Введение 3
Глава 1. Электрохимические методы анализа и портативные приборы для учебных целей
1.1. Электрохимические методы анализа и их классификация 5
1.2. Электрогравиметрия 7
1.3. Кулонометрия. Кулонометрическое титрование 8
1.4. Вольтамперометрия. Амперометрическое титрование 11
1.5. Кондуктометрия 15
1.6. Потенциометрия 16
1.7. Учебно - лабораторное оборудование для электрохимических
методов анализа 17
Глава 2. Общелабораторный модуль 27
2.1. Характеристика прибора 27
Глава 3. Экспериментальная часть 31
3.1. Описание лабораторных опытов 31
Заключение 47
Список использованной литературы 49
Приложение
Важную роль при обучении химии в школе играет химический эксперимент, так как он является составной частью учебного процесса в школьном химическом образовании. Именно через эксперимент формируются у школьников универсальные учебные действия познавательного, регуляторного и коммуникативного характера. Прогресс не стоит на месте, и сегодня требования и возможности к изучению предметов в школе значительно выше, чем раньше. Современный химический эксперимент в школе предполагает использование не только традиционного, но и современного лабораторного химического оборудования. Школьный курс химии интересен тем, что он раскрывает нам свойства всех веществ окружающего мира, их молекулярный состав, законы взаимодействия между собой всех элементов таблицы Менделеева. Именно предмет химии нуждается в опытных доказательствах решенных задач и формул, проводимых в ходе лабораторных практических работ.
В естественнонаучном образовании по ФГОС рекомендуется использовать цифровые химические лаборатории. Однако для проектной деятельности учащихся можно использовать целый набор других лабораторных приборов. Их главными критериями является доступность по цене, компактность и простота в овладении[1].
С другой стороны, проектная деятельность требует количественных измерений, представлений результатов в виде графиков и таблиц. Для этих целей можно использовать доступное общеупотребительное лабораторно - исследовательское оборудование. Выбор приборов большой, они портативные, небольшие по объему, но являются индивидуальными, а для полноценной проектной деятельности учащимся может потребоваться целый ряд лабораторно - исследовательских приборов, что может вызвать трудности при их приобретении школой. Альтернатива - использование «Общелабораторного модуля» с контроллером отечественного производства (ООО «УНИТЕХ», Томск). Все это и определило актуальность данной темы.
Объект и предмет исследования. Объектом работы является анализ возможностей «Общелабораторного модуля» с контроллером отечественного производства (ООО «УНИТЕХ», Томск). При проведении электрохимических исследований в рамках проектной работы школьников. Предмет работы - подготовка и апробация лабораторных работ по электрохимическим методам анализа для проектной и учебной деятельности учащихся с использованием «Общелабораторного модуля» с контроллером отечественного производства (ООО «УНИТЕХ», Томск).
Целью дипломной работы - обосновать возможности использования портативных приборов в учебных целях.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
- рассмотреть особенности электрохимических методов анализа,
- рассмотреть возможности общелабораторного модуля,
- подготовить и апробировать учебно - исследовательские работы с использованием общелабораторного модуля.
Методы исследования. При осуществлении работы использовались теоретические методы (анализ литературных источников) и экспериментальные методы (подготовка и апробация учебно - исследовательских работ).
Гипотеза исследования. Портативные приборы электрохимических методов анализа можно использовать при проведении практической деятельности учащихся.
Основной целю нашей исследовательской работы, являлось обосновать возможности использования портативных приборов в учебных целях.
Для достижения поставленных задач нами были рассмотрены основные
электрохимические методы (электрогравиметрия, кулонометрия,
46
вольтамперометрия, кондуктометрия, потенциометрия) и их классификация. И мы пришли к выводу, что для каждого прибора соответствует свой метод анализа, например для вольтамперометрии - вольтамперометрический анализатор «Экотест - ВА», для кулонометрии - кулонометрический титратор «Эксперт - 006», для кондуктометрии - кондуктометр «Эксперт - 002», для потенциометрии - рН метр. Приборов много, они портативные, небольшие по объему, но являются индивидуальными. Если мы хотим проводить все методы анализа, то нужны будут все эти приборы. И это не всегда экономически целесообразно школе или вузу иметь все эти приборы в наличии.
Нами были изучены возможности «Общелабораторного модуля», дана сравнительная характеристика относительно других портативных приборов. Основываясь на полученных данных, можно сказать, что общелабораторный модуль практичен, компактен, имеет большой спектр проведения лабораторных работ и удобен для использования в школе. Сочетает в себе функции методов рН - метрии, потенциометрии, кондуктометрии, амперометрии, кулонометрии и электрогравиметрии.
Нами были подготовлены и апробированы учебно - исследовательские работы с использованием «Общелабораторного модуля». Данные экспериментальные работы не сложные и занимают небольшое количество времени, но способствуют усвоению учащимися информации и получению новых знаний по химии. Поэтому мы предлагаем использовать эти работы для школьников, чтобы повысить интерес к изучению химии, расширить познавательный уровень учащихся, углубить имеющиеся знания на практике.
Таким образом, нами была достигнута основная цель работы, решены поставленные задачи.
Подводя итог исследованию, нами были сделаны выводы о том, что почти все современное оборудование портативное, удобное в использовании, а выбранный нами «Общелабораторный модуль» обладает всеми этими характеристиками и будет актуален для использования в школах и вузах в учебных целях.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
