ANALIZA INSTRUMENTALA

ANALIZA INSTRUMENTALA

Nota introductiva

Modulul 4 ,, ANALIZA INSTRUMENTALA" face parte din curriculumul pentru pregatire de baza in domeniul ,,Chimie industriala" nivelul trei de calificare, clasa a XIII-a.

Prin programul de la nivelul trei elevii vor dobandi abilitati, cunostinte, care le vor permite sa continue pregatirea prin studii postliceale si universitare, iar unii dintre acestia ar putea alege sa isi gaseasca un loc de munca in calificarea de tehnician. Noii angajati vor putea desfasura sarcini non-rutiniere sub supravegherea inginerului si prin colaborare in cadrul echipei de lucru.

Curriculumul este construit pe baza Standardului de Pregatire Profesionala, validat de juriul de validare constituit de reprezentanti ai angajatorilor din ramura si ai educatiei.

Curriculumul pentru clasa a XIII-a este construit pe baza unitatilor, reprezentand pregatirea generala pentru calificarea 

Tehnician in chimie industriala

Transformarea materiilor prime in produse finite necesita mai multe operatii (faze distincte) succesive, paralele sau ciclice de natura mecanica, fizica, chimica sau combinata. Toate acestea presupun un control riguros al calitatii productiei prin analiza chimica si fizico-chimica a materiilor prime si produsilor finiti.

Modul de citire si interpretare a programei scolare porneste de la corelarea continuturilor cu Standardul de Pregatire Profesionala. Prin parcurgerea programei scolare se asigura dobindirea competentelor descrise in Standardele de Pregatire Profesionala, documente care stau la baza Sistemului National al Calificarilor Profesionale. Programa scolara se va utiliza impreuna cu Standardul de Pregatire Profesionala specific calificarii.

Modulul 4,,ANALIZA INSTRUMENTALA " cuprinde Unitatea tehnica generala ,,ANALIZA INSTRUMENTALA "

Prin insusirea modulului mentionat, elevul va dobandi abilitati de:

. descriere a metodelor de analiza instrumentala folosite in industria chimica;

. efectuare a analizelor;

. calcularea si interpretarea rezultatelor analizelor.

Locul modulului in cadrul planului de invatamant, lista cu rezultatele invatarii care apartin modulului

Modulul 4 ,,ANALIZA INSTRUMENTALA " face parte din cadrul Pregatirii tehnice generale si se parcurge in clasa a XIII-a

Lista cu rezultatele invatarii

Descrie metode de analiza instrumentala folosite in industria chimica

Efectueaza analize chimice folosind metode instrumentale

Efectueaza calcule in urma determinarilor de laborator

Interpreteaza rezultatele analizelor instrumentale

I.           Tabelul de corelare intre rezultatele invatarii si continuturi

Sugestii metodologice

Conform planului de invatamant

Modulul se desfasoara in ......

Modulul 4 ANALIZA INSTRUMENTALA este constituit din ore de laborator tehnologic si vor fi predate de catre ingineri, cate . ore /saptamana timp de ... saptamani,

Exersarea abilitatilor cheie se va realiza ori de cate ori este posibil pe parcursul instruirii, cand continuturile si activitatile de invatare o permit.

4.1. Corelatiile intre rezultatele invatarii si continuturi

Pentru parcurgerea Continuturilor se sugereaza urmatoarea ordine cronologica:

Obiectul analizei instrumentale

Analize electrochimice

2.1. Electrogravimetria. Dozarea electrogravimetrica a Cu²⁺ ,

2.2. Conductometria. Titrarea conductometrica a acizilor si bazelor,

2.3. Potentiometria. Titrarea pH-metrica a acizilor tari si bazelor tari

Analize optice

3.1. Colorimetria. Determinarea colorimetrica a concentratiei solutiilor colorate ( de Cu²⁺)

3.2. Spectrofotometria. Determinarea spectrofotometrica a concentratiei solutiilor colorate (de Cu²⁺ , KMnO₄)

3.3. Refractometria. Determinarea refractometrica a concentratiilor solutiilor de alcooli

Analize cromatografice

4.1. Cromatografia pe hartie

4.2. Cromatografia pe coloana

4.3. Cromatografia pe strat subtire

4.4. Cromatografia de lichide

4.5. Cromatografia de gaze

Profesorii au libertatea de a decide asupra numarului de ore alocat fiecarei teme in functie de: dificultatea temei, volumul si nivelul de cunostinte anterioare ale elevilor, dotarea cu material didactic, ritmul de intelegere si asimilare a cunostintelor si formarea deprinderilor pentru membrii grupului de elevi instruiti.

Exemple de activitati de invatare:

Rezultatele invatarii 1.: Descrie metode de analiza instrumentala folosite in industria chimica

• Exercitii de identificare a aparaturii de laborator pentru efectuarea analizelor
• Explicatii oferite elevului
• Descrierea principiului fiecarei metode de analiza
• Discutii privind factorii care influenteaza analizele
• Exercitii de scriere a relatiilor matematice a legilor ce stau la baza analizelor, ecuatiilor reactiilor chimice ce au loc in cazul analizelor
• Exercitii de definire a metodelor de analiza, identificare a unitatilor de masura

Rezultatele invatarii 2. Efectueaza analize chimice folosind metode instrumentale

• Exercitii de identificare a aparaturii de laborator
• Exercitii de pregatire a aparaturii de laborator
• Explicatii oferite elevului
• Descrierea functionarii aparaturii si instalatiilor
• Lucrari practice de dozare a substantelor
• Lucrari practice de analize electrochimice - dozarea electrogravimetrica a Cu²⁺ , titrarea conductometrica a acizilor si bazelor, titrarea pH-metrica a acizilor tari si bazelor tari
• Lucrari practice de analize optice - determinarea colorimetrica a concentratiei solutiilor colorate de Cu²⁺ determinarea spectrofotometrica a concentratiei solutiilor colorate de Cu²⁺ sau KMnO₄ , determinarea refractometrica a concentratiilor solutiilor de alcooli
• Lucrari practice de cromatografie - identificarea unui amestec de ioni sau substante organice prin cromatografie

Rezultatele invatarii 3. Efectueaza calcule in urma determinarilor de laborator

• Exercitii de colectare de date experimentale, inregistrarea lor, prelucrarea datelor, intocmirea de grafice
• Exercitii de aplicare a algoritmilor de calcul pentru determinarea concentratiei probei de analizat
• Exercitii de aplicare a algoritmilor de calcul pentru calculul erorilor
• Exercitii pentru completare de documente de analiza (buletine, certificate de calitate, documente de insotire)
• Exercitii de intocmire a referatului care prezinta rezultatele analizei

Rezultatele invatarii 4. Interpreteaza rezultatele analizelor instrumentale

• Discutii pe tema cauzelor care pot duce la erori
• Exercitii de comparare a rezultatelor obtinute cu cele din normative
• Exercitii de interpretare a rezultatelor analizelor

4.2. Sugestii cu privire la procesul si metodele de predare/invatare

Se vor promova metode de predare-invatare activ-participative, care duc la rezolvarea problemei pusa in discutie.

Strategiile de predare presupun alegerea metodei in functie de obiectivele propuse: discutia in grup, dezbaterea in grup, jocul de rol, brainstorming-ul, problematizarea, studiul de caz, invatarea prin cooperare (mozaicul), efectuarea de experimente, observatia individuala,      vizite.

In cadrul modulului se exerseaza si abilitati cheie precum: comunicare, igiena si securitatea muncii, gandirea critica, lucrul in echipa.

Procesul de predare-invatare se desfasoara prin ore de laborator tehnologic, utilizand fise de lucru, fise de observatie precum si metodele prezentate mai sus.

Instruirea se va realiza in laboratoare tehnologice cu o buna dotare materiala:

Echipamente de laborator: balante, sticlarie, cleme, stative, bec de gaz, site , trepied, agitator magnetic, conductometru, potentiometru-pH-metru, electrozi, celule de electroliza, spectrofotometru, refractometru, truse de cromatografie

Pentru realizarea orelor de laborator tehnologic se pot efectua urmatoarele lucrari:

Dozarea electrogravimetrica a Cu²⁺

Titrarea conductometrica

Titrarea pH-metrica acido-bazica

Dozarea colorimetrica a unor solutii de substante colorate (de ex Cu²⁺)

Dozarea spectrofotometrica a solutiilor colorate(de ex Cu²⁺ sau KMnO₄)

Determinarea refractometrica a concentratiei unei solutii de alcool etilic

Separarea cromatografica a unor amestecuri de ioni

Separarea cromatografica a unor amestecuri de aminoacizi

Sugestii cu privire la evaluare

Trebuie sa fie, corelata cu Standardul de Pregatire Profesionala.

Pe parcursul modulului se realizeaza evaluare formativa si evaluare sumativa la incheierea parcurgerii modulului. Aceasta presupune evaluarea tuturor rezultatelor invatarii din Lista cu rezultatele invatarii pentru modul.

Procesul de evaluare consta in generarea si colectarea probelor care atesta performanta unui elev si in evaluarea acestor probe in comparatie cu criteriile definite.

Evaluarea implica observarea, evaluarea produsului si chestionarea. Toate metodele de evaluare se incadreaza in una sau mai multe din aceste categorii.

Observarea inseamna observarea elevului in timp ce el sau ea efectueaza o activitate (fie ea reala sau simulata).

Evaluarea produsului inseamna sa te uiti la ceva facut sau produs de elev dupa ce activitatea a fost incheiata.

Chestionarea inseamna punerea de intrebari elevului, la care se poate raspunde fie verbal fie in scris. Intrebarile pot sa fie legate de activitatile descrise in rezultatele unitatii (pentru a verifica daca elevul intelege de ce au fost efectuate activitatile), sau pot sa testeze capacitatea elevului de a lucra in alte contexte precizate. Chestionarea e de asemenea un mijloc important de stabilire a dovezilor despre cunostintele de baza si despre intelegerea elevului.

Instrumentele de evaluare folosite pot fi:

a)      Instrumente de evaluare care le cer elevilor sa aleaga raspunsurile corecte

Pentru fiecare dintre aceste metode, elevul alege raspunsul corect in loc sa produca un raspuns individual.

Exemple:

intrebari de tip adevarat-fals

intrebari afirmativ -logice

intrebari cu raspunsuri multiple

potrivire intrebare-raspuns

intrebari      de tip grila

intrebari de tip pereche

b)      Instrumente de evaluare care le cer elevilor sa produca raspunsuri.

Pentru fiecare dintre aceste metode, elevul trebuie sa vina cu raspuns individual (un raspuns la o intrebare, sa creeze un raport, sa conduca o investigatie sau sa duca la bun sfasit o sarcina practica). Exemple:

prezentare orala,

contributia la discutie,

completarea spatiilor goale cu cuvinte lipsa

intrebari cu raspuns scurt

intrebari cu raspuns complex

intrebari cu raspuns restrans

proiectul

tema de lucru

exercitiu practic

fise de observatie

fise de autoevaluare, etc.

Pentru mai buna intelegere a modalitatilor de evaluare se propune un exemplu de instrument de evaluare sumativa pentru rezultatul invatarii 1.: Descrie metode de analiza instrumentala folosite in industria chimica din unitatea      Analiza instrumentala

INSTRUMENT DE EVALUARE

Titlul unitatii: ANALIZA INSTRUMENTALA

1.: Descrie metode de analiza instrumentala folosite in industria chimica

Proba scrisa

Sarcina 1

Efectuati asocierea intre exemplele de analize in industria chimica si metodele de analiza instrumentala ale produsilor chimici, punand un X in casuta corespunzatoare.

Sarcina 2

Identificati metoda de analiza instrumentala corespunzatoare fiecarui scop prezentat in coloana A si notati-o in coloana B.

Sarcina 3

Completati tabelul de mai jos cu definitia, unitatea de masura si instrumentul sau aparatul de masura pentru marimile din coloana A.

Sarcina 4

Completati in tabelul de mai jos ecuatiile reactiilor chimice ce au loc in cazul analizelor specificate in coloana A

Bibliografie

1. Apetroaiei Neculai, Apetroaiei Maria - Chimie analitica aplicativa- Indrumator- Ed. tehnica, Bucuresti, 1996
2. Croitoru Vasilica, Cismas Rodica, Teodorescu Mioara, Vladescu Luminita - Chimie analitica si analize tehnice- manual pentru clasele IX-XI, Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1999
3. Luca C., Duca Al., Crisan I.Al.- Chimie analitica si analiza instrumentala- Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1983
4. Pincovschi E.- Indrumatorul laborantului chimist- Ed. Tehnica, 1975
5. Pogany I., Banciu M. - Metode fizice in chimia organica, Ed. Stiintifica, Bucuresti, 1972
6. Seracu Dan - Indrumator de chimie analitica, ed. tehnica, Bucuresti, 1989
7. Teodorescu Mioara, Vladescu Luminita - Tehnica masurarii marimilor fizico-chimice si aparatura de laborator- manual pentru clasele a IX-a si a X-a, licee cu profil de chimie industriala (meseria laborant analize fizico-chimice), Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1994
8. Tomita I., Onitiu V.- Indrumator pentru lucrari in laboratorul de chimie, chimie analitica si analize tehnice- Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1977
9. Vladescu Luminita, Teodorescu Mioara - Tehnica masurarii marimilor fizico-chimice si aparatura de laborator- manual pentru clasele a XI-a si a XII-a, licee cu profil de chimie industriala (meseria laborant analize fizico-chimice), Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1995
10. Vlantoiu Gheorghe, Petrescu Constantin, Marian Virginia - Chimie analitica si analize tehnice - manual pentru clasele a XI-a si a XII-a, licee cu profil de chimie industriala- Ed. Didactica si pedagogica, Bucuresti, 1984