Лабораторный практикум «Олимпиец»

  ,

где: - титр карбоната натрия (г/мл).

В случае использования  кристаллогидрата масса сухого вещества увеличивается.

Таким образом, для приготовления 100 мл раствора карбоната натрия с Т=0,05г/мл необходимо 5,3 г безводного карбоната натрия.

Навеска берется  на аналитических весах, титр раствора рассчитывается с учетом используемой мерной колбы. Для задачи используются объемы контрольной задачи от 5 до 15 мл.

2.3. Раствор индикатора  метилового оранжевого (4-(4-диметиламинофенилазо) бензолсульфонат натрия) готовится на воде, массовая доля 0,1 %. Для приготовления 50 мл 0,1% раствора необходимо 0,25 г индикатора и 50 мл воды (Приложение Б).

Время, необходимое  для подготовки работы складывается из временных затрат на подготовку работы и непосредственное её проведение в учащимися. Нами предполагалось, что

• учитель имеет навыки приготовления растворов и техники титрования;
• мытье, сушка посуды, наклеивание этикетов на склянки, уборка посуды и оборудования после работы проводится лаборантом;
• обязательно проводится проверка работы учителем.

Расчет временных  затрат на работу ОХО-2000-10 (ОХО-2010-11)

Подготовительный  этап

1. Приготовление и стандартизация растворов -1ч 50 мин

Раствор соляной кислоты, концентрация 0,1 моль/л;

Титрованный раствор  карбоната натрия (для задачи), Т=0,05 г/мл;

Раствор индикатора метилового оранжевого, 0,1% раствор.

Установка точной концентрации раствора соляной кислоты (стандартизация) по карбонату натрия.

2. Проверка экспериментальной задачи учителем – 40 минут.

3. Подготовка рабочих мест (8 рабочих мест) – 30 минут.

4. Подготовка реактивов на рабочих местах – 20 минут.

Итого: 3ч 20 мин.

Выполнение  работы учащимися

1. Выполнение  эксперимента (титрование) - 1ч 20 минут.

2. Расчет результатов  титрования – 30 минут.

3. Выполнение ответов на дополнительные вопросы -50 минут.

Итого: 2ч 40 мин.

Расчетное время для учащегося составило 2 часа 40 минут. В зависимости от сложности задачи на титрование предоставляется от 2,5 до 4 часов.

 

ОХО-2001-10 Определение содержания и в растворе при совместном присутствии

1. Подготовка лабораторного оборудования и химической посуды.

 

Таблица 2._ - Перечень оборудования для работы ОХО-2001-10

 

№	Оборудование	1 рабочее место, шт.	8 рабочих мест, шт.
1	Комплект для  титрования, в том числе	1	8
	штатив, лапка	1	8
	мерная бюретка, вместимостью 20,0-25,0 мл	1	8
	воронка (маленькая)	1	8
	колба для слива, вместимостью 50 мл	1	8
	белый экран	1	8
2	мерная колба, вместимостью 100,0 мл	1	8
3	Мерный цилиндр 15-25 мл	1	8
4	мерная пипетка  Мора, вместимостью 10,0 или 15,0 мл	1	8
5	коническая  колба для титрования, вместимостью 200-250 мл	3	24
6	резиновая груша (маленькая)	1	8
7	капельницы  для раствора индикатора	1	8
8	химический  стакан 100 мл	1	8
9	химический  стакан 150 мл	1	8
10	бутыль для  дистиллированной воды (промывалка 0,5 л)	1	8
11	мерная колба  на 500 мл	1
12	мерная колба  на 1000 мл	1
13	химический стакан на 500 мл	1
14	химический  стакан на 250-300 мл	1
15	стеклянная  палочка	2-3
16	шпатель	2-3
17	весы технические	1
18	весы аналитические	1
19	склянки для  хранения растворов	5

 

Дополнительно предусмотреть обеспечение фильтровальной бумагой и емкостями с дистиллированной водой (промывалки).

 

2. Приготовление стандартных, вспомогательных растворов и контрольной задачи (с учетом проведения необходимых расчетов).

 

 

 

 

 

Таблица 2._ - Перечень реактивов для работы ОХО-2001-10

 

№	Реактив	1 рабочее место,  мл	8 рабочих мест, мл
1	Стандартный раствор  соляной кислоты, 0,1 моль/л	100	800
2	Метиловый оранжевый, 0,1% водный раствор	3-5	24-40
3	Фенолфталеин, 0,1% спиртовый раствор	3-5	24-40
4	Титрованный раствор карбоната натрия для задачи, Т=0,05 г/мл	5-15	40-120

 

Расчеты для  приготовления растворов.

2.1. Стандартный  раствор соляной кислоты. Концентрация раствора 0,1 моль/л (молярная концентрация эквивалентов вещества).

Как правило, в  качестве исходного выступает концентрированный  раствор с массовой долей вещества. Независимо от исходной концентрации, алгоритм приведен ниже.

1. Рассчитываем  массу 100% хлороводорода для приготовления  1 литра 0,1 моль/л раствора :

,

где: - молярная концентрация;

- объем раствора (в литрах!);

- молярная масса эквивалента (35,5 г/моль).

2. Находим массу  концентрированного раствора кислоты:

,

где: - массовая доля соляной кислоты, (%).

3. Находим объем  концентрированного раствора кислоты:

,

где: - плотность соляной кислоты, (г/см³).

4. Рассчитанный  объем концентрированного раствора кислоты берётся с максимальной точностью мерным цилиндром или мерной пробиркой. Перед работой проводится стандартизация раствора по карбонату натрия.

2.2. Приготовление  раствора карбоната натрия (для стандартизации раствора соляной кислоты). Масса безводного карбоната натрия рассчитывается по формуле:

  ,

где: - титр карбоната натрия (г/мл).

В случае использования  кристаллогидрата масса сухого вещества увеличивается.

Таким образом, для приготовления 100 мл раствора карбоната  натрия с Т=0,05г/мл необходимо 5,3 г безводного карбоната натрия.

Навеска берется  на аналитических весах, титр раствора рассчитывается с учетом используемой мерной колбы.

2.3. Приготовление смеси гидроксида и карбоната натрия (контрольная задача). Соотношение количества вещества для щелочи и карбоната должно находиться в пределах 1:3. Поскольку контрольная задача разбавляется в 5-10 раз, поэтому концентрации веществ в исходных растворах составляют 0,5 моль/л. Например, задача составляется из 100 мл раствора гидроксида натрия и 20 мл раствора карбоната натрия.

Масса карбоната  натрия (20 мл):

 

  

 

При использовании кристаллогидрата:

 

Навеска берется  на технических весах.

Масса гидроксида натрия (100 мл)

 

Навеска берется  на технических весах. После приготовления  смеси устанавливаются точные концентрации компонентов.

2.4 Растворы индикаторов: метилового оранжевого (4-(4-диметиламинофенилазо) бензолсульфонат натрия) готовится на воде, массовая доля 0,1 %. Для приготовления 50 мл 0,1% раствора необходимо 0,25 г индикатора и 50 мл воды.

0,1 % спиртовый  раствор фенолфталеина (4,4'-диоксифталофенон или 3,3-бис-(4-гидроксифенил)фталид. Для приготовления 50 мл 0,1% раствора необходимо 0,25 г индикатора и 50 мл этилового спирта 96%.

 

Расчет временных  затрат на работу ОХО-2000-10 (ОХО-2010-11)

Подготовительный  этап

1. Приготовление и стандартизация растворов -2ч 30 мин

Раствор соляной  кислоты, концентрация 0,1 моль/л;

Титрованный раствор  карбоната натрия (для стандартизации), Т=0,05 г/мл;

Раствор индикатора метилового оранжевого, 0,1% водный раствор.

Раствор индикатора фенолфталеина, 0,1 % спиртовый раствор.

Установка точной концентрации раствора соляной кислоты (стандартизация) по карбонату натрия.

Приготовление смеси гидроксида натрия и карбоната  натрия (контрольная задача).

2. Проверка экспериментальной задачи учителем – 50 минут.

3. Подготовка рабочих мест (8 рабочих мест) – 30 минут.

4. Подготовка реактивов на рабочих местах – 20 минут.

Итого: 4ч 10 мин.

Выполнение  работы учащимися

1. Выполнение  эксперимента (титрование) - 1ч 40 минут.

2. Расчет  результатов титрования – 50 минут.

3. Выполнение  ответов на дополнительные вопросы -50 минут.

Итого: 3ч 20 мин.

Расчетное время для данной работы увеличено, так как титрование проводится с двумя индикаторами, усложняется расчет результатов титрования. Также учтена возможность повторения определения при появлении ошибки (промаха) при фиксировании первой точки эквивалентности.

 

ОХО-2000-11 Определение содержания меди (II) в растворе медного купороса методом йодометрического титрования

 

1. Подготовка лабораторного оборудования и химической посуды.

 

Таблица 2._ - Перечень оборудования для работы ОХО-2000-11

№	Оборудование	1 рабочее место,  шт.	8 рабочих мест, шт.
1	Комплект для  титрования, в том числе	1	8
	штатив, лапка	1	8
	мерная бюретка, вместимостью 20,0-25,0 мл	1	8
	воронка (маленькая)	1	8
	колба для слива, вместимостью 50 мл	1	8
	белый экран	1	8
2	мерная колба, вместимостью 100,0 мл	1	8
3	Мерный цилиндр 15-25 мл	1	8
4	мерная пипетка  Мора, вместимостью 10,0 или 15,0 мл	1	8
5	коническая  колба для титрования, вместимостью 200-250 мл	3	24
6	резиновая груша (маленькая)	1	8
7	мерная пробирка	1	8
8	химический  стакан 100 мл	1	8
9	химический  стакан 150 мл	1	8
10	часовое стекло
11	бутыль для  дистиллированной воды (промывалка 0,5 л)	1	8
12	мерная колба  на 500 мл	1
13	мерная колба  на 1000 мл	1
14	химический  стакан на 500 мл	1
15	химический  стакан на 250-300 мл	1
16	стеклянная  палочка	2-3
17	шпатель	2-3
18	весы технические	1
19	весы аналитические	1
20	склянки для  хранения растворов	5