Allikas: Pasco Scientific Chemistry blogi 2. märts 2017
Õpilastel on sageli raskusi pH mõistmisega. Kuigi võime neile öelda, et see on logaritmiline funktsioon, seostavad õpilased tõenäolisemalt “palke” kalkulaatori nupu või puutükiga. Kuidas siis panna nad aru saama, mida pH-skaala tegelikult tähendab? Otsige õppetundi kullapoti asemel vikerkaare lõpust.
Alustame hapetest. Esmalt laske õpilastel katseklaasi valada 10 ml 0,1 M HCl. Mõõtsilindrite ja pipettide abil saavad nad lisada 1 ml seda lahust teise katseklaasi koos 9 ml veega, moodustades 0,1 M lahuse. Nad peaksid kordama protsessi, võttes 1 ml eelmist lahust ja lisades 9 ml vett, kuni on 5 lahust. Nad ei tea seda, aga nad tegid just seerialahjenduse . Nüüd saavad nad värvipritsme jaoks lahendustele lisada universaalse indikaatori.
Näitajad on toredad, kuid tegelikult on need vaid näitajad. Sel juhul ei suutnud indikaator vahet teha nelja esimese katseklaasi vahel. (Märkus endale: hankige mõni uus universaalne indikaator!). Kuna tõelised värvid ei paista läbi, on oluline meeles pidada, et pH-st tõeliselt aru saamiseks peavad teie õpilased tegema tegelikud pH-mõõtmised.
Nüüd tuleb pH osa! Pärast lahenduste andmete salvestamist on oluline, et õpilased prooviksid nendele mõõtmistele mingit tähendust anda. Aeg need kontsentratsiooni arvutamise oskused tolmu maha pühkida. Nad peaksid suutma arvutada
Katseklaasi tabel:
| Katseklaas # | HCl molaarsus (M) | HCl molaarsus teaduslikus tähistuses (M) | [H+] (M) |
Eksponendi väärtus [H+] | Eksponenti negatiivne väärtus [H+] | Indikaatoriga lahuse värvus | pH |
| 1 | 0.10 | 1 x 10-1 | 1 x 10-1 | -1 | 1 | punane | 0.97 |
| 2 | 0.01 | 1 x 10-2 | 1 x 10-2 | -2 | 2 | punane | 1.70 |
| 3 | 0.001 | 1 x 10-3 | 1 x 10-3 | -3 | 3 | punane | 2.62 |
| 4 | 0.0001 | 1 x 10-4 | 1 x 10-4 | -4 | 4 | punane | 3.61 |
| 5 | 0.00001 | 1 x 10-5 | 1 x 10-5 | -5 | 5 | oranž | 4.83 |
Pole vaja reisida kuhugi üle vikerkaare, teie õpilased vajavad praegu vaid mõnda head suunavat küsimust ja nad peaksid nägema, et pH põhineb peamiselt H+ kontsentratsiooni negatiivsel eksponendil. Selle arusaamaga pH=-log[H+] võib olla midagi võimsamat kui lihtsalt kalkulaatori ühendamise ja näppamise valem.
Võite isegi laiendada seda tegevust pOH-le ja selle seosele pH-ga, kui aluse maha kukutate. Sama protseduuri järgides saavad õpilased teha seerialahjendusi, alustades 0,1 M NaOH lahusega.
Pärast seda värvilist ja kaasahaaravat tegevust juhtmevaba pH-anduri ja mõne värske universaalse indikaatoriga suudavad teie õpilased leida vikerkaareühenduse: paremini mõista pH-skaala, mida see tähendab ja kuidas seda mõõdetakse. Lisateavet PH-anduri kohta leiate siit PS-3204 .
