Коли закінчиться карантин.Методика проведення деяких цікавих дослідів з хімії

Шановні колеги! Під час вивчення курсу хімії інтерес до вивчення цього предмета значно підвищується, якщо під час практичних робіт, яких не так уже й багато, учні власноруч змішують у пробірках розчини реактивів, спостерігають за ходом хімічної реакції.  Звичайно, за ту кількість годин, які даються на вивчення хімії, 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. Закінчуючи школу, учні провинні знати, як  нагрівати речовину в пробірці, які колби можна нагрівати на відкритому полум’ї, а які — ні! До завершення школи учень повинен мати початкові навички й уміння роботи з лабораторним посудом і хімічними реактивами.  Щоб зацікавити учнів своїм предметом, рекомендуємо проводити на уроках додаткові демонстраційні досліди. 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. Можливо, саме залучення дитини до експерименту зараз зробить свою справу та змінить майбутнє вашого учня в бік перемог на олімпіадах, конкурсах-захистах робіт МАН, а якщо цього не станеться, будьте впевнені, що ваші уроки згадуватимуть як найцікавіші. Пропонуємо методику проведення  цікавого демонстраційного експерименту з доступних реактивів, які можна придбати в аптеках або магазинах побутової хімії.

 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 порошки сірки й металу: заліза (краще використовувати порошок заліза, відновлений воднем) чи алюмінію. Сірку ретельно подрібнюємо у ступці. Далі змішуємо порошки сірки й металу. Якщо для досліду взяли залізо, змішуємо реагенти у співвідношенні 1:1. Якщо використовуємо алюміній, співвідношення алюмінію й сірки — 2:3. Суміш перемішуємо, висипаємо на металевий лист і підпалюємо із допомогою дерев’яної скіпки. Якщо суміш не вдається запалити в такий спосіб, додаємо до суміші трохи подрібненого уротропіну (сухе пальне), і це спричинить займання  реакційної суміші.

 Горіння суміші супроводжується яскравим сліпучим полум’ям з великою кількістю іскор. Учні мають змогу порівняти властивості речовин до й після реакції. Якщо використовуємо суміш заліза й сірки, можна акцентувати увагу на тому, що залізо притягується до магніту, тобто до початку досліду це проста механічна суміш. Після реакції залізо магнітом не притягується, отже, утворилась нова речовина. За можливості необхідно провести дослід у витяжній шафі.

 Сірку можна придбати в магазинах із садівництва, вона міститься в сірчистій шашці, з допомогою якої проводять дезинфекцію господарських приміщень тощо. Порошок алюмінію можна придбати в будівельному магазині як срібну фарбу.

 Дослід 2. 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. Суміш 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! Його необхідно проводити  у витяжній шафі.

 Дослід 3. Хімічне світло — хемілюмінесценція

 Цікавим дослідом для учнів у сьомому класі є хемілюмінесценція — виділення світла під час «холодної» хімічної реакції.

 В аптеці можна придбати препарат «галавіт» — це натрієва сіль люмінолу, яка також добре підійде для дослідів. Також знадобиться диметилсульфоксид (в аптеці продають під назвою «димексид»).

 Підготовка досліду така: спочатку висушуємо диметилсульфоксид. Для цього додаємо до реактиву безводного натрій сульфату або натрій карбонату й ретельно збовтуємо. Далі відфільтровуємо крізь паперовий фільтр.

 У колбу насипаємо близько 30 г сухого лугу, додаємо 1 розтовчену таблетку «галавіту», вливаємо 50–60 мл диметилсульфоксиду, закриваємо пробкою й сильно збовтуємо суміш. Спостерігамо яскраве зелено-блакитне світіння суміші. З часом інтенсивність світіння знижуватиметься. Якщо в колбу запустити кисень і знову перемішати, світіння стане більш яскравим.

 Якщо є калій гексаціаноферрат (+3) («червона кров’яна сіль»), дослід можна виконати таким чином: готуємо лужний розчин «галавіту», додаємо певну кількість 3%-го розчину пероксиду гідрогену (залежно від об’єму лужного розчину) і вливаємо розчин калій гексаціаноферрату (+3) — спостерігаємо інтенсивне блакитне світіння розчину впродовж 15–20 секунд.

 Дослід 4. Усі ознаки хімічних реакцій в одній демонстрації

 Дослід простий у виконанні й у семикласників викликає купу питань. Для демонстрації потрібні хімічні склянки, а з реактивів: слабкий розчин лугу, фенолфталеїн, розчин сульфатної кислоти (можна взяти невелику кількість автомобільного електроліту), розчин натрій карбонату чи натрій гідрогенкарбонату, розчин барій хлориду чи кальцій хлориду, або відповідні нітрати цих металів.

 У першу склянку наливаємо слабкий розчин лугу. Стінки другої склянки перед початком демонстрації змочуємо розчином фенолфталеїну з допомогою пензлика. Стінки третьої склянки добре змочуємо сульфатною кислотою. У четверту склянку наливаємо розчин натрій карбонату (натрій гідрогенкарбонату), у п’яту — розчин солі Барію чи Кальцію.

 Переливаємо розчин лугу в «порожню» склянку із фенолфталеїном — розчин вмить забарвлюється у малиновий колір. Переливаємо у другу «порожню склянку» — відбувається знебарвлення розчину. Коли додамо розчин до наступної склянки, спостерігатимемо інтенсивне виділення газу. Почекаємо, поки виділення газу припиниться, і додамо отриманий розчин у п’яту склянку — відбувається утворення білого осаду.

 Потрібно звернути увагу, якщо ви використовуємо солі Барію, осад випаде миттєво. Якщо є лише розчинні солі Кальцію, потрібно пам’ятати 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.

 Дослід 5. 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 6. «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, необхідно розчинити у невеликій кількості води якомога більше таблеток гідропериту. З концентрованим розчином гідроген пероксиду обов’язково необхідно працювати в гумових рукавичках!

 У колбу з вузьким горлом (мірну колбу) наливаємо концентрований розчин гідроген пероксиду й додаємо 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 7. «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 готуємо суміш розчину гідроген пероксиду й рідкого мила, добре перемішуємо. Після перемішування додаємо 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 необхідно застелити поверхню столу, на якому демонструватимемо дослід, поліетиленовою плівкою.

 Дослід 8. 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 закріплюємо на якійсь поверхні, що не тоне у воді, наприклад, на невеликому шматочку пінопласту. Обережно опускаємо свічку на поверхню води у кристалізаторі й підпалюємо. Далі накриваємо 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 циліндра. Свічка підніметься на цей рівень у циліндрі. Для більшої наочності воду можна трохи підфарбувати.