Основи хімічного аналізу

(2 год на тиждень разом 70 год, з них 5 год – резервний час)

Зміст навчального матеріалу	Державні вимоги до рівня загальноосвітньої підготовки учнів
Вступ (3 год) Завдання аналітичної хімії, її значення в розвитку різних галузей господарства. Методи аналітичної хімії. Макро -, напівмакро-, мікроаналіз. Зв’язок якісного і кількісного аналізів. Вимоги до реактивів у аналітичній хімії. Позначення на етикетках для хімічних реактивів. Посуд і обладнання. Миття, сушіння хімічного посуду. Нагрівні прилади. Терези і зважування. Техніка досліджень: виконання операцій якісного напівмікроаналізу, крапельних, мікрокристалоскопіч-них реакцій. Загальні правила роботи, техніка безпеки.	Учень: називає методи аналітичної хімії, вимоги до реактивів, миття і сушіння посуду, зважування; пояснює суть різних видів аналізу; характеризує операції якісного напівмікроаналізу, суть крапельних та мікрокристалоскопічних реакцій; дотримується правил роботи в лабораторії та правил техніки безпеки.
Практичні роботи: 1. Миття хімічного посуду механічним і хімічним способами, нагрівання речовин, робота з хімічним посудом загального призначення і піпетиками.
Тема 1. Теоретичні основи аналітичної хімії (11 год) Поняття про розчин. Процес розчинення. Способи вираження складу розчинів: масова частка, молярна концентрація еквівалентів розчиненої речовини. Електролітична дисоціація речовин у розчинах. Реакції йонного обміну. Закон діючих мас як теоретична основа аналітичної хімії. Ступінь і константа електролітичної дисоціації. Амфотерність та її значення в аналітичній хімії. Окисно-відновні реакції. Дисоціація води. Йонний добуток води. Поняття про водневий показник. Визначення рН розчинів за допомогою рН-метра та індикаторів. Буферні розчини, їх застосування в аналізі. Гідроліз солей. Комплексоутворення у водних розчинах. Загальні уявлення про комплексні сполуки. Гомогенні й гетерогенні системи. Закон діючих мас і гетерогенні системи. реакції осадження. Вплив однойменних йонів на розчинення осадів. Добуток розчинності. Екстракція. Утворення і властивості колоїдних розчинів.	Учень: називає різні способи вираження складу розчину; визначає масову й молярну концентрацію еквівалентів розчиненої речовини; електролітичну дисоціацію, ступінь дисоціації, амфо-терність, окисно-відновні реакції, йонний добуток води, водневий показник, буферні розчини, комплексні сполуки, добуток розчин-ності, гідроліз, екстракцію, колоїдні розчини; формулює закон діючих мас; розрізняє гомогенні та гетерогенні системи; пояснює дисоціацію води, гідроліз солей, вплив онойменних йонів на розчинення осадів; вміє користуватися рН-метром, складати йонні рівняння, визначати рН розчинів, застосовувати в аналізі буферні розчини, складати рівняння окисно-відновних реакцій, виготовляти буферні суміші; обчислює масову, молярну концентрації розчиненої речовини, нормальність розчину.
Розрахункові задачі: 1. Визначення молярної концентрації розчиненої речовини. 2. Обчислення масової концентрації розчиненої речовини (титру) і нормальності розчинів. 3. Визначення масової частки розчиненої речовини за відомою густиною розчину. Демонстрації: 1. Вимірювання рН розчинів за допомогою рН-метра. 2. Виготовлення буферної суміші (СН₃СООН + СН₃СООNa); дослідження зміни рН під впливом сильної кислоти або сильної основи. 3. Добування комплексних сполук у розчинах. 4. Добування золю ферум(ІІІ) гідроксиду, виявлення конуса Тіндаля в добутому золі. Лабораторні досліди: 1. Дослідження амфотерності гідроксидів стануму(ІІ) або хрому(ІІІ). 2. Визначення рН розчинів за допомогою індикаторів. 3. Дослідження реакції середовища розчинів солей індикаторами. Практичні роботи: 2. Виготовлення розчину солі певної нормальності.
Тема 2. Аналіз катіонів (18 год) Характеристика аналітичних реакцій, вимоги до них, умови і способи проведення. Реакції забарвлення полум’я. Маскування йонів у розчинах. Кислотно-лужний спосіб класифікації катіонів. Аналітичні реакції катіонів: першої аналітичної групи – К⁺, Na^+,NH⁺₄; другої - Ag⁺, Pb²⁺; третьої - Ca²⁺, Ba²⁺; четвертої - Zn²⁺, Al³⁺, Cr³⁺; п’ятої - Fe²⁺, Fe³⁺Mg²⁺; шостої - Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺. Характеристика кожної групи, характерні реакції катіонів певної групи, виявлення відповдіних катіонів. Аналіз суміші катіонів у розчині. Систематичний хід аналізу суміші катіонів	Учень: називає характерні реактиви на певні катіони, вимоги до проведення аналітичних реакцій; описує кислотно-лужний спосіб класифікації катіонів; пояснює хаарктерні реакції катіонів; характеризує кожну аналітичну групу катіонів; складає рівняння реакцій, характерних для катіонів різних груп; прилади для добування і збирання газів; вміє титрувати, готувати розчини, зважувати на аналітичних терезах; дотримується правил техніки безпеки, застережних заходів під час роботи в лабораторії..
Демонстрації: 5. Характерні реакції катіонів першої – шостої аналітичних груп. 6. Систематичний хід аналізу суміші катіонів першої – третьої або четвертої – шостої аналітичних груп. Лабораторні досліди: 4. Забарвлення полум’я леткими сполуками Натрію, Калію, Кальцію, Барію. Практичні роботи: 3. Виявлення катіонів першої аналітичної групи (4 год). 4. Виявлення катіонів другої аналітичної групи (1 год). 5. Виявлення катіонів третьої аналітичної групи (1 год). 6. Аналіз суміші катіонів першої – третьої аналітичних груп (2 год). 7. Виявлення катіонів четвертої аналітичної групи (1 год). 8. Виявлення катіонів п’ятої аналітичної групи (1 год). 9. Виявлення катіонів шостої аналітичної групи (1 год). 10. Аналіз суміші катіонів четвертої – шостої аналітичних груп (2 год).
Тема 3. Аналіз аніонів (7 год) Класифікація аніонів за розчинністю солей Ag⁺і Ва²⁺ та за окисно-відновними властивостями. Аналітичні реакції аніонів. Виявлення аніонів другої і третьої аналітичних груп. Систематичний хід аналізу суміші аніонів першої – третьої аналітичних груп	Учень: наводить приклади методів визначення аніонів; класифікує аніони на аналітичні групи; складає рівняння реакцій обміну, окисно-відновних, що характерні для аніонів; пояснює хід аналізу суміші аніонів.
Лабораторні досліди: 5. Характерні реакції аніонів SO , SO , CO , PO . 6. Характерні реакції аніонів Cl^-, Br^-, I^-, S^2-. 7. Характерні реакції на нітрат-аніони. Практичні роботи: 11. Виконання контрольної задачі на виявлення аніонів першої аналітичної групи (1 год). 12. Виконання контрольної задачі на виявлення аніонів першої – третьої аналітичних груп (1 год). 13. Аналіз розчину, що містить суміш катіонів і аніонів різних аналітичних груп (2 год).
Тема 4. Гравіметричний аналіз (5 год) Поняття про хімічні методи кількісного аналізу. Суть гравіметричного аналізу. Будова аналітичних терезів, правила зважування. Підготовка речовин до аналізу. Найважливіші операції гравіметричного аналізу. Умови осадження. Причини забруднення осадів. Техніка проведення гравіметричного аналізу.	Учень: називає правила зважування, підготовки речовини до аналізу, умови осадження; пояснює операції гравіметричного аналізу і техніку його проведення; характеризує причини забруднення осаду; обчислює кількість речо-вини, об’єм розчину під час розрахунків у гравіметрич-ному аналізі.
Розрахункові задачі: 4. Визначення масової частки елемента в пробі, виходячи з маси наважки її вагової форми. Демонстрації: 7. Аналітичні й технохімічні терези. 3. Зважування речовин на аналітичних і технохімічних терезах.
Практичні роботи: 14. Зважування речовин на технохімічних і аналітичних терезах. Розв’язування розрахункових задач (2 год). 15. Гравіметричне визначення Феруму в розчині ферум(ІІІ) хлориду (2 год).
Тема 5. Титриметричний аналіз (16 год) Суть аналізу. Вимоги до реакцій, що використовуються в титри-метричному аналізі. Класифікація титриметричних методів. Мірний посуд. Способи вираження кон-центрації розчиненої речовини в титриметричному аналізу. Екві-валент складної речовини. Молярна маса еквівалента. Нормальність розчину. Титрування. Точка еквівалентності. Метод кислотно-основного титрування (метод нейтролізації). Вихідні речовини для визначення нормальності розчинів кислот і лугів. Вибір індикатора для встановлення кінцевої точки титрування. Практичне застосування методу нейтралізації. Методи окисно-відновного титрування (перманганатометрія, йодометрів). Приклади визначення окисників і відновників титриметричним методом.	Учень: називає вимоги до реакцій, види мірного посуду, способи вираження складу розчинів, індикатори; пояснює суть аналізу; класифікує титриметричні методи; визначає концентрацію розчиненої речовини, еквівалент складної речовини, молярну масу еквівалента, нормальність розчину; характеризує методи кис-лотно-основного і окисно-відновного титрування, перманганатометрію та йодометрію; обчислює еквівалент та молярні маси еквівалентів речовин, молярну концентрацію розчиненої речовини і нормальність розчину.
Розрахункові задачі: 5. Обчислення еквівалентів складних речовин і молярних мас еквівалентів. 6. Обчислення нормальності розчинів. Демонстрації: 9. Мірний посуд, користування ним. 10. Фіксанали. 11. Титрування. 12. Приготування 0,1 н розчину бури. 13. Приготування розчину калій перманганату і визначення його нормальності.
Практичні роботи: Приготування титрованого розчину хлороводню (2 год). Визначення вмісту натрій гідрогенкарбонату в питній соді (2 год). .Визначення вмісту Феруму в розчині ферум(ІІ) сульфату методом окисно-відновного титрування. Дихроматометричне визначення нормальності натрій тіосульфату (2 год).
Тема 6. Колориметричний аналіз (3 год) Поняття про фізико-хімічні методи кількісного аналізу. Суть методу колориметрії, умови колориметричного визначення. Візуальні та інструментальні методи колориметричного аналізу. Приклади колориметричних визначень.	Учень: називає умови колориметричного визначення; пояснює суть методу; користується колориметром; вимірює інтенсивність забарвлення стандартних серій.
Демонстрації: 14. Вимірювання інтенсивності забарвлення методом стандартних серій. 15. Прилад для колориметричного титрування. 16. Прилад для вимірювання інтенсивності забарвлення. Лабораторні досліди: 8. Вимірювання інтенсивності забарвлення за допомогою колориметра занурення або фотоелектроколориметра. Практичні роботи: 21. Колориметричне визначення Феруму в природній воді тіоціанатним методом.
Тема 7. Хроматографічний аналіз (2 год) Суть методу. Поняття про основні типи хроматографії. Йонно-обмінна і тонкошарова хроматографія. Хроматографія на папері.	Учень: називає основні типи хроматографії; пояснює суть метода хроматографії.
Демонстрації: 17. Виділення розчину хлорофілу із суміші толуену й ацетону за допомогою колони, заповненої крейдою (досвід М.С.Цвєта). Практичні роботи: 22. Виявлення нітрат-іонів у молоці або в азотних добривах методом тонкошарової хроматографії.