ÓRATERV
Kémia óra
Különböző koncentrációjú oldatok készítése. Oldatok hígítása, töményítése
Öszeállította: Fodor Károlyné Képesítés: biológia-kémia szakos tanár Hely: Deák Ferenc Gimnázium, Fehérgyarmat Természettudományos laboratórium Elérhetőség:
[email protected] Tanóra időtartama: 90 perc
TARTALOMJEGYZÉK
1. Célok .................................................................................................................................................... 3 2. Szükséges anyagok: ............................................................................................................................. 3 3. Szükséges eszközök: ............................................................................................................................ 3 4. Munkavégzéshez szükséges előismeretek: ......................................................................................... 4 5. A tanóra menete: ................................................................................................................................ 5 1. feladat:............................................................................................................................................. 5 1/A feladat ....................................................................................................................................... 5 1/B feladat: ...................................................................................................................................... 6 1/C feladat: ...................................................................................................................................... 7 2. feladat:............................................................................................................................................. 8 3. feladat:............................................................................................................................................. 9 6. Megoldások: ...................................................................................................................................... 11 7. Módszertani javaslatok: .................................................................................................................... 12 8. Továbbfejleszthető lehetőségek: ...................................................................................................... 12 9. Felhasznált anyagok: ......................................................................................................................... 13
2
1. Célok • komplex természettudományos szemléletmód kialakítása, kapcsolatteremtés más természettudományos tantárgyakkal: földrajz, biológia, fizika, matematika • kutatás alapú gondolkodásmód kiterjesztése tanórán kívüli területekre: mindennapi háztartás, egészségügy, mezőgazdaság, illatszeripar, vegyipar, gyógyszeripar • mindennapi életünkben használatos egyszerű és összetettebb oldatok töménységének, számszerű adatainak pontos értelmezése és ezek tudatos használata • csoportmunka révén a precízség, pontosság, egymásra való odafigyelés gyakoroltatása • laboratóriumban használatos munkaeszközök megfelelő alkalmazása, és balesetmentes használata • megfelelő odafigyeléssel a baleset kivédésére való törekvés pl. üvegtörés esetén • a feladatok megoldása révén a kapott eredmények komplex feldolgozása 2. Szükséges anyagok • kristályos nátrium-klorid • kristályos nátrium-karbonát • desztillált víz 3. Szükséges eszközök • • • • • • • • • • •
200 cm3 főzőpohár 100 cm3 főzőpohár üvegbot 100 cm3 mérőhenger 100 cm3 mérőlombik osztott pipetta üvegtölcsér 4 db körcimke periódusos rendszer 3 db 100 cm3 -es folyadéküveg digitális mérleg
3
4. Munkavégzéshez szükséges előismeretek • az élet oldatban létezik • az oldatok összetételének megadása számszerű, egyezményes ismeretek segítségével • a különböző koncentrációtípusok egymásba való átalakíthatásának módja, lehetőségei • az oldatkészítés menete, az oldódást befolyásoló tényezők (fizikai hatás, hőmérséklet) • kristályvíztartalmú vegyületekből történő oldatkészítés • bevezetés: klorofill oldat készítése biológia órán, a következő videó megtekintése (hossza: 6 p 58): https://www.youtube.com/watch?v=ApMcCL2L_WQ
• az oldat, mint összetett rendszer: OLDAT
oldószer
oldott anyag
töménység
m/m % (pl. g/g)
V/V % (pl. dm3/dm3)
n/n % (mol/mol)
ρ = m/V (pl. g/cm3)
4
[C]= n/V (pl. mol/dm3)
[C]= m/V (pl. g/dm3)
5. A tanóra menete 1. feladat: 1/A feladat
80 g 5 tömeg %-os nátrium-klorid oldat készítése - Számítsuk ki, hogy az oldat készítéséhez hány g nátrium-kloridra és hány g vízre van szükség? Számítás:
Tehát szükségünk van..................................g nátriumkloridra és................................ g vízre. A víz sűrűsége 1 g/cm3 tehát a .................................... g víz térfogata ............................. cm3. Készítsük el az oldatot az alábbi eszközök segítségével! A ................. g nátrium-klorid a tálcán található, és digitális mérleggel lemérhető.
üvegbot
digitális mérleg
mérőpohár
5
mérőhenger
1/B feladat: Az elkészített 80 g 5 tömeg %-os nátrium-klorid oldat töményítése
Oldjunk még fel az oldatban 2 g nátrium-kloridot! a) Hány tömeg%-os lett az új nátrium-klorid oldat? Számítás:
Tehát az új oldat................ tömeg %-os. b) Hány n/n %-os lett az új oldat? Az új oldatban van.................. g nátrium-klorid és ................... g víz. Hány mol vizet és hány mol nátrium-kloridot tartalmaz az oldat? Számítás:
Tehát az oldatban van................. mol víz, ....................... mol nátrium-klorid, az oldat összesen.........................mol. Hány n/n %-os az oldat? Számítás:
Tehát az oldat ................ n/n %-os.
6
1/C feladat:
Az elkészített oldat mérőhengerbe töltése, és térfogatának mérése Az oldat térfogata: ................ cm3. Számítsuk ki, hogy az oldat hány mol/ dm3 koncentrációjú. Számítás:
Tehát az oldat koncentrációja: ........................ mol/ dm3. Számítsuk ki az oldat sűrűségét! Az oldat térfogata:.................................. cm3, tömege:.......................... g. Az oldat sűrűsége: Számítás:
Tehát az oldat sűrűsége: .................. g/ cm3. Az oldatot öntsük át folyadéküvegbe, és az üveget lássuk el cimkével, amelyen tüntessük fel az oldat koncentrációját, és sűrűségét! Az általunk készített 6,01 tömeg %-os oldat sűrűsége: 1,042 g/ cm3 ........................... g/ cm3 ........................... ...........................
Irodalmi érték Mért érték Eltérés Relatív hiba
Gondolkozzunk el, és gyűjtsük össze azokat a tényezőket, amelyek a mérés hibáit okozhatták. Hibaforrások:............................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 7
2. feladat:
Az előző feladatban elkészített 1,296 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-klorid oldatból készítsünk 100 cm3 0,05 mol/ dm3 koncentrációjú nátrium-klorid oldatot! Számítás:
Tehát az oldat elkészítéséhez szükségünk van .............. cm3 1,296 mol/ dm3 koncentrációjú nátrium-klorid oldatra. Az mólos oldat elkészítése: A 100 cm3-es mérőlombikba osztott pipettával mérjük be az 1,296 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-klorid oldatból a számított térfogatot, majd desztillált vízzel öntsük fel a jelig. A mérőlombikot bedugva az oldatot rázzuk össze! Az elkészített oldatot öntsük át folyadéküvegbe (használjünk üvegtölcsért), és az üveget lássük el címkével, amelyre felírjuk 0,05 mol/ cm3.
osztott pipetta
mérőlombik 8
üvegtölcsér
3. feladat:
Készítsünk 200 cm3 0,3 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-karbonát oldatot, a rendelkezésünkre álló kristályos nátrium-karbonátból!
kristályos nátrium-karbonát
a) Számítsuk ki, hogy az oldat elkészítéséhez hány g nátrium-karbonát szükséges? Számítás:
Tehát az oldat elkészítéséhez szükségünk van ................ g nátrium-karbonátra. b) Magyarországon hol találkozunk kristályos nátrium-karbonáttal? Mi a hétköznapi neve?
kristályos nátrium-karbonáttal borított terület Magyarországon
9
c) ......................... g nátrium-karbonát mennyi kristályos nátrium-karbonátban található? Számítás: 1 mol kristályos nátrium-karbonátban Na2CO3 10 H2O van 1 mol Na2CO3
Tehát az oldat elkészítéséhez szükséges .......................... g Na2CO3 10 H2O. Az oldat elkészítése: A számított mennyiségű kristályos nátrium-karbonát óraüvegen kimérve megtalálható. Ezt tegyük bele egy 100 cm3- es főzőpohárba, öntsünk rá kb. 50-50 cm3 desztillált vizet! Üvegbottal addig kevergessük, míg feloldódik! Az oldatot öntsük át egy 200 cm3-es mérőlombikba (az üres főzőpoharat kevés desztillált vízzel öblítsük át, és ezt is töltsük bele a mérőlombikba), majd pipetta segítségével desztillált vízzel öntsük fel a mérőlombikot a jelig! A mérőlombikot dugjuk be, jól rázzuk össze, és a kész oldatot öntsük át cimkével ellátott folyadéküvegbe (használjunk üvegtölcsért)! Az így kapott oldatot eltehetjük későbbi használatra.
10
6. Megoldások
1. feladat: 1/A feladat: A nátrium-klorid tömege: A víz tömege: A víz térfogata:
4g 76 g 76 cm3
1/B feladat: a) m/m % = 7,317 b) n NaCl = 0,102 mol n H2O = 4,222 mol n/n % = 2,358 1/C feladat: A nátrium-klorid oldat térfogata 78,69 cm3 = 0,07869 dm3 [C] = 1,296 mol/ dm3 ρ = 1,042 g/cm3 Hibaforrások: - a számadatok kerekítési szabályainak nem megfelelő alkalmazása - az átöntések során bekövetkező térfogatveszteségek 2. feladat: Az oldat térfogata 38,5 cm3 = 0,0385 dm3 3. feladat: a) A nátrium-karbonát tömege 63,643 g. b) pl. Hortobágyon, Közép-Európa legnagyobb szikes pusztáján. Hétköznapi neve: sziksó vagy szóda. c) A kristályos nátrium-karbonát tömege 171,6 g. 11
7. Módszertani javaslatok
• ezt a feladatsort elvégeztethetjük bármelyik általános tantervű gimnáziumi osztályban (9. évfolyam). • 3-4 fős kiscsoportokat alakítunk. • a csoportmunka megkezdése előtt a tanár felhívja a figyelmet a balesetek elkerülésére, azok megelőzésére. A csoporttagok tisztázzák ki, miért felelős a kísérlet során. Figyeljék és egyben kövessék egymás munkafázisait. • a tanár folyamatosan kíséri a munka menetét, ha szükséges, a csoportoknak segítséget nyújt. • a munka befejeztével a csoportok először a hozzájuk legközelebb dolgozó csoport eredményeivel összevetik a sajátjukat, megbeszélik, hogyan és miért kapták azt az eredményt, majd tanári irányítással az egész csoport ellenőrzi a feladatot. • a hibákat, bizonytalanságokat, tévedéseket tanár korrigálja, visszajelzést ad (feedback). • a problémásabb feladatokat a füzetben rögzítik a tanulók. • A tanár megfelelő módon jutalmazza a jól együtt dolgozó csoportokat. 8. Továbbfejleszthető lehetőségek
• ez a feladatsor nehezíthető a csoport szintjének illetve az érettségire- és felvételire készülő csoportoknak megfelelően. • természettudományok iránt érdeklődő tanulóknak szakköri- és tehetséggondozási foglalkozásokon élményszerűbbé lehet tenni a feladatokat. • bevonhatunk más természettudományos tárgyakat is azáltal, hogy különböző töménységű oldatokat készítünk, amelyeket további kísérletezésre, prezentációra is felhasználhatnak.
12
9. Felhasznált anyagok
Irodalom: Dr. Siposné Dr. Kedves Éva - Horváth Balász - Péntek Lászlóné: Kémia 9. (Mozaik Kiadó) Irlanda Dezső - Dr. Orosz Ernőné: Kísérletgyűjtemény I-III. (Tankönyvkiadó) Dr. Büki András - Oláh Zsuzsa: Kémia 9. (Nemzeti Tankönyvkiadó) Képek: http://www.scharlabmagyarorszag.hu/laboratoriumi_eszkozok.php?fokat_id=3&alkat_id=1 &szures_tipus_id=34 http://www.akcniceny.cz/detail/silikonove-odmerky-2-ks-1505495/ http://webaruhaz.lombik.hu/N%C3%A9met-term%C3%A9k-M%C3%A9r%C5%91hengerm%C5%B1anyag-1000ml-p-590.html http://www.scharlabmagyarorszag.hu/laboratoriumi_eszkozok.php?fokat_id=3&alkat_id=1 &szures_tipus_id=12 http://users.atw.hu/laborom/eszkozok.htm http://de.wikipedia.org/wiki/Natrium https://www.mozaweb.hu/Lecke--Biologia_12Tarsulasok_Magyarorszagon_III_emelt_szintu_anyag-102666 http://galeriasavaria.hu/termekek/reszletek/uveg/378552/Uveg-tolcser/ http://aprohirdetesingyen.hu/egyeb-apro/42853/acsa-15-kg-digitalis-merleg Videó: https://www.youtube.com/watch?v=ApMcCL2L_WQ
13
