Главная / Методические материалы / Преподавание химии
Бенефис качественной реакции
Автор(ы): Сазонов Василий Викторович, замдиректора
Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Цели занятия:
1) провести комплексный анализ реакции Fe 3+ + NCS – с точки зрения кинетики, механизма, строения продукта реакции и практической значимости;
2) продолжить формирование химической речи учащихся, творческого мышления, правил научного общения;
3) провести качественное и полуколичественное определение Fe3+ в нескольких средах; формирование умений наблюдать и объяснять химические явления; развитие умений анализировать результат наблюдаемых опытов.
Оборудование: растворы FeCl3, KNCS, KCl, K2SO4, NaCl, Na2SO4, NaF, растворы солей магния, кальция, бария, алюминия, цинка, меди, хрома(III), марганца(II), кобальта(II), никеля(II), свинца(II).
Эпиграф: “Исследовать – значит видеть то, что видели все, и думать так, как не думал никто”. А. Сент – Дьерди.
Ход урока:
Учитель: Вы уже обратили внимание на тему нашего урока “Бенефис качественной реакции”? Вам знакомо слово “бенефис”? Что оно означает?
Бенефис – театрализованное представление в честь одного из участников.
Учитель: Почему такое необычное сочетание “бенефис качественной реакции”?
Химическая реакция как процесс превращения веществ одна из основных составляющих предмета химии. На каждом уроке мы наблюдаем, описываем и объясняем разнообразные химические реакции. Поэтому и сегодня главным участником нашего занятия будет химическая реакция. Но не обычная реакция, а качественная.
Что мы называем качественной реакцией?
Качественная реакция – химическая реакция, позволяющая определить состав вещества.
Учитель: Итак, вот она – главная участница нашего бенефиса
Fe 3+ + NCS – =
Кстати, слово “бенефис” произошло от французского “benefice” – барыш, прибыль, польза. И это еще один повод назвать наш урок именно так, потому что польза для каждого из нас очевидна:
1) возможность совершенствовать навыки химического эксперимента;
2) определим содержание Fe3+ в различных источниках;
3) объясним сущность данного процесса.
Может быть, кто-то из вас захочет продолжить исследование, начатое сегодня.
Действие первое “чисто химическое”.
На сцене появляется сама реакция.
Демонстрация 1.
На демонстрационном столе стаканы с растворами солей железа(III), магния, кальция, бария, алюминия, цинка, меди, хрома(III), марганца(II), кобальта(II), никеля(II), свинца(II).
К каждому раствору добавить 1 мл раствора тиоцианата калия.
Учитель: Какие произошли изменения? Можно ли использовать взаимодействие солей железа(III) с тиоцианатом калия как качественную реакцию на ионы Fe3+?
Только продукт взаимодействия ионов железа Fe3+ с тиоцианат-ионом дает продукт кроваво-красного цвета, следовательно реакция FeCl3 с KNCS является качественной на ионы Fe3+.
Таким образом, с помощью тиоцианат-иона можно однозначно определить наличие ионов Fe3+ в исследуемом веществе.
Любая качественная реакция имеет так называемый предел обнаружения – минимальную концентрацию вещества, которая может быть обнаружена с помощью данного реагента.
Каков же предел обнаружения ионов Fe3+ с помощью тиоцианат-иона?
Групповая лабораторная работа.
Цель: в ходе совместной работы составить колориметрическую шкалу для определения концентрации ионов железа(III).
На столах раствор хлорида железа(III), содержащий 100 мг/л Fe3+. Последовательным разбавлением учащиеся готовят растворы, содержащие 10 мг/л, 1 мг/л, 0,5 мг/л, 0,1 мг/л Fe3+.
При взаимодействии раствора KNCS и растворов FeCl3 различной концентрации получаем колориметрическую шкалу.
| Концентрация Fe3+, мг/л | Окраска раствора | | 100 | Буро-красная | | 10 | Темно-красная | | 1 | Розовая | | 0,5 | Светло-красная | | 0,1 | Отсутствует | Но какую пользу может принести любая, даже самая эффектная химическая реакция, если она существует ради самой себя, не служит человеку. Все это можно сказать о какой-нибудь другой химической реакции, но только не о нашей. Данная реакция используется для качественного и количественного определения Fe3+ в различных средах.
Действие второе “биологическое”.
Учитель: Попробуем применить нашу реакцию для определения железа в некоторых продуктах питания. Без железа не может функционировать организм человека, животных, растений. Какова же биологическая роль железа?
Примерное содержание сообщения ученика: “В биологических системах железо связано с органическими веществами. Содержание железа в организме человека составляет 0,01%. Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Примерно 55% железа входит в состав гемоглобина эритроцитов, около 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), примерно 21% откладывается “про запас” в печени и селезенке. Суточная потребность взрослого здорового человека в железе составляет 10–20 мг и восполняется сбалансированным питанием. В случае большого недостатка железа в организме возникает заболевание – железодефицитная анемия (малокровие). Избыточное количество железа приводит к образованию нерастворимого в воде железосодержащего белка. Этот белок уже не может быть использован организмом и, откладываясь в тканях и органах, вызывает нарушение их функций и приводит к заболеванию”.
Учитель: Наличие достаточного количества железа в пище – непременное условие здорового образа жизни. И здесь нам на помощь придет наша реакция.
Групповая лабораторная работа.
Цель: определить содержание железа в некоторых продуктах питания.
Материалы: яблоки, гречиха, курага.
Предварительная подготовка: в ступке измельчить образцы анализируемых продуктов одинаковой массы, добавить 10 мл азотной кислоты, 1–2 мл пероксида водорода. Полученную смесь перетереть и перенести в стакан.
Отобрать по 2 мл экстракта добавить 1 каплю 20%–ного раствора тиоцианата калия.
Сравнить окраску полученных растворов с колориметрической шкалой. Сделать вывод об относительном содержании железа в исследуемых продуктах питания.
Учитель: Нередко можно услышать такой совет: “Ешьте побольше яблок, особенно антоновку: они очень богаты железом и витамином С”. На самом деле яблоки не особенно богаты железом. Более того, они содержат его порой меньше, чем другие продукты питания. Другое дело, что соли железа, содержащиеся в яблоках, лучше усваиваются организмом, поскольку они находятся в благоприятном соотношении с витаминами. Но это касается вообще всех сортов яблок, а не только антоновских.
Как уже было сказано, при недостатке железа в организме развивается заболевание железодефицитная анемия. Примерно оценить обеспеченность организма железом можно с помощью следующего теста.
Тест “Порядок ли у вас с железом”.
На вопросы отвечайте либо “да”, либо “нет”.
1. Часто ли вы чувствуете усталость и подавленность?
2. Произошли ли у вас в последнее время изменения кожи, волос и ногтей?
3. Теряли ли вы в последнее время много крови?
4. Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?
5. Вы редко или совсем не едите мясо?
6. Выпиваете ли вы более трех чашек чая или кофе в день?
7. Вы едите мало овощей?
Если на большинство вопросов вы ответили “нет”, то ваш организм в достаточной степени обеспечен железом.
Учитель: Может быть содержание каких-либо вопросов вас заинтересовало с точки зрения влияния на содержание железа в организме?
Демонстрация 2.
К 20 мл чая добавить 5 мл раствора хлорида железа, содержащего 10 мг/л железа. Контрольный раствор 20 мл воды и 5 мл раствора хлорида железа (10 мг/л железа).
Раствор чая чернеет. Профильтровать полученный раствор. К фильтрату и к контрольному раствору добавить 1 каплю 20%-ного раствора тиоцианата калия. Отметить различную окраску растворов. В зависимости от крепости чая, происходит либо полное связывание ионов железа(III), либо значительное уменьшение их концентрации.
Учитель: Компоненты чая связывают железо в труднорастворимую форму. Чашка чая, выпитая во время еды, сократит усвоение железа почти на 2/3. Если чай выпит после приема пищи, то организм недосчитается 40% железа, а если – за 1 ч до еды, он оставит железо в неприкосновенности. Кроме чая, “врагами” железа являются кофе, молочные продукты и яичные желтки. Если с железом у вас все в порядке, то можно спокойно есть продукты, которые числятся во “врагах” железа. Если же нет, то необходимо изменить свой образ жизни.
Действие третье – “гидрологическое”.
Примерное содержание сообщения ученика: “В земной коре содержится 5,65% железа. Биомасса Земли, содержащая до 10 млрд. тонн железа, является важнейшим фактором миграции и перераспределения элемента в природе. В результате выветривания и частичного растворения горных пород в природных водах концентрация железа в них колеблется от 0,01 до 26 мг/л.
Концентрация ионов железа в природных водах значительно повышается за счет антропогенных источников. В экологической литературе существует понятие “железнение среды”, характеризующий возрастание объема антропогенного железа в природной среде.
В воде железо находится в виде солей Fe3+. ГОСТ разрешает содержание железа в питьевой воде до 0,3 мг/л, а если нет станции обезжелезивания, то до 1мг/л. Если содержание железа превышает указанную величину, то это отрицательно сказывается на органах пищеварительной и сердечно-сосудистой системы. При повышении ПДК вода приобретает специфический привкус и бурый цвет”.
Для контроля концентрации Fe3+ в воде опять на помощь придет качественная реакция.
Групповая лабораторная работа.
Цель: определить содержание Fe3+ в воде, взятой из различных источников.
Материалы: пробы водопроводной воды, взятые в разных местах, речная вода, родниковая вода, болотная вода.
Предварительная подготовка: к пробе воды (100 мл) добавить 1–2 мл концентрированной азотной кислоты для предотвращения гидролиза солей железа. Пробы воды готовятся за 5–10 часов до анализа.
На столах у учащихся в пронумерованных пробирках находятся приготовленные пробы воды. В каждую пробирку добавить по 1 капле 20%–ного раствора тиоцианата калия.
Отметить цвет раствора. Сравнить интенсивность окраски полученных растворов с колориметрической шкалой. Сделать вывод о концентрации ионов железа в исследуемых водах.
Заполнить таблицу:
Объект исследования
(источник воды) | Визуальный эффект | Примерная концентрация Fe3+, мг/л | | Болото | Буро-красный раствор | 100 | | Школьный водопровод | Светло-розовая | 0,5 | | Сельский водопровод 1 | Светло-розовая | 0,5 | | Сельский водопровод 2 | Розовая | 1 | | Родник 1 | Отсутствует | менее 0,5 | | Родник 2 | Светло-розовая | 0,5 | | Река Пут | Розовая | 1 | Действие четвертое, “теоретическое”.
А теперь давайте попробуем объяснить, что же происходит при взаимодействии ионов Fe3+ и тиоцианат-ионов.
Рассмотрим реакцию более подробно.
Запишем уравнение реакции между ионами железа(III) и тиоцианат-ионами.
Fe3+ + 3 NCS– = Fe(NCS)3
Составим молекулярное уравнение этой реакции.
FeCl3 + 3 KNCS = Fe(NCS)3 + 3 KCl
Найдите уравнение этой реакции в учебнике. Все ли правильно у нас записано?
Дайте полную классификационную характеристику этой реакции.
Реакция обмена, протекает без изменения степеней окисления атомов, гомогенная, обратимая, некаталитическая.
Какой продукт реакции имеет окраску?
Хлорид калия – белое кристаллическое вещество,...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
Добавлено: 2010.09.29 | Просмотров: 2939
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!
|
