• Автор: • учительница химии и биологии • МОБУ СОШ села Новые Карамалы • Миякинского района • Республики Башкортостан • Черкесова • Зульфия • Тимерзяновна Тема урока: «Химия в жизни общества: химия в медицине» • • • • • • • Физико-химический профиль. 11 класс. Деловая игра – ситуация. Программа: О.С. Габриелян Цели урока: Обучающие. Обобщение и контроль знаний учащихся по пройденному курсу по химии в 11 классе, проверка умений классифицировать, давать названия неорганическим и органическим соединениям, составлять уравнения реакций с их участием. Развивающие. Развитие навыков и умений в выполнении практических работ. Вызвать у учащихся потребность в получении и расширении своих знаний, творчески подходить к выполнению поставленных целей. Воспитательные. Реализовать конечную цель образования: подготовить человека к жизни, к его успешному участию в различных видах деятельности; научить применять систему знаний в реальной жизни. Воспитание норм морали: товарищества, взаимопомощи, самокритичности в оценке знаний, коллективизма. Игровые цели Учащимся предлагается выступить в роли арбитражной комиссии и в связи с этим каждому – индивидуально – выполнить анализ определённого лекарственного препарата, выбрав адекватные химической природе и строению препарата методы химического анализа, составить заключение о причинах несчастного случая и путях устранения обнаруженных недостатков в работе аптеки и больницы. Предварительная работа За месяц до окончания четверти Учащиеся: самостоятельно • изучить сценарий; • инструкции по ТБ • правила учебной игры • выбрать 4-х наиболее компетентных товарищей Учитель: с 4-мя выбранными учащимися провести специальный инструктаж по их действиям во время игры Ход урока Распределение ролей и заданий Основное правило игры Выбор адекватных методов качественного анализа испытуемого раствора следует условно принять за результаты анализа. Только в крайних случаях обращаться за помощью к председателю комиссии (учителю). Помните, обращение к председателю за помощью до выполнения анализа может расцениваться им как ваша профессиональная некомпетентность. При получении трёх замечаний от председателя комиссии, касающихся ваших неудовлетворительных знаний и (или) умений, вы отзываетесь из комиссии и переводитесь на работу по обслуживанию и уборке «лабораторий». При этом выполнение анализа, проведение которого было поручено вам, возлагается на другого члена комиссии, объём работы вашего коллеги резко возрастает. По-видимому, этот момент не будет способствовать вашему утверждению в коллективе как специалиста и становлению как члена коллектива. Не правда ли? Не забывайте об этом. Ситуация Отравление анилином в химической лаборатории 50 мл 1 % р-ра CuSO4 30 мл 30 % р-ра Na2S2O3 Р = 150/90 мм рт. ст. Головокружение, сильная слабость Новокаин по 50 мл 3 раза в день 200 мл 10 % р-ра С6Н12О6 Действия учащихся В связи со случившимся назначить специальную комиссию. Начать служебное расследование. Установить причины несчастного случая. Выявить ошибки в работе больницы и аптеки. Наметить пути их устранения. I группа II группа I группа Проверяют процедурную терапевтического отделения I группа I группа I группа I группа I I группа Проверяют ассистентскую аптеки II группа II группа II группа II группа Выполнение качественного анализа испытуемых растворов лекарственных веществ. Проведение анализа 30%-ного раствора тиосульфата натрия (Na2S2O3) Обнаружение иона S2O32- • Реакции с кислотами Раствор мутнеет 2+ S2O3за счёт + 2Hосадка = H2Sсеры 2O3 H2S2O3 = SO2 (Г) + S↓(T) + + H2O Образуется белый осадок • Реакции сAg ионами серебра S O 2 2 3, 2Ag + +который S2O32- = Ag2 S2O3(т) затем чернеет, Ag2 S2превращаясь O3(т) +Н2О = Ag2S(т) + в сульфид + 2Н+ серебра + SO42- Проведение анализа 0,5 5 –ного раствора новокаина (раствор №2) Н2N--- ----C---О----СН2----СН2-----N--C2H5 II I O C2H5 * HCl Реакция выделения основания новокаина Обнаружение хлорид-иона. Реакция с нитратом серебра (I) Новокаин + раствор щёлочи → белый маслянистый Что-то яосадок ничего не обнаруживаю. Неужели здесь была допущена ошибка медицинским персоналом? Cl- + Ag+ === AgCl(т) AgCl (т) + 2NH3* H2O = =[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O Проведение анализа 10% раствора глюкозы Доказательство наличия гидроксильных групп (реакция на многоатомные спирты) Глюкоза + Сu(OH)2 → медь(II)сахарат – хелатный комплекс с Сu (II); раствор голубого цвета. Окисление в щелочной среде. Реакция «серебряного зеркала» (Доказательство наличия альдегидной группы) Проведение анализа 1 %-ного раствора меди (II) сульфата (раствор №4) Реакция с металлическим железом Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. Сu2+ + Fe (т) = Fe3+ + Cu(т) Ва2+ + SO4 2- = Ba SO4 (т). Проведение анализа раствора калия бромида (раствор №5) Реакция иона калия с натрия гидротартратом или с винной кислотой. К+ + НС4Н4О6- = КНС4Н4О6 (т) Реакция бромида-иона с серебра нитратом. Вr- + Ag+ = AgBr (т) Проведение анализа 25 %-ного магния сульфата (раствор № 6) Обнаружение иона магния. Реакция с натрий гидрофосфатом. Mg2+ + HPO42- + NH3 = = NH4 MgPO4 (т) Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. SO4 2- + Ва2+ = Ba SO4 (т). Оформление каточек № 7. Составление отчётов работы групп. Карточка № 7 • Название вашего исследуемого вещества № ... • Заключение о результатах качественного анализа испытуемого раствора • Результаты качественного анализа соответствуют избранному варианту. • • Подпись Дата Обсуждение результатов работ индивидуально каждым членом комиссии. Оценка работы. Подведение итогов занятия. Анкетирование учащихся. Рефлексия. Получили учащиеся следующие оценки В классе: 10 учащихся «5» - 5 учащихся «4» - 3 учащихся «3» - 2 учащихся Итак… • Задуманный учителем вариант игры • Анализ испытуемых растворов, взятых в секторе I, показал, что в склянке с этикеткой «0,5%-ный раствор новокаина» находится раствор другого вещества. • Анализ испытуемых растворов, взятых в секторе II, показал, что в склянке с этикеткой «0,5%-ный раствор новокаина» находится раствор другого вещества. Вывод учащихся • Больной А пострадал вследствие применения 50 мл неизвестного вещества вместо 0,5%-ного раствора новокаина. • Медперсонал больницы не виноват в случившимся. • Серьёзные ошибки в приготовлении растворов для внутреннего употребления, обнаруженные в аптеке в результате работы комиссии, требуют немедленного принятия административных мер, установления виновных в приготовлении указанных растворов и привлечении их к уголовной ответственности за деятельность, повлёкшую за собой несчастный случай с больным А. Заключение Учащиеся сумели адекватно выбрать и применить на практике химические методы качественного анализа индивидуального вещества органической и неорганической природы. Учащиеся выступили в роли арбитражной комиссии и в связи с этим каждый – индивидуально – выполнил анализ определённого лекарственного препарата, выбрав адекватные химической природе и строению препарата методы химического анализа, составил заключение о причинах несчастного случая и путях устранения обнаруженных недостатков в работе аптеки и больницы. Приложение Обучающая игровая карточка управляющего типа для проведения анализа 30%-ного раствора натрия тиосульфата (раствор №1) • • I. Натрия тиосульфат №1 Натрия тиосульфат пентагидрат Na2S2O3 * 5 H2O, M (Na2S2O3 * 5 H2O) = =248,18 г/моль. Бесцветные прозрачные кристаллы без запаха, солоновато-горького вкуса. При температуре около 50 0 С плавятся в кристаллизационной воде. Практически нерастворимы в этиловом спирте, легко растворимы в воде (1:1). 30%-ный водный раствор натрия тиосульфата – бесцветная прозрачная жидкость без запаха, горького вкуса, применяется внутрь при аллергических заболеваниях как десенсибилизирующее средство. • • • • • • II. Натрия тиосульфат №1 Качественный анализ Химические методы Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона натрия и тиосульфата-иона. Выполните эти реакции. В случае затруднений обращайтесь к старшему по группе. Контрольная карточка для учителя. III. Натрия тиосульфат №1 Качественный анализ Химические методы 1Обнаружение иона S2O321Реакция с кислотами. Сильные минеральные кислоты (серная, соляная) выделяют из раствора , содержащего тиосульфат-ион, тиосерную кислоту, которая разлагается на Н2О, SO2, S; раствор мутнеет за счёт осадка серы: S2O32- + 2H+ = H2S2O3 H2S2O3 = SO2 (Г) + S(T) + H2O 1Реакция с солями серебра. Ион серебра образует с тиосульфатом –ионом белый осадок Ag2 S2O3, который чернеет, превращаясь в сульфид серебра: 2Ag + + S2O32- = Ag2 S2O3(т) Ag2 S2O3(т) +Н2О = Ag2S(т) + 2Н+ + SO42- Обучающая игровая карточка №2 управляющего типа для проведения анализа 0,5%-ного раствора новокаина (раствор №2) • • • • • • • • • • • • • • • I. Новокаин №2 Прокаин хлоргидрат, бета-диэтиламиноэтилового эфира n-аминобензойной кислоты гидрохлорид С13Н20N2О3 * НCl. М(С13Н20N2О3 * НCl)= = 272,78 г/моль Н2N--- ----C---О----СН2----СН2-----N---C2H5 II I O C2H5 * HCl Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. На языке вызывает чувство онемения. очень легко растворим в воде, легко растворим в спирте, мало растворим в хлороформе, практически не растворим в эфире. При добавлении к водному раствору новокаина избытка щёлочи выделяется белый маслянистый осадок – основание новокаина. 0,5%-ный водный раствор новокаина - бесцветная прозрачная жидкость. Применяется для внутреннего употребления. Местноанестезирующее средство. II. Новокаин №2 Качественный анализ Химические методы Исходя из наличия в молекуле новокаина азот- и кислородсодержащих функциональных групп и хлорид-иона, обладающих характерными химическими свойствами, укажите, какие качественные реакции могут быть использованы для обнаружения новокаина. Напишите уравнения этих реакций, условия их проведения. Постарайтесь самостоятельно выполнить эти реакции. В случае затруднений обращайтесь к старшему по группе. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • III. Новокаин №2 Качественный анализ Химические методы В состав молекулы новокаина входят первичная ароматическая аминогруппа, сложноэфирная группа, третичная алифатическая аминогруппа, хлорид-ион, обнаружение которых соответствующими качественными реакциями может служить указанием на идентичность исследуемого вещества новокаину. 1. Обнаружение первичной ароматической аминогруппы. Реакия диазотирования и азосочетания. + NaNO2, НСl , NaOH → азокраситель (вишнёво-красное или оранжево-красный осадок). 2. Обнаружение сложноэфирной группы Реакция образования гидроксаматов тяжёлых металлов. + Н2 N—ОН, NaOH → + Сu2+ → меди(II) гироксомат зелёного цвета 3. Обнаружение третичной аминогруппы Реакция осаждения органического основания комплексными кислотами. С раствором Драгендорфа (раствор К[Bi I4] органическое основание, содержащее третичную аминогруппу, образует в кислой среде труднорастворимое соединение бурого или оранжевого цвета. 4. Реакция выделения основания новокаина. При добавлении к водному раствору новокаина щёлочи выделяется белый маслянистый осадок – основание новокаина. 5. Обнаружение хлорид-иона. Реакция с нитратом серебра (I). HNO3 + Cl + Ag === AgCl(т) AgCl (т) + 2NH3* H2O = {Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O Испытание растворимости осадка серебра хлорида в растворе аммиака следует проводить после отделения и промывания осадка водой. в противном случае в аммиачной среде возможно выпадение в осадок основания новокаина. Обучающая игровая карточка №3 управляющего типа для проведения анализа 10%-ного раствора D-глюкозы (раствор №3) • • • • • I.D-глюкоза №3 Декстроза С6Н12О6, М(С6Н12О6) = 180,16 г/моль. Бесцветные кристаллы или белый микрокристаллический порошок без запаха, сладкого вкуса. растворим в воде (1:1,5), плохо –в спирте. Раствор D-глюкозы – бесцветная прозрачная жидкость. 10%-ный раствор D-глюкозы для внутреннего употребления – гипертонический раствор, улучшающий антитоксическую функцию печени, процессы обмена веществ. • II.D-глюкоза №3 • • • Качественный анализ Химические методы Выполните качественные реакции, доказывающие наличие в растворе восстанавливающего сахара. запишите уравнение реакций. В случае затруднений при выполнении реакций обращайтесь к старшему по группе. Можно ли на основании положительных результатов качественных реакций, проведённых вами, сделать вывод о наличии D-глюкозы в анализирующем растворе? • • • • • III. D-глюкоза №3 Качественный анализ Химические методы Доказательство наличия гидроксильных групп (реакция на многоатомные спирты) • + Сu(OH)2 → медь(II) сахарат – хелатный комплекс с Сu (II); раствор голубого цвета. • Окисление в щелочной среде. Глюкоза, как все альдозы, способна восстанавливать в щелочной среде ион серебра, ион меди(II) до металла, расщепляясь при этом и давая смесь продуктов окисления. Обучающая игровая карточка №4 управляющего типа для проведения анализа 1%-ного раствора меди (II) сульфата (раствор №4) – I.Меди (II) сульфат №4 – Меди (II) сульфат пентагидрат (медный купорос) CuSO4* 5H2O. – М(CuSO4* 5H2О) = 249, 68 г/моль. – Синее кристаллы или синий кристаллический порошок без запаха, металлического вкуса. – На воздухе и в сухом месте кристаллы выветриваются и цвет их становится светлее. CuSO4* 5H2O легко растворим в воде (1:3 в холодной и 1:8 в кипящей). – 1%-ный раствор меди сульфата – прозрачная жидкость голубого цвета, используется для внутреннего употребления как рвотное средство. • • • • – II.Меди (II) сульфат №4 Качественный анализ Химические методы Обратите внимание на окраску анализируемого раствора. Предложите качественные реакции для обнаружения иона меди (II) и сульфата-иона. Выполните предложенные вами реакции экспериментально. В случае затруднения обратитесь к старшему по группе. – • Качественный анализ • Химические методы – – – – – – – – – В предварительных испытаниях обращают внимание на голубую окраску раствора, обусловленную аквакомплексами меди (II). Затем проводят реакции обнаружения иона меди (II) и сульфата-иона. 1. Обнаружение иона меди (II). 1.1 Реакции с аммиаком. Аммиак при взаимодействии с ионом меди (II) осаждает основные соли переменного состава сине-зелёного цвета, легко растворимые в избытке реагента. При рН больше 9 образуются амминокомплексы меди интенсивно синего цвета. Сu2+ 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4 ]2+ + 4H2O III.Меди (II) сульфат №4 1.2. Реакция с металлическим железом. Железная проволочка или железные опилки, помещённые в раствор соли меди (II), через несколько минут покрываются красным налётом металлической меди. Сu2+ + Fe (т) = Fe3+ + Cu(т) 2. Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. Сульфат-ион с ионом бария образует белый мелкокристаллический осадок бария сульфата, практически нерастворимый в разбавленных минеральных кислотах.SO4 2- + Ва2+ = =Ba SO4 (т). Обучающая игровая карточка №5 управляющего типа для проведения анализа 2%-ного раствора калия бромида (раствор №5) • • • • • • • • • • • I. Калия бромид №5 KBr, M(KBr) = 119, 002 г/моль. Белый, мелкокристаллический порошок без запаха, солёного вкуса. Ограниченно растворим в воде, мало растворим в этиловом спирте. 2%-ный раствор калия бромида – бесцветная прозрачная жидкость почти нейтральной реакции. Применяется для внутреннего употребления. Успокаивающее средство. II. Калия бромид №5 Качественный анализ Химические методы Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона калия и бромид-иона, отметив микрокристаллоскопические реакции. Укажите условия их проведения. Выполните предложенные вами реакции исходя из имеющихся в лаборатории набора реактивов. II. Калия бромид №5 В случае затруднений обращайтесь к старшему по группе. • III. Калия бромид №5 • Качественный анализ • Химические методы – 1.1 Реакция иона калия с натрия гидротартратом или с винной кислотой. – К+ + НС4Н4О6- = КНС4Н4О6 (т) – 1.2 Реакция бромида-иона с серебра нитратом. – Вr- + Ag+ = AgBr (т) • Реакция окисления бромид-иона. различные окислители (хлорная вода, хлорамин, калия бромат, калия перманганат, калия дихромат и др.) в кислой среде окисляют бромид-ион до свободного брома, который экстрагируется хлороформом, окрашивая его в жёлтый цвет – 2Br- + Cl2 = Br2 + 2 Cl- Обучающая игровая карточка №6 управляющего типа для проведения анализа 25%-ного раствора магния сульфата (раствор №6) • I. Магния сульфат №6 • Магния сульфат гептагидрат MgSO4 * 7H2O. М(MgSO4 * 7H2O)= 246,47 г/моль. – Бесцветные призматические кристаллы, выветривающиеся на воздухе, хорошо растворяются в воде, плохо – в этиловом спирте. – 25%-ный водный раствор магния сульфата – бесцветная прозрачная жидкость горько-синего вкуса; применяется как противосудоржное и спазмолитическое средство. • • • II. Магния сульфат №6 Качественный анализ Химические методы – Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона Mg2+ и сульфата-иона. Выполните эти реакции. В случае затруднения обращайтесь к старшему по группе. • • • III. Магния сульфат №6 Качественный анализ Химические методы – Обнаружение иона магния. – Реакция с натрий гидрофосфатом. Натрий гидрофосфат в присутствии солей аммония и аммиака (рН9) образует с катионами магния белый кристаллический осадок аммоний-магний фосфата, растворимый в уксусной кислоте: – Mg2+ + HPO42- + NH3 = NH4 MgPO4 (т) – Реакцию желательно провести микрокристаллоскопическим способом, рассмотреть под микроскопом форму и цвет кристаллов NH4 MgPO4 * 6Н2О. – Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. Сульфат-ион с ионом бария образует белый мелкокристаллический осадок бария сульфата, практически нерастворимый в разбавленных минеральных кислотах. – SO4 2- + Ва2+ = Ba SO4 (т). И на последок… Мои пожелания участникам конкурса! Душою красивы и очень добры, Талантом сильны Вы и сердцем щедры. Все Ваши идеи, мечты о прекрасном, Уроки, затеи не будут напрасны! Вы к детям дорогу сумели найти, Пусть ждут Вас успехи на этом пути! Помните Учитель всегда на первом месте!