Методическая разработка урока лабораторной работы по теме: «Элементы качественного микроанализа. Анализ вещества неизвестного состава».

Учебная дисциплина «Аналитическая химия».

Специальность: 240113 Химическая технология органических веществ

 

Тема учебной программы: «Качественный анализ. Анализ вещества неизвестного состава».

Тема лабораторной работы: «Элементы качественного микроанализа. Анализ вещества неизвестного состава»

Цель урока:	Обучающая:    - углубить и расширить понятия о частных реакциях на катионы и анионы; - уметь проводить исследование неизвестного вещества систематическим методом анализа; - научиться выполнению систематического анализа Развивающая: - решать проблемные ситуации; - развивать способность к систематизации, аналитически мыслить, делать анализ, выводы о наличии катионов и анионов на основе экспериментальных данных; - способствовать развитию речи  студентов через умение выступать публично; - способствовать формированию и развитию познавательного интереса студентов к дисциплине. Воспитательная:   - продолжить формировать интерес к профессии через применение изучаемого  материала в профессиональной деятельности; - воспитание ответственности за проделанную работу. Урок направлен на формирование следующих профессиональных и общих компетенций: ПК 2.3. Выполнять требования промышленной и экологической безопасности и охраны труда. ПК 3.1. Контролировать и вести учет расхода сырья, материалов, энергоресурсов. ПК 3.3. Выявлять и устранять причины технологического брака. ПК 4.2. Организовывать обучение безопасным методам труда, правилам технической эксплуатации оборудования, техники безопасности. ПК 4.3. Контролировать выполнение правил техники безопасности, производственной и трудовой дисциплины, требований охраны труда промышленной и экологической безопасности. ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность. ОК 6. Работать в коллективе и  команде, эффективно общаться с коллегами, руководством. ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием.
Тип урока	Урок закрепления знаний
Форма урока	Лабораторная работа
Методы	Исследовательский (метод исследовательского задания)  по Махмутову М.М.
Межпредметные связи	1) Производственное обучение «Практикум в химической лаборатории» - Качественный анализ. Ознакомление с качественными реакциями на анионы, катионы. 2) Неорганическая химия – Теория электролитической диссоциации, Ионное уравнение реакции
Средства обучения	Материально-техническое оснащение	Na3[Co(NO2)6], Na2HPO4, NH4Cl, K2Cr2O7 ,  CH3COONa, (NH4)2C2O4, K3[Fe(CN)6],   C4H8N2O2, BaCl2, пробирки, центрифуга
	Учебно-техническая документация	Инструкционные карты, таблицы: «Классификация катионов», «Классификация анионов»
	Учебные пособия для студентов	Васильев В.П. «Аналитическая химия», Цитович И.К. «Курс аналитической химии», Пономарёв В.Д. «Аналитическая химия».
Инструкции по охране труда (ОТ)	ОТ-17(для преподавателя), ОТ-19(для студентов)
Требования к разряду	2, 3 разряд
Методическая тема	Частично – поисковый метод, как фактор развития профессиональных компетенций (специальные профессиональные компетенции)

 

Подготовка к работе

№ п/п

Этапы

Время

Наглядность, ТСО

Деятельность

Преподавателя

Студентов

1

Организационный момент:

4 мин

-Проверка посещаемости  по журналу (Netшкола) – назвать тему, цель и задачи занятия;  –обозначить способы и методы работы

Докладывают об отсутствующих Слуховое и зрительное восприятие Слуховое и зрительное восприятие

2

Инструктаж по   технике безопасности в лаборатории.

4 мин

ОТ-19 Мультимедиа

Инструктаж с применением мультимедиа

Роспись  в журнале

3

Инструктаж по составлению отчёта (Приложение1)

2 мин

Мультимедиамедиа

Делает пояснение по алгоритму выполнения работы и составлению отчёта

Слуховое и зрительное восприятие

п/п Содержание вопросов для повторения (10 мин) Деятельность студентов   1 Выбрать катионы первой группы Na+, K+, Pb2+ (1)  Индивидуальная работа (отвечают на листочках с последующей самопроверкой)   NH4, Ag+, Na+ (2)   Li+,Na+, K+, NH+4 (3)   2 Как отличить осадок хлорида серебра от осадка хлорида ртути Действием аммиака (1)   Действием HCl (2)   Действием KI (3)   3 Групповой реактив на пятую аналитическую группу          (NH4)2S (1)   (NH4)2CO3, (2)   HCI (3)   4 Выбрать пару     1.Аналитический эффект реакции 1. Среда кислая   2.Часовое стекло, микроскоп, пипетка, выпарительная чашка 2. Групповой реактив 3.Частный реактив 3. рН < 6   4.Метилоранж окрасился в малиновый цвет 4.  Микрометод 5. Выпадение осадка, изменение цвета раствора, выделение газа 5.Выделяет группу ионов из раствора 6. Щелочная среда   5 Оценка Сравнивают с эталоном (Приложение2)

№ п/п

Содержание этапов работы

Наглядность, ТСО

Деятельность

Преподавателя

Студентов

1

Ознакомление с инструкционной картой (2 мин)

Инструкцион-ная карта

Контролирует, корректирует

Изучают, анализируют раздаточный материал

2

Оформление теоретической части отчёта(Приложение 3)  (8 мин)

Мультимедиа, Инструкцион-ная карта

Контролирует, корректирует

Оформление теоретической части отчёта, выделяя главное согласно Приложению 1

3

Выполнение  1.Этапа Проведение  частных реакций  на катионы. (Приложение 3) (15 мин)

Na3[Co(NO2)6], Na2HPO4, NH4Cl, K2Cr2O7 ,  CH3COONa, (NH4)2C2O4

Контролирует, корректирует

Проводят исследование, анализируют результаты, пишут ионные уравнения реакций

4

Выполнение  2.Этапа. Провести частные реакции на анионы. (Приложение3)15 мин

K3[Fe(CN)6],   C4H8N2O2, BaCl2,

Контролирует, корректирует

Проводят исследование, анализируют результаты, пишут ионные уравнения реакций

5

Выполнение 3.Этап Провести анализ соли неизвестного состава (Приложение 3) (15 мин)

BaCl2, КСI     FeSO4

Контролирует, корректирует

Анализируют, сопоставляют, делают вывод    о   составе неизвестного вещества, заполняют таблицу

6

Оформление отчёта, подготовка к защите у доски по образцу.  Приложение4 10мин

Отчёт студентов

Контролирует, корректирует

Оформляют отчёт, анализируют, делают вывод о полученных умениях и навыках.

7

Защищает отчёт у доски

Отчёт студентов

Принимает отчёт и оценивает защиту

Защищают отчёт согласно инструкции. (Приложение 4)

Выставление оценок за работу (3 мин)

Включает оценку за: правильное оформление отчёта согласно приложения 4, выполнение работы, защита отчёта.

Заключительный инструктаж  (3 мин)

	Выявление наиболее типичных ошибок допущенных при выполнении лабораторной работы и защите отчёта	% выполнения	Литература необходимая для повторения
1	Не верно проведены реакции	99%
2	Не верно записаны уравнения реакций	90%
3	Не верно определены катионы и анионы.	98%	Цитович И.К. стр 142-154.

   

Самостоятельная работа  (3 мин)

1. Повторить классификацию катионов и анионов.

2. Предложите схему анализа раствора, содержащего катионы I, III, IV групп.

3. Задача: Этикетка у банки с реактивом частично оторвалась, осталась надпись а₂О. Какие из солей могли быть в банке? Как установить,  какая именно соль присутствует?

Литература

1. Полеес М.Э. Аналитическая химия.
2. Цитович И.К. «Курс аналитической химии» стр. 120-142, стр. 142-154.
3. Пономарёв В.Д. «Аналитическая химия». Стр.167-177., стр. 271-277.      

Приложение 1

Примерный план  составления отчёта  лабораторной работы

Тема работы:….

Цель работы:…..

Реактивы:……..

Оборудование:……

Техника безопасности:………

Ход работы: 

1  Этап Описание аналитического эффекта с ионными уравнениями реакций

2. Этап Описание аналитического эффекта с ионными уравнениями реакций

3. Этап провести анализ состава неизвестного вещества с заполнением

Таблицы.

Вывод.

Приложение 2

Эталоны ответов

№ 1-3,  № 2 -1, № 3 – 3, № 4  1-5; 2-4; 3-1; 4-1; 5-2.

 

Приложение3

 

Инструкционная карта

Элементы качественного микроанализа.

Анализ вещества неизвестного состава

1 Этап. Провести частные реакции на катионы.

1. Реакция открытия К⁺.

К 3-4 каплям раствора соли калия прибавить равный объём раствора гексакобальтинитрита Na₃[Co(NO₂)₆].

 Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

2. Реакция открытия Mg²⁺.

К 3-4 каплям раствора соли  магния прибавить 2-3 капли раствора NH₄Cl и по каплям   раствора NH₄OH до устойчивого запаха аммиака после встряхивания раствора в пробирке при добавлении каждой капли. Затем к раствору прибавить 5-6 капель гидрофосфата натрия Na₂HPO₄.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

3. Реакция открытия Ba²⁺.

 К 2-3 каплям раствора соли бария прибавить 5-6 капель растворов: K₂Cr₂O₇ и CH₃COONa.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

4. Реакция открытия Са²⁺.

К 3-4 каплям раствора соли кальция прибавить равный объём оксалата аммония(NH₄)₂C₂O₄.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

5. Реакция открытия Fe²⁺.

К 2-3 каплям соли Fe²⁺ прибавить 2-3 капли раствора 2Н HCl и 2-3 капли раствора феррицианида калия K₃[Fe(CN)₆] /красная кровяная соль/.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

6. Реакция открытия Fe³⁺

 К 1-2 каплям раствора соли Fe³⁺ прибавить 1-2 капли 2Н раствора HCl и 3-4 капли роданида калия или аммония.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

2 Этап. Провести частные реакции на анионы.

7. Реакция открытия SO₄^2-.

К 3-4 каплям раствора, содержащего SO₄^2-прибавить равное количество раствора BaCl₂.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

8. Реакция открытия Cl^-.

К 2-3 каплям раствора, содержащего Cl^-, прибавить равное количество раствора AgNO₃.

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

9. Реакция открытия CO₃^2-.

К 5-6 каплям раствора, содержащего ион CO₃^2-, прибавить 3-5 капель 2Н раствора HCl. 

Задание: 1) что наблюдаете? 2) Написать уравнение реакции

10. Реакция открытия NO₃^-.

  К 2-3 каплям раствора, содержащего  NO₃^-, прибавить 3-4 капли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте

3 Этап. Провести анализ соли неизвестного состава

Анализируемое вещество представляет собой нормальную соль, состоящую из ранее перечисленных ионов (см. начало методики). Некоторое количество твёрдой соли растворить в 5-6мл дистиллированной воды. Раствор разделить на 2 части. Одна часть предназначается для обнаружения катиона, вторая для обнаружения аниона.

1. Обнаружение катиона.

а) Дробное обнаружение NH₄⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺.

б) Определение группы катионов (производится если дробный анализ на анион не дал положительного результата). К части исследуемого  раствора добавить 2Н NH₄OH до слабого запаха (после перемешивания содержимого пробирки), прибавить 6-7 капель NH₄Cl, нагреть и подействовать 5-6 каплями (NH₄)₂S. Если образуется осадок, определяемый катион относится к III аналитической группе. Открыть его по методике дробного анализа смеси катионов III группы. При отсутствии III аналитической группы катионов необходимо к отдельной порции исследуемого раствора прибавить 2Н раствор NH₄OH до слабого запаха NH₄Cl, нагреть и ввести немного раствора (NH₄)₂СО₃. Выпавший осадок исследовать на присутствие катиона II аналитической группы (см. методику). Если катион не обнаружен, следует искать его последовательно среди катионов I группы (см. методику).

2. Обнаружение аниона.

а) Подкислением отдельной порции исследуемого раствора 2Н раствором HCl следует выяснить присутствие иона СО₃^2-.

б) Если найденный катион относится к III и II аналитической группы перед анализом на анионы SO₄^2-, Cl^-, NO₃^-, исследуемый раствор необходимо прокипятить с Na₂CO₃. Выпавший осадок отцентрифугировать и отбросить, к центрифугату прибавить CH₃COOH до кислой реакции, а затем открыть перечисленные выше анионы пользуясь методикой дробного анализа (см. качественные реакции на анионы). На основании анализа сделайте заключение о составе анализируемой соли и назовите формулу соли.

Оформить результат в виде таблицы 

№ реакции	ион	уравнение реакции	определённый в ходе опыта ион	формула вещества
1	катион
2	анион

Приложение 4

 

Примерный план защиты отчёта  лабораторной работы

Тема работы. 

Цель работы.

Реактивы: Кислоты, соли.

Оборудование: Пробирки, центрифуга.

Техника безопасности.

1. Метод проведения работы (полумикроанализ, дробный, систематический)

2. Аналитический эффект реакций

3. Охарактеризовать таблицу (записать уравнения реакции на доске)

4. Применение на производстве

 

Литература:

1. Т.В.Гериш. Методическое пособие по проведению лабораторно-практических  работ.
2. Полеес М.Э. Аналитическая химия. М.: Медицина, 1994
3. Цитович И.К. «Курс аналитической химии». СПб.: Лань, 2004
4. Пономарёв В.Д. «Аналитическая химия». М.: Высшая школа, 1982