Источник: блог Pasco Scientific Chemistry, 2 марта 2017 г.
Студенты часто испытывают трудности с пониманием рН. Хотя мы можем сказать им, что это логарифмическая функция, учащиеся с большей вероятностью будут ассоциировать «журналы» с кнопкой калькулятора или куском дерева. Так как же заставить их понять, что на самом деле означает шкала рН? Ищите урок вместо горшочка с золотом на конце радуги.
Начнем с кислот. Сначала учащиеся наливают в пробирку 10 мл 0,1 М HCl. Используя градуированные цилиндры и пипетки, они могут добавить 1 мл этого раствора в другую пробирку с 9 мл воды, получив 0,1 М раствор. Они должны повторять процесс взятия 1 мл предыдущего раствора и добавления 9 мл воды, пока не будет 5 растворов. Они этого не узнают, но они только что произвели серийное разведение. Теперь они могут добавить к решениям какой-нибудь универсальный индикатор для всплеска цвета.
Индикаторы хороши, но на самом деле они всего лишь индикаторы. В этом случае индикатор не смог различить первые четыре пробирки. (На заметку: приобретите какой-нибудь новый универсальный индикатор!). Поскольку истинные цвета не просвечивают, важно помнить, что для того, чтобы действительно понять pH, вашим ученикам необходимо провести реальные измерения pH.
Теперь приходит часть pH un! После записи данных для решений важно, чтобы учащиеся попытались понять смысл этих измерений. Пришло время стряхнуть пыль с этих навыков расчета концентрации. Они должны быть в состоянии рассчитать
Таблица пробирок:
| Пробирка # | Молярность HCl (M) | Молярность HCl в экспоненциальном представлении (M) | [H+] (М) | Значение показателя степени [H+] | Отрицательное значение показателя степени [H+] | Цвет раствора с индикатором | рН |
| 1 | 0.10 | 1 х 10-1 | 1 х 10-1 | -1 | 1 | красный | 0.97 |
| 2 | 0.01 | 1 х 10-2 | 1 х 10-2 | -2 | 2 | красный | 1.70 |
| 3 | 0.001 | 1 х 10-3 | 1 х 10-3 | -3 | 3 | красный | 2.62 |
| 4 | 0.0001 | 1 х 10-4 | 1 х 10-4 | -4 | 4 | красный | 3.61 |
| 5 | 0.00001 | 1 х 10-5 | 1 х 10-5 | -5 | 5 | апельсин | 4.83 |
Не нужно путешествовать куда-то за радугу, все, что нужно вашим ученикам сейчас, это несколько хороших наводящих вопросов, и они должны увидеть, что pH в основном основан на отрицательном показателе концентрации H+. При таком понимании pH=-log[H+] может быть чем-то более мощным, чем просто формула для подключения к калькулятору.
Вы даже можете распространить эту активность на pOH и его отношение к pH, если отбросите основание. Следуя той же процедуре, учащиеся могут выполнить серийное разведение, начиная с 0,1 М раствора NaOH.
После этого красочного и увлекательного занятия с беспроводным датчиком pH и новым универсальным индикатором ваши ученики смогут найти радужную связь: лучше понять шкалу pH, что она означает и как она измеряется. Подробнее о датчике PH здесь PS-3204 .