Neutralizace kyseliny zásadou
Metodický list pro učitele Časový harmonogram a) doba na přípravu - 10 minut b) doba na provedení - 15 minut
Pomůcky a) chemikálie - kyselina chlorovodíková - hydroxid sodný - destilovaná voda - chlorid sodný - metyloranž b) potřeby - dvě kádinky 250 cm3 - odměrný válec 100 cm3 - skleněná tyčinka - hodinové sklíčko - lihový kahan - zápalky - azbestová síťka - stojan - bílá podložka c) přístroje - PH-BTA pH Sensor – čidlo kyselosti - rozhraní Vernier GO!Link - počítač s programem Logger Lite Informace o nebezpečnosti použitých chemikálií 1
Přípravné kroky připravit roztoky: -
10% roztok kyseliny chlorovodíkové 5% roztok hydroxidu sodného roztok metyloranže
Interaktivní výukový materiál související s pokusem -
viz prezentace - Roztoky kyselé, zásadité - prezentace.pptx
Použitá literatura: KARGER, I. a kol. Chemie I pro 8. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií. Olomouc: Prodos, 1999. ISBN 80-7230-027-3. BENEŠ, P. a kol. Základy chemie 1 pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. 1. vydání. Praha: Fortuna, 1993. ISBN 80-7168-043-5. LOS, P. a kol. Nebojte se chemie 1. díl - chemie pro základní a občanskou školu. 1. vydání. Praha: Scientia, 1994. ISBN 80-85827-69-7.
Metodika pokusu Cíl: žáci umí pracovat s indikátory, znají barevné přechody indikátorů a umí pracovat se senzorem pH. Cílem této úlohy je z roztoku kyseliny a zásady připravit neutrální roztok a jeho odpařením získat sůl. Měření pH provedeme jednak orientačně pomocí indikátoru – metyloranže, ale také měřením v počítači v programu Logger Lite za pomoci PH-BTA pH Sensor – čidla kyselosti. Výstupy RVP: orientuje se na stupnici pH, změří reakci roztoku univerzálním indikátorem a uvede příklady uplatňování neutralizace v praxi Cílová skupina: žák ZŠ - 8. ročník Náročnost: nízká 2
Klíčová slova: indikátor, metyloranž, pH stupnice, kyselina chlorovodíková, hydroxid sodný Poučení o bezpečnosti práce ke konkrétnímu pokusu Aktivitu lze provádět buď demonstračním způsobem v hodině chemie, nebo ji mohou žáci provádět samostatně – vedlejším efektem je pak upevňování měřících a praktických dovedností.
Pracovní postup: -
v první kádince rozpustíme 3 g chloridu sodného ve 100 cm3 destilované vody a přidáme několik kapek metyloranže postavíme na bílou podložku do druhé kádinky odměříme 50 cm3 roztoku kyseliny chlorovodíkové a opět přidáme několik kapek metyloranže nyní provedeme přesné měření pH senzorem Vernier PH-BTA do počítače připojíme rozhraní Vernier GO!Link a do jeho vstupu zapojíme pH senzor Vernier spustíme program Logger Lite změříme hodnotu pH v roztoku kyseliny chlorovodíkové a výsledek měření zaznamenáme do připravené tabulky v odměrném válci odměříme 50 cm3 roztoku hydroxidu sodného po malých kapkách přidáváme tento roztok hydroxidu k roztoku kyseliny v kádince po každém přidání zamícháme skleněnou tyčinkou sledujeme změnu zbarvení indikátoru zbarvení v kádince, ve které sléváme roztok kyseliny a hydroxidu, srovnáváme se zbarvením v kádince s roztokem soli na bílé podložce jakmile se obě zbarvení srovnají, práci přerušíme provedeme přesné měření pH senzorem Vernier PH-BTA senzor zasuneme do nově vzniklého roztoku a výsledek měření opět zaznamenáme do připravené tabulky část vzniklého roztoku nalijeme na hodinové sklíčko na azbestové síťce nad kahanem opatrně odpařujeme za malou chvíli se voda odpaří a na sklíčku můžeme pozorovat bílý povlak 3
Závěr: V okamžiku sjednocení zbarvení roztoků je vzniklý roztok neutrální. Z kyselého (červeného) roztoku jsme neutralizací roztokem zásady získali roztok neutrální (oranžový). Na sklíčku odpařením tohoto neutrálního roztoku vznikne sodná sůl kyseliny chlorovodíkové – chlorid sodný.
Ukázka naměřených hodnot:
Obrazovka monitoru před začátkem měření
Tabulka měření: roztok kyseliny chlorovodíkové - na začátku měření - na konci měření
4
zbarvení
hodnota pH
červené oranžové
5 7
Pedagogicko-podpůrné činnosti Lze zdůraznit mezipředmětové vztahy a přesah do vzdělávacích předmětů: Biologie – zdravá výživa - pH našeho organismu normální hladina pH našeho těla je mírně zásaditá (od 7,36 do 7,44)
Zoologie - citlivost vodních živočichů na pH prostředí př.: mlži snáší prostředí - 6 pH čolci - 5 pH okouni - 5 pH Pedologie - kyselost půdy
Kontrolní materiál pro zpětnou vazbu Otázky pro zpětnou vazbu: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Co je to neutralizace? Kdy je roztok kyselý, zásaditý nebo neutrální? Jakými způsoby můžeme zjistit hodnoty pH roztoků? Jak se v kyselém a neutrálním prostředí zbarví indikátor metyloranž? Jak se v kyselém, zásaditém a neutrálním prostředí zbarví indikátor lakmus? Zapište chemickou rovnici: hydroxid sodný (zásada) reaguje s kyselinou chlorovodíkovou (kyselina) za vzniku chloridu sodného (sůl) a vody.
Řešení: 1. neutralizace je reakce kyseliny se zásadou a vzniká sůl dané kyseliny a voda 2. kyselý – pod 7 pH, zásaditý nad 7 pH, neutrální = 7 pH 5
3. orientační měření pomocí indikátorů (lakmus, fenolftalein, metyloranž), přesně pH metry 4. kyselé – červeně, neutrální – oranžově, zásadité - žluté 5. kyselé prostředí – červeně, neutrální - fialově, zásadité - modře 6. NaOH + HCl NaCl + H2O
Fotodokumentace
Čidlo kyselosti PH-BTA pH Sensor
6
Rozhraní Vernier GO!Link
Ukázka měření pH 7
Protokol o provedeném pokusu -
číslo protokolu Ch 18/8 ověření provedeno a zapsáno v třídní knize 8. třídy dne 21. 5. 2014
Autoři pokusu: Ing. Marie Smičková, Mgr. Jitka Slavíčková Autor prezentace: Ing. Marie Smičková
Uvedený pokus je reálný v podmínkách ZŠ.
8
