Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 7»
Программа
Элективного курса для обучения для учащихся 10 классов
«Химический анализ»
«Обсуждено»
Руководитель ГМО учителей химии и биологии Смоль М.Г.
Подпись_________
Дата 18.04.16 г.
«Согласовано»
Методист МБУО ИМЦ РО
____________________
Подпись______________
Дата 20.04.16
Автор – составитель программы
Учитель химии – Зубкова Е.А.
Подпись___________
Дата 15.04.16 г.
Г. Шарыпово
2016 г.
Пояснительная записка
Элективный курс предназначен для учащихся 10 класса, проявляющих повышенный интерес к изучению химии, имеющих хорошие базовые знания общей, неорганической химии и органической химии. А так же для учащихся, собирающихся продолжить образование в высших учебных заведениях естественнонаучного профиля, и которым необходимо сдавать ЕГЭ по химии.
Цель курса: систематизация и углубление знаний учащихся о фундаментальных законах общей и неорганической химии.
Задачи курса:
- формировать общенаучные, а также химические умения и навыки, необходимые в деятельности экспериментатора и полезные в повседневной жизни;
- создать условия для формирования и развития у учащихся умения самостоятельно работать со справочной и учебной литературой, собственными конспектами, другими источниками информации;
- дать учащимся возможность применить химические знания на практике;
- способствовать внутрипрофильной специализации.
Особенностью предлагаемого курса является его прикладная направленность. Большое внимание в курсе уделено изучению тех веществ, которые окружают учащихся в повседневной жизни. Факультативный курс рассчитан на 35 часов, 1 час в неделю.
Главное содержание теории химических методов анализа составляет химическая реакция как средство получения информации о химическом составе вещества, т. е. используемая для целей качественного и количественного анализа. Химический анализ основан на фундаментальных законах общей химии. Чтобы овладеть аналитическими методами, необходимо знать свойства водных растворов, основные положения теории электролитической диссоциации, условия взаимодействия ионов в растворах, реакции комплексообразования, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ. Знание теории процессов позволяет сознательно управлять химическими реакциями и создавать условия для определения всех элементов или их соединений, имеющихся в исследуемых объектах. Данный курс, позволяет раскрыть взаимосвязь основных понятий: «состав», «строение» и «свойства» веществ.
При разработке программы факультатива акцент делается на изучение вопросов, формирования умений (образовательного продукта), которые в базовом курсе химии основной и средней школы рассматриваются недостаточно или не рассматриваются совсем, но входят в программы вступительных экзаменов в вузы. Химическое равновесие изучается в курсе химии средней школы, но недостаточно глубоко, поэтому для учащихся оказываются сложными задачи на темы «Равновесие», «Равновесие в растворах».
Тема «Равновесие в растворах» также считается сложной, поскольку в ней используются понятия: произведение растворимости и рН. Но главная сложность не в самих достаточно простых формулах, а в умении ими пользоваться в широком диапазоне условий задач. Поэтому представляется целесообразным выработать такое умение. Введение понятия о константе химической реакции позволяет более обоснованно рассуждать о смещении равновесия при воздействии на систему извне.
В школьной программе, как правило, отсутствуют основные понятия химии комплексных соединений. Целесообразно рассмотреть данную тему на занятиях факультативного курса. Таким образом, в процессе изучения данного курса ученики осваивают новые для себя теоретические понятия, учатся пользоваться соответствующими справочными данными. Для учащихся, предполагающих связать свою будущую профессиональную деятельность с биологией, медициной, строительством, сельским хозяйством, важны знания об особенностях объектов и явлений, изучаемых коллоидной химией. В рамках школьного курса химии этим вопросам уделяется мало внимания, так что включение в курс практической работы на эту тему является вполне оправданным.
Выполнение практических работ способствует конкретному и прочному усвоению учащимися основных разделов общей и неорганической химии. Учащиеся осваивают правила внутреннего распорядка в химической лаборатории, приемы работы, совершенствуют навыки обращения с реактивами, химической посудой, приборами. Завершением курса является практика наиболее подготовленных учащихся в научном обществе учащихся, включающая участие в проведении конкретных учебных исследований.
Методы обучения: словесные, наглядные, исследовательские, практические.
Формы организации занятий: групповая, индивидуальная.
Педагогические технологии обучения: на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся; интерактивные; развивающие.
Виды контроля: текущий, коррекция, итоговый.
Формы контроля: устный, практическая работа, комплексная зачетная работа.
Реалистичность с точки зрения ресурсов: материал программы распределен во времени с учетом его достаточности для качественного изучения материала и получения запланированных результатов; устранения возможных при прохождении программы сбоев; использования наиболее эффективных методов обучения.
Эффективность затрат времени на реализацию учебного курса. Программой определена такая последовательность изучения знаний, которая является наиболее "коротким путем" в достижении целей. Это та последовательность, при которой на восстановление забытых или утраченных знаний не придется тратить много времени; изучение новых знаний будет опираться на недавно пройденный или легко восстанавливающийся в памяти материал.
Требования к результатам обучения учащихся 10 класса.
После изучения факультативного курса «Основы химических методов исследования вещества» учащиеся должны:
• характеризовать: скорость химической реакции, химическое равновесие, принцип Ле Шателье, ионное произведение воды, водородный показатель и шкала рН, константы равновесия различных типов реакций, протекающих в растворах (произведение растворимости, константы диссоциации кислот и оснований, константы устойчивости комплексов); понятия буферные растворы, буферная емкость, фазы, гомогенные и гетерогенные системы, дисперсные системы, коллоидные растворы (лиозоли), золи и гели, мицелла, конденсация, пептизация, коагуляция;
• знать: основные понятия координационной теории, понятия титрант, титруемое вещество, стандартный (титрованный) раствор, точка эквивалентности, фактор эквивалентности, индикатор; условия смещения химического равновесия, влияние различных факторов на установление и смещение химического равновесия в растворах; условия выпадения и растворения осадков, зависимость полноты осаждения от различных факторов; способы получения коллоидных систем, отличие коллоидных растворов от истинных растворов; способы выражения концентрации растворов; качественные реакции на наиболее важные катионы и анионы, а также на некоторыеорганические вещества;
• объяснять: условия смещения гетерогенных равновесий в насыщенных растворах малорастворимых электролитов, понимать значение реакций осаждения для химического анализа; сущность гидролиза и буферного действия, окислительно-восстановительных реакций, реакций комплексообразования, сущность процесса титрования, особенности приготовления растворов;
• уметь: вычислять концентрацию ионов водорода в растворах сильных и слабых кислот и оснований, константы диссоциации кислот и кислых солей, произведение растворимости по известной растворимости, растворимость вещества в чистой воде по известному произведению растворимости и растворимость вещества в присутствии одноименного иона; составлять полные и сокращенные ионные уравнения химических реакций, уравнения реакций гидролиза, уравнения окислительно-восстановительных реакций на основе электронного баланса; объяснять химические реакции с точки зрения изученных теорий; готовить растворы заданной концентрации, приобрести навыки вы-полнения титрования, определять водородный показатель среды методами pH-метрии;
• соблюдать: правила техники безопасности при обращении с веществами и химической посудой, лабораторным оборудованием;
• понимать: важность охраны окружающей среды.
Содержание курса.
Тема 1. Введение. Научный эксперимент и его роль в познании. Взаимосвязь между составом и свойствами. Физические, физико-химические и химические свойства веществ. Анализ и синтез. Виды химического анализа. Качественный анализ: идентификация и обнаружение. Количественный анализ. Техника безопасности и основные правила работы в химической лаборатории. Практическая работа №1. «Взвешивание образца и статистическая обработка результатов взвешивания».
Тема 2. Растворы. Методы определения концентрации растворов. Мера растворимости. Понятие об эквиваленте, эквивалентной массе, нормальной и молярной концентрации растворов. Титрование. Сущность метода. Стандартный (титрованный) раствор, способы его приготовления. Кислотно-основное титрование. Практическая работа №2 . «Определение концентрации раствора по его плотности».
Практическая работа №3. «Приготовление растворов и определение их концентрации титрованием».
Тема 3. Закон действующих масс и его применение в химическом анализе. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье. Теория электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Химическое равновесие в водных растворах электролитов. Выражения для констант равновесия различных типов реакций, протекающих в растворе. Ионное произведение воды. Водородный показатель и шкала рН-среды. Концентрация ионов водорода в разбавленных растворах слабых кислот и оснований. Методы измерения рН-среды. Индикаторы. Практическая работа №4. «Определение рН-среды водных растворов».
Тема 4. Буферные растворы. Сущность буферного действия. Буферная емкость. Вычисление рН в буферных растворах, образованных слабой кислотой и ее солью от сильного основания и сильной кислотой и ее солью от слабого основания. Значение буферных растворов в почвоведении и биологии. Практическая работа №5. «Буферное действие».
Тема 5. Комплексные соединения. Основные понятия координационной теории. Номенклатура комплексных соединений. Поведение комплексных соединений в растворах. Константы устойчивости (образования) и нестойкости. Получение и разрушение комплексных соединений. Внутрикомплексные соединения. Комплексоны. Применение комплексообразования в химическом анализе. Комплексонометрическое титрование. Практическая работа №6. «Свойства комплексных соединений».
Тема 6. Реакции осаждения. Условия выпадения и растворения осадков. Зависимость полноты осаждения от различных факторов. Смещение гетерогенных равновесий в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Значение реакций осаждения для химического анализа.
Практическая работа №7. «Образование и растворение осадков».
Тема 7. Коллоидные системы. Образование коллоидных систем. Фазы. Гомогенные и гетерогенные системы. Дисперсные системы. Коллоидные растворы (лиозоли). Лиофильные и лиофобные коллоиды. Золи и гели. Мицелла. Получение и устойчивость коллоидных систем. Практическая работа №8. «Получение золи берлинской лазури».
Тема 8. Качественный анализ. Основные принципы качественного анализа. Классификация реакций в качественном анализе. Дробный и систематический анализ. Практическая работа №9. «Качественные реакции на наиболее важные катионы и анионы».
Тема 9. Охрана окружающей среды. Анализ некоторых объектов окружающей среды. Контроль качества воды. Жесткость воды; причины ее возникновения. Виды жесткости. Способы устранения. Определение жесткости воды. Химическая характеристика почв. Реакция почвенного раствора (рН). Формы почвенной кислотности: Значение знания рН водной и солевой почвенной вытяжки. Известкование почв. Буферная емкость почв. Контроль качества продуктов питания. Анализ минеральных вод и прохладительных напитков. Анализ молока. Определение свежести мяса и рыбы. Практическая работа №10. «Жесткость воды, ее определение и устранение». Практическая работа №11. «Определение рН- среды почв нашей местности». Практическая работа №12. «Анализ качества прохладительных напитков». Практическая работа №13 «Определение содержания витамина С в продуктах питания». Практическая работа №14. «Изучение молока как эмульсии».
Планирование курса включает в себя темы, не содержащиеся в базовых программах.
Учебно-тематический план.
п/п
Наименование темы
Всего часов
В том числе
лекции
практикумы
семинары
1.
Введение
3
1
1
1
2.
Растворы
4
1
2
1
3.
Закон действующих масс и его применение в химическом анализе
4
3
1
4.
Буферные растворы
3
1
1
1
5.
Комплексные соединения
4
2
1
1
6.
Реакции осаждения
3
2
1
7.
Коллоидные системы
4
2
1
1
8.
Качественный анализ
3
1
1
1
9.
Охрана окружающей среды
7
1
5
1
Итого:
35
13
14
7
Календарно-тематическое планирование курса.
Количество часов
Дата
Тема занятия
Образовательный
продукт (предполагаемые результаты).
1.
1
Введение – 3часа. Научный эксперимент и его роль в познании. Взаимосвязь между составом и свойствами. Физические, физико-химические и химические свойства веществ.
Освоение понятий «научный эксперимент», «физические, физико-химические, химические свойства» и умение оперировать данными понятиями.
2.
1
Анализ и синтез. Виды химического анализа. Качественный анализ: идентификация и обнаружение Количественный анализ.
Конкретизация понятий «качественный и количественный анализ», «синтез». Основные этапы химического анализа, методика проведения анализа, обработка полученных результатов.
3.
1
Техника безопасности и основные правила работы в химической лаборатории. Практическая работа №1. «Взвешивание образца и статистическая обработка результатов взвешивания».
Повторение ТБ на занятии при выполнении практических работ. Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
4.
1
Растворы – 4 часа. Методы определения концентрации растворов. Мера растворимости. Понятие об эквиваленте, эквивалентной массе, нормальной и молярной концентрации растворов.
Оперирование химическими формулами, алгоритм решения задач.
5.
1
Титрование. Сущность метода. Стандартный (титрованный) раствор, способы его приготовления. Кислотно-основное титрование.
Приготовление стандартных растворов, рабочих растворов. Применение индикаторов в титровании. Техника титрования.
6.
1
Практическая работа №2 . «Определение концентрации раствора по его плотности».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
7.
1
Практическая работа №3. «Приготовление растворов и определение их концентрации титрованием».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
8.
1
Закон действующих масс и его применение в химическом анализе – 4 часа. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие. Принцип Ле Шателье.
Освоение понятий « обратимые и необратимые реакции». Применение принципа Ле Шателье при решении заданий.
9.
1
Теория электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Химическое равновесие в водных растворах электролитов. Выражения для констант равновесия различных типов реакций, протекающих в растворе.
Освоение понятий «сильные и слабые электролиты». Оперирование формулами «Константы равновесия различных химических реакций».
10.
1
Ионное произведение воды. Водородный показатель и шкала рН - среды. Концентрация ионов водорода в разбавленных растворах слабых кислот и оснований. Методы измерения рН - среды. Индикаторы.
Освоение понятий «ионное произведение воды», «водородный показатель», «рН-среда», «индикатор». Решение заданий на вычисление концентрации ионов водорода в растворах слабых кислот и оснований. Кислота концентрация.
11.
1
Практическая работа №4. «Определение рН - среды водных растворов».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
12.
1
Буферные растворы - 3 часа. Сущность буферного действия. Буферная емкость. Вычисление рН в буферных растворах, образованных слабой кислотой и ее солью от сильного основания и сильной кислотой и ее солью от слабого основания.
Освоений понятия «буферная емкость», решение задач на вычисление рН в буферных растворах, образованных слабой кислотой и ее солью от сильного основания и сильной кислотой и ее солью от слабого основания.
13.
1
Значение буферных растворов в почвоведении и биологии.
Примеры буферных смесей, встречающихся в почвоведении и биологии.
14.
1
Практическая работа №5. «Буферное действие».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
15.
1
Комплексные соединения – 4 часа. Основные понятия координационной теории. Номенклатура комплексных соединений. Поведение комплексных соединений в растворах. Константы устойчивости (образования) и нестойкости.
Освоений понятий «комплексное соединение», «координационное число», «лиганд», «комлексообразователь», «комплексная частица», «внутренняя и внешняя сфера КС», составление формул комплексных соединений,
16.
1
Получение и разрушение комплексных соединений. Внутрикомплексные соединения. Комплексоны.
Освоение понятия «комлексоион». Примеры комлексоионов.
17.
1
Применение комплексообразования в химическом анализе. Комплексонометрическое титрование.
Освоение понятия «эквивалентная точка титрования», использование комплексонометрического метода в практикуме.
18.
1
Практическая работа №6. «Свойства комплексных соединений»
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
19.
1
Реакции осаждения – 3 часа. Условия выпадения и растворения осадков. Зависимость полноты осаждения от различных факторов. Смещение гетерогенных равновесий в насыщенных растворах малорастворимых электролитов.
Освоение понятий «осаждение», «твердая фаза». Примеры реакций осаждения в химическом анализе.
20.
1
Значение реакций осаждения для химического анализа.
Использование методов осадительного титрования.
21.
1
Практическая работа №7. «Образование и растворение осадков».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
22.
1
Коллоидные системы – 4 часа. Образование коллоидных систем. Фазы. Гомогенные и гетерогенные системы. Дисперсные системы.
Освоение понятий «коллоидная система», «фаза», «гомогенная, гетерогенная, дисперсная системы». Примеры фазовых состояний коллоидных систем.
23.
1
Коллоидные растворы (лиозоли). Лиофильные и лиофобные коллоиды. Золи и гели. Мицелла.
Освоение понятий «лиозоли», «лиофилы», «лиофобы», «золи и гели», «коллоид»., «мицелла».
24.
1
Получение и устойчивость коллоидных систем.
Получение коллоидных растворов разными методами.
25.
1
Практическая работа №8. «Получение золи берлинской лазури».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
26.
2
Качественный анализ – 3 часа. Основные принципы качественного анализа. Классификация реакций в качественном анализе. Дробный и систематический анализ.
Освоение понятий «качественный анализ», «внешний эффект реакции», «специфический и селективный реагент», «дробный, систематический анализ». Применение химической посуды для качественного химического анализа. Способы и техника выполнения реакций обнаружения ионов
27.
1
Практическая работа №9. «Качественные реакции на наиболее важные катионы и анионы».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
28.
1
Охрана окружающей среды – 7 часов. Анализ некоторых объектов окружающей среды. Контроль качества воды. Жесткость воды; причины ее возникновения. Виды жесткости. Способы устранения. Определение жесткости воды.
Освоение понятий «окружающая среда», «жесткость воды». Примеры областей применения масс-спектрометрии; видов жесткости воды; способов устранения жесткости воды. Подготовка пробы воды и проведение химического анализа.
29.
1
Практическая работа №10. «Жесткость воды, ее определение и устранение».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
30.
1
Химическая характеристика почв. Реакция почвенного раствора (рН). Формы почвенной кислотности: Значение знания рН водной и солевой почвенной вытяжки. Известкование почв. Буферная емкость почв.
Освоение понятий «реакция почвенного раствора», «кислотность», «водная и солевая вытяжка», «буферная смесь почв». Подготовка почвенной пробы к химическому анализу и его проведение.
31.
1
Практическая работа №11. «Определение рН- среды почв нашей местности».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
32.
1
Контроль качества продуктов питания. Анализ минеральных вод и прохладительных напитков. Анализ молока. Определение свежести мяса и рыбы.
Методы контроля качества продуктов питания. Порядок и отбор проб, проведение лабораторного контроля качества продуктов питания с использованием органолептического и измерительного методов.
Практическая работа №12. «Анализ качества прохладительных напитков».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
33.
1
Практическая работа №13 «Определение содержания витамина С в продуктах питания».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
34.
1
Практическая работа №14. «Изучение молока как эмульсии».
Выполнение практической работы, её оформление, написание выводов.
Учебно-методическое обеспечение элективного курса.
1. О.С.Габриелян. Н.Н. Рунов., В.И.Толкунов. Химический эксперимент в школе.
8 класс. Учебное пособие. -М.: «Дрофа»,2005 г.
2. А.А.Карцова, А.Н.Левкин. Органическая химия: Иллюстрированный курс 10 (11).- М.:Изд. «Просвещение», 2005 г.
3. Габриелян О.С., И.Г.Остроумов. Химический эксперимент в школе. 11 класс., -М.: «Дрофа»,2009 г..
4. Пособие для учащихся 10(11) классов. М.: «Просвещение»,2005 г. В.Б. Волковик, Е.Д .Крутецкая. Органическая химия.
5. О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова «Химия».11 класс. Профильный уровень–М.:«Дрофа» ,2009 г, 2008 г с изменениями.
6. Химия. Профильный уровень. (В двух частях), М.: «Дрофа», 2009 г. Пособие содержит поурочные разработки по темам «Вещества и их свойства» , «Химия в жизни общества», «Химический практикум», варианты контрольных работ.
7. Кузнецова Н.Е., Типова И.М., Гара Н.Н. Химия- 10 (Профильный уровень),/под редакцией профессора Н.Е.Кузнецовой/.- М.:, «Вентана – Граф», 2004 г.
Используемая литература:
1. Зайцев О. С. Исследовательский практикум по общей химии. - М.: Изд-во MГУ, 1994.
2.Коровин Н. В., Мингулина Э. И., Рыжова Н. Г. Лабораторные работы по химии. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1998.
3. Краузер Б., Фрuмант М. Химия: Лабораторный практикум / пер. с англ. - М.: Химия, 1995.
4. Практикум по общей и неорганической химии / Под ред. Н. Н. Павлова, В. И. Фролова. - М.: Дрофа, 2002.
5. Слета Л. А. Химия: Справочник. - Ростов-н/Д: Феникс, 1997.
6. Фишер Х. Практикум по общей химии. Ч. 1: Общая и неорганическая химия / пер. с нем. Новосибирск: Наука, 1996.
7. Пестунова С. А., Кайгородова Е. А. «Растворы и другие дисперсные системы» Электронное учебное пособие Краснодар, 2011. 500 с.
8. Александрова Э.А., Ткаченко З.Н. Химия коллоидных систем, Краснодар, КГАУ, 2007
9. Алексанодрова Э.А. «Водородный показатель растворов и его роль в сельскохозяйственной практике», Краснодар, КГАУ, 2001
10. Гайдукова Н.Г., Кайгородова Е.А. Вода, ее использование в технике, быту, сельском хозяйстве. Краснодар, КГАУ, 2008.
11. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. DJVU, 255 стр., 1975 г.
12. Гринберг А.А. Введение в химию комплексных соединений. М.; Л.: Химия, 1966.
13. Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. М.: Высшая школа, 1985.
