Skābes, bāzes un sāļi (E.Lesiņa)

2. Ievads

Skābes, bāzes un sāļi

Skābes, bāzes un sāļi ir vielas, ar kurām ikdienā sastopas ikviens. Tie dabā sastopami ūdenī, ietilpst daudzu iežu sastāvā, arī dzīvajos organismos ir skābju un sāļu šķīdumi. Elektrolītiskās disociācijas procesi un jonu apmaiņas reakcijas dabā norisinās, ūdenī izšķīstot dažādiem sāļiem, ūdenī nonākot sadzīves un ražošanas notekūdeņiem, lauksaimnieciskās ražošanas piesārņojumam (minerālmēslojumam, augu aizsardzības līdzekļiem). Ikdienā sastopamies ar dažādiem dzērieniem, sadzīves ķīmijas šķīdumiem, ārstniecībā un kosmētikā lietojamiem šķīdumiem, kuriem ir dažāds sastāvs un vides pH. Ķīmiskā rūpniecība nav iedomājama bez sērskābes, sālsskābes un slāpekļskābes. Ikdienā cilvēks bieži sastopas ar skābju, bāzu un sāļu pārvērtībām (gatavojot ēdienu, izmantojot sadzīves vielas u.c). Šajā tematā audzēkņi izzina daudzus ikdienā aktuālus un praktiski nozīmīgus jautājumus.

Skābes, bāzes un sāļi ir vieni no svarīgākajiem tematiem gan pamatskolā, gan vidusskolā (skat. datorprezentāciju "Skābes, bāzes un sāļi"). Vidusskolas kursā tie atsevišķi nav izdalīti, bet iekļauti vispārīgās, neorganiskās un organiskās ķīmijas kursā. Vispārīgās ķīmijas temati „Elektrolītiskā disociācija” un „Elektrolītu reakcijas šķīdumos” balstās uz padziļinātu izpratni par bāzēm, skābēm un sāļiem. Mācot šos tematus, paralēli tiek runāts arī par indikatoriem, kuri parāda šķīdumu vides pH.

Apgūstot tematus par elektrolītisko disociāciju un elektrolītu reakcijām šķīdumos, audzēkņi apgūst jaunus jēdzienus: elektrolīti un neelektrolīti, elektrolītiskā disociācija, disociācijas pakāpe, vides pH, sāļu hidrolīze.

Apgūstot vielu šķīšanas procesu var izmantot materiālus no interneta vietnes http://www.chemie-interaktiv.net/flashfilme.htm#salz_wasser_lettisch.

Lai varētu labāk izprast, kas ir elektrolīti un neelektrolīti, var izmantot demonstrējumu „Vielu elektrovadītspēja”. Vērojot šo demonstrējumu, audzēkņi iepazīstas ar labi pazīstamu vielu, vielu šķīdumu un vielu maisījumu elektrovadītspēju. Audzēkņiem tiek piedāvātas darba lapas, kurās tiek ierakstīti novērojumi, secinājumi un izpildīti uzdevumi. Skolotājs pats var mainīt izmantojamās vielas atkarībā no audzēkņu specialitātes un skolas materiālajām iespējam. Ar daudzu vielu aprakstu, kuras var nopirkt veikalos un aptiekās, var iepazīties materiālā „Nepieciešamo ikdienas vielu iegādes iespēja”. Elektrovadītspējas noteikšanas iekārta un atsevišķu vielu elektrovadītspēja ir redzama attēlos "Vielu_elektrovadītspēja”, kurus var izmantot demonstrējumā.

Lai veicinātu izpratni par pH jēdzienu, var izmantot demonstrējumu „pH vērtības noteikšana dažādu vielu šķīdumos”. Vērojot šo demonstrējumu, audzēkņi atkārto un nostiprina zināšanas par indikatoru krāsas maiņu atkarībā no vides pH. Ja audzēkņiem nav nepieciešams atkārtot krāsas, tad var izmantot tikai universālindikatora papīrīti, ar kuru nosaka vides pH konkrētā šķīdumā vai vielu maisījumā. Ieteicams izmantot arī sarkano kāpostu indikatoru, lai audzēkņi atcerētos, ka indikatori ir ne tikai laboratorijā, bet sastopami arī dabā. Sarkano kāpostu indikatora pagatavošanas apraksts ir pievienots materiāliem " Sarkano kāpostu indikatora pagatavošana". Kā atsevišķu vielu iedarbībā krāsojas universālindikatora papīrīši parādīts „pH vērtības noteikšana…”. Šos attēlus var izmantot demonstrējumā. Šis temats ir ļoti nozīmīgs, jo vides pH ietekmē procesus cilvēka organismā, dabā un ražošanā. Jēdziena „Vides pH” izpratne ļaus audzēkņiem saprast informāciju masu mēdiju reklāmās un lasot informāciju presē (gan frizieriem, gan skaistumkopšanas speciālistiem, gan pavāriem, gan tehnisko specialitāšu pārstāvjiem). Lai audzēkņi to varētu labāk izprast, ieteicams veikt pētnieciskos darbus „Skābju iedarbība uz mājsaimniecības produktiem” (aktuāls pavāriem) un „Šampūnu sastāvdaļas, to nozīme” (aktuāls frizieriem). Veicot šādus darbus, audzēkņi attīsta un pilnveido pētnieciskās darbības prasmes: hipotēzes formulēšanu, darba gaitas plānošanu, laboratorijas trauku un piederumu pielietošanu, pareizu, drošu un videi nekaitīgu metožu izvēli, eksperimentu veikšanu un novērošanu, iegūto datu apstrādi un analīzi, secinājumu formulēšanu atbilstoši izvirzītajai hipotēzei un uzdevumiem. Tiek attīstītas un pilnveidotas sadarbības prasmes un māksla prezentēt savu darbu.

Vidusskolas kursā audzēkņi apgūst prasmi rakstīt jonu un saīsinātos jonu vienādojumus, izmantojot vielu šķīdības tabulu, mācās prognozēt iespējamās apmaiņas reakcijas pēc saīsinātajiem jonu vienādojumiem. Šīs prasmes palīdzēs attīstīt pētnieciskais darbs „Vannošanās un burbuļošana kopā ar ķīmiju”. Šis darbs praktiski parāda elektrolītiskās disociācijas nozīmi, kur ar to var saskarties ikdienā. Šis darbs ieteicams viesnīcu servisa, SPA un skaistumkopšanas speciālistiem. Darbs ļoti labi parāda, ka skābes un sāļi savstarpēji reaģē tikai tad, kad vielas ir disociējušas jonos (ūdenī), bet sausā vidē (starp kristāliskām vielām) reakcija nenotiek.

Audzēkņi mācās analizēt un izvērtēt informāciju, kas ir saistīta ar skābju, bāzu un sāļu ķīmiskajām īpašībām, ar darba drošības noteikumu ievērošanu ikdienā rīkojoties ar šīm vielām.

Ķīmiskās reakcijas nepārtraukti notiek ap mums. Tās ir gan pozitīvas, gan arī var izraisīt nevēlamas sekas. Audzēkņi vidusskolas kursā mācās novērtēt un izanalizēt cilvēka darbības ietekmi uz apkārtējo vidi. Ir ieteicams vienkāršs, bez sarežģītām iekārtām veicams projekts par skābo lietu veidošanos. Veicot šo projektu, tiek aktualizētas vides problēmas, kuras rodas cilvēka darbības vai dabas katastrofu rezultātā.

Tematā apgūto zināšanu nostiprināšanai un izpratnes veidošanai var izmantot dažādas grūtības uzdevumu piemērus.

Iesākot tematu, nepieciešams atkārtot pamatskolā iegūtās zināšanas: vielu iedalījums, vielu ķīmiskās formulas, nosaukumi, reakcijas vienādojumu sastādīšana, skābju, bāzu un sāļu ķīmiskās īpašības un praktiskā nozīme, pēc tam ieteicams demonstrēt datorprezentāciju „Elektrolītiskā disociācija ”.

Tā kā skābes, bāzes un sāļi ir vielas, ar kurām cilvēki regulāri sastopas ikdienā, demonstrējumiem un audzēkņu laboratorijas darbiem pēc iespējas biežāk ieteicams izmantot ikdienā labi pazīstamas vielas, kas audzēkņiem palīdzēs saskatīt saikni starp mācību priekšmetu un reālo dzīvi. Šādas vielas var viegli pielāgot audzēkņu apgūstamajām profesijām (piemēram, pavāriem – etiķskābe, citronskābe, dzeramā soda, vāramais sāls, atkaļķošanas līdzekļi; viesnīcu servisa darbiniekiem – tīrīšanas līdzekļi; lauksaimniecības darbiniekiem – minerālmēsli; frizieriem – šampūni u.c.).

Šī temata izpratnes veicināšanai tiek piedāvāti demonstrējumi un pētnieciskie darbi, kurus ir iespējams veikt gan mācību stundu laikā, gan patstāvīgi brīvajā laikā un tikai pēc tam prezentēt šos darbus pārējiem audzēkņiem, tā veicinot interesi un izpratni par ķīmiju. Mācību vielas nostiprināšanai un apgūšanai tiek piedāvāti dažādas grūtības pakāpes uzdevumu piemēri, kurus var pielāgot audzēkņu spējām un atbilstoši viņu apgūstamajai profesijai.

Patstāvīgajos darbos ir piedāvāti daži situāciju apraksti, ko skolotājs, pēc saviem ieskatiem un nepieciešamības, var dažādot.

Tematu „Elektrolītiskā disociācija” un „Reakcijas elektrolītu šķīdumos” tematiskā plāna piemērs (MK noteikumi nr.715., izmantots mācību priekšmeta programmas paraugs, ISEC, 2008):

Nr.p.k.	Stundas temats	Piedāvātais materiāls
1.	Atkārtojums par skābēm, bāzēm un sāļiem.
2.	Elektrolītiskās disociācijas jēdziens. Vielu šķīšana. Skābju, bāzu un sāļu disociācija.	Prezentācija „Elektrolītiskā disociācija.”
3.	Elektrolīti un neelektrolīti.	DD „Vielu elektrovadītspēja” VM „Vielu elektrovadītspēja”
4.	Vides pH. Dabīgie skābju un bāzu indikatori.	DD „pH vērtības noteikšana dažādu vielu šķīdumos” Projekta darbs „ Lietus pH” Pētniecisks darbs „Šampūnu sastāvdaļas, to nozīme”
5.	Pētnieciskais darbs „Vannošanās un burbuļošana kopā ar ķīmiju”	PD ”Vannošanās un burbuļošana kopā ar ķīmiju”

Izmantotā literatūra:

Freienberg J., Flint A. Chemie fürs Leben am Beispiel von Zitronensaft und „Rohrfrei“ I
http://www.chemie1.uni-rostock.de/didaktik/pdf/Zitronensaft%20und%20Rohrfrei%20I.pdf