Развитие понятия «кислотно-основный индикатор» в школьном курсе химии

РАЗВИТИЕ ПОНЯТИЯ «КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЙ ИНДИКАТОР» В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ

Навалихина О.В., Смирнова А.А.

КОГОАУ «Лицей естественных наук», г. Киров, Кировская область

Изучение химии нельзя представить себе без эксперимента. Необходимо научить школьников правилам безопасного обращения с веществами, сформировать представление о важности химических знаний для жизни. Построение школьного курса химии должно быть системным, основные понятия необходимо не только формировать, но и развивать, учить применять в новых обстоятельствах.

Уже в рамках пропедевтики в 5-7 классах мы знакомим лицеистов с понятиями «кислота», «щелочь», «кислотно-основный индикатор», а также с правилами техники безопасности при работе с едкими веществами, в том числе со встречающимися в быту. На практической работе в 6 классе дети определяют окраску индикаторов (лакмуса, метилового оранжевого и фенолфталеина) в присутствии серной и соляной кислот, едкого натра и едкого кали, распознают вещества (гашеную известь, воду и лимонную кислоту) в пронумерованных пробирках, выбрав соответствующий индикатор. В качестве домашней работы детям предлагается изучить влияние лимонного сока и питьевой соды на цвет чайной заварки и ответить на вопросы: «Можно ли сказать, что чайная заварка играет роль кислотно-основного индикатора?», «Почему при ожоге кислотой можно в качестве средства первой помощи применять раствор питьевой соды?». С помощью чая мы предлагаем проверить имеющиеся дома растворы: средство для борьбы с известковым налетом, средство для очистки труб от засоров, раствор мыла, столовый уксус и т.д., а также сформулировать правила безопасного обращения с данными веществами.

В основной школе (8-9 класс) учащиеся рассматривают понятия «кислота», «основание», «гидролиз» и «кислотно-основный индикатор» с точки зрения теории электролитической диссоциации С.А. Аррениуса, выясняют, наличие каких ионов в растворе способно вызвать изменение окраски индикатора. На практической работе по решению экспериментальных задач школьникам предлагается обнаружить, в какой из пронумерованных пробирок находятся растворы хлорида цинка, карбоната натрия, сульфата калия, используя только индикаторы. Включение подобного задания в практическую работу мы считает исключительно целесообразным, так как задачи на распознавание веществ входят как в комплекты КИМ государственного экзамена, так и в экспериментальный тур III (регионального) этапа Всероссийской олимпиады школьников.

В старшей школе (10-11) в классах химико-биологического профиля мы знакомим школьников с понятиями «ионное произведение воды», «водородный показатель». Кроме уроков химии лицеисты могут выбрать спецкурс по основам химического анализа, в рамках которого проходит семинар по теме «Индикаторы кислотно-основного титрования». Мы рассматриваем органические вещества с точки зрения ионно-хромофорной теории индикаторов, вводим понятие «интервал перехода окраски индикатора», учимся по кривым титрования выбирать индикатор для алкалиметрического и ацидиметрического титрований. Подобного рода задания входят в экспериментальный тур как III (регионального), так и IV (заключительного) этапов Всероссийской олимпиады школьников по химии.

При подготовке к семинару группа учащихся проводит эксперимент, выявляя, какие из окрашенных веществ, имеющихся в школьной лаборатории, могут быть использованы в качестве кислотно-основных индикаторов. Для веществ, изменяющих свою окраску в зависимости от среды раствора, ребята ищут структурные формулы и объясняют переход окраски с точки зрения теории индикаторов. Как показывает практика, особенно удивительно для старшеклассников влияние кислоты и щелочи на окраску знакомого с детства бриллиантового зеленого. Непосредственно на семинаре учитель демонстрирует приготовление водной вытяжки из цветов фиалки, а также изменение цвета вытяжки при добавлении раствора кислоты и щелочи или соды. Эксперимент позволяет вести речь о природных индикаторах (в частности группы антоциановых красителей), осуществить связь химии с биологией.

В качестве домашней исследовательской работы мы предлагаем лицеистам оценить возможность использования натуральных красителей в качестве кислотно-основных индикаторов. На основании этого домашнего задания в 2015 году была написана исследовательская работа.