лабораторные работы по химии для естественнонаучного профиля
методическая разработка на тему

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«КРАСНОГОРСКИЙ КОЛЛЕДЖ» ИСТРИНСКИЙ ФИЛИАЛ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ»

для специальностей среднего профессионального образования:

естественнонаучного профиля:

 260807.01 Повар, кондитер.

Составитель: Миронова М. Н., преподаватель химии

2013

итель дире

Содержание:

Введение

В данных методических указаниях описаны методики выполнения лабораторных работ по общей и органической химии, дано краткое теоретическое введение к каждой теме, которое при самостоятельной подготовке поможет студентам выполнить эти работы. В приложении к указаниям приведены справочные таблицы, правила техники безопасности и мероприятия по оказанию первой помощи. Методические указания выполнены в соответствии с рабочей программой составленой на основе государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования по химии  (базовый уровень). В ней предусмотрено 13 часов на проведение практических и лабораторных занятий.  

Пособие поможет студентам совершенствовать практические умения и закрепить теоретические знания по дисциплине «Химия».

       Пособие состоит из двух частей: первая посвящена лабораторным работам по общей и неорганической химии; вторая – по органической химии.

       Описаны методики выполнения лабораторных работ, приведены контрольные вопросы, фиксирующие внимание студентов на наиболее важные этапы изучаемого материала. Контрольные вопросы составлены на основе личностно-ориентированного подхода в обучении.

       В процессе выполнения лабораторных работ студенты должны наблюдать за ходом эксперимента, отмечать все его особенности (изменение цвета, тепловые эффекты, выпадение осадка, образование газообразных веществ). Результаты наблюдений записывают в тетради для лабораторных работ, поддерживаясь определенной последовательности:

- дата выполнения, название лабораторной работы;

- цель работы;

- краткие теоретические сведения, касающиеся данной работы;

- зарисовка схемы установки (выполняется карандашом);

- результаты опытов должны быть внесены в таблицу;

- выводы.

       В приложении к пособию приведены справочные таблицы, правила техники безопасности и мероприятия по оказанию первой помощи.

Рекомендации по составлению письменного отчета о выполненной практической работе.

Для оформления отчета о работе удобно использовать табличную форму.

       «Ход опыта» записывается кратко, вместо словесного описания последовательности действий используется рисунок. Обязательно            указываются условия осуществления химических реакций.

 В графе «Наблюдения» рисунок или схема поясняются следующими обозначениями:

- образование осадка: ↓                                                                         Указывается цвет осадка и его характер (мучнистый, творожистый, студенистый);                                                                                                              - выделение газообразного вещества: ↑                                                Указывается цвет газа, запах, плотность.

      В графе «Уравнения реакций» учащиеся могут выражать только сущность реакций ионного обмена, т.е. записывать только сокращенные ионные уравнения реакций. Для окислительно-восстановительных реакций записываются молекулярное уравнение реакции, выражается ее сущность методом электронного баланса или электронно-ионным методом. Указываются названия процессов и функции веществ.

       Особого внимания требует заполнение графы «Вывод». Вывод должен соответствовать условию задачи, быть полным и обоснованным.

Лабораторная  работа 1

Тема: Изготовление моделей молекул некоторых органических и неорганических веществ 

Цель: Развитие навыков пространственного изображения молекул  кислорода, воды, углекислого газа ,метана, этана, этена, этина, бензола.

Задача: Закрепление знаний по теме Способы существования химических элементов «».

 Оборудование: шаростержневые модели, транспортир. Учебное пособие Габриелян О.С. «Химия»

Теоретические основы

В предельных углеводородах (алканы) все углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, и образуют одинарные σ – связи. Угол связи составляет 109,28о. Форма молекул правильный тетраэдр.

В молекулах алкенов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp2 , и образуют двойные связи σ и π – связи. Угол связи σ составляет 120о, а π – связь распологается перпендикулярно связи σ. Форма молекул  правильный треугольник.

В молекулах алкинов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp , и образуют тройные связи одну σ и две π – связи. Угол связи σ составляет 180о, а две π – связи распологаются перпендикулярно друг друга. Форма молекул линейная (плоская).

В молекуле бензола C6H6  шесть атомов углерода связаны σ – связью. Угол связи составляет 120о. Состояние гибридизации sp2. В молекуле образуется

 6 π – связь, которая принадлежит шести атомам углерода.

Для пространственного изображения молекул органических веществ важно знать, к какому классу веществ относится соединение, угол связи, форму молекул.

Например: Метан (СH4) относится к классу алканов. Атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, значит угол связи 109,28о, форма молекулы тетраэдр, между атомами одинарная σ – связь. Для построения молекулы шаростержневым способом нужно заготовить 4 шара из пластилина. Один шар (атом углерода)  большего размера и черного цвета, а три атома (водорода) одинакового размера красного цвета. Соединить шары металическими стержнями под углом 109,28о.

Полусферическая модель атома изготавливается также только шары соединяются методом вдавливания в друг друга.

Выполнение работы

1. Изготовление моделей  молекул органических веществ СH4, C2H6, C2H4, C2H2, C6H6.

1.1.Изготовление шаростержневых моделей молекул.

Шаростержневые модели изготавливаются из пластилина и металлических стержней. При изготовлении молекул необходимо знать угол связи и ее кратность.

Атом химического элемента представляется в виде шара. Атом углерода в виде шара изготавливается большего  размера, чем атомы водорода и из другого цвета пластилина. Химическая связь изображается металлическими стержнями. Угол химической связи измеряется траспортиром.

1.2.Изготовление полусферических моделей

Полусферические модели изготавливаются из пластилина. Сначала заготавливаются шары для атомов углерода и водорода, затем под определенным углом атомы в виде шаров соединяются друг с другом методом вдавливания. Получаются полусферы атомов.

1.3. Заполните таблицу. Зарисуйте молекулы органических веществ.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают органические соединения по строению углеводородного скелета?

2. Какие бывают органические соединения по наличию функциональных групп?

3. Какие вещества называются гомологами?

4. Какие бывают пространственные формы молекул органических веществ?

5. Какой процесс называется гибридизацией?  

7. Дайте понятие σ и π связи?

Лабораторная работа 2

Тема: Сравнение свойств простых веществ, оксидов и гидроксидов элементов III периода.

Цель: Изучить свойства оксидов и гидроксидов элементов III периода.

Задачи :  установление закономерности в изменении свойств оксидов и гидроксидов элементов III периода, сформировать понятие об амфотерности.

Оборудование: таблицы «Периодическая система химических элементов Д.И Менделеева», «Растворимость кислот и оснований в воде», «Относительная электроотрицательность элементов. Демонстрационный штатив с пробирками, капельница.

Химреактивы: Гидроксиды элементов III периода, индикаторы, соляная кислота, раствор хлорида алюминия.

Теоретические основы

Проецируем на экран вопросы, на которые учащиеся должны ответить:

Что такое ионная связь? Приведите примеры веществ с ионной связью.

Что такое ковалентная связь? Назовите два вида ковалентной связи. Приведите примеры.

Как вы понимаете термин «Относительная электроотрицательность элементов»? Электроотрицательность какого элемента условно принята за единицу?

Как изменяется электроотрицательность элементов в периодах с увеличением порядковых номеров элементов, в А – подгруппах?

Свяжите понятия «Электроотрицательность» и «Химическая связь».

Как изменяются размеры атомов в периодах с увеличением порядковых номеров элементов?

После повторения предлагаю учащимся составить формулы оксидов элементов III периода и определить вид химической связи в каждом случае:

Na2O                    MgO                    Al2O3                    SiO2                    P2O5                    SO3                    Cl2O7

Отдельным учащимся заранее предложена работа на компьютерах по составлению электронных формул оксидов с ионной и ковалентной связью.

Na2+ []2-                       Mg2+ []2-

ионная связь                 ионная связь

ковалентная полярная связь                 ковалентная полярная связь

После проекции этих формул на экран предлагаю учащимся определить характер данных оксидов: (оксиды натрия и магния – основные по характеру, оксиды фосфора (V) и хлора (VII) – кислотные).

Формулируем вывод по данной части работы: основные оксиды – ионные соединения, кислотные оксиды – ковалентные.

Используя опорный конспект (приложение 1), предлагаю учащимся охарактеризовать свойства основных и кислотных оксидов, выполнив упражнение:

1) MgO + HCl →                       2) SO3 + NaOH→

3) Na2O + H2O→                 4) P2O5+H2O→

Акцентирую внимание учащихся на то, что основные оксиды взаимодействуют с кислотами, кислотные - со щелочами с образованием соли и воды. При взаимодействии основных оксидов элементов I-A и II – А групп образуются гидроксиды - щелочи. При взаимодействии кислотных оксидов с водой образуются гидроксиды – кислоты.

Что же такое гидроксид? (Это продукт соединения оксида с водой)

 Однако не все гидроксиды можно получить реакцией оксида с водой. Например,

SiO2+ H2O ≠ реакция не идет

Al2O3+ H2O ≠ реакция не идет

Гидроксид кремния (кремниевую кислоту) и гидроксид алюминия получают другими способами. Об этом мы поговорим несколько позже.

Далее предлагаю учащимся продолжить работу над схемой: под формулами оксидов элементов III периода записать формулы их гидроксидов.

Na2O                 MgO                 Al2O3                 SiO2                 P2O5                 SO3                 Cl2O7

NaOH                 Mg(OH)2                 Al(OH)3                 H2SiO3                 H3PO4                 H2SO4                 HClO4

По таблице «Растворимость кислот, оснований и солей в воде» определяем растворимость гидроксидов в воде.

 С помощью каких веществ можно доказать принадлежность гидроксида к основаниям или кислотам?

Учащиеся вспоминают, что для этого есть индикаторы.

Предлагаю испытать раствором лакмуса каждый из предложенных гидроксидов:

NaOH                 Mg(OH)2                 H3PO4                 H2SO4

По ходу проведения опытов учащиеся комментируют их и делают вывод, что в растворах гидроксидов металлов фиолетовый лакмус изменяет окраску в синий цвет, а в растворах кислот – в красный. Составляем уравнение электролитической диссоциации щелочи и кислоты.

NaOH ↔ Na++OH- (образуется гидроксид –ион, изменяющий окраску лакмуса в синий цвет)

H2SO4+H2O↔H3O++HSO4- (образуется ион оксония, т.е. гидратированный протон Н+(Н2О), изменяющий окраску лакмуса в красный цвет).

 Подумайте, почему я не предложила испытать индикатором гидроксиды кремния и алюминия? (Они не растворимы в воде).

Предлагаю продолжить работу со схемой, отметив характер гидроксидов их растворимость в воде.

Na2O                 MgO                 Al2O3                 SiO2                 P2O5                 SO3                 Cl2O7

NaOH                 Mg(OH)2                 Al(OH)3                 H2SiO3                 H3PO4                 H2SO4                 HClO4

Щелочь                 Малораств.

основание                 Нерастворимые вещества                 растворимые кислоты

В процессе беседы устанавливаем закономерность изменения свойств гидроксидов:

Какое основание сильнее NaOH или Mg(OH)2

Сравните силу кислот как электролитов. Назовите самую слабую из них и самую сильную.

Отметьте на схеме, как изменяются основные и кислотные свойства гидроксидов с увеличением порядковых элементов III периода

Na2O                 MgO                 Al2O3                 SiO2                 P2O5                 SO3                 Cl2O7

NaOH                 Mg(OH)2                 Al(OH)3                 H2SiO3                 H3PO4                 H2SO4                 HClO4

Щелочь                 Малораств.

основание                 Нерастворимые вещества                 растворимые кислоты

Основные свойства ослабевают —>                 кислотные свойства усиливаются —>

III этап. Постановка учебной проблемы.

Почему основные свойства гидроксидов элементов III периода ослабевают, а кислотные – усиливаются?

Попытаемся найти ответ на этот вопрос, используя знания об относительной электроотрицательности элементов, видах химической связи и сравнивая размеры атомов (ионов).

Проецируем на экран электронные формулы гидроксидов элементов III периода (приложение 2).

Путем фронтальной беседы по вопросам, приведенным ниже, устанавливаем, почему гидроксид натрия обладает большим основным характером, чем гидроксид магния.

Из каких частиц состоят эти вещества? (Из катионов металла и гидроксид-анионов)

Какая связь образуется между ионами? (ионная).

Составьте уравнение реакции диссоциации гидроксида натрия.

Почему химическая связь разрывается между натрием и кислородом?

 Кислород – сильноэлектроотрицательный элемент, он оттягивает электронную плотность связи с натрием на себя, атом натрия превращается в ион. Кроме того, ион натрия имеет большой размер следовательно, длина связи натрия с кислородом большая, поэтому связь слабая. Этим объясняется хорошая растворимость гидроксида натрия и распад электролита на ионы с освобождение гидроксид-аниона.

Сравните размеры ионов натрия и магния, а также величины из зарядов.

Учащиеся дают ответ, что размер иона натрия больше, а величина заряда иона натрия меньше, чем у иона магния.

Подумайте, в каком случае будет прочнее связь: между катионом натрия и гидроксид-анионом, или между катионом магния и гидроксид-анионом? Почему?

Учащиеся находят правильный ответ: между катионом магния и гидроксид-анионом связь более прочная, т.к. заряд катиона магния больше, а размер меньше. Поэтому способность катиона магния удерживать гидроксид-анион больше, т.е. процесс распада его как электролита затруднен по сравнению с гидроксидом натрия. Гидроксид магния более слабое и мене растворимое основание, чем гидроксид натрия.

Что же тогда можно сказать о свойстве гидроксида алюминия? (По причине увеличения заряда катиона алюминия Al3+ и уменьшения его размера отрыв гидроксид-аниона еще более затруднен. Гидроксид алюминия нерастворимое и малодиссоциирующее в воде вещество).

Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств.

Предлагаю учащимся получить гидроксид алюминия реакцией ионного обмена. Подбираем вещества, проводим опыт, составляем уравнение реакций:

Al3++3OH- =Al (OH)3↓ (это нерастворимое в воде основание)

Прошу исследовать свойства гидроксида алюминия:

1) В одну пробирку со свежеосажденным гидроксидом алюминия добавляем раствор соляной кислоты – наблюдаем растворение осадка. Составляем уравнения реакций:

Al(OH)3+3HCl= AlCl3+3H2O

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Делаем вывод, что гидроксид алюминия проявил себя, как основание.

2) В другую пробирку с гидроксидом алюминия добавляем раствор щелочи – наблюдаем растворение осадка. В этом случае гидроксид алюминия проявил свойства кислоты. Подумайте, как это можно объяснить? Сопоставьте размеры ионов магния и алюминия, величины их зарядов, а также относительные электроотрицательности элементов.

Учащиеся отмечают, что размер катиона алюминия меньше размера катиона магния, а величина заряда и электроотрицательность – больше, чем у магния.

? К чему это приводит? (К уменьшению заряда на атоме кислорода гидроксогруппы, и, следовательно, к облегчению отщепления катиона водорода. Вот почему гидроксид алюминия проявляет свойства кислоты).

Учитель. Существует кислотная форма гидроксида алюминия HAlO2 – металюминиевая кислота. Это очень слабая кислота, но она взаимодействует со щелочью с образованием соли и воды:

Таким образом, гидроксид алюминия проявляет как свойства основания, так и свойства кислоты, т. е. является амфолитом или амфотерным соединением (вносим эту информацию в схему).

Na2O                 MgO                 Al2O3                 SiO2                 P2O5                 SO3                 Cl2O7

NaOH                 Mg(OH)2                 Al(OH)3                 H2SiO3                 H3PO4                 H2SO4                 HClO4

Щелочь                 Малораств.

основание                 Нерастворимые вещества                 растворимые кислоты

амфотерный

гидроксид                          

Основные свойства ослабевают —>                 кислотные свойства усиливаются —>

Учитель. Теперь ответим на вопрос, почему кислотные свойства гидроксидов элементов III периода усиливаются.

Провожу беседу по вопросам:

Как вы считаете, в молекулах кислот связи ковалентные или ионные? (ковалентные полярные).

Почему они полярные? (Соединяются элементы с различной электроотрицательностью).

Сравните значение относительных электроотрицательностей элементов Si, P, S, Cl. Как они изменяются? (увеличиваются). Обратите внимание на значение относительной электроотрицательности элемента кислорода (оно больше, чем у Si, P, S, Cl)

Связь считается боле полярной, если разность значений электротрицательностей соединяющихся элементов больше.

Определите, в какой из кислот степень полярности ковалентной связи атома неметалла с атомом кислорода больше: в кремниевой или в фосфорной?

Учащиеся путем простого подсчета приходят к выводу: что связь атомов кремния и кислорода более полярная.

Учитель. Электронная плотность связи кремния с кислородом сильно смещена к атому кислорода, поэтому он приобретает большой отрицательный заряд. По этой причине атом водорода сильно притягивается к атому кислорода, что делает связь О-Н более прочной. Это препятствует процессу диссоциации. Кремниевая кислота практически не диссоциирует на ионы и в воде нерастворима.

Как изменяется полярность связи Р-О в молекуле фосфорной кислоты?

Учащиеся отвечают, что она уменьшается, т. е. электронная плотность на атоме кислорода становится меньше, прочность связи атомов кислорода и водорода ослабевает.

Как это влияет на свойства фосфорной кислоты?

Учащиеся отвечают, что фосфорная кислота электролит средней силы и в воде растворяется.

Н3РО4+Н2О ↔ Н3О++Н2РО4-

 теперь вы сможете ответить на вопрос, почему серная и хлорная кислоты являются сильными электролитами. Покажите смещение электронной плотности связей на электронных формулах и объясните, почему серная кислота сильнее фосфорной.

Теперь мы ответили на вопрос, почему кислотные свойства гидроксидов элементов III периода усиливаются.

Такая же закономерность в изменении свойств характерна и для оксидов

Na2O                 MgO                 Al2O3                 SiO2                 P2O5                 SO3                 Cl2O7

Основные оксиды                 амфотерный

гидроксид                 кислотные оксиды

Обсужденные закономерности наблюдаются во всех периодах периодической системы химических элементов:

При переходе от элемента к элементу слева направо по периоду свойства их оксидов и гидроксидов закономерно меняются от основных через амфотерные к кислотным.

Сформулируйте вывод по работе.

Лабораторная работа 3

Тема: Ознакомление с коллекциями образцов пластмасс и волокон.

Цель: Ознакомление на основе коллекционного материала с образцами пластмасс и волокон.

Задача: Закрепить знания по теме «Полимеры».

Обеспечивающие средства: Коллекции « Пластмассы», «Волокна».

Теоретические основы

       Пластмассами называют материалы, изготавливаемые на основе полимеров, способные приобретать при нагревании заданную форму и сохранять ее после охлаждения.

Пластмассы бывают:

        Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются и в этом состоянии легко изменяют форму. При охлаждении они снова затвердевают и сохраняют приданную форму. При следующем нагревании они снова размягчаются, придают новую форму.

       Термореактивные полимеры при нагревании сначала становятся пластичными, но затем утрачивают пластичность, становятся неплавкими и нерастворимыми, так как в них происходит химическое взаимодействие между линейными макромолекулами, образует пространственная структура полимера.

Изготовление волокон и тканей – вторая обширная область народнохозяйственного применения синтетических высокомолекулярных веществ.

Волокна делятся на природные и химические.                                                 

Волокна

           Природные                                                     Химические    

Растительного         Животного              

                                                                    Искусственные  Синтетические    

          происхождения    

2. Ознакомление с коллекциями образцов пластмасс и волокон.

Рассмотрите коллекции «Пластмассы» и «Волокна» Запишите внешние признаки  пластмасс и волокон в таблицу.

Таблица

Физические свойства пластмасс и волокон.

Контрольные вопросы

1. Какие вещества называются полимерами?

2. Назовите известные вам полимерные соединения и их область применения.

3. Как классифицируются химические волокна?

4. Назовите известные вам волокна и их область применения.

Сформулируйте вывод по работе.

Тема: Приготовление суспензии карбоната кальция. Получение эмульсии моторного масла. Ознакомление со свойствами дисперсных систем.

Цель: Овладение умениями  приготовления дисперсионных систем, навыками определения их свойств и  работы с микроскопом.

Задача: Закрепить знания по теме « Строение вещества». 

Реактивы и оборудование: Карбонат кальция (мел), моторное масло, вода. Химические стаканы, стеклянные палочки, микроскопы.

Теоретические основы

      Дисперсные (раздробленные) системы являются гетерогенными, в отличие от истинных растворов (гомогенных). Они состоят из сплошной непрерывной фазы – дисперсионной среды и находящихся в этой среде раздробленных частиц того или иного размера и формы – дисперсной фазы.

     Обязательным условием существования дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергированного вещества и дисперсионной среды.

     Дисперсные системы классифицируют:

     1. по степени дисперсности;

     2. по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды;

     3. по интенсивности взаимодействия между ними;

     4. по отсутствию или образованию структур в дисперсных системах.

    В зависимости от рамеров частиц дисперсной фазы дисперсные системы бывают в виде взвесей и коллоидов.

     Взвеси (размер дисперсной фазы более 100нм) ─ эмульсии, суспензии, аэрозоли.

      Коллоидные растворы (размер дисперсной фазы от 1 до 100нм) – гели, золи.

       Агрегатное состояние дисперсных систем бывает разным и обозначается двумя буквами.

       Например: аэрозоль обозначается Г-Ж.

Г – газообразная дисперсионная среда, Ж – жидкая дисперсная фаза.  

Выполнение работы

1. Приготовление суспензии мела.

В химический стакан поместите небольшое количество порошка мела и прилейте немного воды. Все тщательно перемешайте. Запишите наблюдения.

Поместите каплю, суспензии на стеклянную пластину и рассмотрите под микроскопом.

Запишите наблюдения.

Сформулируйте вывод о свойствах суспензии и схематически запишите агрегатное состояние дисперсной системы.

2. Приготовление эмульсии моторного масла.

В химический стакан поместите небольшое количество моторного масла и прилейте немного воды. Все тщательно перемешайте. Запишите наблюдения.

Поместите каплю, эмульсии на стеклянную пластину и рассмотрите под микроскопом.

Запишите наблюдения.

Сформулируйте вывод о свойствах суспензии и схематически запишите агрегатное состояние дисперсной системы.

Контрольные вопросы

1. Что такое смеси? Какими бывают смеси?

2. Выпишите в один ряд природные смеси, а в другой чистые вещества:

мел, карбонат натрия, песок, известь, оксид кремния, гидроксид натрия, мрамор, гипс, железная руда.

3. Какие смеси называются дисперсными?

4.Что показывает степень дисперсности?

5. Что такое монодисперсная и полидисперсная система?

6.Какие дисперсные системы называются свободнодисперсными и  связнодисперсными?

7.Какие агрегатные состояния бывают у дисперсных систем, как называют  и схематически записывают такие дисперсные системы?

Ответ на 7 вопрос оформите в виде таблицы:

Сформулируйте вывод по работе.

Лабораторная  работа 5

Тема: Реакции, идущие с образованием газа, осадка и воды.

Цель: Овладение умениями проведения различных типов химических реакций, с соблюдением  правил техники безопасности.

Задача: Закрепление знаний по теме «Химические реакции».

Реактивы и оборудование: Штатив с пробирками, держатель, растворы NaOH, H2SO4,CuSO4, Na2CO3, NH4Cl, Na2SO4, ZnSO4, BaCl2, Na и вода.

Металлы Mg, Zn, Fe; растворы кислот 5% HCl,10% HCl, 20% HCl, H2SO4; оксид CuO (II). Штатив с пробирками, держатель, горелка, градусник.

Теоретические основы

Необратимые реакции протекают до конца, если выполняется три условия: выпадает осадок, образуется газообразное вещество и образуется малодиссоциирующее вещество (вода).

Образование осадка.

 NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3         молекулярное уравнение

Na+ + Cl- + Ag+ + NO3- = AgCl↓ + Na+ + NO3—    полное ионное уравнение

Ag+ + Cl- = AgCl↓                                               сокращенное ионное уравнение

Образование газообразного вещества.

(NH4)2S + 2HCl = 2NH4Cl + H2S↑

2NH4+ + S2- + 2H+ + 2Cl- = 2NH4+ + 2Cl- + H2S↑

2H+ + S2- = H2S↑

Образование воды.

H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O

2H+ + SO42- + 2K+ + 2OH- = 2K+ + SO42- + 2H2O

2H+ + 2OH- = 2H2O

Выполнение работы.

1.Реакции, идущие с образованием газа

1.1. В пробирку поместите 2 мл раствора соли NH4Cl и прилейте такое же количество щелочи NaOH. Пробирку нагрейте до появления запаха аммиака. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

1.2.  В пробирку поместите 2 мл раствора соли Na2CO3 и прилейте 1 мл раствора

серной кислоты. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

1.3. В пробирку поместите 2 мл воды и опустите небольшой кусочек натрия. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

2. Реакции, идущие с образованием  осадка

2.1. В пробирку поместите 2 мл раствора соли CuSO4 и прилейте 4мл раствора NaOH.

Запишите наблюдения и химическую реакцию.

2.2. В пробирку поместите 2 мл раствора соли Na2SO4 и прилейте 2 мл раствора BaCl2 до образования осадка. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

3. Реакции, идущие с образованием  воды

3.1. В пробирку поместите 2мл раствора H2SO4 и 1 каплю индикатора метилового оранжевого, затем прилейте щелочи NaOH до изменения окраски раствора. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

3.2. В пробирку поместите 2мл раствора ZnSO4 и по капелькам до образования осадка добавьте раствор щелочи NaOH. К полученному осадку прилейте H2SO4 до его растворения. Запишите наблюдения и химическую реакцию.

 2. Зависимость скорости взаимодействия  цинка с соляной кислотой от ее концентрации.

В три пробирки налить растворы: в первую 3мл серной кислоты, во вторую 2мл серной кислоты и 1мл воды, в третью 1мл кислоты и 2мл воды. В каждую пробирку опустить гранулу цинка.

Запишите наблюдения. Сформулируйте зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ.

Контрольные вопросы

1 уровень

1. При каких условиях возможны необратимые реакции?

2. Возможна ли реакция: HCl + KOH = H2O + KCl

2 уровень

1. Запишите типы химических реакций по имеющимся классификациям.

2. Допишите реакцию: ZnCl2 + NaOH = ? +? . Почему возможна эта необратимая реакция?

3 уровень

1. Запишите типы химических реакций по имеющимся классификациям, проделанных в лабораторной работе.

2. Запишите необратимую реакцию, которая протекает с выделением осадка.

Сформулируйте вывод по работе.

Лабораторная работа 6

Тема: Приготовление раствора заданной концентрации.

Цель: Овладение навыками приготовления растворов определенной концентрации, с соблюдением правил техники безопасности.

Задача: Закрепить знания по теме « Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация».

Реактивы и оборудование: Хлорид натрия (NaCl),  60% конценрированная серная кислота,  дистиллированная вода, весы, бюксы, мерная колба (100мл).

Теоретические основы

Раствор – гомогенная система, состоящая из растворенного вещества и растворителя.

При решении задач пользуются формулами:

W Р.В. = m Р.В. / m Р-РА.                 

 mр-ра = m Р.В. + m Н2О              

m Р-РА – масса раствора, г.

m Р.В. – масса растворенного вещества, г.

m Н2О – масса воды, г.

WР.В. - массовая доля растворенного вещества.

10% раствор вещества содержит 10г растворенного вещества и 90г воды в 100г раствора.

Например: Определите массовую долю растворенного вещества, если 10 г его содержится  в 100 г раствора. Какая масса воды содержится в растворе.

Дано: mР.В. = 10 г; mр-ра = 100 г

Найти: W Р.В.; m Н2О

Решение:

1. W Р.В. =; W Р.В. =  = 0,1  

 2. mн2о = mр-ра – mр.в.; mн2о = 100 – 10 = 90 г

Ответ: 0,1; 90 г  

Выполнение работы

1.Приготовление 2%  раствора соли.

Взвесьте в бюксе 2г хлорида натрия и пересыпьте через воронку в колбу на 100мл. Затем в колбу добавьте воды до метки. Полученный раствор имеет 2% концентрацию NaCl в 100г раствора или 0,02 массовую долю NaCl в 100г раствора.

2. Приготовление 100 мл 10% раствора серной кислоты.

Раствор готовят из 60% концентрированного раствора серной кислоты плотностью 1,5 г/мл. Для этого мензуркой отмеряют 11 мл 60% концетрированной серной  кислоты и мерным цилиндром 100-11=99 мл воды. Воду выливают в колбу, а затем добавляют из мензурки кислоту. Полученный раствор содержит 0,1 массовую долю H2SO4.

Контрольные вопросы

1. Что такое растворы?

2.Из чего складывается масса раствора?

3. Как определяется массовая доля растворенного вещества в растворе?

4. Как приготовить10% раствор щелочи NaOH? Какая масса NaOH и воды содержится в таком растворе?

5. Решите задачу

1 уровень

1вариант:

Определите массовую долю растворенного вещества, если 20 г его содержится  в 150 г раствора?

2 вариант:

Чему равна масса раствора, если 10г вещества растворили в100г воды?

2 уровень

1 вариант:

Определите массовую долю (%) KOH в растворе, если 40г KOH растворили в воде массой 160г.

2 вариант:

Чему равна масса растворенного вещества, если в200 г раствора массовая доля вещества составляет 0,2.

3 уровень

1 вариант:  

К 200 граммам раствора, содержащего 0.3 массовые доли растворенного NaCl, добавили 100 граммов воды. Вычислите массовую долю NaCl в полученном растворе.

2 вариант:

Определите массу воды, которая содержится в растворе массой 300 г с массовой долей растворенного вещества равной 0,5?

Сформулируйте вывод по работе.

Лабораторная работа 7

Тема: Изготовление моделей  молекул органических веществ.

Цель: Развитие навыков пространственного изображения молекул метана, этана, этена, этина, бензола.

Задача: Закрепление знаний по теме « Основные понятия органической химии и  теория строения  органических соединений».

 Оборудование: Пластилин, металлические стержни, бумага, клей, заготовки бумажных моделей , транспортир.Учебное пособие Габриелян О.С. «Химия»

Теоретические основы

В предельных углеводородах (алканы) все углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, и образуют одинарные σ – связи. Угол связи составляет 109,28о. Форма молекул правильный тетраэдр.

В молекулах алкенов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp2 , и образуют двойные связи σ и π – связи. Угол связи σ составляет 120о, а π – связь распологается перпендикулярно связи σ. Форма молекул  правильный треугольник.

В молекулах алкинов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp , и образуют тройные связи одну σ и две π – связи. Угол связи σ составляет 180о, а две π – связи распологаются перпендикулярно друг друга. Форма молекул линейная (плоская).

В молекуле бензола C6H6  шесть атомов углерода связаны σ – связью. Угол связи составляет 120о. Состояние гибридизации sp2. В молекуле образуется

 6 π – связь, которая принадлежит шести атомам углерода.

Для пространственного изображения молекул органических веществ важно знать, к какому классу веществ относится соединение, угол связи, форму молекул.

Например: Метан (СH4) относится к классу алканов. Атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, значит угол связи 109,28о, форма молекулы тетраэдр, между атомами одинарная σ – связь. Для построения молекулы шаростержневым способом нужно заготовить 4 шара из пластилина. Один шар (атом углерода)  большего размера и черного цвета, а три атома (водорода) одинакового размера красного цвета. Соединить шары металическими стержнями под углом 109,28о.

Полусферическая модель атома изготавливается также только шары соединяются методом вдавливания в друг друга.

Выполнение работы

1. Изготовление моделей  молекул органических веществ СH4, C2H6, C2H4, C2H2, C6H6.

1.1.Изготовление шаростержневых моделей молекул.

Шаростержневые модели изготавливаются из пластилина и металлических стержней. При изготовлении молекул необходимо знать угол связи и ее кратность.

Атом химического элемента представляется в виде шара. Атом углерода в виде шара изготавливается большего  размера, чем атомы водорода и из другого цвета пластилина. Химическая связь изображается металлическими стержнями. Угол химической связи измеряется траспортиром.

1.2.Изготовление полусферических моделей

Полусферические модели изготавливаются из пластилина. Сначала заготавливаются шары для атомов углерода и водорода, затем под определенным углом атомы в виде шаров соединяются друг с другом методом вдавливания. Получаются полусферы атомов.

1.3. Заполните таблицу. Зарисуйте молекулы органических веществ.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают органические соединения по строению углеводородного скелета?

2. Какие бывают органические соединения по наличию функциональных групп?

3. Какие вещества называются гомологами?

4. Какие бывают пространственные формы молекул органических веществ?

5. Какой процесс называется гибридизацией?  

7. Дайте понятие σ и π связи?

Сформулируйте вывод по работе.

Лабораторная работа 8.

Тема:  Обнаружение воды, сажи и углекислого газа в продуктах горения свечи. Качественное определение углерода, водорода и хлора в органических веществах

Цель: научиться определять углерод, водород, хлор в органических соединениях

Задача: Закрепление знаний по теме « Основные понятия органической химии и  теория строения  органических соединений».

 Оборудование: парафин, оксид меди (II), сульфат меди (II), известковая вода, медная проволока , лабораторный штатив (или проборкодержатель), пробирки, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, спички, вата.

Соберите прибор, как показано на рисунке.

Смесь 1 — 2 г оксида меди (П) и 0,2 г парафина хорошо перемешайте и поместите на дно пробирки. Сверху насыпьте еще немного оксида меди (П). В верхнюю часть пробирки введите в виде пробки небольшой кусочек ваты и насыпьте на нее тонкий слой белого порошка безводного сульфата меди (П). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. При этом конец трубки должен почти упираться в комочек ваты с сульфатом меди (П). Нижний конец газоотводной трубки должен быть погружен в пробирку с свежеприготовленным раствором известковой  воды (раствор гидроксида кальция)  Нагрейте пробирку в течении 2-3 мин. Если пробка плотно закрывает пробирку, то через несколько секунд из газоотводной трубки начнут выходить пузырьки газа. Как только известковая   вода помутнеет, пробирку с ней следует удалить (что и продолжать нагревание, пока пары воды не достигнут белого порошка сульфата меди(П) и не вызовут его посинения.

После изменения окраски сульфата меди (П) следует прекратить нагревание.

Наблюдения:

–   парафин окисляется в присутствии оксида меди (II). При этом углерод превращается в углекислый газ, а водород – в воду:

СnH2n+2 + (3n+1) CuO → n CO2↑ + (n+1) H2O + (3n+1) Cu

–   выделяющийся углекислый газ взаимодействует с гидроксидом кальция, что вызывает помутнение известковой воды вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:

СО2 + Cа(OН)2 → СаCO3↓ + H2O

–   сульфат меди (II) приобретает голубую окраску при взаимодействии с водой, в результате чего образуется кристаллогидрат CuSO4 · 5Н2О.

Вывод: по продуктам окисления парафина СО2 и H2O установили, что в его состав входят углерод и водород.

Контрольные вопросы:

1. Почему помутнел раствор известковой воды?

 Напишите уравнение реакции,  считая условно формулу парафина С16Н34.

2. Почему белый порошок сульфата меди (П) стал голубым? Напишите уравнение реакции, учитывая, что безводному сульфату меди (П) присоединяется 5 молекул воды.

3.Что произошло с чёрным порошком оксида меди (П).

Сделайте выводы.

Опыт №2. Качественное определение хлора в молекулах галогенопроизводных углеводородов

Для проведения опыта требуется медная проволока длиной около 10 см, загнутая на конце петлей и вставленная другим концом в  держатель.

Прокалите петлю проволоки до исчезновения посторонней окраски пламени. Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом оксида меди (П), опустите в пробирку с хлороформом, затем смоченную веществом петлю вновь внесите в пламя горелки. Немедленно появляется характерная зеленовато-голубая окраска пламени, так как образующиеся при сгорании летучие галогениды меди окрашивают пламя горелки.

4. Оформите работу:

Лабораторная работа 9.

Тема: Изучение растворимости спиртов в воде.

Цели: познакомиться со свойствами кислородсодержащих органических соединений, которые включают полярную функциональную группу, определяющую их физические и химические свойства; изучить особые свойства многоатомных спиртов; определить роль функциональной группы в формировании физических свойств и химической активности спиртов.

Задачи: Закрепить знания по теме «Спирты».

Оборудование: штатив с пробирками, дистиллированная вода, этанол,  глицерин, сульфат меди (II), раствор гидроксида натрия, серной кислоты.

Экспериментальная задача I. Уровень I

Изучение растворимости спиртов в воде.

1. В три пробирки наливаем по 1 мл этанола и глицерина.
2. Рассчитываем относительные молекулярные массы спиртов.
3. Располагаем пробирки в штативе в порядке увеличения относительной молекулярной массы спиртов.
4. Добавляем в каждую пробирку по 2 мл дистиллированной воды.
5. Встряхиваем пробирки.
6. Наблюдаем за растворимостью спиртов, используя для характеристики слова «хорошо», «ограниченно», «плохо».
7. Результаты сверяем с  табличными.

8. Содержимое пробирок оставляем для выполнения Экспериментальной задачи II.

Экспериментальная задача I. Уровень II

Изучение растворимости спиртов в воде.

1. В три пробирки наливаем по 1 мл этанола  и глицерина.
2. Рассчитываем относительные молекулярные массы спиртов.
3. Располагаем пробирки в штативе в порядке увеличения относительной молекулярной массы спиртов.
4. Добавляем в каждую пробирку по 2 мл дистиллированной воды.
5. Наблюдаем за растворимостью спиртов, используя для характеристики слова «хорошо», «ограниченно», «плохо».
6. Записываем результаты в таблицу.

7. Содержимое пробирок оставляем для выполнения Экспериментальной задачи II.

Экспериментальная задача I. Уровень III

Изучение растворимости спиртов в воде.

1. В три пробирки наливаем по 1 мл этанола и глицерина.
2. Рассчитываем относительные молекулярные массы спиртов.
3. Располагаем пробирки в штативе в порядке увеличения относительной молекулярной массы спиртов.
4. Добавляем в каждую пробирку по 2 мл дистиллированной воды.
5. Наблюдаем за растворимостью спиртов.
6. Записываем результаты в таблицу.

Лабораторная работа 10.

Тема: Растворимость жиров в воде и органических растворителях. Сравнение моющих свойств хозяйственного мыла и СМС в жесткой воде.

Цели: познакомиться со свойствами жиров, их растворимости в разных растворителях.

Задачи: Закрепить знания по теме «Жиры».

Оборудование: штатив с пробирками, дистиллированная вода, этанол,  глицерин, сульфат меди (II), раствор гидроксида натрия, серной кислоты.

Теоретические основы.

Гидролиз мылов

R1 – СООNa + H2O ----- NaOH + R1 – СООH

- Образовавшаяся щёлочь частично разлагает жиры и освобождает прилипшую к ним грязь. Карбоновые кислоты с водой образуют пену, которая захватывает частицы грязи. В жёсткой воде мыло не пенится, т.к. образуются нерастворимые соли.

- Напишите уравнение реакции между стеаратом натрия и гидрокарбонатом кальция. (формулы веществ выводятся на экран)

Стеарат натрия Гидрокарбонат кальция

C17H35COONa Ca(HCO3)2

- Как можно снизить содержание гидрокарбоната кальция в воде?

- Другим способом улучшить качество стирки является применение синтетических моющих средств, которые являются натриевыми солями сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты. Преимуществом СМС является то, что их соли растворимы в воде.

Обычные мыла состоят главным образом из смеси солей пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот. Натриевые соли образуют твердые мыла, калиевые соли — жидкие мыла.

Мыло – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот, 
полученные в результате гидролиза жиров в щелочной среде

Строение мыла можно описать общей формулой:

R – COOМ

где R – углеводородный радикал, M – металл.

Преимущества мыла: 

а) простота и удобство в использовании;

     б) хорошо удаляет кожное сало

     в) обладает антисептическими свойствами                                             

Недостатки мыла и их устранение:

Правила техники безопасности

1. Запрещается пробовать на вкус химические вещества.
2. Щелочи, кислоты и другие ядовитые вещества необходимо набирать в пипетку только при помощи резиновой груши.
3. При взбалтывании растворов в колбах или пробирках необходимо закрывать их пробкой.
4. При нагревании жидкостей пробирку следует держать отверстием в сторону от себя и соседей по работе.
5. Во избежание ожогов от брызг и выбросов не наклоняться над сосудом, в котором кипит или налита какая-либо жидкость.
6. При переносе сосудов с горячими жидкостями держать их обеими руками: одной поддерживать дно, другой – верхнюю часть.
7. При работе с горячими и легковоспламеняющимися веществами (эфиры, спирты, бензин) нельзя нагревать их на открытом огне или сетке.
8. При определении запаха вещества не следует делать глубокого вздоха, а лишь движением руки направлять к себе воздух.
9. Концентрированную серную кислоту следует приливать в воду тонкой струей при непрерывном помешивании.
10. Химические стаканы, колбы из обычного стекла нельзя нагревать на голом огне без асбестовой сети. Категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины или отбитые края.
11. Использованную химическую посуду и приборы, содержащие кислоты, щелочи и другие едкие вещества, нужно освобождать от остатков и тщательно мыть. Прежде чем слить в раковину, их нужно нейтрализовать.
12. Нельзя оставлять без присмотра работающие установки, включенные электронагревательные приборы, спиртовки.
13.  При обнаружении дефектов в приборах немедленно сообщите преподавателю, студентам запрещается устранять неисправности.
14. Если разбит ртутный термометр или электрод, содержащий ртуть (о случившемся сообщить преподавателю), рекомендуется капли ртути собрать амальгамированными пластинками из белой жести или меди. После удаления капель ртути необходимо залить место ее разлива 20%-ным раствором хлорида железа (III).
15. Во избежание отравлений категорически запрещается принимать пищу в химической лаборатории.
16. При мытье химической посуды запрещается работать с хромовой смесью без резиновых перчаток и защитных очков, а также прорезиненного фартука.

Оказание первой медицинской помощи

1. При термических ожогах осторожно обнажить обожженный участок и закрыть сухой асептической повязкой. Обожженный участок нельзя как-либо очищать и мочить водой, этиловым спиртом, перекисью или смазывать мазью.

2. При химических ожогах промыть обожженное место, не обращая внимания на боль, большим количеством проточной воды (10 – 15 мин), в случае кислых реагентов – раствором бикарбоната натрия (2%-ным), а в случае щелочных – разбавленным раствором борной или уксусной кислот.

3. При порезах стеклом:

    а)  промыть рану можно только в случае попадания в нее едких или ядовитых веществ, в остальных случаях, даже если в рану попал песок, ржавчина, промыть ее водой нельзя;

    б)  нельзя смазывать рану мазями; перед наложением повязки смазать настойкой йода участок вокруг раны;

    в)   удалять из раны мелкие осколки стекла может только врач.

4. При отравлении химическими веществами немедленно вызвать врача и одновременно приступить к оказанию первой помощи – если яд попал внутрь – вызвать рвоту, дать противоядие.

         В лаборатории должен быть список веществ, вызывающие отравление и применяемые противоядия.

         В лаборатории должна быть аптечка с набором медикаментов.

Список литературы

 1. Ерохин Ю.М. Химия: учебник. - М., ОИЦ «Академия», 2009.

 2. Габриелян О.С. Химия: учебное пособие для студентов профессиональных учебных заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., ОИЦ «Академия»,2009

3. Габриелян О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях: учебное пособие для студентов средних профессиональных учебных заведений / О.С. Габриелян, Г.Г.Лысова – М., ОИЦ «Академия», 2009.

4. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учебное пособие для студентов средних профессиональных учебных заведений /  О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов. – М., ОИЦ «Академия», 2008.

5. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия: учебник. – М., ОИЦ «Академия», 2008.