая учебный материал в возможные практические действия. Это весьма важные факторы формирования профессиональной компетенции, так как активная групповая динамика, целенаправленность при разрешении той или иной проблемы являются неотъемлемой частью опыта, который студенты получают в рамках профессионального образовательного учреждения.

Ход занятия

Тема урока: Анализ катионов ΙV-ой аналитической группы.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ УРОКА:

Посуда и оборудование:

• штативы с пробирками;
• капельницы;

Реактивы:

• сульфат железа (ΙΙ);
• хлорид железа (ΙΙΙ);
• гексацианоферрат калия (ΙΙ);
• гексацианоферрат калия (ΙΙΙ);
• роданид аммония;
• гидроксид натрия;
•  соляная кислота;

Наглядные пособия:

• инструкционно-технологические карты;
• тестовые задания;
• периодические системы Д.И.Менделеева;
• таблицы растворимости;
• газеты
• Гурвич Я.А. «Химический анализ»
• 4 фильма «Качественные реакции на железо»

Техническое оснащение урока: Проектор, ПК учителя

Межпредметные связи: химия, производственное обучение.

1.Организационный момент

Проверка готовности обучающихся к уроку.

• Сообщение темы и цели урока.

Вступительное слово преподавателя

•  Здравствуйте. Проверяю готовность обучающихся к уроку(наличие  тетрадей, конспектов и др.)
• Тема урока: «Анализ катионов IV аналитической группы»
• Эпиграфом к сегодняшнему уроку я выбрала слова М.В.Ломоносова:

Химические элементы…

Они основа вещества

Весь мир из них, на 100 процентов

Вплоть до живого существа.

Цель урока: Изучение  и первичное закрепление знаний катионов ΙV аналитической группы. Концентрирование  внимание обучающихся на правильности выполнения анализов.

Итоговая оценка знаний обучающихся будет складываться из нескольких пунктов:

а) фронтальный опрос;

б)  опережающее задание;

в) работа на уроке и соблюдение т/б;

г) оформление лабораторной работы;

д) конечный пункт – тестирование.

2. Повторение пройденного материала

Выявление теоретических знаний обучающихся методом фронтального опроса, постановки проблемных вопросов.

Для того чтобы лучше усвоить новый материал давайте повторим вопросы предыдущих уроков методом фронтального опроса. Приступим!

Контрольные вопросы.

 1. Метод позволяющий определить состав анализируемого образца?

Ответ: Качественный анализ.

2.Основная задача качественного анализа?

Ответ: Основной задачей качественного анализа является определение качественного состава анализируемого образца. Этот анализ помогает определять, какие элементы, ионы входят в состав анализируемого образца или в нем отсутствуют.

3. Требования, предъявляемые к качественным реакциям?

Ответ: а) Протекает быстро, практически мгновенно;

 б) Сопровождается образованием характерного осадка, газа или появление окрашивания;

 в) Быть практически необратимыми, т.е. протекать в одном направлении;

 г) Быть по возможности специфическими и отличаться высокой чувствительностью.

4. Методы качественного анализа?

Ответ: а) «Сухой» - анализ твердого образца (т.е. без перевода в раствор), имеет ограниченное применение, в основном для предварительного исследования образца.

б) «Мокрый» - исследуемое вещество переводят в раствор и ведут анализ раствора.

в) «Капельный» - проводят, нанося капли раствора реагентов на фарфоровые, стеклянные пластинки, либо на фильтровальную бумагу. Используют цветные реакции.

5. На уроках производственного обучения, каким методом качественного анализа чаще пользуемся мы? (проблемный вопрос)

Ответ: Мокрым методом

6. Дробный метод выполнения качественного анализа?

Ответ:Дробный анализ – анализируемый раствор делят на большое количество операций и в каждой из них частными реакциями обнаруживают отдельные ионы.

7.Систематический метод выполнения анализа?

Ответ: Систематический анализ – это последовательное выполнение операций осаждения, фильтрования, промывания, растворения из смеси катионов и анионов. Все операции выполняются в определенной последовательности.

8. Если нужно провести более полный анализ неизвестного вещества, каким методом лучше воспользоваться?

Ответ: Систематическим методом.

9. Групповой реактив – определение?

Ответ: Групповые реактивы – это реактивы взаимодействующие с целой группой ионов.

10. Специфическая реакция – определение?

Ответ: Специфическая реакция – это реакция при помощи которой можно в определенных условиях обнаружить один ион в присутствии других ионов.

11. Общая аналитическая реакция?

Ответ:Общие реакции характерны для целой группы ионов или соединений.

12.Частная аналитическая реакция?

Ответ: Частная реакция характерна ля определенного иона или соединения.

13.Химические реактивы?

Ответ:Химические реактивы – это вещества с помощью которых ведут анализ.

14.Объясните маркировку на флаконе реактивов «ч»; «ч.д.а»; «х.ч.»?

Ответ:«ч» - чистый;

«ч.д.а.» - чистый для анализа;

«х.ч.» - химически чистые.

3. Изложение нового материала

Изучение нового материала начнем с опережающего задания, а  для этого давайте заглянем в зал судебного заседания.

3.1 Опережающее задание – ролевая игра «Суд над ΙV аналитической группой катионов».

Цели:

а) Дает возможность рассматривать изучаемый материал с разных иногда противоположных точек зрения, т.е. учит воспринимать окружающий мир, таким, какой он есть в действительности.

б) Развивать умственные и творческие способности обучающихся, культуру речи, уверенность и смелость.

Действующие лица: судья, прокурор, адвокат, катионы (магний, марганец, железо, висмут, сурьма), эксперты (по народному хозяйству и химии), министры (здравоохранения и металлургии).

Опережающее задание – ролевая игра «Суд над ΙV аналитической группой катионов».

Заглянем в зал судебного заседания.

Судья: Уважаемые присутствующие! Сегодня будет рассмотрено необычное судебное дело о преступной связи катионов ΙV аналитической группы. В ходе судебного процесса мы должны выяснить степень виновности каждого из подсудимых, узнать причину этой преступной связи. Обратите внимание вот они. Дадим им слово.

Катион железа: Я катион железа – металл серебристо-белого цвета с сероватым отливом, в периодической системе Д.И.Менделеева нахожусь в ΙV периоде, в VΙΙΙ группе побочной подгруппе. Мой порядковый номер 26. в чистом виде пластичен, но незначительное количество примесей (например, углерода) повышают твердость и хрупкость. Обладаю свойством очень быстро намагничиваться и размагничиваться. В химическом отношении являюсь металлом средней активности. Я был известен еще во времена Гомера и являлся мерой ценностей. Одна часть железа приравнивалась к десяти частям золота, т.к. был самым прочным из известных металлов и был незаменим  при изготовлении оружия и орудий труда.

Катион магния: Я катион магния – металл блестящий, серебристо-белого цвета, тускнеющий на воздухе в результате окисления, сравнительно мягкий и пластичный. В периодической системе Д.И.Менделеева нахожусь в ΙΙΙ периоде, во ΙΙ группе главной подгруппе. Мой порядковый номер 12. Я – химически активный металл. На холодную воду не действую, а кипящую энергично разлагаю. Растворяюсь в минеральных кислотах и не растворяюсь в щелочах. На воздухе сгораю с ослепительной вспышкой. Недаром магниевую ленту фотографы долго использовали как фотовспышку.

Катион марганца: Я катион марганца – металл серебристо-белого цвета. В периодической системе Д.И.Менделеева нахожусь в ΙV периоде, в VΙΙ группе побочной подгруппе. Мой порядковый номер 25. Я – твердый, хрупкий, тугоплавкий. На воздухе окисляюсь, покрываясь темным налетом оксида. Считаюсь химическим хамелеоном: известно большое число соединений, в которых проявляю все промежуточные степени окисления от 0 до +7. А окраска этих соединений составляет богатейшую палитру.

Катион висмута: Я Висмут – твердое кристаллическое вещество с металлическим блеском серебристо- белого цвета с красноватым оттенком на изломе, хрупок. В периодической системе Д.И.Менделеева нахожусь в VΙ периоде, в V группе главной подгруппе. Мой порядковый номер 83. На воздухе не окисляюсь, но при накаливании сгораю. Растворяюсь в азотной кислоте. Известен еще со времен алхимиков, но до XVΙΙΙ века часто путали со свинцом.

Катион сурьмы: Я сурьма – твердое серебристо-белое вещество с металлическим блеском с голубоватым оттенком на изломе. В периодической системе Д.И.Менделеева нахожусь в V периоде, в V группе главной подгруппе. Мой порядковый номер 51. Внешне очень похожа на металл, но обладаю хрупкостью, тугоплавкостью, значительно хуже провожу тепло и электрический ток. Известна была еще в глубокой древности из-за распространенности сурьмяного блеска (Sb2S3).

Судья: Спасибо. Слово предоставляется прокурору.

Прокурор: Уважаемый судья и свидетели! Причина сегодняшней нашей встречи – это преступная связь катионов ΙV аналитической группы. Я считаю, они не совместимы друг с другом, у них нет ничего, что объединяло бы их. А сурьма и железо настоящие преступники для человечества. Прошу пригласить свидетеля обвинения – эксперта по народному хозяйству.

Эксперт н / х: Получить железо – это полдела. Следующая задача – защитить металл от коррозии. Ржавчина – очень рыхлое вещество, поэтому влага и кислород проникают сквозь нее и продолжают уничтожать железо. Коррозия не просто уничтожает металл, на выплавку которого были затрачены огромные усилия. Она выводит из строя готовые изделия, а их стоимость неизмеримо выше стоимости самого металла. Коррозия не щадит ни миниатюрные точные детали, ни огромные мосты. В промышленно развитых странах убытки от коррозии и затраты на защиту от нее достигают почти 5% от национального дохода.

Во имя людей я свидетельствую против. Прошу суд принять решение.

Судья: Спасибо. Приглашаем второго свидетеля, эксперта по истории химии.

Эксперт по истории химии: Русское «сурьма» происходит от тюркского слова означающего «грим», «мазь», «притирание». Сурьма является ядом, уже во ΙΙ тысячелетии до н.э. ее использовали в качестве декоративной косметики. От невежества погибло много людей. Поэтому я свидетельствую против.

Судья: Спасибо, слово предоставляется прокурору.

Прокурор: Выслушав свидетелей обвинения, всем стало понятно, что связь с сурьмой и железом преступна. Предлагаю назначить подсудимым высшую меру.

Судья: Слово предоставляется защите. Приглашаем первого свидетеля защиты – министра здравоохранения.

Министр здравоохранения: Прошу обратить ваше внимание на тот факт, что Fe, Bi, Mg, Mn играют немаловажную роль для организма человека.

Магний  концентрируется в зубной ткани и эмали зубов, костной ткани. Накапливается он также и в поджелудочной железе, скелетных мышцах, почках, мозге, печени и сердце. Является составной частью ферментов, участвует в обмене углеводов, жиров, обеспечивающих энергосистему организма.

В медицине служит средством понижения кислотности желудка, а кристаллогидрат сульфата магния – слабительным.

Железо: Оно необходимо для нормализации процессов кроветворения и дыхания клеток, обеспечивает гемоглобина, эритроцитов. Железо помогает транспорту кислорода к тканям, входит в состав ферментов.

Марганец: Необходим для нормального обмена углеводов и жира в организме, нормального функционирования соединительной, хрящевой и костной ткани, для синтеза белков, нуклеиновых кислот, образования инсулина – гормона поджелудочной железы, способствующего усвоению сахара.

В медицине раствор перманганата калия или марганцовку используют как антисептик для промывания ран, полоскания рта, смазывания ран и ожогов, для промывания желудка при отравлении.

Висмут  - соли висмута применяют в медицине в качестве вяжущего средства.

Судья: Спасибо. Вызывается второй свидетель защиты – эксперт в области химии.

Эксперт в области химии: В ΙV группу входят катионы Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+; все  они вступают в реакцию с гидроксидом натрия, при этом образуются характерные осадки.

FeSO4 + 2NaOH=Fe(OH)2↓ + Na2SO4  

зеленый

FeCl3 + 3NaOH=Fe(OH)3↓ + 3NaCl

бурый

MgCl2 + 2NaOH=Mg(OH)2↓ + 2NaCl

белый

MnCl2 + 2NaOH=Mn(OH)2↓ + 2NaCl

белый

SbCl3 + 3NaOH=Sb(OH)3↓ + 3NaCl

белый

Эти гидроксиды легко растворяются в соляной, азотной и серной кислотах.

Судья: Спасибо. Вызываем третьего свидетеля защиты – министра металлургии.

Министр металлургии: Моя металлургическая промышленность не может обойтись ни без одного из этих элементов. Основу черной металлургии составляют чугуны и стали они оборудованы на основе железа. Введение легирующих добавок в виде Sb, Bi, Mg, Mn придает сталям специальные свойства.

Стали с добавлением марганца обладают большим сопротивлением к ударам и износостойкостью и применяются для трудящихся деталей ( стрелок железных дорог, гусениц тракторов и танков и т.д.). В цветной металлургии широко используются марганцовистые бронзы и латуни.

Магний вследствие большого сродства к кислороду и сере применяют в качестве раскислителя в производстве сталей и цветных металлов. Это самый легкий конструкционный материал, отличающийся высокой прочностью, легко обрабатывается резанием.

Сурьма является важной составной частью типографских сплавов. Ее действие выражается в повышении твердости свинцово-оловянной основы.

Висмут, в свою очередь является основой ряда легкоплавких сплавов, которые используются в качестве теплоносителей в ядерных реакторах.

Судья: Спасибо. Слово предоставляется адвокату.

Адвокат: Выслушав все эти выступления, вы убедились, что связь катионов ΙV аналитической группы вовсе не преступна, все они могут находиться в одной группе.

Судья: После тщательного ознакомления с делом обвиняемых и заслушивания свидетелей обвинения и защиты, суд постановил связь признать не преступной!

3.2. Обобщение знаний обучающихся полученных после проведения ролевой игры.

Таким образом, выяснили, что в IV группу катионов входят катионы: Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+.

Групповой реактив: NaOH.

У каждого катиона свое место в периодической системе Д.И.Менделеева:

Катион Mn2+ находится в 7 группе побочной подгруппе в IV периоде.

Катион Sb3+  и Sb5+ - в 5 группе главной подгруппе в V периоде.

Катионы Fe2+  и Fe3+ - 8 группе побочной подгруппе в IV периоде.

Катион Mg2+ - во 2 группе главной подгруппе во II периоде.

Катион Bi3+- в 5 группе главной подгруппе в V периоде.

4. Закрепление нового материала

   В начале напоминаю учащимся о необходимости соблюдения т/б в химической лаборатории в шуточной, но запоминающейся форме. Инструкция по технике безопасности называется «Правила выживания в химической лаборатории».

4.1 Лабораторная  работа

На столах обучающихся имеются инструкции по т/б, инструкционно-технологические карты «Анализ катионов IV аналитической группы».

Учащиеся знают, на сколько важно умение работать согласно инструкционно-технологической карте, так как несоблюдение хода анализа, приводит к ошибке лаборанта.

1. Работа с инструкционно–технологическими картами.
2. Проведение анализа катионов Fe2+  , Fe3+  ΙV аналитической группы дробным методом.
3.  Оформление лабораторно-практической  работы.

4.Составление уравнений в молекулярном, полном - ионном и сокращенном – ионном виде.

Лабораторная работа

ИНСТРУКЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА.

Тема урока: Анализ катионов Fe2+;Fe3+ ΙV-ой аналитической группы.

В ΙV аналитическую группу входят катионы:

Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+.

Групповой реактив: NaOH.

Общие реакции: с NaOH

Ход анализа: В 2 пробирок последовательно помещают 3-4 капли солей катионов Fe2+;Fe3+прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

FeSO4 + NaOH →

FeCl3 + NaOH →

Образовавшиеся осадки проверить на растворимость в соляной кислоте. Для этого к осадку добавить  соляную кислоту (HCl) Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций?

Fe(OH)2↓ + 2HCl →

Fe(OH)3↓ + 3HCl→

КатионFe2+

Fe2+с гексацианоферратом (III) калия (красной кровяной солью)K3[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe2+ и добавляют 1-2 капли раствора соли K3[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

3FeSO4+ 2K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ +3 K2SO4

Катион  Fe3+

Fe3+с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью)K4[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe3+, добавляют 1-2 капли раствора HCl, добавляют 2-3 капли раствора соли K4[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

4FeCl3 + K4[Fe(CN)6]→ Fe4[Fe(CN)6]3↓  +12KCl

Fe3+с роданидом аммония (NH4CNS).

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли соли катиона Fe3+,прибавляют 4-5 капель раствора NH4CNS. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакции.

FeCl3 +3NH4CNS →

Оформление лабораторной работы.

ИНСТРУКЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА.

Тема урока: Анализ катионов Fe2+;Fe3+ ΙV-ой аналитической группы.

В ΙV аналитическую группу входят катионы:

Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+.

Групповой реактив: NaOH.

Общие реакции:сNaOH

Ход анализа: В 2 пробирок последовательно помещают 3-4 капли солей катионов Fe2+;Fe3+прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

Fe2+ + SO42- + 2Na+ + OH- → Fe(OH)2↓ + 2Na+  + SO42-

Fe2+ + OH- → Fe(OH)2↓

Наблюдение: Выпал осадок зеленого цвета, далее буреет.

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl

Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- → Fe(OH)3↓ + 3Na+  + 3Cl-

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓

Наблюдение: Выпал бурый осадок.

Образовавшиеся осадки проверить на растворимость в соляной кислоте. Для этого к осадку добавить  соляную кислоту (HCl) Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций?

Fe(OH)2↓ + 2HCl → FeCl2 + 2H2O

Fe(OH)3↓ + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

Наблюдение:Все осадки растворились.

КатионFe2+

Fe2+с гексацианоферратом (III) калия (красной кровяной солью)K3[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe2+ и добавляют 1-2 капли раствора соли K3[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

3FeSO4+ 2K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ +3 K2SO4

Наблюдение: Выпал осадок синего цвета (турбуллева синь).

Катион  Fe3+

Fe3+с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью)K4[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe3+, добавляют 1-2 капли раствора HCl, добавляют 2-3 капли раствора соли K4[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

4FeCl3 + K4[Fe(CN)6]→ Fe4[Fe(CN)6]3↓  +12KCl

Наблюдение: Выпал осадок синего цвета (берлинская лазурь).

Fe3+с роданидом аммония (NH4CNS).

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли соли катиона Fe3+,прибавляют 4-5 капель раствора NH4CNS. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакции.

FeCl3 +3NH4CNS → Fe(CNS)3↓ + 3NH4Cl

Fe3+ + 3Cl- + 3NH4+ + 3CNS-→ Fe(CNS)3↓ +3NH4+ + 3Cl-

Fe3+ +3CNS-→ Fe(CNS)3↓

Наблюдение: Выпал осадок кроваво-красного цвета.

Критерии оценки

12 вопросов – 5 баллов

11- 9 вопросов – 4 баллов

8 – 6 вопросов – 3 баллов

5 и менеевопросов – 2 баллов

5. Подведение итогов

5.1. Анализ работы обучающихся на уроке.

5.2. Ответы на вопросы.

5.3. Сообщение оценок.

5.4. Задание на дом: конспект по химическому анализу по теме «Анализ катионов V группы», Гурвич Я.А. «Химический анализ» стр.67 – 73.

Задача.

Рассчитать сколько грамм фосфата цинка нужно взять, чтобы приготовить:

а) 250 г  10% раствора фосфата цинка;

б) 250 мл  0,2 М раствора фосфата цинка;

Список литературы

1. Гурвич Я.А. Химический анализ. - М., Высшая школа, 2016 г.

      2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - М.,Высшая школа, т - 1,2016 г.

3. Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. - М.,Химия, Т - 1, 2016 г.

4.  Энциклопедия для детей. - М., Аванта, 2015 г.

5.  Гринко Н.Л. Общая химия. - Л., Химия, 2016 г.

6.  Угай Я.А. Неорганическая химия. - М., Высшая школа, 2015 г.

7. Научно-методический журнал. Химия: методика преподавания. - М., Школьная пресса, № 28, 2017 г.

8. Научно-методический журнал - Химия в школе. - М.,Центрхимпресс, № 21 О, 2016 г.

9. Научно-методический журнал. Химия в коле. - М.,Центрхимпресс, №26, 2017 г.

     10. Тикунова И.В., Артеменко А.И., Малеванный В.А. Справочникмолодого лаборанта-химика. - М.,Высшая школа,1985 г.

11.Шапиро С.А., Шапиро М.А. Аналитическая химия. - М., Высшая школа, 2016 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Действующие лица

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Правила выживания в химической лаборатории.

-Если вы откупорили что-либо – закупорьте!

-Если в руках у вас жидкое – не разлейте, порошок – не рассыпьте, газообразное – не выпустите наружу!

-Если включили – выключите!

-Если открыли – закройте!

-Если разобрали – соберите!

-Если не можете собрать позовите на помощь!

-Если не разбирали, то и не вздумайте собирать!

-Если одолжили что-либо – верните!

-Если пользуетесь чем-нибудь – держите в чистоте и порядке!

-Если сдвинули что-нибудь – верните на место!

-Если не знаете, как это действует, ради Бога, не трогайте!

-Если не можете понять что-либо – почешите затылок!

-Если вы все же не поймете – то и не пытайтесь!

-Если что-либо взорвалось, проверьте, остались ли вы, живы!

-Если вы не усвоили этих правил, не входите в лабораторию!

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

К лабораторной работе

ИНСТРУКЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА.

Тема урока: Анализ катионов Fe2+;Fe3+ ΙV-ой аналитической группы.

В ΙV аналитическую группу входят катионы:

Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+.

Групповой реактив: NaOH.

Общие реакции: с NaOH

Ход анализа: В 2 пробирок последовательно помещают 3-4 капли солей катионов Fe2+;Fe3+прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

FeSO4 + NaOH →

FeCl3 + NaOH →

Образовавшиеся осадки проверить на растворимость в соляной кислоте. Для этого к осадку добавить  соляную кислоту (HCl) Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций?

Fe(OH)2↓ + 2HCl →

Fe(OH)3↓ + 3HCl→

КатионFe2+

Fe2+с гексацианоферратом (III) калия (красной кровяной солью)K3[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe2+ и добавляют 1-2 капли раствора соли K3[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

3FeSO4+ 2K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ +3 K2SO4

Катион  Fe3+

Fe3+с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью)K4[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe3+, добавляют 1-2 капли раствора HCl, добавляют 2-3 капли раствора соли K4[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

4FeCl3 + K4[Fe(CN)6]→ Fe4[Fe(CN)6]3↓  +12KCl

Fe3+с роданидом аммония (NH4CNS).

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли соли катиона Fe3+,прибавляют 4-5 капель раствора NH4CNS. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакции.

FeCl3 +3NH4CNS →

Оформление лабораторной работы.

ИНСТРУКЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА.

Тема урока: Анализ катионов Fe2+;Fe3+ ΙV-ой аналитической группы.

В ΙV аналитическую группу входят катионы:

Fe2+;Fe3+;Mg2+;Mn2+;Bi3+;Sb3+;Sb5+.

Групповой реактив: NaOH.

Общие реакции:сNaOH

Ход анализа: В 2 пробирок последовательно помещают 3-4 капли солей катионов Fe2+;Fe3+прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

Fe2+ + SO42- + 2Na+ + OH- → Fe(OH)2↓ + 2Na+  + SO42-

Fe2+ + OH- → Fe(OH)2↓

Наблюдение: Выпал осадок зеленого цвета, далее буреет.

FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl

Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- → Fe(OH)3↓ + 3Na+  + 3Cl-

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓

Наблюдение: Выпал бурый осадок.

Образовавшиеся осадки проверить на растворимость в соляной кислоте. Для этого к осадку добавить  соляную кислоту (HCl) Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакций?

Fe(OH)2↓ + 2HCl → FeCl2 + 2H2O

Fe(OH)3↓ + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

Наблюдение:Все осадки растворились.

КатионFe2+

Fe2+с гексацианоферратом (III) калия (красной кровяной солью)K3[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe2+ и добавляют 1-2 капли раствора соли K3[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

3FeSO4+ 2K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ +3 K2SO4

Наблюдение: Выпал осадок синего цвета (турбуллева синь).

Катион  Fe3+

Fe3+с гексацианоферратом (II) калия (желтой кровяной солью)K4[Fe(CN)6].

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли катиона Fe3+, добавляют 1-2 капли раствора HCl, добавляют 2-3 капли раствора соли K4[Fe(CN)6]. Что наблюдаем?

4FeCl3 + K4[Fe(CN)6]→ Fe4[Fe(CN)6]3↓  +12KCl

Наблюдение: Выпал осадок синего цвета (берлинская лазурь).

Fe3+с роданидом аммония (NH4CNS).

Ход анализа: В пробирку помещают 2-3 капли соли катиона Fe3+,прибавляют 4-5 капель раствора NH4CNS. Что наблюдаем? Записать соответствующие уравнения реакции.

FeCl3 +3NH4CNS → Fe(CNS)3↓ + 3NH4Cl

Fe3+ + 3Cl- + 3NH4+ + 3CNS-→ Fe(CNS)3↓ +3NH4+ + 3Cl-

Fe3+ +3CNS-→ Fe(CNS)3↓

Наблюдение: Выпал осадок кроваво-красного цвета.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

4.2. Контроль результатов первичного запоминания: Предлагаю учащимся выполнить тестовое задание

Тестовое задание

Тема урока: Анализ катионов IV аналитической группы.

1. В основе качественного анализа лежит:

а) точное измерение объема;

б) определение состава анализируемого вещества;

в) измерение массы вещества.

2. Капельный метод проводят:

а) на фильтровальной бумаге;

б) в пробирке;

д) в конической колбе.

3.Чувствительность реакции определяют:

а) в капле раствора;

б) в 1л раствора;

в) в 5л раствора.

4.Реакции, в которых можно в определенных условиях обнаруживать один ион в присутствии других, называются:

а) частные;

б) общие;

в) специфические;

г) чувствительные.

5.Реактив, взаимодействующий с целой группой ионов:

а) специфичный;

б) селективный;

в) групповой.

6.Проведение ряда последовательных операций при выполнении анализа возможно методом:

а) дробного анализа;

б) систематического.

7. Реакции, характерные для целой группы ионов, называют:

а) аналитической реакцией;

б) частной реакцией;

в) общей реакцией;

г) специфической реакцией.

8.Реакции характерные для определенного иона или соединения, называют:

а) чувствительной реакцией;

б) общей реакцией;

в) частной реакцией;

г) аналитической реакцией.

9.Групповой реактив IV аналитической группы катионов:

а)HCl ;

б)NH4OH;

в)NaOH ;

г)BaCl2;

д)H2SO4.

10.При проведении специфической реакции на катион железа (II) с красной кровяной солью образуется:

а) красный осадок;

б) желтый осадок;

в) синий осадок.

11. При проведении специфической реакции на катион железа (III) с гексацианоферратом калия (II) (K4[Fe(CN)6]) наблюдают:

а) белый кристаллический осадок;

б) синий осадок;

в) красный осадок;

г) выделяется газ.

12.При добавлении роданида аммония к солям катиона железа (III) образуется:

а) синий осадок;

б) кроваво-красный осадок;

в) зеленый осадок;

г) желтый осадок.

Ключ к  тестовому заданию

Тема урока: Анализ катионов IV аналитической группы.