Cтраница 1

Газоотводная стеклянная трубка с помощью резиновой трубки с винтовым зажимом соединяется со стеклянным тройником, наиболее длинный конец которого согнут под прямым углом и вставлен в пробку, закрывающую верхнее отверстие-горло газометра, представляющего собой склянку на 3 - 4 л с тубусом. Третий конец тройника соединен с одним концом U-образной трубки, наполовину заполненной подкрашенной водой и служащей в качестве манометра. Сзади трубки укрепляется миллиметровая бумага для наблюдения и отсчета разности положения мениска воды в обоих коленах трубки.  

Через некоторое время после начала нагревания реторты периодически подносят пламя к выходному отверстию газоотводной стеклянной трубки и пробуют зажечь газ. Как только он загорится, нагревание реторты регулируют таким образом, чтобы высота пламени горящего газа была не менее 1 и не более 1 5 см. К концу опыта пламя становится все меньше и меньше, несмотря на усиление нагревания, и, наконец, гаснет. После этого нагрев реторты продолжают еще в течение получаса, после чего опыт считается за-кон четным; общая его продолжительность - от 4 до 6 час. Во избежание растрескивания реторты нагрев ее уменьшают постепенно, вновь переводя пламя на коптящее и понемногу уменьшая его. Затем отнимают приемную колбу, снимают пробку с горла реторты, и осторожно нагревая последнее, дают стечь в приемную колбу остаткам застывшей в горле смолы.  

Бунзена для закрепления ее; 3 - пробка резиновая с отвер стием; 4 - Г - образная газоотводная стеклянная трубка; 5 - пробирка с известковой водой для обнаружения выходящего углекислого газа; 6 - горелка.  

Хлорная вода получается пропусканием хлора через воду. Газоотводную стеклянную трубку опускают до дна пробирки или стакана с водой и пробулькивают некоторое время хлор через воду.  

Определение выходов продуктов полукоксования в алюминиевой реторте иногда производят и без сбора газа. В этом случае газоотводная стеклянная трубка, выводящая газ из приемной колбы, не соединяется с тройником и через него с газометром, а служит для выпуска газа, для чего конец ее оттягивается. Выходящий газ зажигается, как это описано выше, в первом методе.  

Пробирка с пробкой, снабженной газоотводной стеклянной трубкой (рис. 41), прибор для получения сернистого газа (рис. 42), стакан емкостью 100 мл, колбочка емкостью 50 мл, фарфоровая - крышка, ложечка или шпатель.  

В колбу, укрепленную на штативе, налить до половины 3 % - ный раствор пероксида водорода. К боковой трубке колбы присоединить газоотводную стеклянную трубку, опущенную в кристаллизатор с водой, куда помещен наполненный водой и опрокинутый небольшой цилиндр.  

Верхний открытый конец левой бюретки с помощью газоотводной стеклянной трубки и двух пробок соединяют с пробиркой. Чтобы испытать прибор на герметичность, соединяют верхний конец левой бюретки с пробиркой, опускают правую бюретку на 15 - 20 см, закрепляют ее в держателе штатива и наблюдают 3 - 5 мин за положением в ней уровня воды. Если прибор герметичен, то уровень воды в бюретке за это время не изменяется.  

Трубку, горизонтально положенную в печь, с обоих концов плотно закрывают корковыми пробками, через которые проходят стеклянные трубки. Одну из них соединяют резиновой трубкой с колбой-парообразователем, к другой присоединяют газоотводную стеклянную трубку, опущенную в кристаллизатор с водой. В последний помещают также стеклянный цилиндр, наполненный водой, опрокинутый вверх дном и укрепленный в лапке штатива.  

Последнее весьма важно, так как пробка, закрывающая колбу, должна быть достаточно широкой, чтобы в ней можно было просверлить два отверстия: одно для отводной трубки реторты, другое для стеклянной трубки, отводящей неконденсирующиеся в колбе газы. Отводная трубка реторты должна входить в приемную колбу возможно глубже (не касаясь, однако, конденсата), чтобы пары не уходили в газоотводную стеклянную трубку, не успев охладиться и сконденсироваться в колбе.  

Страницы:      1

ДЫМ БЕЗ ОГНЯ

Описано много различных вариантов занимательных опытов, основанных на реакциях взаимодействия газообразных аммиака и хлороводорода с образованием аэрозоля хлорида аммония. Приводим один из них. В чистую сухую широкогорлую колбу объемом 200 мл наливают 3-5 мл концентрированного раствора соляной кислоты. Вращательным движением колбы смачивают кислотой стенки сосуда, выливают избыток раствора и плотно закрывают пробкой. В другую, точно такую же, колбу аналогичным способом набирают раствор аммиака (25%).

Во время опыта колбы открывают и соединяют горлышками одна к другой, поворачивая их в таком положении на 180°. Колбы заполняются густым белым дымом.

РАЗНОЦВЕТНОЕ ПЛАМЯ

Готовят насыщенные растворы бертолетовой соли в воде (около 8 г соли на 100 мл воды), с добавлением различных других солей.

Из фильтровальной бумаги вырезают различные фигуры (круги, треугольники, квадраты и т.д.) небольшого размера, опускают в соответствующий раствор и высушивают, повторяя эту операцию несколько раз, чтобы в порах бумаги появились кристаллики бертолетовой соли. Хорошо высушенные бумажные фигурки при поджигании быстро сгорают, образуя разное по цвету пламя.

В качестве добавок к раствору бертолетовой соли берут по 2-3 г хлорида натрия (желтое пламя), нитрата стронция, хлорида лития (красное пламя), хлорида меди (изумрудное пламя), нитрата бария (зеленоватое пламя). Часть бумажных фигурок пропитывают раствором бертолетовой соли без добавок, пламя приобретает фиолетовый оттенок.

"ВОДА" ЗАЖИГАЕТ КОСТЕР

На асбестовую сетку ставится небольшая фарфоровая чашечка (можно часовое стекло) с небольшим количеством смеси перманганата калия с серной кислотой. На фарфоровую чашечку и вокруг нее накладывают сухие лучинки, имитирующие костер.

Для зажигания полученного костра, смачивают ватку "водой" (этиловым спиртом) и выжимают над ним так, чтобы капли попали в чашечку. Спирт (можно брать денатурат) воспламеняется, поджигая затем и лучинки.

ЗОЛА - КАТАЛИЗАТОР

Если кусочек сахара внести с помощью пинцета в пламя горелки, то он начнет плавиться и обугливаться, но не загорается.

Если же на сахар насыпать немного пепла от сожженного лаврового листа и внести в пламя, то сахар загорится и будет гореть даже вне пламени горелки.

ЗАЖИГАНИЕ СПИРТОВКИ

Спиртовку можно зажечь с помощью сильных окислителей. Одним из таких является оксид марганца (VII). Для его получения насыпают кучкой в фарфоровую чашечку 0,5 г марганцовокислого калия и подливают сбоку к кучке соли 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Образовавшуюся кашицу набирают на кончик стеклянной палочки, которой касаются фитиля спиртовки (фитиль должен быть хорошо смочен спиртом). Спиртовка тут же загорается. Примечание. Следует избегать больших количеств перманганата и кислоты для приготовления смеси.

ИСЧЕЗНОВЕНИЕ ОКРАСКИ

В трех стаканах налиты окрашенные водные растворы, в первом - фиолетовыми чернилами, во втором - синим лакмусом, в третьем - красным лакмусом (лакмоидом).

Из колбы, в которую налита бесцветная жидкость (раствор отбеливателя "Белизна" с несколькими каплями соляной кислоты), приливают раствор в стаканы. Окрашенные растворы обесцвечиваются. Опыт можно разнообразить, применяя другие органические красители для приготовления окрашенных растворов, обесцвечивающиеся под действием хлора.

ПОЛУЧЕНИЕ "МОЛОКА"

Смеси, имитирующие молоко, можно получать, смешивая 10%-ные растворы нитрата бария и сульфата натрия; хлорида кальция и гидрокарбоната натрия.

"Молоко", полученное вторым способом, можно превратить в газированную "воду", добавив в него небольшими порциями концентрированную соляную кислоту до полного растворения карбоната кальция.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Какие варианты из приведенных игр, вербальных форм занимательности и занимательных опытов, на ваш взгляд, наиболее эффективны?

Составьте варианты дидактических игр, вербальных форм занимательности и занимательных опытов к Вашей теме.

8. Унификация химического эксперимента. Под унификацией химического эксперимента в обучении мы подразумеваем рациональное сокращение видов приборов и установок, с помощью которых осуществляется проведение опытов. В предлагаемом приборе (иногда с дополнениями или изменениями) можно с успехом проводить различные химические реакции, как во время демонстрационных опытов, так и в ходе ученического эксперимента.

Основу прибора составляют колба или склянка вместимостью 50-200 мл, пробка с делительной воронкой (соответственно колбе) на 25-100 мл, у прибора должна быть газоотводная трубка. Возможны самые разные модификации унифицированного прибора (с использованием колб Вюрца, Бунзена и т. д.) (рис. 1).

Применение данной установки обеспечивает безопасность проведения химических опытов, так как выделение газообразных и летучих ядовитых веществ можно количественно регулировать и направлять их либо непосредственно для проведения реакций с участием этих газов, либо для улавливания поглотительными приборами.

Другое преимущество данного прибора - возможность быстрой и точной дозировки исходных веществ, используемых для эксперимента. Вещества и растворы помещают в колбы и делительные воронки заранее, до начала занятий, в необходимом количестве, а не на глазок, как это обычно бывает при демонстрации опытов в пробирках или стаканах, когда вещества и растворы набирают непосредственно на уроке во время показа опытов.

При использовании прибора достигается восприятие опыта всеми учащимися, а не только теми, кто сидит на первых партах, как это бывает при проведении опытов в пробирках. Рекомендуемый прибор позволяет осуществлять качественные и количественные эксперименты по химии в школе, а также в средних специальных и высших учебных заведениях. Проиллюстрируем принципиальное применение прибора на примере некоторых опытов, сгруппировав их по сходным признакам.

Получение газов . В основе получения большинства газов, изучаемых в школе, лежат гетерогенные реакции между твердыми и жидкими фазами. Твердую фазу помещают в колбу, которую закрывают пробкой с воронкой и газоотводной трубкой. В воронку наливают соответствующий раствор или жидкий реагент реакции, прибавление которого в колбу дозируется с помощью крана делительной воронки. При необходимости колбу с реакционной смесью нагревают, регулируя объем выделяющегося газа и скорость реакции.

Используя прибор и соответствующие реактивы, можно получать кислород, озон, хлор, водород, углекислый, угарный и сернистый газы, галогеноводороды, азот и его оксиды, азотную кислоту из нитратов, этилен, ацетилен, бромэтан, уксусную кислоту из ацетатов, уксусный ангидрид, сложные эфиры и многие другие газообразные и летучие вещества.

Естественно, что одновременно при получении газов с помощью прибора можно демонстрировать их физические и химические свойства.

Реакции между растворами. В данном приборе удобно проводить эксперименты, в которых добавление жидкого реактива необходимо осуществлять небольшими порциями или по каплям, когда на ход реакции влияет избыток или недостаток одного из исходных веществ и т. д., например:

Растворение серной кислоты в воде и соблюдение правил безопасности при этой операции;

Опыты, иллюстрирующие диффузию веществ в жидкостях или газах;

Определение относительной плотности взаимно нерастворимых жидкостей и образование эмульсий;

Растворение твердых веществ, явление флотации и образование суспензий;

Реакции гидролиза солей, если важно показать изменение степени гидролиза в зависимости от объема воды, прибавляемой к раствору соли;

Опыты, иллюстрирующие окраску индикаторов в различных средах и реакции нейтрализации;

Реакции между растворами электролитов;

Реакции, продолжительные по времени;

Реакции органических веществ (бромирование и нитрование бензола, окисление толуола, получение мыла и анилина, гидролиз углеводов).

Демонстрация характерных свойств изучаемого вещества. С помощью прибора можно последовательно и наглядно, с минимальной затратой времени демонстрировать характерные физические и химические свойства изучаемого вещества. При этом экономятся реактивы, достигается необходимая безопасность эксперимента (выделяющиеся вредные газы и летучие вещества улавливаются соответствующими поглотительными растворами), обеспечивается лучшее восприятие эксперимента всеми учащимися класса.

Рассмотрим подготовку и проведение эксперимента при демонстрации свойств соляной кислоты. Учитель до урока готовит необходимое число колб (по числу изучаемых реакций) и одну пробку с делительной воронкой и газоотводной трубкой в ней. В колбы заранее помещают вещества или растворы (цинк, медь, оксид меди (П), гидроксид меди (П), раствор гидроксида натрия с фенолфталеином, карбонат натрия, раствор нитрата серебра и т. д.). В делительную воронку наливают около 30 мл раствора 10-20 %-ной соляной кислоты. Во время урока учителю надо лишь переставлять пробку с делительной воронкой, наполненной кислотой, из одной колбы в другую, расходуя на каждую реакцию 3-5 мл раствора.

Если в ходе реакций образуются ядовитые летучие соединения, то газоотводную трубку прибора опускают в соответствующие растворы для поглощения этих веществ, а реакционную смесь в колбе после окончания опыта обезвреживают.

Растворимость газов в воде. Демонстрационный опыт растворимости газов в воде рассмотрим на примере оксида серы (IV). Для опыта потребуются два прибора. В первом приборе (в колбе - сульфит натрия, в делительной воронке - концентрированная серная кислота) получают оксид серы (IV), который способом вытеснения воздуха собирают в колбу второго прибора. После заполнения этой колбы газом в воронку наливают воду, газоотводную трубку опускают в стакан с водой, подкрашенной фиолетовым лакмусом или другим индикатором (рис. 2).

Если теперь открыть зажим или кран газоотводной трубки, то вследствие небольшой поверхности контакта (через внутреннее отверстие трубки) оксида серы (IV) и воды, заметное растворение газа с последующим фонтанированием жидкости в колбу происходит не сразу, а через довольно долгий промежуток времени, пока в колбе не создастся достаточное разрежение.

Чтобы ускорить этот процесс, из воронки в колбу наливают (при закрытом зажиме на газоотводной трубке) 1-2 мл воды и слегка встряхивают.

Этого объема воды вполне достаточно, чтобы давление в колбе понизилось, а подкрашенная индикатором вода при снятии зажима с газоотводной трубки фонтаном устремилась в колбу, меняя при этом цвет индикатора. Для усиления эффекта колбу можно перевернуть вверх дном, закрыв предварительно делительную воронку пробкой и не вынимая газоотводную трубку из стакана с водой.

Обесцвечивание красителей. В колбу прибора помещают около 0,5 г перманганата калия. В нижнюю часть пробки вкалывают две иголки, на которые накалывают по лоскутку окрашенной ткани или полоски лакмусовой бумаги. Один из образцов смачивают водой, второй оставляют сухим. Колбу закрывают пробкой, в делительную воронку наливают несколько миллилитров концентрированной соляной кислоты, газоотводную трубку опускают в раствор тиосульфата натрия для поглощения избытка выделяющегося хлора (рис. 3).

Во время демонстрации опыта кран делительной воронки приоткрывают и выливают кислоту по каплям в колбу, затем вновь закрывают кран. В колбе идет реакция между веществами с выделением хлора, влажная ткань или полоска лакмусовой бумаги обесцвечивается быстро, а сухой образец - позже, по мере его увлажнения.

Примечание. Многие ткани окрашены устойчивыми к хлору и другим отбеливателям красителями, поэтому необходимо провести предварительные испытания и заранее выбрать соответствующие образцы тканей. Таким же образом можно показать обесцвечивание красителей сернистым газом.

Адсорбционные свойства угля или силикагеля. В колбу помещают около 0,5 г порошка или стружки меди. В нижнюю часть пробки вкалывают кусочек металлического провода с загнутым концом, к которому прикрепляют небольшую сеточку, предназначенную для удержания активированного сорбента массой 5-15 г (рис. 4).

Колбу прибора закрывают подготовленной таким образом пробкой, а в воронку наливают азотную кислоту. Газоотводную трубку, снабженную зажимом (зажим до начала опыта открыт), опускают в стакан с подкрашенной водой. После сборки прибор проверяют на герметичность. В момент демонстрации опыта кран делительной воронки приоткрывают и выливают несколько капель кислоты в колбу, в которой происходит реакция с выделением оксида азота (IV). Не следует добавлять избыток кислоты, необходимо чтобы объем выделившегося газа соответствовал объему колбы.

После окончания реакции, что определяют по прекращению выделения пузырьков вытесняемого из колбы воздуха через газоотводную трубку, зажим на ней закрывают. Прибор устанавливают перед белым экраном. Об адсорбции оксида азота (IV) в колбе судят по исчезновению окраски газа. Кроме того, вследствие образования в колбе некоторого разрежения в нее засасывается жидкость из стакана, если на газоотводной трубке открыть зажим.

Опыты по изучению электропроводности веществ и растворов . Если через пробку прибора пропустить дополнительно два металлических или лучше два графитовых стержня (электрода), нижние концы которых почти касаются дна колбы, и присоединить их через лампочку или гальванометр к источнику тока, то получим установку для определения электрической проводимости растворов веществ и изучения положений теории электролитической диссоциации (рис. 5).

Количественные опыты на основе реакций, протекающих с выделением газов. Если подвести газоотводную трубку прибора под градуированный цилиндр с водой, установленный в кристаллизатор с водой, и собирать выделяющийся в ходе реакции газ методом вытеснения воды, то по объему полученного газа можно провести количественные расчеты по установлению молярных масс веществ, подтверждению закономерностей химической кинетики и термохимии, определению формулы этанола и других

веществ и т. д. (рис. 6). Если выделяющийся в ходе реакции газ растворяется или реагирует с водой, то необходимо использовать в опытах другие жидкости и растворы.

Рис. 6. Установка для проведения количественных опытов.

Приведенные примеры не исчерпывают все возможности предлагаемого унифицированного прибора в учебном химическом эксперименте. Если иметь в запасе пробки с двумя газоотводными трубками или с двумя делительными воронками, а также другие варианты установки, то число опытов с использованием унифицированного прибора можно значительно увеличить, что будет способствовать научной организации труда учителя химии.

Составные детали прибора: колбы, градуированные делительные воронки, пробки, зажимы и т.д. - следовало бы включить в типовые наборы посуды и оборудования для школьных кабинетов химии и учебных химических лабораторий педагогических высших учебных заведений.

9. Домашний эксперимент. Не отрицая возможного использования в домашних условиях использования различных компьютерных программ "Виртуальных лабораторий", все же реальный домашний эксперимент дает учащимся больше пользы. Представить себе химию без химических опытов невозможно. Поэтому изучить эту науку, понять ее законы и, конечно, полюбить ее можно только через эксперимент. Естественно, химические реакции лучше всего поводить в специально оборудованных химических кабинетах и лабораториях под руководством учителя, на уроках или на занятиях химического кружка и факультатива.

К сожалению, не во всех школах работают химические кружки, не у всех учащихся, интересующихся химией, есть возможность посещать дополнительные занятия в школе. Поэтому только домашний химический эксперимент может восполнить тот пробел в обучении химии в современных условиях, когда программы перенасыщены теоретическим материалом, учителя отказываются от проведения практических работ, а лабораторные опыты вообще стали редкостью в школьной практике. Следует приветствовать и поддерживать тех авторов учебников и рабочих тетрадей, которые включают в тексты параграфов те или иные опыты и наблюдения, которые учащиеся должны выполнить вне урока, в домашних условиях.

Трудно переоценить значение такого эксперимента на формирование интереса к химии и мотивации к изучению этого предмета. Домашний эксперимент имеет огромное значение в углублении и расширении знаний, совершенствовании специальных умений и навыков, в общем развитии учащихся.

В связи с этим, учителю химии следует помочь школьникам в организации проведения домашнего химического эксперимента. При этом следует учесть несколько факторов. Во-первых, учитель должен побеседовать с родителями по всем вопросам организации домашнего эксперимента по химии, прежде всего по проблеме обустройства места для проведения опытов в домашних условиях. Во-вторых, учащиеся должны твердо знать и неукоснительно выполнять правила техники безопасности лабораторных работ. В-третьих, учителю химии необходимо методически и практически помочь школьнику в приобретении необходимого оборудования для проведения опытов, приготовлении растворов и получении некоторых веществ из пищевых продуктов, средств бытовой химии и т.д. В-четвертых, необходимо наметить программу проведения учебных опытов и план исследовательского эксперимента по определенной тематике. В-пятых, следует научить юных химиков проводить соответствующие наблюдения и оформлять результаты опытов в лабораторном журнале.

Приведем варианты некоторых опытов для домашнего эксперимента школьников.

Опыты с железом. 1. В две пробирки налейте по несколько капель раствора поваренной соли (5%), в одну добавьте несколько капель раствора щелочи. Подберите к пробиркам пробки. Зачистите до блеска железный гвоздь длиной 10-15 см и введите его через обе пробки так, чтобы часть гвоздя со шляпкой закрыть пробкой в одной пробирке, а острие гвоздя закрыть в другой пробирке. Часть гвоздя (середина) должна оставаться между сосудами и контактировать с окружающим воздухом. Пробирки с гвоздем поместите в положении лежа. Таким образом, вы проведете одновременно три варианта опыта коррозии железа: во-первых, - обычные условия; во-вторых, - влажная соленая атмосфера; в-третьих, - влажная щелочная атмосфера. Наблюдайте состояние поверхности трех участков гвоздя в течение нескольких дней и сделайте выводы. (Нарисовать)

2. В три пробирки налейте раствор поваренной соли, подкисленный уксусной кислотой. В первую пробирку добавьте таблетку уротропина (лекарственный препарат) и растворите ее; во вторую – добавьте несколько капель иодной настойки до появления желтой окраски. В каждую пробирку опустите зачищенный до блеска железный гвоздь, чтобы один конец его выступал из раствора. Проследите, как влияют добавки на коррозию железа в условиях опыта, и сделайте выводы.

3. Поместите несколько мелких гвоздей (кнопки, скрепки) в пробирку и добавьте 3-5 мл соляной кислоты (1:1). Что наблюдали? Запишите уравнение реакции. Добавьте в реагирующую смесь несколько кристалликов медного купороса. Что наблюдали? Дайте объяснение.

4. Налейте в пробирку 4-6 мл раствора медного купороса, добавьте в раствор порошок железа.Что наблюдали? Запишите уравнение реакции.После окончания реакции слейте раствор сульфата железа (II) в другую пробирку и сохраните для следующего опыта. Железный порошок, покрытый рыхлым слоем меди, промойте 2 раза чистой водой, высушите на листе бумаги и отделите порошок меди.

5. К раствору сульфата железа (II) (опыт 4) добавьте несколько капель раствора щелочи. Взболтайте полученную смесь. Что наблюдали? Запишите уравнения реакций.

6. Небольшую порцию осадка из опыта 5 нагрейте на жестяном совочке. Что наблюдали? Запишите уравнение реакции.

Иод и его свойства. 1. Налейте в пробирку несколько капель иодной настойки и осторожно выпарите. Вставьте в пробирку стеклянную палочку и продолжай-те осторожно нагрев. Обратите внимание на цвет паров в пробирке и на крис-таллики, осаждающиеся на палочке. Опишите наблюдения.

2. Чем отличается возгонка иода от возгонки хлорида аммония?

3. Разбавьте 2-3 мл иодной настойки до 10-15 мл водой и разлейте полу-ченный раствор в несколько пенициллиновых пузырьков или пробирок по 3 мл. К каждой порции раствора добавьте какой-либо металл в виде порошка или мелких опилок (приготовьте с помощью напильника), например, железо, алюминий, медь, олово и т. д. Опишите наблюдаемые изменения и запишите соответствующие уравнения реакций.

4. Металлическую пластинку очистите от загрязнений и покройте тонким слоем лака для ногтей (попросите у мамы). Штопальной иглой, процарапывая лак, сделайте на пластинке надпись или рисунок. Смочите пластинку раство-ром иода и оставьте на некоторое время. После реакции промойте пластинку в воде, высушите тряпочкой и снимите лак специальной жидкостью. На плас-тинке останется вытравленный рисунок. Опишите, что у вас получилось. Запишите уравнение реакции.

5. Налейте в пробирку до 1/3 объема воды и добавьте несколько капель иод-ной настойки. Прилейте к раствору половинный объем бензина или раствори-теля для масляных красок и хорошо взболтайте смесь. Что вы видите после разделения жидкостей на два слоя? Можно ли на основании данного опы-та судить о различной растворимости иода в воде и в органическом ра-створителе?

Опыты с глицерином. 1. Растворы глицерина в воде замерзают при низких температурах. Налейте в четыре пенициллиновые скляночки по 0,5 мл глицерина, в первую – добавьте столько же воды, во вторую – 1 мл воды, в третью – 1,5 мл воды, а в четвертую – 2 мл воды. Выставите растворы на холод или в морозильную камеру, отметьте температуру и установите, какие растворы при этом не замерзли.

2. Смочите конец железной проволоки или стеклянной палочки в глицерине и внесите в пламя. Глицерин загорается. Обратите внимание на характер пламени и дайте объяснение. Запишите уравнение реакции.

3. Налейте в пробирку 2 мл раствора гидроксида натрия, 2-3 капли раствора медного купороса, затем по каплям добавляйте глицерин до растворения осадка. Запишите уравнения проведенных реакций и ваши наблюдения.

4. Немного (1-2 мл) глицерина, купленного в аптеке, нагрейте (осторожно!) в ложке для удаления из него воды. После охлаждения прибавьте к глицерину щепотку перманганата калия. Через 1-2 мин глицерин вспыхивает и сгорает ярким пламенем. (Если в вашем распоряжении будет безводный глицерин, то предварительный нагрев излишен). Опишите ваши наблюдения.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Каково Ваше мнение о методике унификации химического эксперимента?

Разработайте вариант демонстрационного эксперимента с применением унифицированного прибора к Вашей теме.

Разработайте варианты химического эксперимента для проведения в домашних условиях по Вашей теме.

10. Тестовые технологии в обучении химии. Процесс учета и контроля знаний учащихся - это один из наиболее ответственных и сложных видов деятельности в процессе обучения, как для учащихся, так и для учителя. Контроль усвоения знаний учащихся осуществляет целый ряд функций в процессе обучения: оценочную, диагностическую, стимулирующую, развивающую, обучающую, воспитательную и др.

Для определения качества знаний, умений и навыков применяются различные приемы, средства и методы, среди которых в последние годы в школьной практике существенное значение приобрело тестирование.

Решение задачи:

вариант 1
1. получите, соберите, распознайте водород и проделайте опыты, характеризующие его свойства. составьте уравнения соответствующих реакций.
2. аналогичное задание выполните для ацетилена.
1. в пробирку налили немного соляной кислоты и опустили гранулу цинка. пробирку закрыли пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустили в другую пробирку, перевернутую вверх дном. наблюдаем выделение пузырьков газа водорода. спустя некоторое время вторую пробирку перевернули и поднесли осторожно горящую лучину. водород сгорает, на стенках пробирки конденсируется вода.


2. в пробирку поместили кусочек карбида кальция и добавили воды. пробирку закрыли пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустили в пробирку с бромной водой, и пробирку с перманганатом калия, они обесцветились.
подожгли газ, выделяющийся из трубки, он сгорает слепящим пламенем.


вариант 2
1. получите, соберите, распознайте кислород и проделайте опыты, подтверждающие его химические свойства. запишите уравнения соответствующих реакций.
2. выполните аналогичное задание для этилена.
1. в пробирку насыпали немного перманганата калия, внутрь положили комочек ваты и закрыли ее пробкой с газоотводной трубкой. затем укрепили пробирку на штативе так, чтобы конец трубки доходил до дна стакана, в котором будет собираться кислород. нагрели пробирку, собрали полный стакан кислорода (полноту стакана проверяем по тлеющей лучине, она вспыхивает) и закрыли стакан картоном.


2. в пробирку поместили немного концентрированной серной кислоты


вариант 3
1. получите, соберите, распознайте углекислый газ и проделайте опыты, подтверждающие его химические свойства. запишите уравнения соответствующих реакций.
2. выполните аналогичное задание для метана.
1. взяли кусок угля, раскалили его в пламени горелки и опустили его в сосуд с кислородом, он загорелся желто-синим пламенем.


2. в пробирку, снабженную газоотводной трубкой, поместили смесь, состоящую из одной части безводного ацетата натрия и двух частей гидроксида натрия (безводного). пробирку закрепили на штативе горизонтально и нагрели. выделяющийся газ пропустили в отдельные пробирки с бромом и раствором перманганата калия. растворы не изменяют своей окраски. подожгли газ, выделяющийся из трубки, он горит синим несветящимся пламенем.

Анализ содержания экспериментальной части программы по данной теме свидетельствует, что большинство продуктов реакций являются минеральными удобрениями. Утилизировать отходы можно по следующей схеме: продукты реакции сильно разбавить водой, кислые смеси нейтрализовать известковой водой до слабого окрашивания с фенолфталеином, затем растворы использовать в качестве подкормки комнатных растений или подкормки растений на пришкольном участке. Работы, в которых используют серную кислоту, соединения меди, снабжены указаниями по утилизации продуктов реакции.

Опыт №1 . Получение азота взаимодействием хлорида аммония с нитритом натрия

Оборудование и реактивы: Хлорид аммония, нитрит натрия, водяная баня, плитка, колба Вюрца, капельная воронка, пробирки, кристаллизатор с водой, стеклянные и резиновые газоотводные трубки, шпатель.

Уравнения реакций: NH4Cl + NaNO2 ® NH4NO2 + NaCl,

NH4NO2 ® 2 H2O + N2 – при нагревании

Ход работы: На холоде готовят насыщенный раствор хлорида аммония (на 100 мл воды – 35 г. соли) и нитрита натрия (на 80 мл воды берут 50 г. соли). Колбу с газоотводной трубкой заполняют на 1/3 объема раствором хлорида аммония и закрывают пробкой с капельной воронкой, в которую наливают раствор нитрита натрия. Колбу нагревают на водяной бане и по каплям наливают раствор нитрита натрия к раствору хлорида аммония. Когда воздух из колбы будет вытеснен, азот собирают над водой в газометр, цилиндр или пробирку. Для равномерного выделения газа не стоит перегревать колбу и прибавлять слишком много нитрита натрия, иначе реакция идет очень бурно, происходит энергичное вспенивание. Если реакция будет идти бурно, то колбу опускают в холодную воду. Проверить качественной реакцией, что в пробирку собран азот. Для этого опускают в сосуд с азотом горящую лучинку. Она гаснет. Объясните, как отличить качественной реакцией азот от углекислого газа?

Техника безопасности: Проверить исправность, целостность шнура, вилки, электроплитки

Примечание: Смесь для получения азота можно использовать повторно.

Опыт №2 . Синтез аммиака

Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, пробирка-реактор, пробка, газоотводная трубка, пробирка с водой, насыщенные растворы нитрита натрия и хлорида аммония, цинк гранулированный, серная кислота (1:5), железный порошок, вата, спиртовка, спички, фенолфталеин, стеклянная трубка, пипетка, вода, фарфоровая чашка, шпатель.

Ход работы: В сухую пробирку вставляют резиновый диск, вырезанный из пробки толщиной 0,3 см. Диск срезают на 1/3 его диаметра. На дно пробирки наливают пипеткой серную кислоту (1:5) и кладут несколько гранул цинка. На диск внутри пробирки помещают ватный тампон, смоченный смесью насыщенных растворов нитрита натрия и хлорида аммония. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой. В горизонтальную часть трубки помещают катализатор – порошок восстановленного железа. Конец газоотводной трубки опускают в пробирку с небольшим количеством воды и 3–4 каплями фенолфталеина. Для начала реакции сильно нагревают железный порошок в газоотводной трубке. За это время выделяющийся по реакции цинка с серной кислотой водород вытеснит воздух из системы. Затем умеренно прогревают вату с растворами нитрита натрия и хлорида аммония и вновь прогревают железо. Это повторяется периодически до тех пор, пока вода в приемнике не окрасится в малиновый цвет. Выразить процессы уравнениями реакций.

Техника безопасности: При появлении интенсивной малиновой окраски газоотводную трубку вынимают из воды.

Качественное определение углерода и водорода в органических веществах

Оборудование. Штатив с пробирками, пробки с газоотводными трубками, лабораторный штатив, стеклянная палочка, химические стаканы (2 шт.) емкостью не менее 150 мл, горелка (спиртовка), спички.

Вещества. Парафин, вазелин, хлороформ (или дихлорэтан), сульфат меди (II) безводный, раствор гидроксида кальция, оксид меди (II), спирт и галогенопроизводные органические вещества - склянки № 1 и № 2.

Выполнение работы

1. Зажгите газовую горелку (спиртовку). Подержите 2-3 сек. над пламенем сухой стакан в перевернутом состоянии. Почему запотел стакан?

Смочите (сполосните) стакан раствором гидроксида кальция и снова в таком же состоянии подержите над пламенем. Объясните причину появления белых пятен на стенках стакана.

На основании обнаруженных воды и оксида углерода (IV) сделайте вывод о качественном составе Crоревшего вещества.

2. Зажгите парафиновую свечу и аналогичным путем установите качественный состав парафина. Проведите опыт по обнаружению свободного углерода в пламени свечи.

Составьте уравнение реакции горения парафина свечи, приняв, что в его молекуле содержится 16 атомов углерода.

3. Соберите прибор, как показано на рисунке, и испытайте его на герметичность.

В сухую пробирку поместите 2- 2,5 г оксида меди и немного вазелина, чтобы его хватило только для пропитки подогретого оксида меди (II). Закрепите пробирку в штативе горизонтально и внесите в нее не более 0,5 г сульфата меди (II), разместив около отверстия пробирки. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в пробирку с известковой водой. Нагревайте пламенем горелки (спиртовки) смесь оксида меди (II) с вазелином.

Наблюдайте, какие изменения происходят с известковой водой. По окончании опыта, прежде чем погасить пламя горелки, поднимите вверх лапку штатива с прибором и выньте газоотводную трубку из пробирки. (Почему это надо проделать?)

На основании результатов опыта сделайте вывод о качественном составе вазелина. Составьте уравнение реакции полного окисления оксидом меди предельного углеводорода, в состав которого входит 16 атомов углерода.

Из опыта следует, что в сгоревшем веществе есть углерод и водород.

Определение молекулярной массы по уравнению Клапейрона-Менделеева.

Для n молей любого газа: pV = nRT или pV= m/M RT,

где R=0,082 л. атм / К. моль =8,31 Дж/моль. К =1,99 кал/моль. К.

Если известны масса, объём, давление и температура газа, то из последнего уравнения может быть определена молярная масса газа по формуле: M = mRT/pV.

Следует учесть, что для получения правильных численных результатов, необходимо пользоваться единицами измерения одной системы единиц, например, СИ.

Работа № 10. Определение относительной молекулярной массы

диоксида углерода .

Выполнение работы. Диоксид углерода может быть получен в аппарате Киппа или взят из баллона, в котором он находится под давлением. В случае использования аппарата Киппа собирают прибор, изображенный на рис. 21.

через редуктор или из аппарата Киппа, которым пользуются для получения непрерывного тока газа в химических лабораториях (рис.12). Наполнение считать законченным, если горящая лучинка, поднесённая к горлышку колбы, снаружи (не внутри!), гаснет. Чтобы зарядить аппарат для получения диоксида углерода, в верхний резервуар насыпают через тубус куски мрамора. Размер кусочков должен быть таким, чтобы они не попадали в нижний резервуар через щель между воронкой и перетяжкой. Для надежности в месте перетяжки помещают круглую резиновую прокладку с отверстием для воронки и несколькими небольшими отверстиями для свободного движения жидкости. Затем тубус закрывают пробкой с газоотводной трубкой. Кран открывают и в прибор через воронку сверху наливают соляную кислоту (d=1,19г/см 3) в таком количестве, чтобы куски мрамора в резервуаре были ею покрыто. При этом начинается реакция: CaCO 3 +2HCl = CaCl 2 +H 2 O+CO 2 ­. Кран газоотводной трубки закрывают, и если прибор герметичен, кислота вытесняется из среднего шара под давлением выделяющегося в процессе реакции газа. Как только вся жидкость будет вытеснена из среднего шара, реакция прекращается, и газ перестаёт выделяться (почему?).

Для возобновления выделения газа вновь открывают кран газоотводной трубки, раствор при этом поднимается в среднем резервуаре и приходит в соприкосновение с мрамором, и аппарат начинает снова работать. После окончания работы кран газоотводной трубки снова закрывают. В данной работе необходимо пропустить газ через две промывные склянки. В качестве промывных склянок удобно пользоваться склянками Тищенко (см рис.21). В склянке (2) с водой углекислый газ освобождается от примесей хлороводорода, в склянке (3) с концентрированной серной кислотой он высушивается. Для повышения точности определения необходим очищенный и сухой газ. Скорость пропускания газа должна быть такой, чтобы можно было считать пузырьки в склянках. Следует иметь в виду, что при большой скорости газ не успевает очищаться от примесей. Через 15 - 20 минут, не закрывая крана у аппарата Киппа, медленно вынуть газоотводную трубку из колбы и тот час закрыть колбу пробкой. Взвесить колбу с диоксидом углерода на тех же весах и с той же точностью, что и колбу с воздухом (m 2).

Следует иметь в ввиду, что в сосуде мог остаться воздух и полученный результат взвешивания может не соответствовать заполнению сосуда с чистым диоксидом углерода. Поэтому следует произвести контрольный опыт, для чего в ту же колбу снова пропустить газ в течении 5 минут и снова взвесить колбу. Если результаты первого и второго взвешивания совпадают, то опыт заканчивают, если не совпадают, сосуд снова наполняют газом и взвешивают. Эти операции повторяют до тех пор, пока результаты повторного взвешивания не будут такими же, как предыдущий или расходится не более чем на 0,02 г.

Измерить рабочий объём колбы V 1 , для чего наполнить колбу дистиллированной водой до метки на шейке колбы и замерить объём воды, вылить её в мерный цилиндр.

Записать атмосферное давление по барометру (брать у лаборанта) и температуру в лаборатории, при которых производились опыты (t о С и P).

Расчёты : Вычислить объём газа V 0 при нормальных условиях по уравнению: V o P o /T o = VP/T

Вычислить массу воздуха m 3 или массу водорода m 4 в объёме колбы, учитывая, что при 0 o С и при 101,3 кПа масса 1л воздуха равна 1,293г, а 1л водорода - 0,089г.

Найти массу пустой (без воздуха) колбы с пробкой: m 5 =m 1 -m 3

Найти массу диоксида углерода в объёме колбы: m 6 =m 2 -m 5.

Определить относительную плотность диоксида углерода по воздуху Dвоздух (CO 2) или по водороду D(H 2) (CO 2). Вычислить относительную молекулярную массу диоксида углерода по уравнениям:

M(CO 2)=29 Dвоздух (CO 2). M(CO 2) =2 D(H 2) (CO 2)

M(CO 2)= m 6 . 22,4/V 0 . M(CO 2)= m 6 . T/pV.

Записи удобно располагать в следующем порядке:

1. Масса колбы с пробкой и воздухом. 2. Масса колбы с пробкой и СО 2 . 3. Объем колбы (до метки). 4. Абсолютная температура во время опыта (273+t). 5. Атмосферное давление (барометр - у лаборанта). 6. Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям. 7. Масса воздуха в объеме колбы. 8. Масса СО 2 в объеме колбы. 9. Плотность СО 2 по воздуху. 10. Молярная масса (относительная молекулярная масса) СО 2 . Определить абсолютную и относительную погрешности опыта.