Программа факультативного курса "Основы химического анализа"
рабочая программа по химии (10 класс) на тему

Основы химического анализа

Т.В. Дуванова, учитель химии

МОУ «СОШ № 73» г. Саратова

Пояснительная записка.

Факультативный курс «Основы химического анализа» рекомендован обучающимся 10-11 классов, изучающим химию на профильном уровне,  рассчитан на 34 часа  (1ч. в неделю).

Данный курс способствует значительному углублению знаний обучающихся по химии, формирует у них умение и навыки практической работы, развивает их способности и укрепляет желание посвятить себя работе по химическим специальностям.

Предоставление обучающимся возможности самостоятельно проводить намеченные программой практические работы является важнейшим условием успешности проведения этого курса.

При изучении техники лабораторных работ обучающиеся знакомятся с типовыми химическими операциями, с химической посудой, оборудованием и материалами.

При изучении общетеоретической части аналитической химии обучающиеся знакомятся с законом действия масс и его приложением к гомогенным и гетерогенным системам, ионным произведениям воды и водородным показателем, буферными системами и их значением в анализе, с современными представлениями о природе кислот и оснований, с окислительно-восстановительными процессами и комплексообразованием в аналитической химии.

Качественный анализ катионов изучается по бессероводородному методу с кислотно-щелочной классификацией катионов. Рекомендуется выполнять анализы полумикрометодом. Классификация анионов осуществляется на основе растворимости бариевых и серебряных солей, используется при этом также классификация анионов по их окислительно-восстановительным свойствам.

В ходе изучения данного курса обучающиеся знакомятся с химическими и с некоторыми физико-химическими методами количественного анализа на базе аналитических лабораторий ВУЗов.

Желательно выполнение обучающимися небольших аналитических работ прикладного характера (анализ минеральных удобрений, природных вод, пищевых продуктов и т. д.). Выбор объектов определяется, главным образом, интересом к ним обучающихся.

Цели и задачи курса:

1. укрепление интереса обучающихся к химической науке;
2. выработка у обучающихся химического мышления;
3. предоставление им возможности осознанного выбора и утверждения в выборе будущей профессии;
4. погружение в профессию химика-аналитика;
5. развитие у обучающихся навыков исследовательской деятельности.

Формы проведения занятий: лекции, практикумы, эвристические беседы, занятия обобщения и систематизации знаний, экскурсии.

Содержание программы

Занятие 1. Предмет, задачи и методы качественного анализа.

Предмет и задачи качественного анализа. Методы качественного анализа. Системы качественного анализа. Систематический и дробный ход анализа.

Занятие 2. Техника лабораторных работ.

Устройство лаборатории и ее оборудование. Техника безопасности. Марки химических реактивов и правила хранения их. Дистиллированная вода и ее получение. Химическая посуда общего назначения и мерная. Мытье и сушка химической посуды. Нагревательные приборы. Весы и взвешивание. Измельчение твердых тел. Растворение и растворы. Фильтрование.

Занятие 3. Аналитическая классификация катионов.

Аналитическая классификация катионов и Периодическая система

Д.И. Менделеева. Основные условия обнаружения ионов в растворе.

Занятие 4. Закон действия масс как основа качественного анализа.

Применение закона действия масс к обратимым реакциям. Основные положения теории электролитической диссоциации. Значение теории электролитической диссоциации в качественном анализе.

Занятие 5. Практическая работа №1

Реакции и ход анализа смеси катионов группы щелочных металлов и аммония (первая аналитическая группа катионов).

Занятие 6. Ионное произведение воды и водородный показатель.

Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Вычисление рН раствора по известной концентрации ионов водорода и обратная задача. Индикаторный метод определения рН исследуемых растворов.

Занятие 7. Буферные системы и их значение в анализе.

Буферные растворы, применяемые в анализе. Вычисление рН буферных растворов, образованных слабой кислотой и ее солью. Вычисление рН буферных систем, образованных слабыми основаниями и их солями.

Занятие 8. Современное представление о природе кислот и оснований.

Притонная или протолитическая теория кислот и оснований. Диссоциация кислот. Диссоциация оснований. Кислотно-основное взаимодействие.

Занятие 9. Практическая работа №2

Реакции и ход анализа катионов группы хлороводородной кислоты (вторая аналитическая группа катионов).

Занятие 10. Закон действия масс и гетерогенные процессы.

Произведение растворимости. Образование и растворение осадков. Условия протекания реакций обмена.

Занятие 11. Практическая работа №3

Реакции и ход анализа смеси катионов группы серной кислоты  (третья аналитическая группа катионов).

Занятие 12. Закон действия масс и процессы гидролиза и амфотерности.

Гидролиз. Константы и степень гидролиза. Значение гидролиза в качественном анализе. Амфотерность гидроксидов.

Занятие 13. Практическая работа №4

Реакции и ход анализа смеси катионов группы амфотерных гидроксидов (четвертая аналитическая группа катионов).

Занятие 14. Окислительно-восстановительные процессы.

Значение реакций окисления-восстановления. Составление уравнений  окислительно-восстановительных реакций.

Занятие 15. Практическая работа №5

Реакции и ход анализа смеси катионов группы гидроксидов, нерастворимых в растворах гидроксидов NaOH и KOH (пятая аналитическая группа катионов).

Занятие 16. Комплексообразование в аналитической химии.

Диссоциация комплексных ионов. Маскировка и разрушение комплексных ионов.

Занятие 17. Практическая работа №6

Реакции и ход анализа смеси катионов группы гидроксидов, растворимых в избытке раствора аммиака  (шестая аналитическая группа катионов).

Занятие 18. Физико-химические и физические методы анализа.

Хроматографический метод в качественном анализе.

Занятие 19. Практическая работа №7

Разделение и определение катионов второй аналитической группы способом бумажной осадочной хроматографии.

Занятие 20. Анионы и анализ сухого вещества.

Классификация анионов и групповые реагенты. Практическая работа №8 Реакции и ход анализа смеси анионов первой группы.

Занятие 21. Практическая работа №9

Реакции и ход анализа смеси анионов второй и третьей групп.

Занятие 22. Практическая работа №10

Анализ твердого вещества.

Занятие 23. Предмет и методы количественного анализа.

Задачи и методы количественного анализа. Концентрирование вещества.

Занятие 24. Гравиметрический анализ.

Сущность гравиметрический анализа. Точность количественного анализа. Вычисления в количественном анализе.

Занятие 25. Практическая работа №11

Определение Fe3+ в растворах хлорида железа (III) и Ca2+                          в карбонате кальция.

Занятие 26. Титриметрический (объемный) анализ.

Сущность и особенности титриметрического анализа. Выражение концентрации растворов в титриметрическом анализе. Приготовление исходных и рабочих титрованных растворов.

Занятие 27. Метод нейтрализации.

Сущность метода. Индикаторы метода кислотно-основного титрования.

Занятие 28. Практическая работа №12

Приготовление титрованных растворов кислот и щелочей. Определение содержания гидроксида натрия в растворе неизвестной концентрации.

Занятие 29. Методы редоксиметрии (окисления-восстановления).

Сущность и классификация методов редоксиметрии. Перманганатометрия.

Занятие 30. Йодометрия.

Сущность метода. Приготовление рабочих растворов йода и тиосульфата натрия. Установление нормальности раствора тиосульфата натрия по титрованному раствору перманганата калия.

Занятие 31. Практическая работа №13

Установление нормальности и титра раствора йода по титрованному раствору тиосульфата натрия, определение содержания меди в растворе сульфата меди (II).

Занятие 32. Физико-химические методы.

Классификация методов и их общая характеристика.

Занятия 33,34. Аналитические работы прикладного характера.

Литература

1. Астафуров В.И. Основы химического анализа. М.: Просвещение, 1992.
2. Глинка Н.А. Общая химия. Ленинград: Химия, 1988.
3. Зенчик В.П. Аналитическая химия, М.: Медицина, 2005.
4. Крешков А. П. Основы аналитической химии: В 3 т.— М.: Химия, 1976.
5. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г. Аналитическая химия, М.: Просвещение, 1999.

Учебно-тематический план