Элективного курса для обучения для учащихся 10 классов «Химический анализ»

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

Подпись_________

Дата 18.04.16 г.

«Согласовано»

Методист МБУО ИМЦ РО

____________________

Подпись______________ 

Дата  20.04.16

Автор – составитель программы

Учитель химии –

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. . ., . Химический эксперимент в школе.

8 класс. Учебное пособие. - М.: «Дрофа»,2005 г.

2. , . Органическая химия: Иллюстрированный курс 10 (11).- М.:Изд. «Просвещение», 2005 г.

3. , . Химический эксперимент в школе. 11 класс., - М.: «Дрофа»,2009 г..

4. Пособие для учащихся 10(11) классов. М.: «Просвещение»,2005 г. , . Органическая химия.

5. , «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. , , Гара - 10 (Профильный уровень),/под  редакцией профессора /.- М.:, «Вентана – Граф», 2004 г.

Используемая литература:

1. Зайцев практикум по общей химии. - М.: Изд-во MГУ, 1994.
  2., , Рыжова работы по химии. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1998.
  3. Фрuмант М. Химия: Лабораторный практикум / пер. с англ. - М.: Химия, 1995.
4. Практикум по общей и неорганической химии / Под ред. , . - М.: Дрофа, 2002.
5. Слета : Справочник. - Ростов-н/Д: Феникс, 1997.
  6. рактикум по общей химии. Ч. 1: Общая и неорганическая химия / пер. с нем. Новосибирск: Наука, 1996.

  7. , «Растворы и другие дисперсные системы» Электронное учебное пособие Краснодар, 2011. 500 с.

  8. , Ткаченко коллоидных систем, Краснодар, КГАУ, 2007

  9. «Водородный показатель растворов и его роль в сельскохозяйственной практике», Краснодар, КГАУ, 2001
  10. , Кайгородова , ее использование в технике, быту, сельском хозяйстве. Краснодар, КГАУ, 2008.

  11. Равич-, Новиков и коллоидная химия.  DJVU, 255 стр., 1975 г.

  12. Гринберг в химию комплексных соединений. М.; Л.: Химия, 1966.

  13. Кукушкин координационных соединений. М.: Высшая школа, 1985.