Урок по общей химии "Определение рН" (11 класс)
план-конспект урока по химии (11 класс) на тему

            Углубление и обобщение знаний по теме: «Теория электролитической диссоциации» в 11 классе технического профиля предполагает знакомство обучающихся с понятием водородного показателя (pH) различных сред, способами его практического определения, значением pH в природе и технике. В ходе урока – практической работы «Определение показателя кислотности (pH) атмосферных осадков и его сравнение с показателями кислотности различных растворов» обучающиеся закрепляют знания о классификации сред в зависимости от значения pH, о сущности кислотных дождей, причинах их возникновения и мерах по их предупреждению. Данная практическая работа полностью создана автором, её нет в учебниках химии и экологии. Содержание урока отражает экологический аспект гимназического курса химии.

Оборудование:

1. Персональный компьютер.
2. Мультимедийный проектор.
3. Демонстрационный экран.
4. Инструкция по выполнению практической работы с кратким теоретическим введением.
5. Штатив с пробирками.
6. Полоски универсальной индикаторной бумаги.

Используемые вещества:

1. Дождевая (талая) вода.
2. Вода из-под крана.
3. Условно химически чистая вода (дистиллированная).
4. Водный раствор уксусной кислоты ( С = 0,1 моль/л ).
5. Соляная кислота ( С = 0,1 моль/л ).
6. Водный раствор карбоната натрия ( С = 0,1 моль/л ).
7. Водный раствор гидроксида натрия ( С = 0,1 моль/л ).

Цели урока:

• Обучающиеся знают понятие «водородный показатель (pH) различных сред», способы его практического определения; знают классификацию сред в зависимости от значения рН.
• Обучающиеся характеризуют значение рН в природе и технике, причины возникновения кислотных дождей и меры по их предупреждению.
• Обучающиеся умеют устанавливать опытным путём уровень рН дождевой воды (или воды, образовавшейся при таянии снега) и сравнивать его со значениями рН для различных эталонных растворов.

Краткое теоретическое введение

        Водородный показатель (рН) среды – десятичный логарифм концентрации катионов водорода, взятый с обратным знаком:

pH = - lg C(H+),

где C(H+) – концентрация катионов водорода, моль/л.

        Данное понятие введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном.

        В зависимости от значения рН различают следующие реакции среды:

     рН < 7 – кислая ( рН = 0 – 3 – сильнокислая,

                                    рН = 4 – 6 – слабокислая);

     рН = 7 – нейтральная;

     рН > 7 – щелочная ( рН = 8 – 10 – слабощелочная,

                                         рН = 11 – 14 – сильнощелочная).

        Роль рН исключительно велика как в природе, так и в технике, поскольку многие процессы в живых организмах и промышленном производстве протекают только при строго определённых значениях рН. (На экране демонстрируется слайд «Шкала кислотности» – см. приложение № 1).

Таблица № 1

Значения рН различных сред

   №           Наименование среды                                рН

1.   Разбавленная соляная кислота (1 моль/л)                 0

2.   Желудочный сок                                                     1,4 – 1,7

3.   Лимонный сок                                                              2,0

4.   Сок яблок сорта “антоновка”                                     2,5

5.   Уксус (3 - % - ный)                                                      3,0

6.   Щавелевый сок                                                            3,7

7.   Томатный сок                                                              4,0

8.   Чёрный кофе                                                                5,0

9.   Моча                                                                             6,0

10.  Дождевая вода                                                            6,0

11.  Слюна                                                                          6,9

12.  Слеза                                                                            7,0

13.  Химически чистая вода                                              7,0

14.  Кровь                                                                            7,4

15.  Водопроводная вода                                                   7,5

16.  Морская вода                                                           7,5 – 8,0

17.  Разбавленный раствор питьевой соды                        8,5

18.  Разбавленный раствор кальцинированной соды         11,5

19.  Нашатырный спирт                                                           12,0

20.  Разбавленный раствор гидроксида натрия (1 моль/л)  14,0

        Из данных, приведённых в таблице № 1, следует, что рН дождевой воды в норме должен составлять около 6,0. На практике кислотность дождевой воды оказывается выше этого значения и прежде всего в промышленных регионах, где имеются предприятия химической, металлургической отраслей промышленности, тепловые электростанции, выбрасывающие в атмосферу диоксид серы и диоксид азота, а также избыточное количество углекислого газа. Все эти газы являются кислотными оксидами и при взаимодействии с водяным паром образуют разбавленные растворы кислот. В этом случае речь идёт о так называемых кислотных дождях.

Ход урока:

1. Текущий инструктаж по технике безопасности при работе с растворами кислот и щелочей, стеклянной посудой.

II.       Знакомство с ходом выполнения работы:

1. Налить в пронумерованные пробирки по 3-5 мл каждого из предложенных растворов.
2. Смочить раствором из пробирки №1 полоску универсальной индикаторной бумаги, поместить влажную полоску на лист белой бумаги и быстро (!) сравнить окраску индикаторной бумаги с эталоном шкалы рН. Значение рН, соответствующее окраске эталона и индикаторной бумаги, записать в таблицу:

                                                                                                                                                                                                                      Таблица № 2

Результаты измерения рН

№ пробирки         Содержание пробирки              рН                С (Н +),      

                                                                                                       моль/л

1.             Дождевая (талая) вода

2.             Вода из-под крана

3.             Дистиллированная вода

4.             Раствор уксусной кислоты

5.             Соляная кислота

6.             Раствор карбоната натрия

7.             Раствор гидроксида натрия

3. Повторить опыт для каждого из предложенных растворов (в  каждом опыте использовать новую полоску  универсальной индикаторной бумаги!).
4. По полученным значениям рН рассчитать концентрации ионов H+ в каждом из предложенных растворов по формуле:

                          C (H+) = 10 –pH    (моль/л).

5. Задания для самостоятельных выводов:

1. К какому из предложенных эталонных растворов близка дождевая (талая) вода по своему уровню кислотности?
2. К какому из растворов, указанных в таблице № 1, близка дождевая (талая) вода по своему уровню кислотности?
3. За счёт каких процессов, протекающих в атмосфере, может повышаться кислотность дождевой (талой) воды? Запишите соответствующие уравнения химических реакций.
4. Почему у дистиллированной воды уровень рН оказался меньше 7,0, хотя теоретически это химически чистая вода?
5. Какие промышленные предприятия нашего региона могут являться источниками возникновения кислотных дождей? Перечислите их.
6. Какие меры борьбы с кислотными дождями можно использовать в нашем регионе?

3.  Выполнение практической работы.

IV.       Оформление отчёта о проделанной работе.

V.        Подведение итогов урока.

Литература

1. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т., Глазачёв С.Н. Основы общей экологии. Учебник для старших классов общеобразовательной школы. – М.: Устойчивый мир, 2003. – С. 96 – 97.
2. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. Основы общей химии. 11 класс : учебник для общеобразовательных учреждений : базовый уровень. – М.: Просвещение, 2009. – С. 67 – 68.
3. Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1993. – С. 130 – 132.