이 실험 세션은 액체와 고체를 포함한 다양한 물질의 산-염기 성질 식별 및 pH 측정 교육과 실습에 전념합니다. 주요 목표는 학생들에게 pH 수준을 결정하는 데 필요한 실험 기술을 익히게 하고 다양한 도구와 방법을 통해 물질의 산-염기 행동에 대한 이해를 높이는 것입니다.
교육 목표
- pH 개념 이해하기: 참가자들은 pH 개념과 물질의 산염기 특성을 반영하는 역할에 대해 깊이 탐구하며 화학적 특성에 대한 이해를 심화시킬 것입니다.
- pH 지시약의 활용 학생들은 리트머스 종이(빨간색과 파란색), pH 지시약 종이, 범용 지시약과 같은 다양한 pH 지시약을 사용하여 용액의 산-염기 성질을 정성적으로 판별하는 방법을 배우게 됩니다.
- pH 미터의 정밀도 본 세션에서는 학생들에게 정확한 pH 측정을 위한 디지털 pH 미터의 정확한 사용법을 교육하고, 화학 분석에서 정확성의 중요성을 강조할 것입니다.
- 용액 제조 기술 참가자들은 pH 테스트용 용액을 조작하고 준비하는 기술을 개발하여 실질적인 화학 능력을 향상시킬 것입니다.
- 관찰 및 측정 기법 실험실은 통제된 환경에서 화학적 특성을 관찰하고 측정하는 방법에 대한 학생들의 실질적인 이해를 증진시킬 것입니다.
본 실험 시간은 물질의 화학적 특성을 이해하는 데 필수적인 pH 측정 기법에 대한 포괄적인 탐구를 제공합니다. 이론적 통찰력과 실습 활동을 결합함으로써 학생들은 pH 측정의 다양한 방법들에 익숙해질 뿐만 아니라 실험 기술도 향상시킬 것입니다. 이 경험은 물질의 산-염기 거동을 이해하는 데 있어 정확한 pH 측정의 중요성을 강조하며, 화학 원리의 실제 적용에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
프로토콜
제1부: 액체 물질의 산염기 성질 및 pH 결정
- 눈금 실린더를 사용하여 용액 1 20 mL를 측정합니다.
- 용액 1을 50mL 비커에 20mL 붓습니다.
- 그것에 빨간색 리트머스 종이를 담그세요.
- 그런 다음 파란색 리트머스 시험지를 담그십시오.
- 마지막으로 pH 지시약 종이를 담그세요.
- pH 차트에 있는 색상과 얻은 색상을 비교해보세요.
- 증류수로 눈금 실린더를 헹구십시오.
- 2번과 3번 물질에 대해 1단계부터 7단계까지 반복합니다.
파트 2: 범용 지시약을 사용하여 액체 물질의 pH 측정
- dropper를 사용하여 50 mL 비커에서 용액 1을 꺼내십시오.
- 그런 다음 점적기를 웰 플레이트의 1번 웰에 비웁니다.
- 동일한 웰에 범용 pH 지시약 한 방울을 첨가하십시오.
- 유리 막대로 젓습니다.
- pH 차트에 있는 색상과 얻은 색상을 비교해 보세요.
- 2번과 3번 물질에 대해 1단계부터 5단계까지 반복합니다.
파트 3: 액체 물질의 pH를 정확하게 결정
- pH 측정기 전극을 용액 1이 담긴 비커에 담그십시오.
- 디지털 디스플레이에서 측정값을 읽으십시오.
- 전극을 증류수로 헹구십시오.
- 흡수성 종이로 전극을 건조시키시오.
- 2번과 3번 물질에 대해 1단계부터 4단계까지 반복합니다.
파트 4: 고체 물질의 pH 결정
- 전자저울을 사용하여 황산암모늄 분말 약 1.8g을 칭량하십시오.
- 눈금 실린더를 사용하여 증류수 100mL를 측정합니다.
- 계량된 황산암모늄 분말을 250mL 비커에 붓습니다.
- 눈금 실린더의 내용물을 같은 비커에 붓습니다.
- 유리 막대로 5초간 저어주세요.
- 암모늄 황산염 용액이 담긴 250mL 비커에 붉은색 리트머스 종이를 담그십시오.
- 암모늄 설페이트 용액이 담긴 250mL 비커에 파란색 리트머스 종이를 담그세요
- 암모늄 황산염 용액이 들어있는 250mL 비커에 pH 지시약 종이를 담그십시오.
- pH 차트에 있는 색상과 얻은 색상을 비교해보세요.
- pH 미터 전극을 황산암모늄 용액에 담그십시오.
- 디지털 디스플레이의 측정값을 읽으세요.
- 전극을 증류수로 헹구십시오.
- 흡수성 종이로 전극을 건조시키시오.
예상 결과
1단계, 2단계, 3단계
- 시험 대상 용액 1은 5%와 아세트산을 부피비 1:1로 혼합한 용액입니다. pH는 약 2.4입니다.
- 테스트한 용액 2는 0.1M NaOH이며, pH는 대략 13입니다.
- 테스트된 용액 3은 증류수입니다. pH는 대략 7입니다.
- 붉은색 리트머스 종이는 용액이 알칼리성일 때 파란색으로 변합니다.
- 푸른색 리트머스 시험지가 산성 용액에서는 붉은색으로 변합니다.
4단계
- 황산암모늄의 용해도는 700 g/L이므로 완전히 녹을 것입니다.
- 암모늄 설페이트 용액의 pH는 약 2.6입니다.
학년별 과제 요약
3-5학년 (8-10세)
- 집중pH 개념 및 간단한 측정에 대한 기본 소개.
- 활동석회수 (리트머스 종이)를 사용한 pH 변화 관찰, 산성 및 염기성 용액의 간단한 시연, 기본적인 안전 지침.
6-8학년 (11-13세)
- 집중pH와 산-염기 특성에 대한 중간 수준의 이해.
- 활동pH 지시약 종이와 범용 지시약을 사용하여 다양한 물질을 테스트하고, 디지털 pH 미터로 pH를 측정하고, pH 테스트를 위한 용액을 준비하고, 상세한 안전 수칙을 따릅니다.
9~12학년 (14~18세)
- 집중pH 개념에 대한 심층적인 이해, 정확한 측정 기술 및 화학 분석.
- 활동다양한 pH 지시계를 사용하고, 디지털 측정기로 pH를 정확하게 측정하며, 테스트용 용액을 준비하고 조작하고, 결과를 자세히 관찰하고 기록하며, 고급 안전 수칙을 준수합니다.
실험실 필수품
악기
- 비커 (250ml)
- 버킷 플레이트
- 스포이트
- 전자 저울
- 유리봉
- 눈금 실린더 (25ml 및 100ml)
- 키친타월
- pH 미터
- 주걱 (1mL)
- pH 차트
제품
- 황산암모늄 (분말)
- pH 지시약 (액체)
- 미확인 액체 (#1, #2 및 #3)