| Записки практикуючого вчителя. Ідеї по застосуванню рН-метру в навчальному процесі сучасної школи.

Ідеї по застосуванню рН-метру в навчальному процесі сучасної школи. 
Ми однозначно живемо в цікавий час, іноді наші можливості можуть значно перевищувати наші бажання. Здавалося, ще вчора я вважав щасливчиком вчителя хімії, арсенал якого складався хоча б з декількох індикаторів кислотності середовища. Зараз я володію електронним рН-метром, технічні можливості якого дозволяють і спонукають виходити за рамки основної шкільної програми, не обмежуючись темою «кислотно-основне середовище», демонстрацією реакції нейтралізації та вимірюванням водневого показника розчинів основ та кислот. У цій примітці я хочу поділитись своїми ідеями, як можна застосувати цей технічний засіб на уроках природничого циклу. 
1. Як показує досвід, учні часто отримують хибний умовивід із твердження, що у розчинах кислот кисле середовище, а у розчинах основ – лужне, отже розчини солей мають бути нейтральним. Доцільним кроком у розвінчанні цієї помилки є практичне вимірювання рН розчинів різних солей і, виходячи з формули, пояснення їх властивостей.
2. Як варіант логічного продовження вивчення вищезгаданої проблеми, можна порівняти водневий показник двох серій розчинів солей з однаковою еквімолярною концентрацією, утворених сильною основою та сильною кислотою у першому варіанті (наприклад NaCl) та слабкою кислотою в другому (Na2CO3). рН першого розчину залишається близьким до нейтрального, незалежно від концентрації, на відміну від другого, де існує залежність між концентрацію солі і віддаленням від нейтрального значення. До речі, цей дослід може бути гарним вступом (проблемним методом) до теми «Гідроліз солей». 
3. Гарним доповненням до теми «Властивості кислот» буде порівняння величин водневого показнику еквімолярних розчинів різних кислот. Таким чином учні можуть самостійно з отриманих даних розділити кислоти на сильні та слабкі. Також під час вивчення теми «Органічні кислоти» можна виміряти водневий показник одно-, дво- та трьохосновних кислот на прикладі оцтової, щавлевої та лимонної.
4. Продемонструвати властивості карбонатної кислоти можна на прикладі газованої води. Якщо виміряти водневий показник в динаміці, то можна спостерігати залежність між степенем насиченості води вуглекислим газом та реакцією середовища. Чим інтенсивніше СО2 виходить з розчину, тим швидше значення рН наближається до нейтрального. Цей дослід доводить, що вуглекислий газ в розчині може перетворюватись в карбонатну кислоту, гідроген-йон якої і відповідає за кислу реакцію середовища. 
5. Цікавим елементом уроку може бути визначення емпіричним шляхом точки рН, у якому хімічні індикатори (фенолфталеїн, метилоранж) змінюють своє забарвлення. 
6. Гарною практичною роботою на спецкурсі з хімії (за наявності бюретки, або drop counter) є кислотно-основне титрування. Тут можливі два варіанти: як визначення концентрації лугу в розчині шляхом титрування розчином кислоти, так і навпаки.
7. Дослідницький практикум з вимірювання кислотності різних харчових рідин (соки, молоко, сироватка). Цікавим є визначення кислотності «Кока-коли»: підтвердження або спростування широко поширеної думки, що цей напій містить значну кількість ортофосфорної кислоти. Також можна порівняти рН свіжо вичавлених соків і аналогічних пакетованих.
8. рН-метрія може успішно застосовуватись і на уроках біології. Так, можна визначити водневий показник слини, шлункового соку (змоделювати його як розчин кислоти і води з рН 1-1,5) та жовчі (можливо купити в аптеці). Для біологічних рідин (розчини білку) рекомендовано використовувати Tris-Compatible pH датчик. До речі, за допомогою цього датчика можна визначати рН і напіврідких речовин та ґрунту. 
9. Шляхом додавання маленькими порціями розчину кислоти можна визначити значення рН, за якого коагулює протеїн молока. Також можливо дослідження буферних властивостей молока, фіксуючи значення водневого показника під час додавання порційно слабкого розчину кислоти (можливо побудувати «графік за заданими точками» з кількістю доданої кислоти). Як і в попередньому випадку, варто застосовувати Tris-Compatible pH. 
10. Достатньо глибоким, але цікавим дослідженням для факультативного курсу з хімії буде дослідження залежності водневого показника розчинів кислоти або лугу при різній температурі. Цифрові лабораторії Vernier дозволяють будувати графіки не лише за зміною в часі, а і за заданими цифровими значеннями. У даному дослідженні раціонально обрати значення показників температури.
11. На завершення, лише пару слів про те, що водневий показник є важливим критерієм якості води, як водопровідної (питної), так і у водоймах. 
На цьому перелік моїх ідей з використання рН-метру вичерпується, щиро сподіваюся, що моя нотатка стане комусь корисною або підштовхне до власної наукової творчості. Якщо у Вас є власні ідеї та досвід, я буду радий, якщо Ви поділитесь ним зі мною. (skulovatov@gmail.com)

Каталог