Цікавий експеримент на уроках хімії з доступних реактивів

Є. Ю. Дробишев, учитель хімії Макіївської ЗОШ № 4


Доброго дня, шановні колеги! Минулого разу ми розглянули варіації дослідів, із допомогою яких перший урок хімії в 7 класі можна зробити дійсно магічним. У 7 класі, під час практичних робіт, яких не так уже й багато, діти сяють від щастя, коли власноруч змішують у пробірках розчини реактивів або спалюють вугілля чи фосфор у кисні.

 

Звичайно, за одну годину на тиждень складно ввести більшу кількість практичних робіт, а вони потрібні, адже учень повинен володіти не лише теоретичними знаннями! Будь-яке виробництво, будь-яка лабораторія — перш за все практика. І формувати практичні навички потрібно із самого початку навчання. Під час мого навчання в університеті мені було не зрозуміло, як мої одногрупники не можуть користуватися піпетками й гумовою грушею! Не знають які колби можна нагрівати на відкритому полум’ї, а які — ні! Мені це здавалося дивним, дивним тому, що мене цього навчили ще в школі! Тож я крокую тими самими принципами, за якими навчали й мене: до завершення школи учень повинен мати початкові навички й уміння роботи з лабораторним посудом і хімічними реактивами.
 
Оскільки програма для сьомого класу передбачає невелику кількість дослідів порівняно з іншими класами, проводжу на уроках додаткові демонстраційні досліди, однак для їх постановки й демонстрації запрошую учнів до демонстраційного столу. Звичайно, навчити хімічної майстерності весь клас важко. Однак, ту обдаровану дитину, в сили якої ви вірите, потрібно долучати до експерименту з початку вивчення хімії.
 
Більшість із вас, шановні колеги, погодяться, що обдаровані діти, з якими можна досягти успіхів, трапляються нечасто — один раз на декілька років. І цей шанс треба обов’язково використовувати на «всі сто відсотків». Можливо, саме залучення дитини до експерименту зараз зробить свою справу та змінить майбутнє вашого учня в бік перемог на олімпіадах, конкурсах-захистах робіт МАН.
 
За мій невеликий стаж роботи таке вже відбулося. Саме завдяки залученню школяра до експерименту, завдяки відкриттю йому «світу експериментальної живої хімії» він вирішив пов’язати своє доросле життя з хімією.
 
Ну, а якщо студентів і не знайдеться, будьте впевнені, що ваші уроки згадуватимуть як найцікавіші.
 
Перейдемо до розгляду цікавого демонстраційного експерименту, звичайно, з відносно доступних реактивів!
 
 
Дослід 1. Поняття про хімічну реакцію
 
Одне з найважливіших понять у сьомому класі — поняття про хімічну реакцію як процес, під час якого речовини реагують одна з одною з утворенням нових речовин. Пропонований дослід дає змогу учням чітко бачити й розуміти, що властивості речовин, які прореагували, відрізняються від властивостей речовин, отриманих у результаті реакції.
 
Для досліду потрібні сірка елементарна й порошок якогось металу: заліза (краще використовувати порошок заліза, відновлений воднем) чи алюмінію. Сірку ретельно подрібнюємо у ступці. Далі змішуємо порошки сірки й металів. Якщо для досліду берете залізо, змішайте реагенти у співвідношенні 1:1. Якщо використовуєте алюміній, співвідношення алюмінію й сірки — 2:3. Суміш перемішайте, висипте на металевий лист і підпаліть із допомогою дерев’яної скибки. Якщо суміш не вдається запалити в такий спосіб, додайте до суміші трохи подрібненого уротропіну (сухе пальне), і це спричинить займання й реакційної суміші.
 
Горіння суміші супроводжується яскравим сліпучим полум’ям з великою кількістю іскор. Учні мають змогу порівняти властивості речовин до й після реакції. Якщо ви використовуєте суміш заліза й сірки, можете акцентувати увагу на тому, що залізо притягується до магніту, тобто до початку досліду це проста механічна суміш. Після реакції залізо магнітом не притягується, отже, відбулося його перетворення. За можливості проведіть дослід у витяжній шафі.
 
Сірку можна придбати в магазинах із садівництва, вона міститься в сірчистій шашці, з допомогою якої проводять дезінфекцію господарських приміщень тощо. Порошок алюмінію можна придбати в будівельному магазині як срібну фарбу.
 
 
Дослід 2. Складні речовини — результат сполучення простих
 
Під час вивчення поділу речовин на прості й складні демонстраційним шляхом можна довести, що складні речовини — результат сполучення простих, і навпаки. Як доказ проводжу електроліз води.
 
Для досліду потрібні дві пробірки, широкий стакан, або кристалізатор, мідні дроти, батарейка на 9В. Виконання досліду дуже просте: у стакан чи кристалізатор наливаємо воду, занурюємо пробірки в посудину й також наповнюємо їх водою. Далі закріплюємо пробірки в лапках штативу так, щоб їхні отвори перебували під водою, а вода з них не вилилася. Обережно занурюємо у пробірки мідні дроти, для більш естетичного вигляду кінцівкам дротів можна надати форми спіралі.
 
Інший кінець дротів під’єднуємо до джерела постійного струму — батарейки на 9В. Такі батарейки зручні тим, що мають зовнішні клеми, до яких зручно приєднати дроти. Діти мають можливість спостерігати за виділенням газів у обох пробірках, які витискують воду з пробірок. Дослід дає змогу учням зрозуміти, що під час розкладу складних речовин утворюються більш прості.
 
 
Дослід 3. Виділення тепла й світла — ознака хімічної реакції
 
Коли йдеться про хімічні явища, обов’язково говоримо про те, що хімічні реакції можуть супроводжуватися зміною температури, зокрема виділенням тепла і світла. До таких можна віднести всі реакції горіння речовин.
 
Для досліду потрібні цукрова пудра й калій нітрат (калієву селітру придбаємо в магазині із садівництва як добриво). Калій нітрат ретельно подрібнюємо у ступці. Готуємо суміш із рівних частин цукрової пудри й калій нітрату.
 
На уроці висипаємо готову суміш на металевий лист або керамічну плитку й підпалюємо з допомогою сірника. Сумі швидко загорається і горить яскравим фіолетово-рожевим полум’ям, характерним для сполук Калію. У повітрі поширюється солодкуватий запах карамелі.
 
Увага! Дослід супроводжується виділенням величезної кількості диму! Проводіть його у витяжній шафі або принаймні з відкритим вікном.
 
 
Дослід 4. Хімічне світло — хемілюмінесценція
 
Одним із найвидовищних дослідів у сьомому класі є хемілюмінесценція — виділення світла під час «холодної» хімічної реакції. Існує багато речовин, здатних до люмінесценції, найбільш доступна — люмінол С8H7N3O2 (5-аміно-2,3-дигідро1,4-фталазиндіон). У вільному продажі цієї сполуки немає. Використовують люмінол як люмінесцентний індикатор в аналітиці та як індикатор на сліди крові у криміналістиці, тож попит на нього обмежений, а ціна досить висока.
 
Однак є альтернатива! В аптеці можна придбати препарат «галавіту» — це натрієва сіль люмінолу, яка також добре підійде для дослідів. Також знадобиться диметилсульфоксид (в аптеці продають під назвою «димексид»).
 
Підготовка досліду така: спочатку треба висушити диметилсульфоксид. Для цього додайте до реактиву безводного натрій сульфату або натрій карбонату й ретельно збовтайте. Далі відфільтруйте крізь паперовий фільтр.
 
У колбу насипте близько 30 г сухого лугу, додайте 1 розтовчену таблетку «галавіту», влийте 50–60 мл диметилсульфоксиду, закрийте пробкою й сильно збовтайте суміш. Спостерігатимете яскраве зелено-блакитне світіння суміші. З часом інтенсивність світіння знижуватиметься. Якщо в колбу запустити кисень і знову перемішати, світіння стане більш яскравим.
 
Якщо у вашому розпорядженні є калій гексаціаноферрат (+3) («червона кров’яна сіль»), дослід можна виконати таким чином: готують лужний розчин «галавіту», додають певну кількість 3%-го розчину перекису водню (залежно від об’єму лужного розчину) і вливають розчин калій гексаціаноферрату (+3) — спостерігаємо інтенсивне блакитне світіння розчину впродовж 15–20 секунд.
 
 
Дослід 5. Усі ознаки хімічних реакцій в одній демонстрації
 
Дослід простий у виконанні й у неосвічених семикласників викликає купу питань. Для демонстрації потрібні хімічні стакани, а з реактивів: слабкий розчин лугу, фенолфталеїн, концентрована сульфатна кислота (приготуйте невелику кількість упарюванням автомобільного електроліту), розчин натрій карбонату чи натрій гідрогенкарбонату, розчин барій хлориду, або кальцій хлориду, або відповідні нітрати цих металів.
 
У перший стакан наливають слабкий розчин лугу. Стінки другого стакану перед початком демонстрації змочують розчином фенолфталеїну з допомогою пензлика. Стінки третього стакану добре змочують концентрованою сульфатною кислотою. У четвертий стакан наливають розчин натрій карбонату (натрій гідрогенкарбонату). У п’ятий — розчин солі Барію чи Кальцію.
 
Переливають розчин лугу в «порожній» стакан із фенолфталеїном — розчин вмить забарвлюється у малиновий колір. Переливаємо у другий «порожній стакан» — відбувається знебарвлення розчину. Коли додамо розчин до наступного стакану, спостерігатимемо інтенсивне виділення газу. Почекаємо, поки виділення газу припиниться, і додамо отриманий розчин у п’ятий стакан — відбувається утворення білого осаду.
 
Треба сказати про таке. Якщо ви використовуєте солі Барію, осад випаде миттєво. Якщо у вас є лише розчинні солі Кальцію, пам’ятайте про те, що кальцій сульфат є малорозчинною речовиною й виділиться у вигляді осаду тільки за використання концентрованого розчину солі Кальцію й не одразу, а через декілька хвилин. Кальцій хлорид можна придбати в аптеці, а кальцій нітрат продають як добриво — кальцієву селітру. Автомобільний електроліт є в автомагазинах — це 30 % розчин сульфатної кислоти.
 
 
Досліди 6. Горіння металів
 
Коли говоримо про хімічні властивості кисню, акцентуємо увагу на тому, що кисень може реагувати як з неметалами, так і з металами. Однак, якщо розжарити в полум’ї спиртівки залізний дріт або цвях і занурити його в колбу з киснем, реакції не спостерігатимемо. Інша справа — якщо взяти порошок заліза, краще — відновлений воднем. У ложечку для спалювання речовин насипаємо порошок заліза й обережно розсипаємо в полум’ї спиртівки. Залізо згорає яскравими жовтими іскрами, такими, як і під час горіння бенгальського вогню. Якщо взяти цинковий або алюмінієвий порошок, полум’я буде блакитного і яскраво-білого кольору відповідно.
 
 
Дослід 7. «Гейзер»
 
Цікава постановка досліду з каталітичного розкладу гідроген пероксиду. Для досліду потрібний концентрований розчин пероксиду, а саме концентрації 36 %. Такий розчин можна вільно купити у фірмах з продажу хімічних реактивів. Якщо можливості придбати концентрований розчин немає, розчиніть у невеликій кількості води якомога більше таблеток гідропериту. З концентрованим розчином гідроген пероксиду обов’язково працюйте в гумових рукавичках!
 
У колбу з вузьким горлом (мірну колбу) наливають концентрований розчин гідроген пероксиду й додають каталізатор — манган(IV) оксид. Із колби виривається високий стовп пари води, що нагадує гейзер.
 
Манган(IV) оксид можна одержати зі звичайної батарейки. Також як каталізатор можна використовувати рештки від термічного розкладу калій перманганату, адже в цій суміші також міститься манган(IV) оксид.
 
 
Дослід 8. «Пінна реакція»
 
Цікавий, несподіваний, видовищний — такі характеристики можна дати цьому досліду. Для його проведення знову потрібний концентрований розчин гідроген пероксиду. Також знадобиться скляний циліндр.
 
У циліндрі готують суміш розчину гідроген пероксиду й рідкого мила, добре перемішують. Після перемішування додають каталізатор розкладу гідроген пероксиду. Тут краще брати каталізатор, який добре розчиняється у воді, наприклад розчин калій йодиду або розчин купруму(ІІ) аміакату (цей розчин можна приготувати додаванням розчину амоніаку до розчину мідного купоросу доти, доки не утвориться розчин темно-синього кольору).
 
Тільки-но додамо каталізатор, з циліндру з високою швидкістю почне «виповзати» величезна кількість гарячої піни. Перед початком досліду заздалегідь застеліть поверхню столу, на якому демонструватимете дослід, поліетиленовою плівкою.
 
 
Дослід 9. Склад повітря
 
Простий дослід, який має на меті показати, що кисню в повітрі — 1/5 частина. Для досліду потрібні кристалізатор, скляний циліндр, свічка.
 
Спочатку свічку закріплюють на якійсь поверхні, що не тоне у воді, наприклад на невеликому шматочку пінопласту. Обережно опускають свічку на поверхню води у кристалізаторі й підпалюють. Далі накривають свічку циліндром. На поверхні циліндру заздалегідь треба нанести п’ять чорних міток, що поділяють циліндр на рівні частини.
 
Коли весь кисень у циліндрі вичерпається, вода займе рівно 1/5 об’єму циліндру. Свічка підніметься на цей рівень у циліндрі. Для більшої наочності воду можна трохи підфарбувати.
 
 
Дослід 10. Штучна пожежа
 
Якщо ви в 7 класі приділяєте увагу горінню й методам припинення горіння, наочно розкажіть дітям про те, як влаштований вуглекислотний вогнегасник.
 
Вуглекислий газ синтезуємо дією будь якої кислоти на шматочки мармуру або крейди. Для доброго току газу краще проводити реакцію в апараті Кіпа.
 
Заповнюємо одну колбу чистим киснем, іншу залишаємо з повітрям, у третю збираємо вуглекислий газ. У кожну колбу занурюємо палаючу скибку. Діти зроблять висновок про горіння речовин у атмосфері різних газів.
 
Також на столі можна влаштувати імпровізовану пожежу. У порцеляновій чашці підпаліть шматок вати, змочений спиртом. Направте на полум’я газовідвідну трубку, якою виділяється вуглекислий газ. Полум’я гасне. Також можна зібрати вуглекислий газ у великий стакан і вилити на полум’я зверху.
 
Ось такі не дуже складні досліди можна використовувати на уроках у 7 класі як демонстраційні. Звичайно, за наявності реактивів цей перелік можна значно розширити. Якщо ж такої можливості немає, виходимо із ситуації оптимістично! З допомогою загальнодоступних магазинів можна зібрати скромний набір реактивів, придатних для цікавих демонстрацій і лабораторних дослідів.
 
Бажаю всім успіхів у проведенні демонстраційних дослідів!
Dounload PDF

Відгуки читачів