专业名称
| 化学工程系
| 课程名称
| 《工业分析技术》
|
姓名
| 朱小莉
| QQ
| 994894943@qq.com
|
联系电话
| 18297051406
| 授课班级
| 17级工业分析技术（五年一贯）
|
课时
| 4
| 班级人数
| 43人
|
一、案例背景
《工业分析技术》课程是一门实践性很强、与现代工业企业紧密联系的专业课。《水质分析技术》是《工业分析技术》课程的重要内容，今后作为一名检验员的基本技能，它能激发学生的学习兴趣，最主要的是能把学校学到的技能运用到企业中，掌握一门实实在在的技术。
项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动。在教学活动中，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生。在教师的指导下，以个人或小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制定计划、共同或分工完成整个项目。项目教学法把理论教学与实际教学有机结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生分析问题和解决实际问题的能力。本章节《水质分析技术》就采取了项目化教学法，力求将理论教学与实践教学有机地结合起来。
二、确定项目
《水质分析技术》中重点是对工业用水分析，水是人类生活和动植物生长不可少的物质，在工业生产中，水往往也是不可缺少的原料或辅助原材料。学生对工业用水分析项目也是非常感兴趣的。
本案例任务是：水的PH测定：玻璃电极法
三、项目分析
高职学生有底子薄，基础差，动手能力强的特点，项目实施从“低起点”入手，首先选择简单易做的项目活动，初步学会水硬度的测定，提高学生的兴趣，也为之后的学习打下基础。
四、项目实施
（一）、课时建议；4课时
（二）、教学过程：
【导入】(3min)【提问】溶液的酸碱性判断有几种方法？
【回答】PH试纸（粗略）
指示剂（大概PH值得区间）
PH计（能精确到小数点后三位）
【引入】PH计的使用：玻璃电极法
【课前任务布置】1、师生共同准备知识：PH计又叫酸度计，主要用于精密测量液体介质的酸碱度。PH值是溶液中氢离子活度的一种标度。PH=-lg{H+}。
2、以2人（优代差）为一小组，网上、图书馆查阅资料，制作简单易懂的PPT，PPT的内容为实验目的、实验原理、实验仪器和试剂、实验步骤（PH计的使用）、数据处理、注意事项、制作PPT体会。
【创设情境】(30min)请小组成员积极参加讲述自己的设计过程？为什么这么设计？原理是什么？依据是什么？一个小组在讲时，其余人员要给与一个评价，整个过程中会多叫几个小组回答，并将没有说完的进行补充，老师最终也给与一个相应的打分，鼓励再接再厉。
【补充】如果学生PPT做得好，就用学生的，给学生自信，如果学生做的差，教师将用自己的PPT
【学生整理的内容】【实验步骤】
一、标准缓冲溶液（简称标准溶液）的配制方法
【要求】配制标准溶液所用的蒸馏水应符合下列要求：煮沸并冷却、电导率小于2×10-6S/cm的蒸馏水，其pH以6.7～7.3之间为宜。测量pH时，按水样呈酸性，中性和碱性三种可能，常配制以下三种标准溶液：
（1）、pH标准溶液用（pH4.008 25℃）
称取先在110～130℃干燥2～3小时的邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）10.12克，溶于水并在容量瓶中稀释至1升。
（2）、pH标准溶浓乙（pH6.865 25℃）
分别称取先在110～130℃干燥2～3小时的磷酸二氢钾（KH2PO4）3.388克和磷酸氢二钠（Na2HPO4）3.533克，溶于水并在容量瓶中稀释至1升。
（3）、pH标准溶液丙（pH9.180 25℃）
为了使晶体具有一定的组成，应称取与饱和溴化钠（或氯化钠加蔗糖溶浓（室温）共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂（Na2B4O7.10H2O）3.80g，溶于水并在容量瓶中稀释1L。
【要求】当被测样品pH值过高或过低时，应参考表1配制与其pH值相近似的标淮溶液校正仪器。
表1 pH标准溶液的制备*
标准溶液/mol.kg-1
| 25℃的pH
| 每1000ml25℃水溶液
所需药品重量
|
基本标准
酒石酸氢钾（25℃饱和）
0.05柠檬酸二氢钾
0.05邻苯二甲酸氢钾
0.025磷酸二氢钾+
0.025磷酸氢二钠
0.008695磷酸二氢钾+
0.03043磷酸氢二钠
0.01硼砂
0.025碳酸氢钠+
0.025碳酸钠
辅助标准
0.05四草酸钾
氢氧化钙（25℃饱和）
|
3.557
3.776
4.028
6.865
7.413
9.180
10.012
1.679
12.454
|
6.4g KHC4H4O8
11.4g KH2C6H5o7
10.1g KHC8H4o4
3.388g KH2Po4+
3.533g Na2HPO4
1.179g KH2PO4
4.392g Na2HPO4
3.80g Na2B4O7 lOH4o
2.092g NaHCO3+
2.640g Na3CO3
12.61g KH2C4O82H2O
1.5gCa(OH)2
|
表2五种标准溶液的pH（S）值*
T/C
| 酒石酸氢钾（25℃饱和）
| 邻苯二甲酸氢钾，m=0.05nolkg－1
| 磷酸二氢钾，m=0.025molkg—1
| 磷酸氢二钠m=0.025molkg－l
磷酸二氢钾m=0.008695molkg－1
磷酸氢二钠，m＝0.03043molkg-1
| 硼砂，m＝0.01molkg-1
|
0
5
10
15
20
25
30
35
38
40
45
50
55
60
70
80
90
95
|
3.557
3.552
3.548
3.548
3.547
3.547
3.542
3.554
3.560
3.580
3.609
3.650
3.674
| 4.003
3.999
3.998
3.999
4.002
4.008
4.015
4.024
4.030
4.035
4.047
4.060
4.075
4.091
4.126
4.164
4.205
4.227
| 6.984
6.951
6.923
6.900
6.881
6.865
6.853
6.844
6.840
6.838
6.834
6.833
6.834
6.836
6.845
6.859
6.877
6.886
| 7.534
7.500
7.472
7.448
7.429
7.413
7.400
7.389
7.384
7.380
7.373
7.367
| 9.464
9.395
9.332
9.276
9.225
9.180
9.139
9.102
9.081
9.068
9.038
9.011
8.985
8.962
8.921
8.885
8.850
8.833
|
这里m表示溶质的质量摩尔浓度，溶剂是水。
二、酸度计的使用(10min)
1、仪器校准：操作程序按仪器使用说明书进行。先将水样与标准溶液调到同一温度，记录测定温度，并将仪器温渡补偿旋纽调至该温度上。
用标准溶液校正仪器，该标准溶液与水样pH相差不超过2个pH单位。从标准溶液中取出电极，彻底冲洗并用滤纸吸干。再将电极浸入第二个标准溶液中，其pH大约与第一个标准溶液相差3个pH单位，如果仪器响应的示值与第二个标准溶液的pH（S）值之差大于0.1pH单位，就要检查仪器、电极或标准溶液是否存在问题。当三者均正常时，方可用于测定样品。
2、样品测定
测定样品时，先用蒸馏水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入样品中，小心摇动或进行搅拌使其均匀，静置，待读数稳定时记下pH值。
【注意事项】(5min)
1、玻璃电极在使用前先放入蒸馏水中浸泡24小时以上。
2、测定pH时，玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中，并使其稍高于甘汞电极的陶瓷芯端，以免搅拌时碰杯。
3、必须注意玻璃电极的内电极与球泡之间甘汞电极的内电极和陶瓷芯之间不得有气泡，以防断路。
4、甘汞电极中的饱和氯化钾溶液的液面必须高出汞体，在室温下应有少许氯化钾晶体存在，以保证氯化钾溶液的饱和，但须注意氯化钾晶体不可过多，以防止堵塞与被测熔液的通路。
5、测定pH时，为减少空气和水样中二氧化碳的溶入或、挥发，在测水样之前，不应提前打开水样瓶。
6、玻璃电极表面受到污染时，需进行处理。如果系附着无机盐结垢，可用温稀盐酸溶解；对钙镁等难溶性结垢，可用EDTA二钠溶液溶解，沾有油污时，可用丙酮清洗。电极按上述方法处理后，应在蒸馏水中浸泡一昼夜再使用。注意忌用无水乙醇、脱水性洗涤剂处理电极。
【具体实验】（120min）以分好的2人为一组，将我提前配好的五种未知样进行测定，再通过原理中的能斯特公式将PH计算出来进行对比。
【作业布置】实验报告
五、教学体会：
应用项目教学法进行《水质分析技术》教学后，学生自己动手做实验，在学生看来这样会有成就感，本次项目化教学有以下收获：
1、通过实践教学，学生动手操作的能力大大的提高。
2、学生反映在学校能够比以前学到更多实用的知识。
3、学生们上课积极性有了很大的提高。
