Ta sesja laboratoryjna poświęcona jest nauczaniu i praktykowaniu identyfikacji właściwości kwasowo-zasadowych oraz pomiarowi pH w różnych substancjach, obejmujących zarówno ciecze, jak i ciała stałe. Głównym celem jest zapoznanie studentów z niezbędnymi technikami laboratoryjnymi do określania poziomu pH oraz pogłębienie ich zrozumienia zachowania kwasowo-zasadowego substancji za pomocą różnorodnych narzędzi i metodologii.
Cele edukacyjne
- Zrozumienie koncepcji pH: Uczestnicy zgłębią koncepcję pH i jego rolę w odzwierciedleniu kwasowo-zasadowego charakteru substancji, dążąc do pogłębienia wiedzy na temat właściwości chemicznych.
- Wykorzystanie wskaźników pH Uczniowie zostaną zapoznani z użyciem różnych wskaźników pH, takich jak papierek lakmusowy (czerwony i niebieski), papierowy wskaźnik pH oraz wskaźnik uniwersalny, do jakościowego oznaczania kwasowo-zasadowego charakteru roztworów.
- Precyzja mierników pH: Sesja nauczy studentów prawidłowego używania cyfrowych mierników pH do precyzyjnych pomiarów pH, podkreślając znaczenie dokładności w analizie chemicznej.
- Umiejętności przygotowywania roztworów: Uczestnicy rozwiną umiejętności manipulowania i przygotowywania roztworów do testowania pH, co wzmocni ich praktyczne zdolności chemiczne.
- Techniki obserwacji i pomiaru: Laboratorium rozwinie praktyczne zrozumienie przez studentów, jak obserwować i mierzyć właściwości chemiczne w kontrolowanym otoczeniu.
Ta sesja laboratoryjna zapewnia kompleksowe zapoznanie z technikami pomiaru pH, niezbędnymi do zrozumienia właściwości chemicznych substancji. Łącząc wiedzę teoretyczną z praktycznymi ćwiczeniami, studenci nie tylko zapoznają się z różnymi metodami oznaczania pH, ale także udoskonalą swoje umiejętności laboratoryjne. Doświadczenie to podkreśla znaczenie precyzyjnego pomiaru pH w zrozumieniu zachowania kwasowo-zasadowego substancji, oferując cenne spostrzeżenia na temat praktycznego zastosowania zasad chemii.
Protokół
CZĘŚĆ 1: Określenie charakteru kwasowo-zasadowego i pH substancji ciekłej
- Odmierz 20 ml roztworu 1 za pomocą cylindra miarowego.
- Nalać 20 ml roztworu 1 do zlewki o pojemności 50 ml.
- Zanurz w nim czerwony papierek lakmusowy.
- Następnie zanurz niebieski papierek lakmusowy.
- W końcu zanurzyć papier wskaźnikowy pH.
- Porównaj uzyskane kolory z tymi dostępnymi na karcie pH.
- Przepłucz cylinder miarowy wodą destylowaną.
- Powtórz kroki od 1 do 7 z substancjami 2 i 3.
CZĘŚĆ 2: Ustalenie pH płynnej substancji za pomocą uniwersalnego wskaźnika
- Za pomocą zakraplacza; pobierz roztwór 1 z zlewki o pojemności 50 ml.
- Następnie przenieś zawartość pipety do dołka nr 1 płytki dołkowej.
- Dodaj jedną kroplę uniwersalnego wskaźnika pH do tej samej studzienki.
- Mieszać za pomocą bagietki szklanej.
- Porównaj uzyskany kolor z tymi dostępnymi na karcie pH.
- Powtórz kroki od 1 do 5 z substancjami 2 i 3.
CZĘŚĆ 3: Dokładne określenie pH substancji ciekłej
- Zanurz elektrodę miernika pH w zlewce zawierającej roztwór 1.
- Odczytaj pomiary z cyfrowego wyświetlacza.
- Przepłucz elektrodę wodą destylowaną.
- Osuszyć elektrodę bibułą.
- Powtórz kroki od 1 do 4 z substancjami 2 i 3.
CZĘŚĆ 4: Określanie pH substancji stałej
- Odmierzyć około 1,8 g proszku siarczanu amonu na wadze elektronicznej.
- Odmierzyć 100 ml wody destylowanej za pomocą cylindra miarowego.
- Wsyp odważony proszek siarczanu amonu do zlewki o pojemności 250 ml.
- Przelej zawartość cylindra miarowego do tej samej zlewki.
- Mieszać szklaną bagietką przez 5 sekund.
- Zanurz czerwony papier lakmusowy w zlewce o pojemności 250 ml zawierającej roztwór siarczanu amonu
- Zanurz niebieski papierek lakmusowy w zlewce o pojemności 250 ml zawierającej roztwór siarczanu amonu
- Zanurz bibułkę wskaźnikową pH w zlewce o pojemności 250 ml zawierającej roztwór siarczanu amonu.
- Porównaj uzyskane kolory z tymi dostępnymi na karcie pH.
- Zanurz elektrodę pH-metru w roztworze siarczanu amonu.
- Odczytaj pomiar na cyfrowym wyświetlaczu.
- Przepłucz elektrodę wodą destylowaną.
- Osuszyć elektrodę bibułą.
Przewidywane wyniki
Kroki 1, 2 i 3
- Roztwór testowy nr 1 to roztwór 5% w objętościowym stosunku do kwasu etanowego. Jego pH wynosi około 2,4.
- Przetestowane rozwiązanie 2 to 0,1M NaOH. pH wynosi około 13.
- Testowane rozwiązanie 3 to woda destylowana. pH wynosi około 7.
- Niebieski papierek lakmusowy zmienia barwę na czerwony, jeśli roztwór jest zasadowy.
- Niebieski papierek lakmusowy zmienia kolor na czerwony, jeśli roztwór jest kwaśny.
Krok 4
- Rozpuszczalność siarczanu amonu wynosi 700 g/l, dlatego całkowicie się rozpuści.
- pH roztworu siarczanu amonu wynosi około 2,6.
Podsumowanie zadania według zakresu ocen
Klasy 3-5 (wiek 8-10 lat)
- Skupienie: Podstawowe wprowadzenie do koncepcji pH i prostych pomiarów.
- Aktywności: Obserwacja zmian pH za pomocą papierka lakmusowego, proste demonstracje roztworów kwasowych i zasadowych, podstawowe instrukcje bezpieczeństwa.
Klasy 6-8 (wiek 11-13 lat)
- SkupienieŚrednia znajomość właściwości pH i kwasowo-zasadowych.
- AktywnościUżywanie papierków wskaźnikowych pH i wskaźników uniwersalnych do badania różnych substancji, pomiar pH za pomocą cyfrowych pehametrów, przygotowywanie roztworów do badania pH, przestrzeganie szczegółowych protokołów bezpieczeństwa.
Klasy 9-12 (Wiek 14-18 lat)
- SkupienieZaawansowane zrozumienie koncepcji pH, precyzyjne techniki pomiarowe i analizy chemicznej.
- Aktywności: Używanie różnorodnych wskaźników pH, precyzyjne pomiary pH za pomocą mierników cyfrowych, przygotowywanie i manipulowanie roztworami do testowania, szczegółowa obserwacja i zapis wyników, przestrzeganie zaawansowanych protokołów bezpieczeństwa.
Podstawowe wyposażenie laboratorium
Instrumenty
- Zlewka (250ml)
- Płyta kubełkowa
- Kroplomierze
- Waga elektroniczna
- Pręt szklany
- Cylindry miarowe (25ml i 100ml)
- Ręcznik papierowy
- pH-metr
- Łopatka (1ml)
- Tabela pH
Produkty
- Siarczan amonu (proszek)
- Wskaźnik pH (płynny)
- Nieznane ciecze (#1, #2 i #3)