Прибор показал изменение цвета после 20 мл раствора. Как превратить объём в концентрацию и не перепутать сигнал индикатора с химическим равенством?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Калькулятор, таблицы и схема бюретки; только расчёт по протоколам, без кислот и щелочей. Предпосылки: молярная концентрация объясняется ниже, умение переводить мл в л и делить числа. 8 класс получает готовую формулу для реакции 1:1; 9 класс выводит её из количества вещества и оценивает систематический перерасход. Понадобятся обозначения c — моль/л, V — л, n — моль.
| Минуты | Работа | Проверяемый продукт |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Вопрос и проверяемое предположение |
| 5–14 | Понятия и разобранный пример | Пояснение величин и метода |
| 14–25 | Практика 1 | Расчёт, схема или протокол по данным |
| 25–33 | Практика 2 | Решение на новых условиях |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, альтернатива и вывод |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и исправление |
Все материалы для текущего занятия включены. Вариант без регистрации: ученические листы PDF и доска. Минуты включают чтение, запись и переходы. Ответы показывайте после самостоятельной попытки. В конце соберите индивидуальную работу: 0–1 балл — вернуться к примеру, 2–3 — уточнить пропущенное звено, 4 — объяснить границу вывода. Это обратная связь, не обязательная школьная отметка.
01. Проблемная ситуация
0–5 минут · Вопрос и первоначальное решение
В бюретке было показание 1,20 мл, после опыта — 21,20 мл. Ученик подставил 21,20 мл как расход и получил концентрацию выше ожидаемой.
1 минута — найдите, что именно измеряет шкала; 2 — вычислите разность; 2 — объясните, почему отсчёт и израсходованный объём — не одно число. Бюретка здесь изображена как учебная шкала, собирать установку не нужно.
02. Объяснение и разобранный пример
Титрант, стехиометрия и наблюдаемый конец титрования
5–14 минут · Понятия, модель и проверка
Титрование — определение количества вещества по измеренному объёму раствора известной концентрации, который вступает с ним в реакцию. Титрант — добавляемый раствор. Для HCl + NaOH → NaCl + H2O отношение количеств HCl и NaOH равно 1:1. Это не универсальное отношение для любых кислот и оснований.
Количество вещества n=cV. Если c дано в моль/л, объём переводят в литры: 20,00 мл=0,02000 л. При эквивалентности в нашем случае c(кислоты)V(кислоты)=c(основания)V(основания). Точка эквивалентности определяется стехиометрией; наблюдаемый конец титрования — сигнал индикатора или прибора. Между ними возможна методическая ошибка.
Разобранный пример: 25,00 мл одноосновной кислоты потребовало 20,00 мл основания c=0,1000 моль/л. n=0,1000×0,02000=0,002000 моль. c(кислоты)=0,002000/0,02500=0,08000 моль/л. Эквивалентность не означает, что объёмы равны: равны связанные уравнением количества вещества.
4 минуты — понятия и уравнение; 3 — пример с единицами; 2 — ученик объясняет, почему не всякий цветовой переход автоматически совпадает с эквивалентностью. Не утверждайте, что pH в любой точке эквивалентности равен 7.
03. Практика 1: данные и доказательство
Средний расход и концентрация кислоты
14–25 минут · Работа с первой серией
Учебные протоколы: кислоты по 25,00 мл, основание 0,1000 моль/л. Реакция 1:1, методика позволяет считать наблюдаемый конец достаточно близким к эквивалентности для этой задачи. Все значения условные.
| Опыт | Начальный отсчёт, мл | Конечный отсчёт, мл |
|---|---|---|
| 1 | 0,50 | 20,45 |
| 2 | 1,00 | 21,00 |
| 3 | 0,20 | 20,25 |
2 минуты — разности отсчётов; 3 — средний расход; 3 — концентрация кислоты с единицами; 3 — взаимопроверка. Запишите три расхода, среднее и цепочку cV. 8 класс использует формулу примера; 9 класс объясняет, почему нельзя усреднять конечные отсчёты вместо расходов. Критерии: правильные разности, среднее, единицы и соотношение 1:1.
Разбор практики 1 и критерии
Расходы 19,95; 20,00; 20,05 мл, среднее 20,00 мл. c=0,1000×20,00/25,00=0,08000 моль/л: в отношении объёмов одинаковые единицы сокращаются. При использовании n каждый объём переводят в л. Конечные отсчёты относятся к разным начальным положениям, поэтому их среднее не является расходом.
04. Практика 2: перенос на новые условия
Систематический перерасход и завышение концентрации
25–33 минуты · Самостоятельное решение
Ученик во всех повторах замечает окраску поздно: к стехиометрическим 20,00 мл добавляет ещё 0,20 мл. Других ошибок в модели нет.
| Величина | Значение |
|---|---|
| Стехиометрический расход | 20,00 мл |
| Записанный расход | 20,20 мл |
| Основание | 0,1000 моль/л |
| Кислота | 25,00 мл |
1 минута — чтение; 3 — вычислите ошибочную концентрацию; 2 — найдите относительное завышение к 0,08000; 2 — решите, устранит ли усреднение одинаковый перерасход. Форма: значение, отклонение в %, причина, улучшение.
Ответ и объяснение практики 2
Записанная c=0,1000×20,20/25,00=0,08080 моль/л. Завышение (0,08080−0,08000)/0,08000×100%=1,0%. Повторение той же ошибки не убирает смещение; нужны корректный критерий конца титрования и проверка на стандартном образце. Просто сделать больше одинаково смещённых опытов недостаточно.
05. Обсуждение: аргумент и альтернатива
33–40 минут · Вывод, который можно обосновать
2 минуты — защитите тезис «Три близких результата доказывают правильность». 3 — опровергните его практикой 2 и предложите проверку, которая действительно обнаружит смещение. 2 — сформулируйте различие повторяемости и правильности.
Опора для обсуждения
Близкие повторы показывают малый разброс, но все могут быть смещены одинаково. Образец с известным количеством позволяет проверить всю методику. Контрольный результат не заменяет внимательного отсчёта и подходящего индикатора.
06. Индивидуальная проверка
40–45 минут · Собственный ответ
20,00 мл HCl потребовало 15,00 мл NaOH концентрации 0,1000 моль/л. Реакция 1:1, поправка конца титрования в модели не нужна. За 3 минуты вычислите c(HCl), покажите n, укажите единицы и различите два понятия точки. 1 минута — ключ, 1 — исправление.
Ключ и критерии индивидуальной работы
n(NaOH)=0,1000×0,01500=0,001500 моль; n(HCl) такое же. c=0,001500/0,02000=0,07500 моль/л. Эквивалентность — стехиометрическое состояние, конец титрования — наблюдаемый сигнал. По 1 баллу за n, c, согласованные единицы и различение понятий.
07. Соответствие исходной программе
Пункт программы → действие ученика → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Проверяемый результат |
|---|---|---|
| Титриметрия: общая характеристика | Связывает объём с количеством | Расчёт по n=cV |
| Кислотно-основное титрование; индикаторы | Различает эквивалентность и сигнал | Оценивает ошибку конца титрования |
| Техника измерений | Вычитает отсчёты бюретки | Среднее расходов, не конечных отсчётов |
Опора — раздел «Эксперименты по химии» опубликованной программы на 64 часа. Урок конкретизирует исходные темы и занимает 45 минут. Сценарий, распределение времени и числовые имитации — методическая разработка. Предметные операции с нагревом и аналитическими реактивами заменены безопасным анализом схем и готовых данных; это не отчёт о проведённом опыте.
Источники и права на изображения
Источники проверены 15.10.2026. Все числовые серии явно заданы как учебные модели; их нельзя описывать как результаты проведённых авторами опытов. Оригинальные схемы: портал «Школы России», для этого урока. Они не являются фотографиями. Ответы и примечания учителю в PDF вынесены в отдельную часть.
Связанная тема: Урок 30. Вторичный стандартный раствор