Определение показателя кислотности (рН)
атмосферных осадков и его сравнение
с показателями кислотности
различных растворов

Урок – практическая работа • 11 класс

Углубление и обобщение знаний по теме «Теория электролитической диссоциации» в 11-м классе инженерно-химического профиля предполагает знакомство учащихся с понятием водородного показателя рН, способами его практического определения в различных средах, значением рН растворов в природе и технике. Предлагаю вашему вниманию разработку урока – практической работы «Определение показателя кислотности (рН) атмосферных осадков и его сравнение с показателями кислотности различных растворов», в ходе которого учащиеся закрепляют знания о классификации сред в зависимости от значения рН, о сущности кислотных дождей, причинах их возникновения и мерах по их предупреждению.

Цели. Закрепить знания о понятии рН, способах его практического определения в различных средах, значении рН растворов в природе и технике, о классификации сред в зависимости от значения рН, причинах возникновения кислотных дождей и мерах по их предупреждению; опытным путем установить уровень рН дождевой воды (или воды, образовавшейся при таянии снега) и сравнить его со значениями рН для различных эталонных растворов.

Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками, полоски универсальной индикаторной бумаги; дождевая (талая) вода, вода из-под крана, дистиллированная вода, водные растворы
(с = 0,1 моль/л): уксусной кислоты, соляной кислоты, карбоната натрия, гидроксида натрия.

Введение

Водородный показатель, или рН, среды – это десятичный логарифм концентрации катионов водорода, взятый с обратным знаком:

рН = –lgc(H⁺),

В зависимости от значения рН различают следующие реакции среды:

рН < 7 – кислая (рН = 0–3 – сильнокислая, рН = 4–6 – слабокислая);

рН = 7 – нейтральная;

рН > 7 – щелочная (рН = 8–10 – слабощелочная, рН = 11–14 – сильнощелочная).

Роль рН исключительно велика как в природе, так и в технике, поскольку многие процессы в живых организмах и промышленном производстве протекают только при строго определенных значениях рН.

Из данных, приведенных в табл. 1, следует, что рН дождевой воды в норме должен составлять около 6,0. На практике кислотность дождевой воды оказывается выше этого значения (рН < 6). Прежде всего это относится к промышленным регионам, где имеются предприятия химической и металлургической отраслей промышленности, тепловые электростанции, выбрасывающие в атмосферу диоксид серы и диоксид азота, а также избыточное количество углекислого газа. Перечисленные газы являются кислотными оксидами и при взаимодействии с водяным паром образуют разбавленные растворы кислот. Поэтому речь идет о так называемых кислотных дождях.

Таблица 1

Значения рН различных сред

ХОД УРОКА

В начале урока проводится текущий инструктаж по технике безопасности при работе с растворами кислот и щелочей, стеклянной посудой.

Знакомство с ходом выполнения работы (алгоритм)

1. Налить в пронумерованные пробирки № 1–7 по 3–5 мл каждого из семи предложенных растворов.

2. Смочить раствором из пробирки № 1 полоску универсальной индикаторной 6умаги, поместить влажную полоску на лист белой бумаги и быстро сравнить окраску индикаторной бумаги с эталоном шкалы рН. Значение рН, соответствующее окраске эталона и индикаторной бумаги, записать в
табл. 2.

Таблица 2

Результаты измерения рН

3. Повторить опыт для каждого из предложенных растворов (в каждом опыте использовать новую полоску универсальной индикаторной бумаги).

4. По полученным значениям рН рассчитать концентрации ионов Н⁺ в каждом из предложенных растворов по формуле:

c(H⁺) = 10^–рН (моль/л).

5. Вопросы для самостоятельных выводов.

1) К какому из предложенных эталонных растворов близка дождевая (талая) вода по своему уровню кислотности?

2) К какому из растворов, указанных в табл. 1, близка дождевая (талая) вода по своему уровню кислотности?

3) За счет каких процессов, протекающих в атмосфере, может повышаться кислотность дождевой (талой) воды? Напишите уравнения соответствующих химических реакций.

4) Почему у дистиллированной воды уровень рН оказался меньше 7,0, хотя теоретически это химически чистая вода?

5) Какие промышленные предприятия нашего региона могут являться источниками возникновения кислотных дождей? Перечислите их.

6) Какие меры борьбы с кислотными дождями можно использовать в нашем регионе?

После знакомства с алгоритмом действий учащиеся выполняют практическую работу и оформляют отчет о ней. Заканчивается урок подведением итогов.

Л и т е р а т у р а

Мамедов Н.М., Суравегина И.Т., Глазачев С.Н. Основы общей экологии. М.: Устойчивый мир, 2000,
с. 96–97; Хомченко Г.П. Химия для поступающих в вузы. М.: Высшая школа, 1993, с. 130–132.

А.С.ГОРДЕЕВ,
учитель химии и экологии гимназии № 20
(г. Донской, Тульская обл.)