УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОЗЫРСКОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ МЕДИЦИНСКОЕ УЧИЛИЩЕ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ

ПО БИОХИМИИ С КЛИНИКО-БИОХИМИЧЕСКИМИ ИССЛЕДОВАНИЯМИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: МЕДИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ДЕЛО

2790104

ТЕМА «ВВЕДЕНИЕ. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ РАСТВОРОВ (МОЛЯРНУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ ЭКВИВАЛЕНТА)».

Подготовила преподаватель

Дунайская Н.Е.

г. Мозырь, 2007 – 2008 уч. г.

СОСТАВЛЯЮЩИЕ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ПО ТЕМЕ «Введение. Решение задач на молярную концентрацию эквивалента».

1. Цели занятия, карта межпредметных связей, учебно-методическое обеспечение.

2. Выписка из рабочей учебной программы по уровням усвоения учебного материала.

3. Технологическая карта занятия.

4. Приложение № 1 – Решение задач – Письменный индивидуальный опрос.

5. Приложение № 2 – Рассказ с элементами беседы.

6. Приложение № 3 – Инструкция к выполнению практической работы № 9.

7. Приложение № 4 – Материалы закрепления знаний. Формирование умений и навыков.

4.1. Изучение инструкции.

4.2. Решение задач у доски.

4.3. Теоретические расчеты и приготовление растворов молярной концентрации.

8. Приложение № 5 – Контроль конечного уровня знаний, умений.

5.1. Решение задач.

9. Приложение № 6 – Домашнее задание.

10. Приложение № 7 – Список литературы для преподавателя, для учащихся.

11. Приложение № 8 – Методические указания. Рекомендации.

12. Приложение № 9 – Основные знания и умения учащихся.

13. Приложение № 10 – Критерии оценки знаний, умений.

Выписка из учебной программы. Введение.

Теория – 2 часа, практика – 40 часов.

Практическое занятие № 9 – 4 часа.

• Обучающие цели:

1. Закрепить и углубить знания по теме: «Растворы: их приготовление, способы выражения концентрации».

2. Углубить знания и умения по решению задач применительно к предмету биохимия.

3. Научить решать задачи на молярную концентрацию эквивалента.

• Развивающие цели:

1. Развивать интерес к конкретной деятельности на занятии.

2. Развивать самостоятельность в выполнении индивидуальных заданий.

• Воспитывающие цели:

1. Способствовать воспитанию усидчивости, внимания, логического мышления.

Тип занятия: Практическое занятие с закреплением и углублением знаний, умений, навыков.

Место проведения: Лаборатория биохимии с клинико-биохимическими методами исследованиями и аналитической химии.

Продолжительность занятия: 4 часа.

Карта межпредметных связей.

• Межпредметные связи:

• Предшествующие:

  • Техника лабораторных работ – тема: «Растворы»

  • Аналитическая химия – тема: «Растворы. Способы выражения состава растворов».

• Сопутствующие:

• Методы гематологических и общеклинических лабораторных исследований – тема: «Общеклинические исследования»

• Микробиология с микробиологическими исследованиями – тема: «Растворы в микробиологических исследованиях»

• Перспективные:

• Практическая биохимия

Учебно-методическое обеспечение занятия:

1. Задачи для контроля знаний.

2. Колбы, стаканы, стеклянные палочки, фарфоровые ложки, мерные цилиндры, мерные колбы, мензурки мерные.

3. Аналитические весы, электронные весы.

4. Электроплитка, водяная баня.

5. Сыпучие реактивы: КС1.

6. Фиксанал: НС1 0,1 экв.

7. Кислота: 98% Н₂SО₄.

Научно-методическое обоснование темы.

Фельдшер-лаборант, начинающий работать в лаборатории, должен владеть такими техническими приемами, как взвешивание на весах различных видов, приготовление растворов, предназначенных для химических анализов. Основные приемы лабораторной техники были изучены на практических занятиях по предмету «Техника лабораторных работ». На занятии по биохимии используем межпредметные связи, вспоминаем школьный курс – тема «растворы», углубим знания по теме.

Цели и результаты обучения по уровням усвоения учебного материала (выписка из рабочей учебной программы)

Цель обучения	Название темы и ее содержание	Результат обучения
Уровень представления. Познакомить учащихся с содержанием занятия. Обос-новать межпредметные свя-зи. Напомнить учащимся о соблюдении правил ТБ в работе с реактивами, оборудованием. Уровень понимания. 1. Закрепить и углубить знания по теме «Растворы, их приготовление, способы выражения концентрации». 2. Уделить особое внимание анализу и решению задач применительно к предмету биохимия. 3. Повторить понятия по теме «Растворы». 4. Повторить технику приготовления точных растворов. Уровень применения. Научить учащихся использовать теоретические знания для анализа и решения задач на молярную концентрацию эквивалента. Уровень творчества. Научить учащихся составлять задачи на молярную концентрацию эквивалента.	Тема: «Введение. Решение задач на молярную концентрацию эквивалента». Содержание темы: 1. Понятие «эквивалентной концентрации» (или нормальности). 2. Определение эквивалентной концентрации раствора – решение задач. 3. Переход от одних форм выражения концентрации в другие – решение задач. 4. Отношение между эквивалентными концентрациями и объемами растворов реагирующих веществ – решение задач.	Уровень представления. Учащиеся имеют представле-ние о содержании занятия. Отвечают на вопросы, используя имеющиеся знания из ТЛР, аналитической химии. Учащиеся выполняют правила по ТБ. Уровень понимания. Учащиеся вспоминают знания из ТЛР и дают определение понятиям: «моль», «г-эквивалент», «г-эквивалентная масса» солей, кислот, щелочей. Учащиеся умеют отличить технику приготовле-ния точных растворов от приблизительных, приготовле-ние растворов солей от приготовления растворов кислот, щелочей. Уровень применения. Учащийся умеют анализиро-вать, знают алгоритм решения задач на молярную концент-рацию эквивалента. Умеют готовить растворы молярной концентрации эквивалента. Уровень творчества. Учащиеся составляют и решают задачи на молярную концентрацию эквивалента.

Т Е Х Н О Л О Г И Ч Е С К А Я К А Р Т А З А Н Я Т И Я.

Структура занятия		Технология
Дидактическая структура	Методическая подструктура	Методы обучения	Средства обучения	Форма организ. деятельн. уч-ся	Время (мин)
1. Организационный момент	Проверка отсу-тствующих; форма одежды, выяснение непонятных вопросов	Информац.-рецептив-ный	Слово препо-давателя	Фронтальная	3′-5′
2. Постановка учеб-ных целей и их мо-тивация.	Формулировка целей занятия. Обоснование межпредмет-ных связей	Информац.-рецептивный	Слово препо-давателя	Фронтальная	5′
3.Актуализация опорных знаний	3.1. Решение задач	Проблемный	Задачи (при-ложение №1)	Индивидуальная	30′
4. Формирование новых понятий и способов действий	4.1. Беседа. 4.2. Рассказ (изложение но-вого мат-ала)	Повторение Частично-поисковый	Сис-ма вопр. (прилож №2) Текс излага-емого мат-ла (прилож №2)	Фронтальная Фронтальная	10′ 10′-15′
5. Применение знаний. Закрепление. Формирование уме-ний и навыков.	5.1. Изучение инструкции 5.2. Решение задач у доски 5.3. Теоретиче-ские расчеты и приготовление растворов мо-лярной конце-нтрации экви-валента	Репродуктив-ный Проблемный Проблемный, практичес-кий метод	Инструкция, (прилож №3) Задачи (при-лож. №3, 4) Текст задач, опыты (при-лож.№3, №4)	Индивидуальная Фронтальная Индивидуальная	10′ 30′ 50′
6. Контроль конечного уровня знаний, умений	6.1. Решение задач	Проблемный	Карточки-задачи (прилож №5)	Индивидуальная	23′
7. Домашнее задание	Домашнее комментирова-ние	Информац.-рецептивный	Уч. ТЛР В.С. Камышников стр. 162-164. Уч. ТЛР А.Я. Любина стр. 101-102; 108-113. Повт. те-му :Введение	Фронтальная	2′-3′

Приложение № 1.

Решение задач – письменный индивидуальный контроль знаний.

Вариант 1.

Задача 1: В 1 л раствора Н₂SО₄ содержится 2,1 моль Н₂SО₄. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества, учитывая, что плотность раствора равна 1,13 г/мл.

Задача 2: Определить молярную концентрацию 20% раствора Н₂SО₄ (ρ = 1,143 г/мл).

Вариант 2.

Задача 1: Определите массу соли и воды, которые потребуются для приготовления раствора объемом 120 мл (ρ = 1,1 г/мл) с массовой долей соли 15%.

Задача 2: Определить молярную концентрацию 4% раствора NаОН (ρ = 1,046 г/мл).

Вариант 3.

Задача 1: Раствор с массовой долей серной кислоты 44% (ρ = 1,34 г/мл). Рассчитайте количество вещества Н₂SО₄, которая содержится в 1 л такого раствора.

Задача 2: Определить молярную концентрацию 10% раствора азотной кислоты (ρ = 1,056 г/мл).

Вариант 4.

Задача 1: В 1000 мл воды растворили 2 моль сульфата калия. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества.

Задача 2: Определить молярную концентрацию 50% раствора КОН (ρ = 1,538 г/мл).

Вариант 5.

Задача 1: Какая масса 80% раствора фосфорной кислоты потребуется для приготовления 2 кг 5% раствора?

Задача 2: Какое количество вещества потребуется растворить для приготовления раствора Н₂SО₄ с концентрацией 0,1 моль/л объемом 5 л?

Вариант 6.

Задача 1: Сколько граммов воды надо прибавить к 800 г 60% раствора Н₂SО₄ для получения 40% раствора?

Задача 2: 500 мл раствора Н₂SО₄ содержит 196 г Н₂SО₄. Определите молярную концентрацию раствора Н₂SО₄.

Вариант 7.

Задача 1: В 420 г воды растворили 180 г Са(NО₃)₂. Определите массовую долю в % нитрата кальция в растворе.

Задача 2: Определить молярную концентрацию 37% раствора соляной кислоты (ρ = 1,190 г/мл).

Приложение № 1.

Решение задач – письменный индивидуальный контроль знаний

ЭТАЛОН

Вариант 1.

Задача 1:

1) m(Н₂SО₄) в растворе: n · М

М(Н₂SО₄) = 98 г/моль; m = 2,1 · 98 = 205,8 г

2)

3)

Задача 2:

1) m(р-ра) = 1000 мл · ρ = 1000 · 1,143 = 1143 г.

2) m(Н₂SО₄) в этом растворе: 1143 · 0,2 = 228,6 г.

3) ; ;

Вариант 2.

Задача 1:

1)

2)

3)

Задача 2:

1) m(р-ра) = 1000 мл · 1,046 = 1046 г.

2) m(NаОН) в этом растворе: 1046 · 0,04 = 41,84 г.

3) М(NаОН) = 40 г/моль

4) ;

Вариант 3.

Задача 1:

1)

2)

3)

Задача 2:

1)

2) m(НNО₃) в этом растворе: 1056 · 0,1 = 105,6 г.

3) ; ;

Вариант 4.

Задача 1:

1) М(К₂SО₄) = 174 г/моль; m(К₂SО₄) = n · М = 2 · 174 = 348 г.

2)

3)

Задача 2:

1)

2) m(КОН) в этом растворе: 1538 · 0,5 = 769 г.

3) ;

4)

Вариант 5.

Задача 1:

1) ;

Задача 2:

1) ;

Вариант 6.

Задача 1:

1) m(р-ра) = m(в-ва) + m(Н₂О).

2) m(Н₂SО₄) = 800 · 0,6 = 480 г.

3) ;

40(800 + m) = 480 · 100

32000 + 40m = 48000

40m = 16000

m = 400 г

Задача 2:

1) ; ;

Вариант 7.

Задача 1:

1) m(р-ра) = 420 + 180 = 600 г

2)

Задача 2:

1)

2) m(НС1) в этом растворе: 1190 · 0,37 = 440,3 г

3)

4)

Приложение № 2.

Рассказ с элементами беседы.

2.1 Вопросы для беседы с учащимися, используя межпредметные связи:

1. Какие растворы называются нормальными?

2. Что такое титр раствора?

3. Что такое эквивалентная масса и как подсчитать её для солей, кислот, щелочей?

4. Что такое фиксаналы?

5. Что такое точный раствор?

6. Какие показатели надо знать, чтобы определить концентрацию одного из растворов? (Объемы реагирующих растворов, точную концентрацию другого раствора и установить момент, когда два вещества прореагируют в эквивалентных количествах.)

7. Как называется процесс определения количества вещества или точной концентрации раствора? (Титрованием, если используется объемноаналитический метод.)

2.2. Теоретическая часть (закрепление и углубление знаний).

Число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора, выражают эквивалентную концентрацию (нормальность).

Однонормальным называется раствор, в 1 л которого содержится один эквивалент растворенного вещества. Растворы, содержащие доли эквивалентов в 1 л раствора, например 0,1; 0,2; 0,02; 0,001, называются соответственно децинормальными (0,1 н), двудецинормальными (0,2 н), двусантинормальными (0,02 н), миллинормальными (0,001 н), а содержащие 2; 3; 4 и более эквивалентов, называются соответственно двунормальными, трехнормальными и т.д.

При переходе от молярной концентрации к эквивалентной и наоборот следует учитывать число эквивалентов, входящих в состав одного моля данного вещества.

Для растворов соединений типа НС1, НNО₃, КОН и других, для которых эквивалент численно совпадает с одним молем, молярность и нормальность растворов совпадает.

При приготовлении растворов, содержащих определенное количество эквивалентов данного вещества, необходимо уметь подсчитывать молярную массу эквивалента (эквивалентную массу), т.е. массу одного эквивалента.

Эквивалентная масса кислоты равна её молярной массе, деленной на основность кислоты.

Например:

Эквивалентная масса основания равна его молярной массе, деленной на степень окисления металла.

Например:

Эквивалентная масса соли равна молекулярной массе соли, деленной на произведение степени окисления металла, умноженного на число атомов в молекуле соли.

Например:

В лабораторной практике применяют название «нормальная концентрация», которая обозначается в различных формулах буквой «N», а при обозначении концентрации данного раствора буквой «Н».

Растворы нормальной концентрации являются точными растворами.

Приготовить точный раствор можно двумя способами:

1. Приготовление по точно взятой навеске.

2. Приготовление из фиксаналов.

1. По точно взятой навеске можно приготовить растворы многих солей, некоторых твердых кристаллических кислот (щавелевой, борной). Растворы щелочей, большинства кислот и некоторых солей готовить таким способом нельзя. Вещество, используемое для приготовления точного раствора, должно отвечать следующим требованиям:

1. быть чистым (практически не содержать примесей);

2. точно соответствовать формуле;

3. не обладать гигроскопичностью или способностью быстро терять на воздухе кристаллизационную воду;

4. быть устойчивым в водном растворе.

Если вещество не удовлетворяет этим требованиям, то приготовить из него раствор точно заданной концентрации по точно взятой навеске невозможно. Для приготовления раствора мерную колбу тщательно моют хромовой смесью, много раз ополаскивают водой из-под крана и 3-4 раза дистиллированной водой. На аналитических весах берут навеску, необходимую для приготовления того или иного раствора. используют для взятия навески часовое стекло или бюкс. Навеску высыпают в мерную колбу через сухую воронку, аккуратно, остатки смывают из промывалки в воронку дистиллированной водой. Общее количество воды, использованное для обмывания часового стекла или бюкса, а также воронки, не должно занимать ½ колбы. Колбу закрывают пробкой, осторожно вращательным движением перемешивают до полного растворения навески. Затем доливают водой до метки, нижняя часть мениска должна касаться метки на шейке колбы. Закрывают колбу пробкой и перемешивают раствор 12-15 раз.

Например: требуется приготовить 150 мл 0,1 н раствора NаС1.

Делаем расчет массы NаС1:

1) М(NаС1) = 22,98977 + 35,453 = 58,4428 г.

2) 1000 мл – 0,1 экв NаС1

150 мл – Х г-экв NаС1

3) 1 г-экв NаС1 – 58,4428 г

0,015 г-экв – У г

Следовательно, растворив взятую навеску в мерной колбе вместимостью 150 мл, мы получим раствор, точная концентрация которого будет равна: 0,0669.

Допустим, масса бюкса с навеской 12,7080 г

масса бюкса ------------- 12,1218 г

навеска -------------------- 0,5862 г

0,8766 – 0,1 н р-р

0,5862 г – Х

2. Приготовление из фиксаналов. Для приготовления точных растворов различных кислот удобно пользоваться так называемыми фиксаналами, представляющими собой запаянные стеклянные ампулы с точными навесками реактивов. Каждая ампула имеет надпись, показывающая, какое вещество и в каком количестве находится в ампуле. Из фиксаналов можно готовить также растворы солей и щелочей.

Необходимо помнить, что фиксаналы, содержащие щелочь, пригодны в течение определенного срока. Перед тем как использовать фиксанал щелочи, следует внимательно осмотреть содержимое ампулы. Раствор должен быть абсолютно прозрачным.

Из фиксаналов можно готовить точные растворы таких солей, которые не удовлетворяют требованиям, предъявляемым веществам, из которых можно готовить точные растворы по точно взятой навеске, например КМnО₄, Nа₂SО₄ и др. Однако нужно учитывать, что некоторые растворы, например растворы щелочи, при стоянии быстро меняют свою концентрацию.

Для приготовления раствора из фиксанала поступают следующим образом. В чисто вымытую мерную колбу вставляют воронку, тщательно вымытую и сполоснутую дистиллированной водой; если в ампуле содержится не раствор, а сухое вещество, то воронка должна быть сухой. Затем в воронку вставляют специальный стеклянный боек (обычно прилагается к коробке с фиксаналами), также сполоснутый дистиллированной водой. Ампулу ротирают спиртом, чтобы удалить надпись, и обмывают дистиллированной водой. Затем ее вставляют в воронку так, чтобы она своим тонким, втянутым внутрь дном касалась бойка, приподнимают её и слегка ударяют о конец бойка. Содержимое ампулы попадает через воронку в колбу. Сбоку в ампуле имеется углубление, в котором пробивают отверстие стеклянной палочкой с заостренным концом. Через это отверстие многократно обмывают дистиллированной водой из промывалки стенки ампулы маленькими порциями. После этого споласкивают стенки ампулы снаружи и ампулу выбрасывают. Ополаскивают воронку и боек, затем поднимают воронку и обмывают наружную часть трубки воронки. Обмывают верхнюю часть шейки мерной колбы. Производя все эти операции по промыванию, следят, чтобы количество воды в мерной колбе к концу всех операций не превысило ½ объема колбы. Осторожно вращательным движением перемешивают содержимое колбы.

Дистиллированной водой доводят содержимое колбы до метки так, как это было описано выше, и перемешивают содержимое колбы 12-15 раз.

3. Приготовление растворов по приблизительно взятой навеске. Способ приготовления растворов по точно взятой навеске применим не для всех веществ. Некоторые соли, все щелочи и многие кислоты легко изменяют на воздухе свой состав.

Для получения раствора такого вещества с точно известной концентрацией поступают следующим образом. На техно-химических весах берут рассчитанную навеску с точностью до второго десятичного знака. Растворять навеску можно не в мерной колбе, а в простой плоскодонной и воду отмеривать цилиндром. Если нужно приготовить раствор щелочи, то вещества отвешивают несколько больше рассчитанного количества.

Точную концентрацию приготовленного раствора устанавливают объемным путем – титрованием.

Таким образом получают раствор не с точно приготовленной, а с точно установленной концентрацией.

4. Приготовление точного раствора кислоты из концентрированной кислоты. Как было указано выше, точные растворы кислот готовят из фиксанала. Однако в случае отсутствия фиксанала можно рекомендовать следующий способ приготовления точного раствора кислоты. Измерив плотность концентрированной кислоты, по таблице определяют ее концентрацию и производят расчет. Сухую бюретку со стеклянным краном споласкивают 2 раза концентрированной кислотой и заполняют по правилам заполнения бюретки. В мерную колбу наливают около ½ объема дистиллированной воды и осторожно выпускают из бюретки концентрированную кислоту с точностью до сотых долей миллилитра. Перемешивают раствор, дают ему остыть и доводят водой содержимое колбы до метки.

Приложение № 3.

Инструкция по выполнению практической работы № 9 по теме

«Введение. Решение задач на молярную концентрацию эквивалента».

Цели занятия:

1. Закрепить и углубить знания по теме: «Растворы, их приготовление, способы выражения концентрации».

2. Научиться проводить анализ и решать задачи по теме: «Растворы».

3. Повторить понятия по теме: «Растворы».

4. Повторить и закрепить умения и навыки в приготовлении растворов солей, кислот и щелочей нормальной концентрации.

Исходный уровень знаний и умений.

Учащийся должен знать:

1. Понятия и термины по теме: «Растворы».

2. Технику приготовления растворов солей, щелочей, кислот нормальной концентрации.

3. Анализ и способы решения задач по теме.

4. Технику безопасности при работе с кислотами, щелочами.

Учащийся должен уметь:

1. Взвешивать, готовить растворы.

2. Проводить расчеты для приготовления растворов нормальной концентрации.

3. Уметь готовить растворы из фиксаналов.

4. Убрать рабочее место, правильно вымыть посуду.