Программа профессиональной пробы в рамках проекта по ранней профессиональной ориентации учащихся 8-9 классов общеобразовательных организаций «Билет в будущее»
Автор: Сёмина Галина Анатольевна
Организация: МБОУ СОШ №4
Населенный пункт: Новосибирская область, г.Татарск
Паспорт программы
Профессиональная среда умная
Наименование профессионального направления лаборант химического анализа
Автор программы: Сёмина Галина Анатольевна, учитель химии
Контакты автора: Новосибирская область, г.Татарск, пер.Кооперативный д.28, кв.17 [email protected] 89930144732
Вид |
Формат проведения
|
Время проведения
|
Возрастная категория
|
Доступность для участников с ОВЗ
|
базовый |
очный |
90 минут |
8-9 классы |
|
2. Содержание программы
Введение (10 мин)
Лаборант химического анализа занимается выполнением лабораторных анализов, испытаний, измерений, направленных на определение качественного химического состава вещества и количественных соотношений в нем химических элементов и соединений, обработкой полученных данных, оформлением результатов анализов и других видов лабораторных работ в соответствии с требованиями стандартов и технических условий.
Объем и сложность выполняемых исследований зависят от характера поставленных работодателем задач. Лаборанты химического анализа должны быть готовы проводить качественный и количественный анализы с применением современных химических и физикохимических методов анализа.
Место и перспективы компетенции в современной экономике страны, мира: Работа лаборанта химического анализа является основой качества производимой продукции во многих отраслях промышленности. Химический анализ необходим для контроля соответствия свойств входного сырья, промежуточных продуктов технологического процесса и готовой продукции существующим нормативам.
Компетенция включает в себя знания по следующим объектам профессиональной деятельности:
- Природные и промышленные материалы;
- Лекарственные средства (Российская, Европейская и Американская фармакопеи);
- Оборудование и приборы;
- Нормативная и техническая документация.
Лаборанты химического анализа должны быть готовы определять оптимальные средства и методы анализа различных природных и искусственных материалов, проводить качественный и количественный анализы с применением современных химических и физико-химических методов анализа. Они должны уметь действовать логически и систематически, соблюдая санитарно-гигиенические требования и нормы охраны труда.
Химический анализ имеет давнюю историю. Многие практические приемы аналитической химии и методики были известны в глубокой древности. Это, прежде всего пробирное искусство, или пробирный анализ, который выполнялся «сухим» путем, т. е. без растворения пробы и использования растворов. Методами пробирного анализа контролировали чистоту благородных металлов и устанавливали их содержание в рудах, сплавах и т. д. Техника выполнения пробирного анализа воспроизводила в лабораторных условиях производственный процесс получения драгоценных металлов. Эти методы анализа применялись в Древнем Египте и Греции, были они были известны и в на Руси. Развитие промышленности и различных производств к середине XVII в. потребовало новых методов анализа и исследования, поскольку пробирный анализ уже не мог удовлетворить потребностей химического и многих других производств. К этому времени к середине XVII в. относят обычно зарождение аналитической химии и формирование самой химии как науки. Определение состава руд, минералов и других веществ вызывало очень большой интерес, и химический анализ становится в это время основным методом исследования в химической науке. Р. Бойль (1627 —1691) впервые ввел понятие «химический анализ». Футбольный клуб «Амкар» из Перми получил название от сокращения двух химических веществ — аммиака и карбамида, так как они были главной продукцией ОАО «Минеральные удобрения», создавшей клуб. Химический элемент Гелий назван в честь Солнца (от греческого слова Helios). Он был открыт в 1868 году при изучении солнечного затмения в Индии.
Качественный анализ, которому будет посвящена проба - это открытие ионов, химических элементов, молекул, групп в анализируемой пробе вещества. Его целью является обнаружение определенных ионов либо элементов, которые есть в составе соединения.
Определение качественного анализа объясняет применение в его рамках физических и химических свойств вещества. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. В химической и биохимической промышленности для обнаружения отдельных элементов пользуются более простыми и удобными методами анализа, основанными на химических качественных реакциях, характерных для ионов данных элементов и протекающих при строго определенных условиях.
Постановка задачи (5 мин)
Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее чистая природная вода – дождевая, но и она содержит примеси и растворенные вещества (до 50 мг/л). Содержание растворенных веществ в морской воде составляет 10000-20000, а в воде океанов – около 35000 мг/л. Вода соленых озер -200000 мг/л и более.
Мы проведём анализ воды озера Карачи. Карачи́— горько-солёное озеро, расположенное в Чановском районе Новосибирской области, в 394 километрах от города Новосибирска, в 11 километрах от районного центра Чаны. Длина озера 2500 метров, ширина — 1450 метров.
Вся чаша озера заполнена рапой, которая содержит различные соли в количестве от 50 до 250 граммов на литр. По всему дну озера на глубине 40-60 сантиметров ровным слоем залегает лечебная грязь.
Рапа — это вода высокой степени минерализации, концентрированный моленной раствор с запахом сероводорода. Рапа в водоеме по химическому составу сульфатно-хлоридно-натриевая с минерализацией в среднем до 250 г/дм³. Рапа содержит цинк, бром, витамины и гормоны, биогенные стимуляторы, катионы калия, магния, натрия, кальция.
Бальнеологическая ценность рапы обусловлена присутствием в ней сероводорода, брома, мышьяка, йода. Озерная рапа обладает обезболивающим, расслабляющим, противовоспалительным эффектом, способствует укреплению иммунной системы, улучшает кровообращение, помогает справиться с кожными заболеваниями.
Считается, что вода этого водоёма обладает целебной силой.
Цель: выполнить качественный анализ воды озера Карачи.
Задачи:
- ознакомиться с методиками определения качества воды;
- провести анализ воды в условиях школьной лаборатории.
Выполнение задания (55 мин)
1. Ознакомление с правилами организации рабочего места и правилами ТБ при работе в химической лаборатории, необходимостью внесения всех результатов в протокол анализа.
2. Определение органолептических показателей:
- для определения цвета воду наливают в тонкостенный стакан и ставят его на лист белой бумаги. Цвет определяют, просматривая воду сверху вниз;
- запах воды зависит от биологических и химических загрязнителей, его оценивают по шкале (табл 1). Различают травянистый, болотный, гнилой, тухлый, затхлый, землистый запахи; запахи химических веществ: хлорный, горюче-смазочных материалов.
Таблица 1. Оценка запаха воды
3. Демонстрация цифровых лабораторий.
4. Определение температуры, электропроводности, показателя рН
Порядок работы с цифровой лабораторией
- Подключить мультидатчик «Химия-5» к компьютеру.
- Запустить программу измерений ReleonLite.
- Для исследования подключать необходимый датчик, который тщательно промыть дистиллированной водой
- Электроды датчиков опустить в пробу воды, нажать в программе кнопку «Пуск».
- Наблюдать за показаниями в программе, построением графика. Когда данные стабилизировались нажать кнопку «Пауза».
- Зафиксировать результат.
Последовательность действий
- Измерение температуры воды при помощи датчика температуры.
- Измерение электропроводности датчиком электропроводности позволяет определить принадлежность раствора вещества к электролитам. Если значение электропроводности меньше 20 мкСм, то это неэлектролит (диапазон измерения 0-20000мкСм).
- 3. Определение рН с использованием датчика рН цифровой лаборатории и индикаторной бумаги
5. Проведение реакций качественного определения катионов и анионов с указанием основных признаков, характерных для их обнаружения.
Качественные реакции на ионы
Определение хлорид-ионов
В чистую пробирку налейте 1 мл исследуемого вещества, затем добавьте немного раствора нитрата серебра - AgNO3.
При малых концентрациях хлорид-ионов выпадение осадка не происходит.
При больших количествах –выпадает белый осадок.
Ag+ + С1- =AgCI↓
Определение сульфат-ионов
В чистую пробирку налейте 1 мл исследуемого вещества, затем добавьте немного раствора хлорида бария- ВаСI2
При малых концентрациях сульфат -ионов выпадение осадка не происходит.
При больших количествах –выпадает белый осадок.
SО42- + Bа2+ = BaSО4↓
Определение катионов кальция Са2+
В чистую пробирку налейте 1 мл исследуемого вещества, затем добавьте немного раствора карбоната натрия- Nа2СO3.
При малых концентрациях ионов кальция выпадение осадка не происходит.
При больших количествах –выпадает белый осадок.
CO32-+ Са2+ = СаCO3↓
Определение катионов магния Мg2+
В чистую пробирку налейте 1 мл исследуемого вещества, затем добавьте немного раствора гидроксида натрия – NаОН..
При малых концентрациях ионов магния выпадение осадка не происходит.
При больших количествах – выпадает белый осадок.
Мg2+ + ОН- = Мg (ОН)2↓
Определение гидрокарбонат-ионов
В чистую пробирку налейте 1 мл исследуемого вещества, затем добавьте немного раствора соляной кислоты–НСI.
При малых концентрациях ионов - незначительное выделение углекислого газа. При больших количествах – бурное выделение газа.
НCO3-+ Н+ =CO2↑ + Н2О
Рекомендации для наставника по организации процесса выполнения задания: рекомендуется каждому участнику выдать распечатанные протоколы анализа для внесения результатов.
Контроль, оценка и рефлексия (20 мин)
Критерии успешного выполнения задания: задание считается выполненным успешно, если учащийся смог осуществить предложенные качественные реакции и записать наблюдения.
Рекомендации для наставника по контролю результата, процедуре оценки: при оценке следует учитывать соблюдение т\б, технику работы с химической посудой, а также оформление протокола анализа.
Рефлексия
Метод «Острова»
На доске прикрепляются листы с изображениями островов: остров Вдохновения, остров Открытий, остров Грусти и т.д. Обучающиеся прикрепляют магнитики на лист с островом, который отражает его эмоциональное состояние после состоявшегося мероприятия.
После помещения своего «настроения» на бумаге можно его проанализировать.
3.Инфраструктурный лист
Наименование |
Рекомендуемые технические характеристики с необходимыми примечаниями |
Количество
|
На группу/ на 1 чел. |
Ноутбук |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
4 |
1 |
Мышь компьютерная |
Оптическая, 2-х кнопочная мышь. С колесиком навигации |
4 |
1 |
Мультимедиа-проектор |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
1 |
|
Цифровые лаборатории по химии |
Мультидатчик «Химия - 5»; Датчик температуры, датчик электропроводности, датчик рН, программа измерений Releon Lite (установлены на ноутбуки) |
3 |
1 |
Магниты для магнитной доски |
3 цвета |
15 |
5/1 |
Лоток |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
3 |
1 |
Штатив для пробирок |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
3 |
1 |
Пробирки |
10 мл |
15 |
5 |
Химические стаканы |
100 мл |
6 |
2 |
Индикаторная бумага |
универсальная |
3 |
1 |
Пробиркодержатель |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
3 |
1 |
Промывалка лабораторная |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
3 |
1 |
Салфетки |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
60 шт |
20шт |
Бумага А4 |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
1уп |
5/1 |
Шариковые ручки |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
15 |
5/1 |
Стол ученический |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
6 |
2 |
Стул ученический |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
15 |
5/1 |
Дистиллированная вода |
характеристика позиции на усмотрение организаторов |
300мл |
100мл |
Вода озера Карачи |
Отстоявшаяся (отфильтрованная) |
300мл |
100мл |
Нитрат серебра |
5% |
3мл |
1мл |
Хлорид бария |
5% |
3мл |
1мл |
Карбонат натрия |
5% |
3мл |
1мл |
Гидроксид натрия |
5% |
3мл |
1мл |
Соляная кислота |
5% |
3мл |
1мл |
Полный текст статьи см. приложение