Интересные опыты
методическая разработка по химии

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

КУРСКАЯ ОБЛАСТЬ МЕДВЕНСКИЙ РАЙОН

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

КАЗЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ПАНИКИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

307054, Курская область, Медвенский район, с.Паники, ул.Молодежная, д.137 б

Тел. (47146) – 4-66-67

Адрес эл.почты: panikishcool@yandex.ru

Методическая разработка химических опытов

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ

ПРОГРАММЫ

«Химия вокруг нас»

с использованием оборудования естественнонаучной и технологической направленностей центра «Точка роста»

естественно-научная направленность

возраст учащихся 14-17 лет

Педагог дополнительного образования:

Федяева Анастасия Андреевна

с. Паники 2024 г.

Введение

Методическое пособие  по выполнению демонстрационных и лабораторных опытов составлено в соответствии с содержанием дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы «Химия вокруг нас» с использованием оборудования естественнонаучной и технологической направленностей центра «Точка роста».

Учитывая важность экспериментальной работы в рамках учебного предмета и дополнительных занятий по химии необходимо более детальное знакомство с основами химического эксперимента, разновидностями спецификой и техникой его проведения. Данное пособие предназначено для педагогов дополнительного образования для проведения интересных и доступных химических опытов в том числе с использованием оборудования естественнонаучной и технологической направленностей центра «Точка роста» .

В пособии рассматриваются виды эксперимента с разбором конкретных примеров демонстрационных и лабораторных опытов, выполнение которых расширяет предметный и общий кругозор,  способствует формированию общих  компетенций  обучающихся. В перечень опытов внесены те, которые возможны к выполнению в домашних условиях Пособие содержит инструкцию по проведению  экспериментально-опытных  работ. Для каждой работы  даны  краткие теоретические основы, что поможет обучающимся выполнить эти работы самостоятельно. Приведены правила техники безопасности и оказания первой медицинской помощи при ожогах и отравлениях химическими веществами.

Предложенный список литературы, перечень Интернет-ресурсов  по соответствующим  темам делают  данное пособие  потенциально продуктивным.

Данное пособие может быть использовано на учебном предмете «Химия» при подготовке индивидуального учебного проекта, во внеурочной деятельности, на занятиях дополнительного образования в рамках ДООП «Химия вокруг нас»   для самостоятельной работы в целях развития познавательного  интереса обучающихся.  

Общие 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, нужно освобождать от остатков и тщательно мыть. Прежде чем слить в раковину, их нужно нейтрализовать.

12. При обнаружении дефектов в приборах немедленно сообщите педагогу, обучающимся запрещается устранять неисправности.

Демонстрационные и лабораторные опыты

ОПЫТ № 1 Дихроматный  вулканчик.

Одним из ярчайших и наглядных показательных химических опытов является вулкан, который придумал Рудольф Бёттгер, открывший бихромат аммония в середине 19 века. Опыт можно использовать как пример окислительно-восстановительной реакции.

Оборудование и реактивы: негорючая подложка, спички, фарфоровая чашка, дихромат аммония (NH4)2Cr2O7, цифровая лаборатория Relab Pro 2, датчик температуры.

Порядок проведения опыта:

Соблюдаем технику безопасности,

опыт проводим в хорошо проветриваемом помещении

Насыпать горку дихромата аммония в фарфоровую чашку. Чашку установите на негорючую  подложку. Подожгите дихромат аммония.

Дихромат аммония начинает разлагаться с выделением энергии. В ходе реакции получается азот, вода (в парообразном состоянии , в связи с достаточно высокой температурой протекания реакции) и оксид трехвалентного хрома.

(NH4)2Cr2O7 → N2↑ + 4H2O↑ + Cr2O3

Из «вулкана» начинают вырываться яркие оранжевые искры, с обильным образованием серо-зеленого «вулканического пепла», оксида хрома (III).

Над «вулканчиком» не дышим[5].

        С помощью цифровой лаборатории Relab Pro 2 и температурного датчика фиксируем изменения температуры дихромата аммония.

ОПЫТ№ 2  Химический хамелеон.

Химический хамелеон – это простой и красивый опыт для демонстрации изменения цвета. А еще его можно использовать для иллюстрации окислительно-восстановительных реакций.

Оборудование и реактивы: перманганат калия KMnO4, щелочь NaOH или KOH, сахар, мерная ложка, шпатель, стакан с водой, цифровая лаборатория Relab Pro 2, датчики температуры и рН.

Порядок проведения опыта:

Соблюдаем технику безопасности

Для проведения опыта нам понадобятся два раствора.

1-й раствор: слабый раствор марганцовки. В стакан с водой насыпьте несколько кристалликов перманганата калия. Перемешайте раствор до полного растворения кристаллов. С марганцовкой надо не переборщить, если окраска раствора будет слишком интенсивной, это затруднит наблюдение превращения.

2-й раствор: понадобиться сахар и щёлочь. В мерный стакан налейте около 100 мл воды и растворите в нём чайную ложку сахара, хорошо перемешивая стеклянной палочкой. К раствору сахара добавьте 10 мл щелочи (NaOH или KOH)

Прилейте щелочной раствор сахара во второй стакан с раствором марганцовки. Наблюдайте изменение окраски раствора.

С помощью цифровой лаборатории Relab Pro 2 и температурного датчика фиксируем изменения температуры сперва полученных двух растворов, а потом при их смешивании. Определяем кислотность трёх растворов с помощью датчика рН.

Это удивительное превращение представляет собой окислительно-восстановительную реакцию. Окислителем здесь является перманганат калия, а восстановителем – сахароза. Гидроксид натрия используется для создания щелочной среды в растворе. Если его не добавлять, то реакция будет протекать по-другому, выпадет бурый осадок.

Окраску во всей этой реакции обеспечивают различные соединения марганца. Так при растворении перманганата калия в воде, он распадается на ионы: положительно заряженные ионы калия и отрицательно заряженные перманганат-ионы. Именно последние и дают фиолетовую окраску раствора. После смешения растворов перманганат-ион, имеющий фиолетовую окраску, забирает электроны у сахарозы и восстанавливается до зеленого манганата. Этот процесс происходит не мгновенно, поэтому между фиолетовым и зеленым мы получаем множество оттенков синего, которые получаются при смешении этих двух цветов[3].

Зеленый манганат-ион продолжает восстанавливаться и со временем превращается в золотисто-коричневый диоксид марганца. Соответственно меняется и окраска раствора. Диоксид марганца нерастворим в воде, поэтому через какое-то время он выпадет в осадок.

ОПЫТ № 3 «Переходы зелёнки»

На примере данного опыта мы убедимся, что химия не скучна. Химия – это наука не только о формулах, об уравнениях и сложных определениях. Химия – это наука о ярких доступных. Химия живëт не только на страницах учебника, она всегда с нами, она в нашей жизни!

Оборудование и реактивы: бриллиантовый зеленый раствор C27H34N2O4S (зелёнка), серная кислота H2SO4,  щелочь NaOH или KOH гранулы, пероксид водорода H2O2 , мерная ложка, шпатель, мерный стакан с водой, цифровая лаборатория Relab Pro 2, датчики температуры и рН.

Порядок проведения опыта:

Соблюдаем технику безопасности

В данном опыте мы используем два раствора.

Для приготовления первого раствора разведем несколько капель бриллиантового зеленого в  100 мл.

Для приготовлении второго раствора берем около 10 мл пероксида водорода и 50 мл раствора щёлочи (или чайную ложку гранул). Порядок проведения опыта:

1) В раствор зелёнки добавляем пару мл серной кислоты

2) Струйкой, перемешивая для равномерности изменения, вливаем второй раствор.

После добавления серной кислоты раствор зелёнки станет жёлто-оранжевым, при добавлении второго раствора цвет сначала вернется к изначальному, а потом начнётся обесцвечивание, при этом можно будет наблюдать красивый бирюзовый цвет[2].

С помощью цифровой лаборатории Relab Pro 2 и температурного датчика фиксируем изменения температуры сперва полученных двух растворов, а потом при их смешивании. Определяем кислотность трёх растворов с помощью датчика рН.

ОПЫТ № 4  «Золотой дождь»

Есть много способов получить «золотой» дождь», все они основываются на реакции взаимного обмена. Катионы металла одной соли обмениваются с другими, в зависимости от их активности. Мы рассмотрим взаимодействие нитрата свинца II и йодида калия.

Оборудование и реактивы: нитрат свинца PbNO, йодит калия KJ, уксусная кислота CH3COOH, стакан, горячая вода, штатив с пробирками, цифровая лаборатория Relab Pro 2, датчики температуры и рН.

Порядок проведения опыта:

Соблюдаем технику безопасности

Готовим два раствора, с эквивалентными количествами нитрата и йодида. Для этого, берем два стакана, и в одном растворяем в воде нитрат с небольшим добавлением уксусной кислоты.

Уксусная кислота нам понадобиться, чтобы предотвратить процесс гидролиза, который происходит при смешивании нитрата свинца (II) с водой. Ниже приведена реакций этого неблагоприятного процесса:

Pb(NO3)2 + H2O = PbOH(NO3) + HNO3

В стакане с очень горячей водой растворяем йодид калия.

После этого смешиваем два приготовленных раствора. Так как вода у нас горячая, образующий осадок иодид свинца II может раствориться в воде[8].

Pb(NO3)2 + 2KI => 2KNO3 + PbI2

По мере остывания раствора начнут выпадать кристаллики «золотого дождя», которые будут плавать в воде. К тому же, чем медленнее охлаждение, тем больше и красивее будут кристаллы. С помощью цифровой лаборатории Relab Pro 2 и температурного датчика фиксируем изменения температуры исходного раствора и определяем его с помощью датчика рН.

ОПЫТ № 5  «Выращивание кристаллов»

Кристаллизация – это процесс образования кристаллов. Начинается она лишь при определённой концентрации вещества в растворе, при наличии очага кристаллизации. Процесс выращивания не сложен, но требует точности и аккуратности. За две-три недели можно вырастить красивые кристаллы у себя дома.

Оборудование и реактивы: стеклянная банка,  проволочка и нитка, горячая вода, необходимый запас соли, кристаллы которой планируется выращивать (медный купорос (СuSO4), поваренная соль (NaCl), красная кровяная соль (K₃[Fe(CN)₆])), затравка, стеклянная палочка, лопатка, цифровая лаборатория Relab Pro 2, датчики температуры

Порядок проведения опыта:

Соблюдаем технику безопасности

Готовим насыщенный раствор выбранной соли в горячей воде, отфильтровываем его и переливаем в банку; туда же с помощью проволочной перемычки подвесим на нитке кристаллическую «затравку» - маленький кристаллик той же соли - так, чтобы он был погружен в раствор. На этой «затравке» и будет расти  кристалл. Примерно через трое суток на нитке должен появиться кристалл. Через две недели кристаллы вырастут достаточно большими.

Как сделать «затравку» для кристалла. Готовится каркас из проволоки, обмотанной обычными нитками, его опускают в насыщенный раствор, тут же достают и просушивают при комнатной температуре. Нитки пропитаются раствором и при высыхании на них образуются мельчайшие кристаллики, которые в дальнейшем послужат «затравками» на которых вырастут кристаллы[5].

Внимание! Центрами кристаллизации могут служить загрязнения на стенках посуды с раствором, пылинки, мелкие кристаллики растворенного вещества, поэтому если посуда не чистая, то кристаллы растут на дне и стенках сосуда.

Литература и интернет-ресурсы

1. Алексинский, В.Н. Занимательные опыты по химии: Книга для учителя [Текст] / В.Н. Алексинский.– М.: Просвещение, 2020.

2. Балаев, И.И. Домашний эксперимент по химии: Пособие для учителей. Из опыта работы [Текст] / И.И.Балаев,– М.: Просвещение, 2021.

3.Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия: учебник для студентов
профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и
специальности СПО. – М., 2017.

4.Габриелян О.С. и др. Химия. Практикум: учеб. пособие для студентов
профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и
специальности СПО. –М., 2017.

5.Степин Б.Д.Занимательные задания и эффективные опыты по химии: Книга для учителя [Текст]/ Б.Д.Степин, Л.Ю.Аликберова.- М.:Дрофа,2022.

6. Шелпакова, Н.А.Мастяева Л.В.,Кузнецова О.К. Химический эксперимент в школе и дома: пособие для учителей [Текст] / Н.А.Шелпакова,Л.В.Мастяева, О.К. Кузнецова.- Тюмень: ТГУ,2020.

7.Штремплер, Г.И. Химия на досуге. Домашняя химическая лаборатория: Книга для учащихся [Текст] / Г.И. Штремплер. - М.: Просвещение, 2020.

8. Трухина, М.Д., Кругликова Е.Г. Домашний эксперимент.\\Химия: Приложение к « 1 сентября» 2020 Г. №13.

9. http://ru.wikipedia.org/wik 

10 .https://www.youtube.com/watch?v=brQL5Tf_a5s( коррозия металлов).

11.https://www.youtube.com/watch?v=YAjMzWMf7jo ( коррозия металлов).

12.https://www.youtube.com/watch?v=riICIO_wDpM (качественная реакция на глюкозу, сахарозу).

13.https://www.youtube.com/watch?v=geyz_MDx4UE (биуретовая реакция).

14.https://www.youtube.com/watch?v=2Bl6RIX6YnE ( определение йода).

15.https://www.youtube.com/watch?v=-ztOdsqO2Z8 (выращивание кристаллов).