Якісні реакції на деякі йони. Застосування якісних реакцій

Тема:Якісні реакції на деякі йони. Застосування якісних реакцій

Метазагальноосвітня:сформувати в учнівпоняття«якісна реакція», «якісний реактив», «якісний сигнал», навчити учнів визначати наявність хлоридів, сульфатів та карбонатів у розчині.

Мета розвиваюча:формування умінь застосовувати одержані знання на практиці;розвивати вміння самостійно приймати рішення, спостережливість та вміння аналізувати, логічне мислення, стимулювати активну пізнавальну діяльність.

Мета виховна:виховувати любов до природи та бережливе ставлення до природних ресурсів, формувати екологічну культуру учнів, виховувати встановлення зв’язків одержаних знань з практикою.

Очі­ку­ва­ні результати навчальної діяльності учнів: описує якісну реакцію на хлорид-іони, сульфат-іони, карбонат-іони; складає рівняння якісних реакцій на хлорид-іонисульфат-іони, карбонат-іони в молекулярній та йонній формах; розв’язує експериментальні задачі, обираючи й обґрунтовуючи спосіб розв’язання; проводить якісні реакції на карбонат-, сульфат- хлорид-іони; висловлює судження про застосування знань щодо  виявлення деяких йонів; про роль експерименту в науці.

Наскрізні змістові лінії

Екологічна безпека і сталий розвиток

Підприємливість і фінансова грамотність

Обладнання : таблиця розчинності, штативи з реактивами: натрій хлорид, аргентум(І) нітрат, натрій сульфат, барій хлорид, натрій карбонат, хлоридна кислота, розчин вапняної води або скіпки чи сірник, нітратна кислота, натрій ортофосфат,

Експериментальні задачі: розчин калій хлориду, аргентум(І) нітрат, нітратна кислота; порошки гіпсу та крейди,хлоридна кислота та оцтова есенція, мінерал з лимана;

Розчини пральних порошків «Ушастий нянь», «Білі паруса», «Сlime»,  куряче яйце, засіб для зняття накипу у пральних машинках «Віngon».

Тип уроку :  урок-дослідження: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організація класу

Доброго дня діти, шановні учителі я рада Вас вітати у нашому класі.

Урок почнемо словами відомого ученогодослідника світового рівня Михайла Васильовича Ломоносова «Хімії  ніяким чином навчитися неможливо, не бачивши самої практики і не приймаючись за хімічні операції». Тобто тема сьогоднішнього уроку – дослідження передбачає виконання дослідів та розв’язок експериментальних задач. Сьогодні ви будете справжніми хіміками, які дослідним шляхом будуть перевіряти теоретичні припущення та робити висновки на основі проведених експериментів, а набуті вміння використаєте у повсякденному житті.

Бажаю всім успіхів, наполегливості, зосередженості,максимально плідної роботи сьогодні на уроці.(слайд 1)

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Кожного дня у побуті ми використовуємо безліч речовин. Наприклад, у вас виникла проблема: вам потрібно долити електроліт (розчин сульфатної кислоти) в акумулятор, але етикетка на пляшці електроліту  відсутня. Як можна експериментальним шляхом перевітири, що у пляшці знаходиться електроліт? Як саме довести, що це сульфатна кислота, яка містить сульфат-іони?

(відповідь учнів)

Наступна ситуація

Батьки зателефонували та  попросили терміново вимити забруднених кахель та плиту на кухні кальцинованою содою. Але ви не знаєте, де вона знаходиться. Адже і сіль, і цукор і крохмаль мають однакове забарвлення та агрегатний стан. Як виявити дану речовину серед інших сполук? (відповідь учнів)

Уявіть, що ви живете у великому мегаполісі з великою кількістю заводів та фабрик. Улітку дуже спекотно, хочеться відпочити біля річки, яка протікає через усе місто. Але є велике побоювання, що у річку потрапляють стічні води промислових об’єктів міста. Щоб розвіяти сумніви, слід визначити вміст хлорид-іонів у воді. Підвищений вміст хлоридів свідчить про забрудненість води та небезпеку   купатися уній. Як визначити  наявність хлоридів у річковій воді?

Ви зіткнулись із трьома проблемами, як можна визначити кальциновану соду, наявність сульфат- та хлорид-іонів у розчині.

Сьогодні на уроці  видізнаєтесь, яким чином можна перевірити наявність деякихйоніву розчині.

IV. Повідомлення теми і завдань уроку  9.19- 9.21

Тема уроку :Якісні реакції на деякі йони. Застосування якісних реакцій(слайд 2)

Учитель підводить учнів до визначення мети уроку

Давайте разом сформулюємо завдання нашого уроку

Сьогодні на уроці:

•           Навчитися виявляти карбонат-, сульфат-, хлорид-іони за допомогою якісних реакцій;
•           Удосконалитинавички складання рівнянь якісних реакцій в йонно-молекулярній формі;
•           Навчитися розв’язку експериментальних задач (розпізнавати наявність певних йонів у розчині).

Знаючи певні якісні реакції, можна передбачити наявність певних йонів у розчині.

Для подальшої роботи нам потрібно повторити наступні терміни:

"Мозковий штурм"(слайд3)9.21-9.23

Який процес називають електролітичною дисоціацією?

Що таке йони?

Назвіть, яких видів бувають йони.

Що таке кислоти з погляду теорії електролітичної дисоціації?

Що таке основи з погляду теорії електролітичної дисоціації?

Що таке солі з погляду теорії електролітичної дисоціації?

Які рівняння мають назву йонно-молекулярні?

За якої умови реакції обміну між електролітами проходять до кінця? (слайд 4)

V. Вивчення нового матеріалу    9.25

1. Якісні реакції на хлорид-, сульфат-, карбонат-іони.

Ви пам’ятаєте, для виявлення катіонів Гідрогену та аніонів гідроксильної групи використовують індикатори (лакмус, метиловий оранжевий, фенолфталеїн, універсальний індикаторний папір).  Для виявлення інших йонів  проводять хімічні реакції, що супроводжуються особливими зовнішніми ефектами. Вони отримали назву якісні.

Якіснареакція– це реакція, за допомогою якої можна визначати певні йони.

Речовина, за допомогою якої можна виявити характерний йон у розчині, називається якісним реактивом.

Поява характерного забарвлення, запаху чи виділення газу при виконанні якісної реакції – називається якісним сигналом. Поява якісного сигналу свідчить про те, що ми знайшли той йон, що шукали.

Для виявлення певних речовин, йонів, або навіть цілих груп сполук, перед хіміком може ставитись два завдання: 1) що за речовина міститься у досліджуваному розчині; 2) скільки цієї речовини там наявно. Виконання першого завдання носить назву якісний аналіз, а другого – кількісний аналіз. Вивченням кількісного і якісного аналізу займається така дисципліна, як аналітична хімія.  Сьогодні на уроці ми будемо вивчати основи якісного аналізу. (слайд 5)

А тепер давайте на практиці перевіримо ваші припущення щодо виявлення карбонат-йонів, сульфат-йонів, хлорид-йонів у розчині.

Виявлення хлорид-іонів (Cl ^-)

Для виявленні хлорид-аніонів у розчині використовується один реактив – арґентум (І) нітрат. Отже, якісним реактивом для визначення галогенід-аніонів є розчинна сіль AgNO₃.  Наявність інших галогенів: бромід- та йодид-іонів можна визначити також – арґентум (І) нітратом. У першому випадку випадає жовтуватий осад, у другому – жовтий.

Переходимо до експериментальних досліджень. Лабораторний дослід № 7.

Перед початком роботи повторимо­ правила­безпеки­під­ час­роботи­ з­ кислотами,­арґентум(І)­нітратом­ й­іншими­речовинами­ та­суворо будемо їх дотриму­ватись.

Працювати обережно, бо кислоти їдкі речовини, спричиняють хімічні опіки, а арґентум(І)­нітрат токсична речовина, уникайте потрапляння на шкіру. (слайд 6)

Лабораторний дослід № 7ст 7 зошит для лабораторних робіт

Тема. Виявлення хлорид-іонів у розчині

Мета. Навчитися за допомогою якісних реакцій визначати у розчині хлорид-іони

Хід роботи

Дослід 1.Виявлення хлорид-іонів у розчині

Налийте у пробірку 1 мл розчину натрій хлориду та добавте 1-2 краплі розчину арґентум(І) нітрату. Відмітьте колір та характер осаду, що утворився. Ваші спостереження:

Напишіть рівняння реакції у йонно-молекулярній формі.

(перевірка біля дошки

Зв’язування яких йонів привело до утворення осаду? (гіперссилка)

________________________________________________________________________

У розчин з осадом налийте 2-3 краплі розбавленої нітратної кислоти. Чи розчиняється осад у цій кислоті?____________________________________________

Висновок. Який реактив є якісним на виявлення хлорид-іонів у розчині?____

Демонстрація

А чи можна виявити наявність хлорид-іонів у хлоридній кислоті за допомогою аргентум(І)  нітрату? Давайте спробуємо. До розчину хлоридної кислоти доливаємо розчину арґентум(І) нітрату. Спостерігаємо утворення ________. Висновок (відповідь учнів)

 Наявність у розчині хлорид-іонів можна виявити за допомогою якісного реактиву аргентум(І) нітрату. Ознакою даної реакції є випадання білого сирнистого осаду, нерозчинного у кислотах.

Тобто наявність хлоридів у стічних водах, річковій воді або навіть у водопровідній воді можна виявити за допомогою солі аргентум(І) нітрату.

Зазначаємо у конспектах якісний реактив та якісний сигнал, а колонку із прикладом реакції допишете удома, взявши аналогічне рівняння, яке писали на уроці  (хлоридна кислота та арґентум нітрат).

Виявлення сульфат-іонів (SO₄^2-)

Якісним реактивом при визначенні сульфат-аніонів є розчинні солі барію (барій хлорид, барій нітрат).

Переходимо до експериментальних досліджень. Лабораторний дослід № 8.

Повторіть­ правила­ безпеки­ під­ час­ роботи­ із­ сульфатною кислотою, солями барію­

Працювати обережно, бо сульфатна кислота їдка речовина, спричиняє хімічні опіки, а розчинна сіль барію токсична речовина, уникайте потрапляння її на шкіру. (слайд 7)

Лабораторний досліди № 8ст 7 лаб зошит

Тема. Виявлення сульфат-іонів у розчині

Мета. Навчитися за допомогою якісних реакцій визначати у розчині сульфат-іони

Дослід 2. Виявлення сульфат-іонів  у розчині

Налийте у пробірку 1 мл розчину натрій сульфату. Добавте 2-3 краплі барій хлориду або нітрату. Відмітьте колір та характер осаду, що утворився. Ваші спостереження

Напишіть рівняння реакції у йонно-молекулярній формі.

 

Зв’язування яких йонів привело до утворення осаду? (гіперссилка)

________________________________________________________________________

У розчин з осадом налийте 4-5 крапель розбавленої нітратної кислоти. Чи розчиняється осад у цій кислоті?_____________________________________

Висновок. Який реактив є якісним на виявлення сульфат-іонів у розчині?________

Якісним сигналом даної реакції є утворення дрібнокристалічного білого осаду барій сульфату:

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄↓ + 2NaCl;

Демонстрація

Як виявити наявність сульфатної кислоти в електроліті? Дуже просто. За допомогою барій хлориду. Перевіряємо. До розчину сульфатної кислоти доливаємо розчину барій хлориду. Спостерігаємо утворення ________. Висновок (відповідь учнів) 

Наявність у розчині сульфат-іонів можна виявити за допомогою якісного реактиву розчинної солі Барію. Ознакою даної реакції є випадання білого осаду, який не взаємодіє з кислотами.

Виявлення карбонат-іонів (СO₃^2-)

Довідкове бюро

Карбонати – це солі карбонатної (вугільної) кислоти.

Пригадайте,  якою є дана кислота за силою? Слабкою.Чи є стійкою вона у розчині?Нестійка,

вона розкладається на вуглекислий газ та воду.

Так, справді,карбонати утворені слабкою кислотою, тому сильніші кислоти можуть витісняти її із солі. Тепер, звертаючи увагу на цю інформацію, давайте подумаємо,яка сполука може бути якісним реактивом на карбонат-іон і яким повинен бути якісний сигнал. (відповідь: якісний реактив – будь-яка мінеральна кислота, якісний сигнал – поява бульбашок вуглекислого газу).

Як можна експериментально довести наявність вуглекислого газу?(піднести тліючу скіпку або сірник – він тухне, тому що вуглекислий газ не підтримує горіння, пропустити через розчин вапняної води).

Переходимо до експериментальних досліджень. Лабораторний дослід № 9.

Перед початком роботи повторимо­ правила­безпеки­під­ час­роботи­ з­ кислотами,

Працювати обережно, бо кислоти їдкі речовини, спричиняють хімічні опіки. (слайд 8)

 

Лабораторний дослід № 9ст 8 лаб зошит

Дослід 3.Виявлення карбонат-іонів у розчині

Налийте у пробірку 1 мл розчину натрій карбонату. Добавте розчин хлоридної кислоти. Ваші спостереження__.Чи має запах газ, який виділяється?____________. Опустіть у пробірку сірник? Що спостерігається?

Напишіть рівняння реакції у йонно-молекулярній формі.

 

Зв’язування яких йонів привело до утворення газу?

________________________________________________________________________

Висновок. Який реактив є якісним на виявлення карбонат -іонів у розчині?_________Як експериментально довести, що утворений газ є вуглекислим?

 

Як вдома виявити порошок кальцинованої або питної соди експериментальним шляхом. Достатньо на зразок капнути розчином оцту.

Чи відомо Вам, що аналітична хімія допомагає геологам визначати певні мінерали та гірські породи. Мармур, вапняк, пиляний камінь та інші мінерали на основі карбонатів можна виявити розчином кислоти. Достатньо капнути на досліджуваний зразок кислоти.

Якщо вдома ви переплутали порошки гіпсу (шпаклівки) та крейди. А вам потрібно терміново поґрунтувати стіни. Як у домашніх умовах можна розпізнати ці речовини, якщо вони мають однаковий агрегатний стан та колір.. (подіяти кислотою).

Відповіді учнів: до речовин долити оцтову кислоту, де буде спостерігатися скипання – там міститься карбонати?

А чим ми пишемо на дошці у класі: крейдою чи спресованим гіпсом?

Експериментально перевіряємо: у два подрібнені зразки доливаємо розчину хлоридної кислоти. Висновок: учнів. Гіпсовий пил визиває подразнення органів дихання та розвиток респіраторних захворювань.

Задання додому: З чого складається шкарлупа курячого яйця? Який реактив слід використати,щоб довести наявність кальцій карбонату у яєчній шкарлупі?Зафіксуйте свої експериментальні дослідження на відео.

Виявлення ортофосфат-іонів (PO₄^3-)

Для того щоб у розчині електроліту виявити ортофосфат-іон використовується уже знайомий вам якісний реактив – арґентум(І) нітрат.

Демонстрація

У пробірку наливають близько 1 мл розчину натрійортофосфату або іншу розчинну сіль ортофосфатної кислоти  і додають декілька крапель розчину AgNO₃, при цьому спостерігається утворення жовтого осаду арґентум ортофосфату:

Nа₃PO₄ + 3AgNO₃ = Ag₃PO₄↓ + 3NaNO₃ .

Завдання учням: запишіть рівняння у молекулярній та йонно-молекуляній формі.

А чи буде утворений осад розчинятись у кислотах. Перевіряємо (слайд 10гіперссилка)

Висновок (відповідь учнів)  Наявність у розчині фосфат-іонів можна виявити за допомогою якісного реактиву арґентум(І) нітрату. Ознакою даної реакції є випадання яскраво-жовтого осаду, який не взаємодіє з кислотами.

Сторінка еколога

Напевно, найболючішим питанням усіх господинь є фосфати. Проблема фосфатів давно і гостро стоїть перед виробниками пральних порошків та екологами.

В Україні через кількароківхочутьзаборонитивикористаннясинтетичнихмиючихзасобів, щомістятьфосфати. Про цеоголосилоМіністерствоекономічногорозвитку і торгівлі. 
У більш ніж п'ятдесяти розвинених країнах світу введені законодавчі обмеження чи повна заборона на застосування фосфатних пральних порошків. Це країни Західної Європи, Японія, Південно-Африканська республіка, Тайвань, Гонконг, Таїланд). У Німеччинівзагаліпередбаченакримінальнавідповідальність за використанняфосфатнихпральнихзасобів.
Фосфати є великою загрозою для навколишньогосередовища. Потрапляючипісляпрання у стічні води, вонипочинаютьдіяти як добрива.
«Урожай» водоростей у водоймахпочинаєрости не щодня, а щогодини.Відомо, один грам фосфатів є причиною активного росту 5-10 кілограмів синьо-зелених водоростей, які призводять до зменшення розчинного кисню у воді.

Замість фосфатів у складі миючих засобів почали використовувати замінники, завдяки чому з’явилися пральні порошки нового покоління. Вони мають ряд переваг. Безфосфатнийпральний порошок забезпечуєефективневідпираннянавіть самих складнихзабруднень, при цьому не завдаючишкодиздоров’ю. (слайд 11)

Не минула дана фосфатна проблема річку Дніпро та наш Лиман. Чи задумувались ви, чому вода влітку в Дніпро-Бузькомулиманіжахливого зеленого кольору. Навітьстарожили не пам’ятають такого цвітіння в минулому. А масове цвітіння води призводить до масових заморів риби, яке ми спостерігаємо влітку та на початку осені. А причина тому – наявність надлишку фосфатів у воді. Вашій увазі пропоную відеофрагмент знятий біля села Олександрівка 04.10.2018 року співробітниками національного природного парку «Нижньодніпровський», які проводять моніторинг за водною акваторією лиману.

А якими ви користуєтесь порошками: фосфатними чи безфосфатними?

А чи містять порошки, якими ми користуємось у побуті, фосфати. Перевіримо дослідним шляхом.

Проведення експериментальних досліджень на наявність форфатів у порошках та засобах для зняття накипу у пральних машинах.

Щоб не утворювався накип на тенах пральних маших достатньо проводити прання при температурі не вище 40º С.

Скількищепідтвердженьнеобхідно, щобвсе таки перейти на використання в побутібесфосфатнихмиючихзасобів або господарського мила.

Багато українських виробників випускають безфорфатні порошки.слайд 12

 Більш детальна інформація про шкідливий вплив фосфатфв на організм людини та безфосфатні порошки українських виробників у буклетах, які знаходяться на парті та на нашій виславцбезфосфатних порошків.

2. Застосування якісних реакцій

Якісні реакції використовуються не лише для виявлення тих чи інших йонів, а й для розпізнавання сполук або їхніх розчинів. За допомогою таких реакцій виявляють токсичні катіони та аніони в промислових стоках. Якісні реакції на нітрат-іони дають змогу перевірити, чи міститься залишки добрив (нітратів) в овочах.

Якісні реакції застосовуються у техніці, промисловості, сільському господарстві, медицині, біології, побуті тощо. (слайд 13) Також їх проводять під час аналізу руд, будівельних матеріалів, продукції металургійної, текстильної, хімічної та інших галузей промисловості. Агрохімічний аналіз ґрунтів, дослідження хімічного складу рослин, тварин, крові та інших біологічних матеріалів людини та тварин, діагностики багатьох захворювань, визначення складу ліків тощо. (перегляд відео аналіз родючості ґрунтів).(слайд 14)

Застосування методів аналітичної хімії важливе для багатьох галузей науки, техніки та виробництва. Їх широко використовують у хімічних, біохімічних, санітарно-гігієнічних, контрольно-аналітичних лабораторіях для визначення якості харчових продуктів, косметичної продукції, води, чистоти повітря, хімічного складу ґрунту. У клінічних лабораторіях здійснюють аналізи крові, шлункового соку, сечі тощо для діагностування стану організму, виявлення захворювань.

V. Узагальнення і систематизація

Доволіцікавимиекспериментальними задачами є задачі на дослідження невідомоїречовини з метою встановленняїї складу.

 Експериментатори

Уявний експеримент(слайд 15)

1. У трьох пронумерованих пробірках містяться розчиникалій ортофосфату, калій хлориду та калій карбонату. Як експериментально розрізнити вмісткожної пробірки?Складіть план дій для послідовного визначення кожної сполуки. Спрогнозуйте спостереження, обґрунтуйте висновки з них йонними рівняннями.

2. Запропонуйте реактив, що дозволить розрізнити пробірки з речовинами в кожній з наведених пар. Складіть відповідні молекулярні та  йонно-молекулярні рівняння реакцій:

а) MgCl₂ і MgSO₄; б) KNO₃ і K₂CO₃.в) Nа2CO3 іK3 РO4 ;г) ВаCO3 іNаСІ. 

Чи згодні ви із висловом українського хіміка С.М. Танатара «Якісний аналіз – перша практична школа майбутнього натураліста. Вона на практиці знайомить з логікою та прийомами експериментального дослідження».

Давайте підведемо підсумки.

Чи виконали ми завдання, які ставили перед собою на початку уроку.

Бесіда.

•           Дайте визначення поняття «якісні реакції»
•           Що таке  якісний реактив, якісний сигнал?

-  Які речовини дозволяють виявити у розчині карбонат-йони? сульфат-йони? хлорид-йони?

Результатидослідівзведемо в таблицю.

Йон	Якісний реактив	Приклад реакції	Якісний сигнал
Cl-
SO42-
CO32-
PO43-

VI. Рефлексія(слайд 16)

Учні по черзі висловлюються одним реченням:

 Сьогодні я дізнався…  Було цікаво…

Було складно…

 Тепер я зможу…  Я зрозумів…

 У мене вийшло… Я відчув, що…

 Мене здивувало…  Я навчився…

 Я отримав…  Я зміг…

 Я спробую…  Мені захотілося…

Учні висловлюються по черзі.

VII. Домашнє завдання(слайд 17)

§ 12 впр. 91, 93 ст 68.

Творча майстерня

Трапляється, недобросовісні виробники або продавці добавляють у харчові продукти чудородні домішки. Наприклад, у молоко та чай – питну соду)натрій карбонат), поташ (калій карбонат). Складіть ілюстровану інструкцію з виявлення цих домішок у домашніх умовах з використанням безпечних речовин, які є чи не у кожній кухні.

Експериментуємо вдома

Як виявити наявність карбонатів у шкарлупі курячого яйця. Який реактив можна використати, щоб зруйнувати шкарлупу та відновити її назад.