宋心琦
摘要:分析了溶液酸堿性的檢驗和酸堿的化學性質實驗體系的特點,并提出了具體的教學建議。認為通過實驗可以幫助學生體會到科學技術的發(fā)展,認識到在相同條件下對客觀事物的描述不應因地和因人而異的科學嚴謹性。
關鍵詞:溶液酸堿性;酸堿的化學性質;實驗教學
文章編號:1005-6629(2013)5-0003-02 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
也許和化學始于人們在對最鄰近或最關注的物質進行識別和應用時,經常用直接感知到的顏色、氣味、硬度等方面的信息作為物質的物理性質來描述有關,這個傳統(tǒng)至今仍然見之于化學文獻和教材之中。雖然人們的感官對同一客觀事物的感受大體相同,但是這類描述存在著因個體之間存在差別帶來的不確定性卻是不可諱言的事實。對事物的定性描述往往會出現因人而異的情況,這是實驗者對觀察結果的描述帶有主觀性的原因,因而缺乏科學實驗結論所要求的科學嚴謹性。故而設定客觀標準,規(guī)范測試方法等措施,便成了科學技術發(fā)展過程中必不可少的基礎工作。pH概念的提出和標準測試方法的確定,就屬于這類工作。自此溶液的酸堿性的測定結果,不再受到實驗者的主觀差異的影響。所以在進行這項實驗時,不應當把實驗的目的僅僅局限于學會使用pH試紙和通過實驗對測定對象-的酸堿性留下大致的印象。從主觀地感知到客觀地測定,不僅應當看成是一個由定性轉變?yōu)槎康倪^程,應該幫助學生體會到這是科學技術發(fā)展本身的需要,在相同條件下對客觀事物的描述不應因地和因人而異,是科學嚴謹性的體現。故而溶液酸堿性測定實驗可以作為情感態(tài)度價值觀教育的素材之一。
pH試紙的出現,有兩個前提條件。一個是pH概念和pH標準的確定,另一個是化學家發(fā)現自然界存在著能夠通過變色顯示溶液酸堿性的物質,并由此合成了大量變色范圍確定、靈敏度較高的化學物質,即化學指示劑。單一指示劑如酚酞、甲基橙等的應用,只能局限于某個pH范圍。為了提供一種使用方便,能夠適應廣范圍pH測定的需要,促成了由多種指示劑混合而成的廣范圍pH指示劑和廣范圍pH試紙的問世。這里體現了在混合物中,各組分的化學性質雖然保持不變,但是混合物卻有了單一組分所不具有的新性質的特點。它有助于初學者進一步認識到機械混合也可以獲得單一組分所不具有的新性質(這是人們在對物質進行改性時最常用的方案)。通過列舉和交流生活中熟悉的混合物體系(包括各種復方藥劑、食品、飲料、建材、涂料、煙花等)有助于進一步認識混合物和純凈物的差別和關系。
1
關于檢驗溶液酸堿性實驗的建議
(1)實驗體系的特點:這個實驗的目的有兩個方面,一個是學習pH概念和學會使用pH試紙。另一個是通過對大量實驗對象的測定,對它們在水中表現出來的酸堿性有所了解。為此課標鼓勵盡可能選擇與環(huán)境和實際生活密切相關的對象(如雨水、自來水、淘米水、發(fā)酵后的或酸敗后的食物、唾液、汗液、洗發(fā)水等等)作為實驗的試樣。可以由學生自主選定后,分組進行,并整合為一項探究性活動。
(2)作為探究性活動,必須確定探究目標、探究方法和取樣方法。要保持足夠的樣本數和學會簡單的數據處理方法(利用計算器就可以完成)。
(3)雖然pH測定是一項極其簡單的操作,由于實驗對象的復雜多樣,實際上隱含著不安全因素,教師應當密切關注學生的實驗方案,及時提醒學生采取必要的安全措施。
(4)這個實驗對象較多,但是內容卻偏少。建議和酸、堿的化學性質的實驗合并,以保證探究酸、堿的化學性質的實驗有比較充裕的時間。
2關于探究酸、堿化學性質的實驗的建議
(1)實驗體系的特點:這是以探究某種酸或堿的主要化學性質為目標的一類實驗,也是和傳統(tǒng)中學化學實驗基本相同的一類實驗。溶液酸堿性檢驗實驗對象基本上都是呈酸性或堿性的稀溶液,這個實驗用到的酸和堿雖然也是酸堿的稀溶液,但是為了探究它們的化學性質,順利地觀察到它們的化學變化和主要產物,不僅要用化學試劑進行實驗,而且所用試劑的濃度大都超出了用pH試紙測定的范圍。無必要進行逐個pH測定。應當以某些金屬及其氧化物為實驗對象,著重探究酸和堿的化學性質。如果選擇的探究對象較多,做起來會比較費時(需要多次重復洗滌試管,選取試樣、加入酸或堿溶液、振蕩或加熱、觀察并記錄等)。和溶液酸堿性檢驗實驗合并后在時間上可以充裕些。
(2)為了形成對照,實驗探究對象最好相同或大致相同。即用來和每種酸或堿作用的物質基本相同。這種做法容易對所用酸或堿的化學性質形成比較深刻的印象。
(3)如果條件許可,建議允許學生選擇一些日常物品,如紙張、棉布、化纖織物、木屑、塑料等物,觀察它們在酸或堿液作用下的變化,這個實驗可以利用點滴板來進行。還可以對有明顯侵蝕作用的試樣,探究酸堿濃度的影響。以強化濃度可以影響物質化學性質的認識。用以擴展對常用酸堿的了解,有助于提高在使用酸堿時的安全意識。
(4)作為化學試劑的酸和堿,大都具有較強的腐蝕性,亦即存在潛在的不安全隱患。建議對于在評價這類實驗時,把安全意識和措施作為一個重要內容。
3 其他
初中化學的酸堿鹽教學中,一般只注意酸和堿,鹽則以介紹組成特點和化學式寫法為主,顯得平淡而無味。其實鹽在化學中和生活生產中都非常重要。對化學視野的形成很有幫助。
作為酸和金屬的反應產物以及酸堿中和的產物(此外,還有金屬和鹽之間置換反應產物等),鹽的種類將遠遠超過酸和堿。僅就中和反應而言,由n種酸和m種堿生成的鹽理論上至少可以達到n×m種,如果包括酸式鹽和堿式鹽,數目就更多了。所以化合物中,鹽的數量遠遠超過酸和堿。例如工業(yè)上普遍應用的酸和堿的種類屈指可數,而鹽類則不可勝數。
以外,鹽通常比酸或堿穩(wěn)定,大多數可以晶體形式存在。易于提純,也便于儲存、運輸和計量。這是藥劑、食品添加劑等商品經常采取鹽的形式的原因之一。