Это разработка лабораторной работы "Определение массы иона бария" по теме "Гравиметрия".
методическая разработка по химии по теме

Методическая разработка урока-лабораторной работы по теме: «Гравиметрия».

Автор: Иванова Татьяна Викторовна, преподаватель общепрофессиональных и специальных дисциплин

Образовательное учреждение: Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области «Щелковский политехнический техникум»

Учебная дисциплина «Аналитическая химия».

Специальность: 240113 Химическая технология органических веществ

Тема учебной программы: «Гравиметрия».

Вопросы программы:

1. Задачи количественного анализа

2. Устройство аналитических весов и правила работы с ними

3. Сущность гравиметрического анализа

4. Типы весовых определений

5. Операции весового анализа

6. Практическое занятие «Расчеты навески, осадителя, результатов, весовых определений».

7. Лабораторная работа «Определение массы иона бария».

Тип урока: комбинированный

Цель: 

развивающая: - побудить к познавательной творческой деятельности, определяя массу иона бария методом осаждения, повысить ответственность за качество выполненной работы, проверяя себя вычислением абсолютной и относительной ошибок.

обучающая: - рассмотреть три типа гравиметрических определений, а отсюда – расчет навесок;

- выяснить фактор пересчета и сего помощью считать результаты определений

- выяснить достоинства и недостатки метода гравиметрии, подробно разбирая методику анализа;

- изучить устройство и работу на аналитических весах

- знакомить с техникой безопасности при с электрооборудованием (муфельные печи)

воспитывающая: знакомить с ролью анализов в развитии производства, новыми методиками прививать любовь к выбранной профессии, повышать роль и значимость технолога в химическом производстве.

Умения и навыки:

умения:

- разбираться в типе определений;

- проводить расчеты в гравиметрии;

- работать с сушильным шкафом, муфельной печью с соблюдением правил т/б;

- проводить операции фильтрования, промывания,перенесения осадка на фильтр, озоления, прокаливания;

2

навыки:

- работа с техническими и аналитическими весами;

- создание условий для образования крупнокристаллических осадков;

- правильное взятие аликвоты определяемого вещества;

- процесс титрования;

- определение точки эквивалентности.

Межпредметная связь:

обеспечивающие:- неорганическая химия (расчет концентраций и их взаимопереход);

- математика (вывод матем. формул различных величин, логарифмирование);

обеспечиваемые: - аналитическая химия (ведение гравиметрического анализа);

- технический анализ;

Демонстрации

1. Таблицы по гравиметрии

2. Набор посуды и оборудования:

- стеклянные стаканы вместимостью 200-300 мл;

- стеклянные стаканы вместимостью 50 мл;

- стеклянные палочки с резиновыми наконечниками;

- воронки;

- эксикаторы;

- тигли, тигельные щипцы;

- фильтры

Структурные элементы урока:

I Изучение нового

1. задачи количественного анализа;

2. значимость гравиметрического метода в заводской, лабораторной практике;

3. сущность гравиметрического анализа;

4. типы весовых определений, расчет навесок:

I тип – выделение определяемой части: СаСО3 → СаО + СО2↑ (масса выделенной части 0,01-0,1 г);

II тип – удаление определяемой части: ВаСl2·2Н2О → ВаСl2·+ 2Н2О (масса удаленной части 0,01-0,1 г);

III тип – осаждение (ВаSО4, кристаллический тяжелый – 0,5 г;

Fе(ОН)3, аморфный легкий – 0,1 г)

3

5. теория осаждения, осаждаемая и весовая формы;

6. требования к осаждаемой и весовой формам:

7. Выбор осадителя: - осадитель должен быть летучим (поэтому Н2SО4, а не Nа2SО4);

- осадитель должен быть специфичным, не осаждать другие ионы;

- избыток осадителя вызывает понижение растворимости, что способствует полноте осаждения;

8. Полнота осаждения:

- ПР;

- избыток осадителя;

- t0 (R (ВаSО4) > в 1,8 раза, R (АgCl) > в 25 раз);

- рН среды (Fе3+ осаждается при рН > 3,5);

- способность ВаSО4к образованию коллоидов (разрушение коллоидов перемешиванием, нагреванием, добавлением электролита);

- размеры кристаллов (крупные кристаллы имеют меньшую растворимость)

9. Механизм образования осадков (кристаллические, аморфные)

10. Условия осаждения кристаллических осадков:

- разбавленные растворы;

- осадитель приливают медленно, особенно вначале;

- перемешивание;

- t0 (растворяются мелкие кристаллы);

- избыток осадителя;

- созревание осадка (мелкие кристаллы растворяются)

11. Условия осаждения аморфных осадков

4

12. Операции весового анализа (III тип):

взятие навески → растворение навески → осаждение → созревание осадка → проба на полноту осаждения → промывание осадка → проба на полноту промывания → перенесение осадка на фильтр → высушивание → прокаливание → взвешивание → расчет результатов

13. Расчет навески

Какую навеску ВаСl2·2Н2О следует взять для анализа на содержание бария, если его определяют в виде ВаSО4?

           х г                                 0,5 г

ВаСl2·2Н2О + Н2SО4 → ВаSО4↓ + 2НСl + 2Н2О

  244,28 г/моль                           233,40 г/моль

Х = 244,28·0,5/233,40 = 0,52 г

14. Расчет объема осадителя

Определить объем Н2SО4 (2Н), необходимый для осаждения 0,52 г ВаСl2·2Н2О.

         0,52 г

ВаСl2·2Н2О    ─       Н2SО4                                       Э (ВаСl2·2Н2О) = ½ М = 122,14 г/моль

   122,14 г/моль         49 г/моль                                Э (Н2SО4) = ½ М = 49 г/моль

1. 0,52/122,14 = 0,004 моль (г-э) ВаСl2·2Н2О → m (Н2SО4) = 0,004·49 = 0,196 г

2. Сн (Н2SО4) = m·1000/Э·V; V = m·1000/Cн·Э = 0,196·1000/2·49 = 196/98 = 2 мл

3. изб. 100 %: 2 +2 = 4 мл

15. Фактор пересчета m (о.ф.)

Э (о.ф.) : Э (в.ф.) = m (о.ф.) : m (в.ф.) → m (о.ф.) = Э (о.ф.)·m (в.ф.)/ Э (в.ф.)

F(о.ф.)/(в.ф.) = Э (о.ф.)/Э (в.ф.) = М (о.ф.)/М (в.ф.);

F(Ва)/(ВаSО4) = Э(Ва)/Э(ВаSО4) = М(Ва)/М(ВаSО4) = 137,34/233,40 = 0,5885

16. Расчет результатов анализа

m(Ва2+) = F(Ва)/(ВаSО4)·m(ВаSО4);     m(Ва2+) = 0,5885·m(ВаSО4);

17. Расчет ошибки

Абсолютная ошибка – разность между полученным значением и истинным

Относительная ошибка – отношение абсолютной ошибки к истинному содержанию компонента (в %)

5

Случайные ошибки: - несовершенство органов чувств;

 - изменение внешних условий (t0, Р, влажность)

 - неудовлетворительное выполнение отдельных операций (недостаточное охлаждение тигля, чрезмерное промывание, соосаждение)

Систематические ошибки: несовершенство приборов, неправильный выбор метода анализа

18. Точность вычислений в количественном анализе

Числа точные (постоянные): С12; пост. Фарадея = 96487 Кл, 1л и т.д.

Приближенные:        15,14 г (точность ± 0,01)

15,1445 г (± 0,0001)

20 мл – точность ± 1 мл

20,0 мл – точность 0,1 мл

20,14 мл – точность 0,01 мл

14,07 – 4 значащие цифры

14,00 – 2 значащие цифры

20. Аналитические весы, техника взвешивания

II Закрепление:

1. Упражнения в определении типов определений

2. Упражнения в расчете навесок, объема осадителя

3. Условия образования кристаллических осадков

III Выполнение лабораторной работы «Определение иона бария в хлориде»

IV Техника безопасности:

 -обращение с электронагревательными приборами;

 - обращение с горячими растворами кислот (Н2SО4);

 - обращение с солями бария

V Домашнее задание

С.А. Шапиро, гл.265-33,с.246, №11-19

6

Приложение 1

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

1. Гравиметрический (весовой) метод анализа. Типы весовых определений. Значение метода в контроле производства.

2. Осаждаемая и весовая формы, требования к ним. Выбор осадителя. Составить уравнение реакции при определении m(Ва2+) в растворе его соли.

3. Что называется аналитическим множителем? Записать формулы и вычислить аналитические множители при определении Мg по Мg2Р2О7; Сr2О7 по ВаСrО4; ВаСl2·2Н2О по ВаSО4; СО2 по ВаСО3.

4. Условия осаждения кристаллических и аморфных осадков.

5. Сущность и важнейшие операции весового анализа.

6. Какую навеску пирита, содержащего около 30 % серы, нужно взять для анализа, чтобы получить 0,3 г осадка ВаSО4.

7. Технический хлорид бария содержит около 97 % ВаСl2·2Н2О. какую навеску следует взять для получения 0,5 г осадка ВаSО4.

8. Из навески 1,4010 г суперфосфата при анализе получено 0.1932 г СаО  Какому % а) Са; б) Са3(РО4)2 соответствует это количество СаО?

9. Навеска 0,5062 г МgСО3 после высушивания до постоянной массы при 1050Симела массу 0,5043 г, а после прокаливания масса ее стала равна 0,2512 г.

Вычислить: а) влажность (%);

б) СО2(%).

10. Навеска сплава Аl 0,5000 г растворена в соляной кислоте. Ион Аl3+ осажден аммиачным раствором. Вычислить % Аl в сплаве, если масса весовой формы осадка равна 0,3000.

11. Какой объем 0,5 н раствора НСl потребуется для осаждения Аg из раствора, полученного растворением 0,5 г серебра.

12. Сколько мл 0,5 н раствора ВаСl2 потребуется для осаждения сульфат-иона из 12 мл 2н раствора Н2SО4?

5