Едукативен центар„Парамита“ претставува голема колекција на видео материјали за хемија. Заедно со диригирањето лабораториски работилнициво Центарот на студентите им се нудат хемиски програми (видео), интересни експерименти- за можноста за дополнителна самостојна обука и подобро меморирање тематски материјал. Идејата да се создаде нешто вакво интерактивна програмабеше имплементиран во 2010 година од страна на наставниците од нашиот центар.
За полесно пребарување на веб-страницата, хемиските експерименти и програми се поделени во три дела: општа хемија“, „Неорганска хемија“ и „Органска хемија“. Секој дел го содржи целиот видео материјал што се користи за време на изучувањето на курсот по хемија.
Презентирано е интересно видео за хемија за ученици од 9-то одделение со експерименти по предметот неорганска хемија. Собрано на страницата. Ова се забавни видео лекции по хемија - демонстрација на хемиски реакции од основните часови неоргански соединенија: бази, киселини, оксиди и соли. На пример, видео експеримент со хром, кој е збирка на реакции на боја, е доста популарен.
Експериментите се класифицирани по редоследот по кој се разгледуваат наставна програмаво хемијата. Видео експериментите во 9-то одделение по хемија вклучуваат карактеристики хемиски реакцииелементи, според кои се именувани подсекциите на експериментите на локацијата: водород, халогени, кислород, сулфур, азот, фосфор, јаглерод, силициум, алкален и земноалкални метали, алуминиум, железо, бакар, сребро, хром и манган.
Видео експерименти во хемија. презентирани со предметниот материјал органска хемија. Според секоја класа на органски соединенија, пресеците се распоредени по редослед: Алкани, Алкени, Алкини, Ароматични јаглеводороди, Алкохоли, феноли, Алдехиди и кетони, Амини, Аминокиселини и Протеини, Масни киселини, Јаглехидрати и полимери.
Всушност, демо видео материјалите на страницата се видео учител по хемија за апликант - лекции и експерименти за самостојно учењена курс по хемија. Овој курс се изучува во 8-11 одделение средните училишта. Видео лекциите по хемија за обединетиот државен испит се дел на веб-страницата на центарот Парамита посветен на демонстрација на експерименти што се вршат за да се запознаат учениците со општи обрасции својства на супстанциите (неоргански и органски). Видеоекспериментите во хемијата ги воведуваат и основните принципи и карактеристики на хемиските реакции, што е неопходно не само во процесот успешна подготовкадо обединет државен испит/државен испит и до олимпијади, но во формирање на научна и практична основа за длабоко разбирање на хемијата.
Методологија хемиски експериментВ средно школо.
Видови хемиски експерименти
Хемискиот експеримент има важнокога студира хемија. Постои разлика помеѓу едукативен демонстративен експеримент, изведен главно од наставник на маса за демонстрација, и студентски експеримент - практична работа, лабораториски експериментиИ експериментални задачикои ги спроведуваат учениците на нивните работни места. Уникатен вид на експеримент е мисловен експеримент.
Демонстративен експеримент се спроведува главно кога се презентира нов материјал за да се создадат кај учениците специфични идеи за супстанции, хемиски феномени и процеси, а потоа да се формираат хемиски концепти. Тоа ви овозможува да направите разбирливо во краток временски период важни заклучоциили генерализации од областа на хемијата, учат како се изведуваат лабораториски експерименти и индивидуални техникии операции. Вниманието на учениците е насочено кон изведување на експериментот и проучување на неговите резултати. Тие нема пасивно да го набљудуваат спроведувањето на експериментите и да го согледаат презентираниот материјал ако наставникот, демонстрирајќи го експериментот, го придружува со објаснувања. Така, тој го фокусира вниманието на искуството и го учи да го набљудува феноменот во сите негови детали. Во овој случај, сите техники и дејства на наставникот не се перцепираат како магични манипулации, туку како неопходност, без која е речиси невозможно да се заврши експериментот. За време на демонстративните експерименти, во споредба со лабораториските експерименти, набљудувањата на појавите се одвиваат на поорганизиран начин. Но, демонстрациите не ги развиваат потребните експериментални вештини и способности, и затоа мора да бидат дополнети со лабораториски експерименти, практична работа и експериментални задачи.
Демонстративниот експеримент се изведува во следниве случаи:
Не е можно да им се обезбеди на студентите потребна сумаопрема;
Експериментот е сложен и не може да го спроведат самите ученици;
Учениците ја немаат потребната опрема за спроведување на овој експеримент;
Експериментите со мали количини на супстанции или во мал обем не го даваат посакуваниот резултат;
Експериментите се опасни (работа со алкални метали, користејќи електрична струјависок напон, итн.);
Неопходно е да се зголеми темпото на работа во лекцијата.
Секако, секое демонстративно искуство има свои карактеристики во зависност од природата на феноменот што се изучува и конкретната образовна задача. Во исто време, експериментот за хемиска демонстрација мора да ги исполнува следните барања:
Бидете видливи (сè што е направено на табелата за демонстрација треба да биде јасно видливо за сите ученици);
Бидете едноставни во техниката и лесно разбирливи;
Продолжете успешно, без пречки;
Подгответе се однапред од страна на наставникот за децата лесно да ја согледаат неговата содржина;
Биди безбеден.
Педагошката ефикасност на демонстративниот експеримент, неговото влијание врз знаењето и експерименталните вештини зависат од експерименталната техника. Ова значи збир на инструменти и уреди специјално создадени и користени во демонстративен експеримент. Наставникот треба да ја проучува опремата на училницата како целина и секој уред посебно и да вежба техники за демонстрација. Последново е збир на техники за ракување со инструменти и апарати во процесот на подготовка и спроведување на демонстрации, кои обезбедуваат нивен успех и експресивност. Методологијата за демонстрација е збир на техники кои обезбедуваат ефективност на демонстрацијата и нејзина најдобра перцепција. Методологијата и техниката на демонстрација се тесно поврзани и може да се наречат технологија на демонстративен експеримент.
При спроведување на демонстративни експерименти, прелиминарната проверка на секој експеримент е многу важна во однос на техниката, квалитетот на реагенсите, добрата видливост од страна на студентите на инструментите и појавите што се случуваат во нив и гаранциите за безбедност. Понекогаш препорачливо е да се прикажат два уреди на масата за демонстрација: еден - склопен и подготвен за употреба, другиот - расклопен, така што, користејќи го, подобро е да се објасни структурата на уредот, на пример, апарат Kipp, фрижидер, итн.
Секогаш мора да запомните дека секој експеримент што не успева за време на демонстрацијата го поткопува авторитетот на наставникот.
Лабораториски експерименти - поглед самостојна работа, што подразбира изведување хемиски експерименти во која било фаза од часот за попродуктивно учење на материјалот и добивање на специфично, свесно и трајно знаење. Покрај тоа, за време на лабораториски експерименти, експерименталните вештини се подобруваат, бидејќи учениците работат главно самостојно. Изведувањето експерименти не ја зафаќа целата лекција, туку само дел од неа.
Лабораториските експерименти најчесто се вршат за запознавање со физичките и хемиските својства на супстанциите, како и за прецизирање теоретски концептиили одредби, поретко - да се добијат нови знаења. Последните секогаш содржат одредена когнитивна задача која учениците мора да ја решат експериментално. Ова воведува елемент на истражување што се активира ментална активностученици.Лабораториските експерименти за разлика од практичната работа внесуваат мал број факти. Покрај тоа, тие не го привлекуваат целосно вниманието на учениците, како практични лекции, бидејќи по кратко време самоизвршувањеработа (искуство), учениците мора повторно да бидат подготвени да го согледаат објаснувањето на наставникот.
Лабораториските експерименти ја придружуваат презентацијата на едукативниот материјал од страна на наставникот и, исто како и демонстрациите, создаваат кај учениците визуелни претставиза својствата на супстанциите и хемиските процеси, тие се учат да ги генерализираат набљудуваните појави. Но, за разлика од демонстративните експерименти, тие развиваат и експериментални вештини. Сепак, не секој експеримент може да се спроведе како лабораториски (на пример, синтеза на амонијак итн.). И не секој лабораториски експеримент е поефикасен од демонстративниот - многу лабораториски експерименти бараат повеќе време, а времетраењето директно зависи од квалитетот на развиените експериментални вештини. Целта на лабораториските експерименти е што побрзо да се запознаат учениците со она што се изучува. специфичен феномен(супстанција). Техниката што се користи во овој случај е сведена на учениците кои вршат 2-3 операции, што природно ги ограничува можностите за формирање практични вештинии вештини.
Подготовката на лабораториски експерименти треба да се врши повнимателно од демонстративните. Ова се должи на фактот дека секое невнимание и пропуст може да доведе до нарушување на дисциплината на целиот клас.
Мора да се стремиме да лабораториска работасекој ученик настапуваше поединечно. Како последно средство, можете да дозволите не повеќе од две лица да имаат еден комплет опрема. Тоа придонесува за подобра организација и активност на децата, како и за постигнување на целта за лабораториска работа.
По завршувањето на експериментите, тие треба да се анализираат и да се направи краток запис за сработеното.
Практичната работа е вид на самостојна работа кога учениците вршат хемиски експерименти на конкретна лекцијапо проучувањето на тема или дел од курсот по хемија. Тоа помага да се консолидираат стекнатите знаења и да се развие способноста за примена на ова знаење, како и формирање и подобрување на експерименталните вештини.
Практичната работа бара од студентите да бидат понезависни од лабораториските експерименти. Ова се должи на фактот што децата се поканети дома да се запознаат со содржината на работата и редоследот на нивната реализација и да повторат теоретски материјал кој е директно поврзан со работата. Ученикот самостојно врши практична работа, што помага да се зголеми дисциплината, смиреноста и одговорноста. И само во некои случаи, ако има недостаток на опрема, може да ви биде дозволено да работите во групи од две лица, но по можност не повеќе.
Улогата на наставникот во практичната работа е да го следи правилното извршување на експериментите и правилата за безбедност, редоследот на работната маса и обезбедувањето индивидуално диференцирана помош.
За време на практична работаУчениците ги запишуваат резултатите од експериментите, а на крајот од часот извлекуваат соодветни заклучоци и генерализации.
Методологија за демонстративен експеримент во органската хемија [Цветков Л.А., 2000 година]
Карактеристичните карактеристики на демонстративниот експеримент во органската хемија се следниве:
Експеримент во наставата по органска хемија во во голема мерае средство за „испрашување на природата“, т.е. средство за експериментално истражување на прашањата што се изучуваат, а не само со илустрација на информации за супстанциите пријавени од наставникот. Ова се одредува според карактеристиките на академски предмет, и фактот дека органската хемија се изучува врз основа на значителна хемиска обука на учениците.
Најзначајните демонстративни експерименти во повеќето случаи излегуваат дека се подолги од експериментите неорганска хемија. Понекогаш земаат речиси цела лекција, а во некои случаи не се вклопуваат во рамките на лекција од 45 минути.
Демонстративните експерименти во некои случаи се помалку визуелни и експресивни отколку во текот на неорганската хемија, бидејќи има малку во набљудуваните процеси надворешни промени, а добиените супстанции често немаат остри разлики во својствата од оригиналните супстанции.
Во експериментите во органската хемија големо значењеимаат услови за реакција: дури мала променаОвие услови може да доведат до промена на насоката на реакцијата и производство на сосема различни супстанции.
При спроведување на експерименти по органска хемија, постои значителна опасност учениците да не ги разберат доволно. Ова се објаснува со фактот дека експериментите се случуваат често долго време, а понекогаш и неколку демонстрации се организираат паралелно, што ги принудува учениците да го распределат своето внимание на неколку предмети истовремено. Покрај тоа, патот од феномен до суштина е често потежок овде отколку во проучувањето на неорганската хемија.
Поради фактот што во училишни условине може да се докаже значителен број важни хемиски процеси; неизбежно е учениците да се запознаат со голем број факти без да покажат експерименти, врз основа на приказната на наставникот, дијаграмите, цртежите итн.
Да разгледаме во оваа низа кои методолошки заклучоци следат од овде.
1. Експериментот по органска хемија обезбедува многу корисен материјал за менталниот развој на учениците и образованието креативностза решавање на покренатите проблеми. Ако сакаме да ги искористиме овие можности, покажаните експерименти не можат да се сведат само на визуелна илустрација на зборовите на наставникот. Таквото учење тешко дека е способно да ја разбуди независната мисла кај учениците. Експериментот е особено вреден како средство за проучување на природата и бидејќи е извор на знаење, ја развива моќта на набљудување на учениците и ја стимулира нивната ментална активност, а исто така ги принудува да споредуваат и анализираат факти, да создаваат хипотези и да најдат начини за тестирање нив, и да може да дојде до правилни заклучоци и генерализации. Од оваа гледна точка, експериментите покажуваат генетска врскакласи на органски материи; експерименти тестирајќи ги претпоставките за својствата на супстанциите и методите за нивна подготовка врз основа на теоријата на структурата; експерименти кои водат до заклучок за одредена структура на молекулата на супстанцијата.
Со цел демонстративните експерименти да дадат соодветни резултати, неопходно е да се стремиме да ги исполниме следните услови: а) јасно наведете го проблемот што бара експериментално решение и развијте ја со учениците главната идеја за експериментот; Студентите мора да ја разберат целта и идејата на експериментот пред експериментот и да бидат водени од нив за време на експериментот; б) учениците мора да бидат подготвени за експериментот, т.е. мора да ги има потребните резерви на знаење и идеи за правилно набљудување и понатамошна дискусија за искуството; в) учениците треба да ја знаат целта на поединечните делови на уредот, својствата на употребените супстанции, што да набљудуваат за време на експериментот, според кои знаци може да се процени процесот и појавата на нови супстанции; г) мора правилно да се конструира синџир на расудување заснован на материјалот на искуство, а учениците мора да дојдат до потребните заклучоци врз основа на самите експерименти под водство на наставникот.
Особено е важно да се обезбеди свесно и активно учество на учениците во спроведувањето на експериментот и дискусијата за неговите резултати. Ова може да се постигне со систем на прашања што наставникот ги поставува во врска со експериментот, на пример: „Што сакаме да научиме со помош на овој експеримент?“, „Кои супстанции треба да ги земеме за експериментот?“, „Зошто го користиме овој или оној дел во уредот?“, „Што беше забележано во овој експеримент?“, „Со кои знаци можеме да процениме дека се одвивала хемиска реакција?“, „Кои услови се неопходни за реакцијата "?, "Зошто мислите дека е добиена таква и таква супстанција?", "Како може да се извлече овој или оној заклучок врз основа на ова искуство?", "Дали е можно да се извлече таков и таков заклучок?" итн. Овој метод на хемиски експеримент ги навикнува учениците да набљудуваат правилно, развива постојано внимание и строгост на расудување, помага цврсто да се консолидираат правилните идеи и развива интерес за темата.
2. Експериментите во органската хемија бараат голема методолошка темелност поради нивното времетраење. Од експериментите препорачани од програмата и учебниците, над 60% се „долги“, на кои им се потребни од 10 минути до 1 час за да се изведат, а во некои случаи и повеќе. Меѓу таквите експерименти се следниве: фракционална дестилација на нафта, производство на бромобензен, ферментација на гликоза, производство на бромоетан, нитрација на влакна, синтеза на нитробензен и анилин, производство на ацеталдехид од ацетилен, полимеризација на метил метакрилатен експеримент или друг мономер на метил метакрилати, во врска со доказот структурни формулии сл.
Некои наставници се обидуваат да избегнат долги експерименти, плашејќи се да го одложат темпото на курсот, други дозволуваат значителни методолошки неточности при поставувањето на таквите експерименти, додека други, напротив, високо ги ценат овие експерименти, кои се карактеристични за органската хемија, и не отстапуваат од експериментот што го започнале. Во исто време, лекцијата мачно се одолговлекува додека се чека резултатот од експериментот, т.е. се губи време и педагошка вредностлекцијата повторно се покажува како ниска.
Како да изградите лекција користејќи долг експеримент? Онаму каде што е можно, прво треба да се настојува да се намали времето потребно за спроведување на експериментот. Ова може да се постигне на различни начини. Понекогаш можете да се ограничите на добивање на мала количина на супстанција, доволна само за нејзино препознавање, или да не го извлечете производот во чиста форма, ако може да се идентификува со убедување како резултат на реакцијата. Можно е да се препорача претходно загревање на реакционата смеса или разумно да се намали количината на почетните материјали.
Следниве техники исто така обезбедуваат значително намалување на времето. Откако го извршивте овој или оној експеримент, не можете да го чекате неговиот крај на оваа лекција, но, откако ќе го забележите почетокот на реакцијата, покажете ги готовите производи, така што во следната лекција можете да ги претставите супстанциите добиени во започнатиот експеримент. , или, откако го започнавте експериментот во лекцијата, користете слично искуство подготвено однапред, каде реакцијата веќе во голема мера се случила, и овде во лекцијата ќе се фокусираме на екстракција на добиените супстанции. Таквата организација на експерименти нема да значи отстапување од јасноста во догматизам, бидејќи главните фази на процесот се зачувани овде и го наоѓаат потребното објаснување. Учениците ја гледаат бавноста на процесот и имаат целосна доверба во демонстрацијата на последната фаза од експериментот. Експериментите се изведуваат со посебна грижа, што не може значително да се намали на време со користење на методите наведени погоре. Еве еден од можни опции методолошки дизајнслични искуства. Структурата се дискутира на час етил алкохол. На учениците им се поставува прашањето: „Која реакција може да го потврди присуството на хидроксилна група во молекула на алкохол? Со поставување на водечки прашања за тоа кои супстанции што содржат хидроксил биле проучувани во неорганската хемија и со кои супстанции тие реагирале, наставникот ги поттикнува учениците да предложат реакција со хлороводородна или хлороводородна киселина. Ако има хидроксилна група, може да очекувате формирање на вода и етил хлорид (бромид), познат на студентите. Се именуваат почетните супстанции, се објаснува структурата на уредот и се спроведува соодветниот експеримент. Подготвена е хипотетичка равенка за реакција.
За време на експериментот, се поставува прашањето: „Какви реакции сè уште може да претрпи алкохолот од структурата што ја воспоставивме? Учениците се сеќаваат на производството на етилен. Наставникот прашува како е изведен овој експеримент на час и нуди да создаде равенка за реакцијата. Следно, наставникот бара да резимира Хемиски својстваалкохол Повиканиот ученик ја означува реакцијата на алкохолот со натриум, реакцијата за производство на етилен, ги дава соодветните равенки, ја пишува равенката за реакцијата со водород бромид и го именува формираниот производ. Во овој момент, наставникот го привлекува вниманието на класот на искуството. Значителна количина на етил бромид веќе се собра во ресиверот. Наставникот го одвојува од водата (без плакнење) и го носи низ одделението. Во исто време тој прашува: „Како е името на оваа супстанца и како е добиена? Во такви случаи, учениците треба многу добро да ја знаат целта на експериментот, почетните супстанции, насоката на експериментот, така што кога ќе се вратат на него по одредено одвлекување на вниманието да не мора да се напрегаат за да запомнат кои супстанции реагираат во во овој случаји што да очекуваме. Искуството треба да стане толку цврсто вкоренето во умот што учениците можат да се осврнат на него во секое време, посветувајќи го, сепак, нивното главно внимание на прашањето што се дискутира на часот.
На правилно позиционирањеДолгорочните експерименти развиваат кај учениците способност да задржат повеќе предмети во видното поле во исто време, што е несомнено важно во понатамошното образование и во животот. Во високообразовна институција, веќе на првите предавања, потребна е способност да се распредели вниманието помеѓу слушањето на предавањето и неговото снимање, помеѓу совладувањето на содржината на предавањето, неговото снимање и набљудувањето на покажаните експерименти.
3. Многу експерименти во органската хемија значително не успеваат поради слабата видливост на процесите и добиените супстанции. Всушност, кога резервираат бензен, учениците од далечина не можат да ја видат ниту манифестацијата на реакцијата ниту формираниот бромобензен; за време на хидролиза на сахароза, скроб и влакна, не се видливи ниту реакција, ниту нови супстанции (чие присуство може да се утврди само подоцна индиректно); кога се произведува етер, истата безбојна течност се дестилира од безбојна мешавина на супстанции; при докажување на приемот естрине се случуваат промени видливи за учениците во реакционата смеса итн. На неправилно позиционирањеОд таквите искуства, учениците не само што не можат да ги формираат потребните идеи, туку лесно можат да формираат погрешни идеи. Затоа, при набљудување на одвојувањето на течностите, можете да обоите една од нив така што линијата на поделба е јасно означена. На ист начин, можно е да се обои водата кога се собираат гасови над вода и во експерименти кои вклучуваат промени во волуменот на гасовите. Течностите за боење се дозволени, меѓутоа, само ако наставникот обезбедува јасно разбирањестудентите на вештачкотост на оваа техника. При дестилирање на течности, паѓањето на капките во ресиверот може да се направи позабележително со помош на позадинско осветлување, бел или црн екран итн.; неопходно е остро да се нагласи кои својства се разликуваат по изглед помеѓу почетните и добиените супстанции и веднаш да се покаже оваа разлика. Онаму каде што напредокот на реакцијата може да се заклучи од формирањето на нуспроизводи, овие вторите треба да бидат јасно видливи за учениците (апсорпција на водород бромид алкален растворфенолфталеин при подготовка на бромобензен и др.).
4. Посебно треба да се истакне дека за реакциите во органската хемија клучнаимаат услови за нивно настанување. Во неорганската хемија, овие услови играат помала улога, бидејќи многу процеси веќе се случуваат во нормални условии продолжи речиси недвосмислено. Набљудувањето на хемиските реакции без јасно разбирање на условите за нивно појавување негативно влијае на квалитетот и силата на знаењето. Кога условите на реакцијата не се доволно разјаснети, учениците може да добијат погрешна идеја дека насоката на реакциите не се одредува со ништо, е целосно произволна и не почитува никакви закони. На пример, набргу откако ќе дознаат за производството на етилен од алкохол, учениците се среќаваат со производството на етил етерод суштински иста мешавина на супстанции (алкохол и концентрирана сулфурна киселина). За нив е сосема неразбирливо зошто овде се произведува етер, а не етилен. За да се разјасни ова и на тој начин да се спречи недовербата во науката, треба да се вратиме на експериментот со етилен и сега да ги пријавиме условите за неговото производство. Доколку овие услови беа навремено нагласени, условите за формирање на етерот би можеле да се споредат со нив, а знаењето би можело поцврсто да се консолидира во оваа споредба. Затоа, кога демонстрирате експерименти, треба да обрнете внимание на условите за реакцијата и потоа да барате од учениците да ги наведат овие услови во нивните експерименти. Овој пристап го организира набљудувањето на учениците во процесот на експериментирање, ја дава вистинската насока за проучување на материјалот од книгата и помага да се консолидираат конкретните идеи за феномените во меморијата. Ова помага да се провери квалитетот на асимилацијата на материјалот од страна на учениците. Постојано нагласувајќи ги условите на експериментот, покажувајќи со неколку примери негативни резултатинеуспехот да се усогласат со експерименталните услови, признавањето на одговорот како нецелосен кога е дадена равенка на реакции без опис на самиот феномен - сите овие техники помагаат за правилно проучување на хемијата. Дури и при изведување вежби и решавање проблеми, секогаш кога е можно и соодветно, треба да се наведат условите под кои се случува соодветниот процес.
5. Модерна теоријаструктурата на органските соединенија ни овозможува да ја откриеме суштината подлабоко отколку што беше случај во проучувањето на неорганската хемија хемиски феномени. Од набљудувањата на појавите, студентот мора да премине до идеја за редоследот на поврзување на атомите во молекулата, нивната локација во просторот, меѓусебното влијание на атомите или групите атоми врз својствата на супстанцијата како целина, и преуредување на овие атоми за време на реакција. Ако експериментот се користи погрешно, може да испадне дека, и покрај навидум целосното почитување на принципот на јасност, едукативен материјалќе бидат претставени на главно догматски начин, разделени од експерименти, а знаењето на учениците може да се покаже како формално. Оваа ситуација може да постои, на пример, во случаи кога наставникот се стреми да започне со проучување на секоја супстанција секогаш строго според одредена шема.
Се изучува темата „Етилен“. Наставникот има намера да опише физички својстваетилен, а потоа покажете ги неговите реакции. На самиот почеток, тој им вели на учениците: „За да можеме да го набљудуваме етиленот и да се запознаеме со неговите реакции, ќе го добиеме во лабораторија“. Се спроведува експеримент за добивање на етилен од етил алкохол со помош на сулфурна киселина. Се чини дека во овој случај беше неопходно да се објасни структурата на уредот, да се наведат кои супстанции се земени за реакцијата итн. Но, според планот на наставникот, производството на етилен треба да се проучи откако ќе се проучат својствата, а тој овде не отстапува од овој план. Учениците мачно чекаат додека смесата се загрева. Што треба да се случи во експериментот, што да следат, што да набљудуваат - учениците не знаат. Дури откако гасот ќе почне да се собира во епрувета над водата, наставникот им кажува на учениците што е етилен во однос на неговите физички својства. Така, дел од времето се трошеше бескорисно - учениците погледнаа во неразбирлив уред и не видоа ништо суштинско. Со таков план за учење, се разбира, би било поцелисходно однапред да се подготви етилен во цилиндри за веднаш да започне да се демонстрира на час.
6. При изучувањето на органската хемија не е ниту можно ниту потребно да се покажат сите појави за кои ние зборуваме зана лекцијата. Оваа изјава е веќе доволно потврдена погоре. Овде е важно да се разгледа како да се пристапи кон изборот на експерименти потребни за демонстрација и како да се одреди за кои искуства учениците можат да добијат идеја од дијаграми, цртежи, приказни за наставници итн.
Пред сè, треба да се претпостави дека студентите, се разбира, мора да ги набљудуваат во реалниот живот сите супстанции наведени во програмата, нивните најважни хемиски реакции. Во овој случај, нема потреба да се репродуцираат реакциите кои се проучуваат многу пати. Откако ќе ги запознаат учениците со реакцијата на сребрено огледало на еден претставник на алдехиди, тие потоа можат да ја користат оваа реакција за практично препознавање на супстанции (на пример, да утврдат алдехидна групаво гликоза), и после тоа веќе нема потреба да се демонстрира оваа реакција секогаш кога ќе се појави на час.
Во секој нов случај, споменувањето на тоа кај учениците предизвикува прилично жива слика за феноменот. Откако ја покажавме експлозијата на метан и етилен со кислород, нема посебна потреба да се докаже експлозијата на ацетилен.
Доволно е да се повикаме на претходните експерименти, посочувајќи дека експлозијата на ацетилен се случува со уште поголема сила. Слично на тоа, откако ја покажавме оксидацијата на етил и метил алкохол, нема потреба да се оксидираат други алкохоли за да се создадат студенти неопходен концепт. Ако се индицирани реакции на оцетна киселина, сите реакции не може да се повторат при проучување на други киселини итн.
Меѓутоа, во случаи кога супстанцијата е директен предмет на проучување (бутанот и изобутанот беа земени предвид заради концептот на изомеризам), не може да се ограничи да се однесува на нејзините физички својства без да се воведе самата супстанција. На пример, невозможно е да не се покаже бензен со образложение дека учениците замислуваат безбојна течност која замрзнува на +5°C, лесно врие итн. За да формирате прилично комплетен концепт на бензен, исто така треба да се запознаете со неговиот мирис, конзистентност, неговата врска со други супстанции итн. Би било апсурдно да не им се покаже на учениците реакција на сребрено огледало врз основа на тоа дека тие воопшто имаат идеја за огледало. Невозможно е, на пример, да не се прикаже производството и собирањето на метан или етилен над вода врз основа на тоа што претходно учениците го набљудувале производството на кислород, собирале азотни оксиди итн. Овде предмет на проучување не е собирањето гас, туку начинот на добивање на супстанцијата, нејзините својства и од овој агол се демонстрира соодветниот експеримент.
Во некои случаи потребно е да се ограничи вербален описискуство без да го покажат, иако студентите сè уште ја немаат потребната основа за правилно претставување на процесот. Ова може да биде неопходно во случаи кога новиот феномен што се проучува не може да се репродуцира во училиште (на пример, кога процесот бара употреба на висок притисок или кога промената на условите за училишна настава би ја нарушила сликата за производниот процес што се изучува).
Од горенаведеното произлегува дека методологијата за демонстрација на експерименти бара внимателно размислување за секоја лекција. Секое искуство треба да биде толку вткаено во логичката структура на лекцијата што може секој ученик максимален степенда го разбере значењето и да го сфати значењето на искуството. Во овој случај, сите можности на експериментот ќе бидат поцелосно искористени за поставување правилно проучувањесупстанции, појави, теории и закони на оваа наука.
Како заклучок, овде треба уште еднаш да се потсети дека со оглед на тоа што основите на демонстративниот експеримент во органската хемија се заеднички за експериментот на неорганската хемија, па дури и за експериментот на други сродни науки, тој целосно е предмет на оние Општи барања, кои се претставени за секој едукативен експеримент. Дозволете ни да наведеме барем некои од овие барања.
Експериментот мора да биде „безбеден за неуспех“, т.е. испаднат сигурно и во исто време го даваат очекуваниот, а не неочекуван резултат. За да се направи ова, секој експеримент се тестира пред часот со реагенсите што ќе се користат на часот. Веродостојноста на реагенсите овде често има повисока вредностотколку во неорганската хемија. Експериментот мора да биде експресивен, јасно да го претставува она што тие сакаат да го добијат од него. За да го направите ова, експериментот мора да се спроведе на соодветна скала, без да се натрупува уредот со непотребни детали и без несакани ефекти што го одвлекуваат вниманието на учениците: експериментот мора да биде, како што велат, „гол“. Се разбира, ослободувањето од непотребните детали треба да биде соодветно. Ако е потребно, на пример, да се прикаже речиси безбојниот пламен на метан, тогаш невозможно е да не се помине гасот преку барем едно перење со алкали пред да се запали во излезната цевка. Експериментот мора да биде безбеден за изведување во училницата. Доколку постои некаква опасност (синтеза на ацетилен, производство на нитро-влакна), тоа треба да го врши само наставник и со соодветни мерки на претпазливост.
Име:Експеримент по органска хемија во средно училиште. 2000 година.
Прирачникот се фокусира на експерименталната методологија што се користи во изучувањето на органската хемија на училиште. Дава препораки за демонстрација и лабораториски експеримент, и корисни советипри поставување на практична работа.
Прирачникот е наменет за наставници од средните училишта и специјализираните паралелки, ликејите, гимназиите и другите средни училишта. образовните институции. Може да се препорача и за студенти педагошките универзитетибиолошки и хемиски профил.
Постојат голем број вредни прирачници за експериментални прашања во наставата по неорганска хемија на училиште. Извонредно меѓу нив е извонредното дело на покојниот Вадим Никандрович Верховски, „Техники и методи на хемиски експерименти на училиште“. Не постои посебен прирачник за експериментални прашања во органската хемија дизајниран за училишната програма.
Како резултат на тоа, наставниците во процесот на настава по органска хемија често се принудени да се ограничат хемиски експерименти, опишан во прилог на учебникот за стабилна. Но, експериментите во учебникот се дизајнирани да ги изведуваат учениците во училницата и затоа не можат целосно да обезбедат демонстративен експеримент, а уште помалку вон училишни активностиво хемијата.
Значајно е и тоа што техниката и методологијата на експериментите во органската хемија во некои случаи излегуваат покомплексни отколку во неорганската хемија. Ова се должи на некои карактеристики на експериментите со органски супстанции, на пример: трошење често значително време за спроведување на реакции, не секогаш доволна надворешна експресивност на процесите итн.
СОДРЖИНА:
ДЕЛ I
ОПШТИ ПРАШАЊА ЗА МЕТОДИТЕ НА УЧИЛИШНИ ЕКСПЕРИМЕНТИ ВО ОРГАНСКАТА ХЕМИЈА
Образовно значење училишен курсорганска хемија (6). Научен и едукативен експеримент по органска хемија (8). Цели и содржина на експериментот во наставата по органска хемија (11). Сорти на едукативни експерименти (14). Методологија за демонстративен експеримент во органска хемија (17).
ДЕЛ II
ТЕХНИКИ И МЕТОДИ НА УЧИЛИШНИ ЕКСПЕРИМЕНТИ ПО ОРГАНСКА ХЕМИЈА
Поглавје I. Заситени јаглеводороди
Метан (26). Производство на метан во лабораторија (27). Метанот е полесен од воздухот (29). Согорување на метан (29). Определување на квалитативниот состав на метанот (30). Експлозија на мешавина од метан и кислород (31). Замена на водородот во метан со хлор (32). Други начини за производство на метан (33). Експерименти со природен гас (35).
Хомолози на метан. Експерименти со пропан (36). Доказ за квалитативниот состав на повисоките јаглеводороди (38).
Халогени деривати на заситени јаглеводороди. Интеракција на халогени деривати со сребро нитрат (38). Поместување на едни со други со халогени од соединенија (39). Термичко распаѓањејодоформ (39). Откривање на халогени во органска материја (39).
Поглавје II. Незаситени јаглеводороди
Етилен (40). Согорување на етилен (41). Експлозија на мешавина од етилен и кислород (41). Реакција на етилен со бром (42). Оксидација на етилен со раствор на перманганат (45). Реакција на етилен со хлор (реакција на додавање) (45). Согорување на етилен во хлор (46). Подготовка на етилен од етил алкохол во присуство на сулфурна киселина (46). Подготовка на етилен од дибромоетан (49). Експерименти со полиетилен (49). Експерименти со други јаглеводороди кои содржат двојна врска (50).
Ацетилен (50). Подготовка на ацетилен (51). Распуштање на ацетилен во вода (52). Растворување на ацетилен во ацетон (52). Согорување на ацетилен (52). Експлозија на ацетилен со кислород (52). Реакција на ацетилен со раствор на бром и калиум перманганат (53). Согорување на ацетилен во хлор (53). Експерименти со поливинил хлорид (54).
Гума (54). Однос на гума и гума со растворувачи (55). Реакција на гума со бром (55). Распаѓање на гума при загревање (55). Експерименти со гумен лепак (56). Откривање на сулфур во вулканизирана гума (56). Екстракција на гума од млечниот сок на растенијата (56).
Поглавје III. Ароматични јаглеводороди
Бензен (57). Растворливост во бензен (57). Бензен како растворувач (57). Точка на замрзнување на бензен (58). Согорување на бензен (58). Односот на бензен со бром вода и раствор на калиум перманганат (58). Бромирање на бензен (59). Нитрација на бензен (61). Додавање на хлор во бензен (62). Подготовка на бензен од бензоева киселина и негови соли (63).
Хомолози на бензен. Оксидација на толуен (64). Халогенација на толуен (64). Подвижност на атоми на халоген во бензен прстени во страничниот синџир (65). Синтеза на бензен хомолози (66).
Нафталин. Сублимација на нафталин (67).
Стирен Незаситени својства на стирен (67). Подготовка на стирен од полистирен (68). Експерименти со полистирен (68). Полимеризација на стирен (69).
Поглавје IV. Нафта
Специфична гравитацијаи растворливост во масло (69). Компаративна нестабилност на нафтените продукти (69). Бензин и керозин како растворувачи (70). Согорување на повисоки јаглеводороди (70). Експлозија на бензинска пареа со воздух (70). Поврзаност на нафтените јаглеводороди со хемиски реагенси (71). Фракциона дестилација на масло (71). Прочистување на бензин и керозин (73).
Поглавје V. Алкохоли. Фенол. Етери
Етанол (етил алкохол) (74). Специфична тежина на алкохол и промена на волуменот кога се меша со вода (74). Откривање на вода во алкохол (74). Откривање на повисоки алкохоли (фузелово масло) во алкохол (74). Концентрирање на растворот на алкохол (75). Подготовка на апсолутен алкохол (75). Алкохол растворувач (76). Алкохол за горење (76). Откривање на алкохол во вино или пиво (76). Интеракција на алкохол со натриум (77). Дехидрација на етанол (77). Реакција на алкохол со водород бромид (79). Подготовка на јодоетан (79). Квалитативна реакцијаза алкохол (81). Подготовка на етил алкохол од бромоетан (82). Подготовка на етил алкохол со ферментација на шеќер (82). Подготовка на етанол од етилен во присуство на сулфурна киселина (83).
Метанол. Реакција на метанол со водород хлорид (85). Производство на метанол со сува дестилација на дрво (86). Споредба на својствата на монохидричните алкохоли (88).
Глицерол. Растворливост на глицерол во вода (88). Намалување на точката на замрзнување на водени раствори на глицерол (89). Хигроскопност на глицерол (89). Согорување на глицерин (89). Реакција на глицерол со натриум (89). Реакција со бакар хидроксид (90).
Фенол. Растворливоста на фенолот во вода и алкалии е (90). фенол - слаба киселина(91). Реакција на фенол со бромна вода(91). Квалитативна реакција на фенол (92). Дезинфекција ефект на фенол (92). Нитрација на фенол (92). Подготовка на фенол од салицилна киселина (92).
Етери. Ниска температураетер што врие (93). Ладење при испарување на етер (93). Етерската пареа е потешка од воздухот (94). Меѓусебна растворливост на етер и вода (94). Етер како растворувач (95). Подготовка на естер од алкохол (95). Проверка на чистотата на етерот (96). Споредба на својствата на диетил етер и бутанол (97).
Поглавје VI. Алдехиди и кетони
Формалдехид (метанал). Мирис на формалдехид (98). Запаливост на формалдехид (98). Подготовка на формалдехид (98). Реакција на формалдехид со сребрен оксид (99). Оксидација на формалдехид со бакар(II) хидроксид (101). Дезинфицирачки ефект на формалдехид (102). Полимеризација и деполимеризација на алдехид (102). Реакција на формалдехид со амонијак (102). Подготовка на фенол-формалдехидни смоли (103).
Ацеталдехид (етанал). Подготовка на ацеталдехид со оксидација на етанол (105). Подготовка на ацеталдехид со хидратација на ацетилен (106).
Бензоалдехид. Мирисот на бензалдехид и оксидација со атмосферски кислород (108). Реакција на сребрено огледало (108).
Ацетон (диметилпроланон). Согорување на ацетон (109). Растворливоста на ацетонот во вода е (109). Ацетон како растворувач за смоли и пластика (109). Однос со раствор на амонијак на сребрен оксид (109). Оксидација на ацетон (109). Подготовка на бромоацетон (110). Подготовка на ацетон (III).
Поглавје VII. Карбоксилни киселини
Оцетна киселина. Кристализација на оцетна киселина (112). Согорување на оцетна киселина (113). Односот на оцетна киселина со оксидирачки агенси (113). Ефект на оцетна киселина врз индикаторите (113). Реакција на киселина со метил (113). Интеракција со бази (113). Интеракција со соли (114). Оцетната киселина е слаба киселина (114). Базичност на оцетна киселина (115). Квантитативно производство на соли на метан и* оцетна киселина (115). Производство на киселина со оксидација на етанол (116). Подготовка на оцетна киселина од нејзините соли (118). Добивање киселина од производи од сува дестилација на дрво (118). Подготовка на оцетен анхидрид (118). Подготовка на ацетил хлорид (119). Студија на примерок од оцетна киселина (120).
Мравја киселина. Распаѓање мравја киселинадо јаглерод моноксид (II) и вода (121). Оксидација на мравја киселина (122). Подготовка на мравја киселина (122). Реакција на натриум формат со сода вар (124).
Стеаринска киселина. Својства на стеаринска киселина (124). Стеаринската киселина е слаба киселина (125). Подготовка на сапун (натриум стеарат) од стеарин (125). Добивање стеаринска киселина од сапун (125). Ефект на чистење на сапун (126). Ефектот на тврда вода на сапун (126).
Незаситени киселини. Подготовка на метакрилна киселина (127). Својства на метакрилна киселина (128). Незаситеност на олеинска киселина (128).
Оксална киселина. Подготовка на оксална киселина од мравја киселина (129). Распаѓање на оксална киселина кога се загрева со сулфурна киселина (129). Оксидација на оксална киселина (130). Формирање на кисели и средни соли на оксална киселина (131).
Бензоева киселина. Растворливост на бензоева киселина во вода (131). Растворливост на бензоева киселина во алкали (132). Сублимација на бензоева киселина (132). Подготовка на бензоева киселина со оксидација на бензалдехид (132). Подготовка на бензен од бензоева киселина (132).
Млечна и салицилна киселина. Својства на млечна киселина (133). Експерименти со салицилна киселина (133).
Поглавје VIII. Естери. Масти
Естри (134). Синтеза на етил ацетат (етил ацетат) (135). Подготовка на етил естер на бензоева киселина (етил бензоат) (137). Синтеза на аспирин (137). Хидролиза на естри (138). Хидролиза на аспирин (139). Подготовка на метил естер на метакрилна киселина (метил метакрилат) од органско стакло (140). Подготовка на полиметил метакрилат (141). Експерименти со гулиметил метакрилат (141).
Масти. Растворливост во масти (141). Екстракција на масти и масла (142). Топење и зацврстување на мастите (143). Реакција на незаситени масти (масла) (144). Одредување на степенот на незаситеност на мастите (144). Одредување на содржината на киселина во мастите (145). Сапонификација на масти (145).
Поглавје IX. Јаглехидрати
Гликоза. Физички својства на гликоза (147). Реакција на алкохолни групи на гликоза (148). Реакција на алдехидна група (149). Откривање на гликоза во овошје и бобинки (150). Ферментација на гликоза (150).
Сахароза. Промена на шеќер при загревање (150). Карбонизација на шеќер со концентрирана сулфурна киселина (151). Откривање на хидроксилни групи во шеќер (151). Односот на сахароза со раствор од сребрен оксид и бакар (II) хидроксид (152). Хидролиза на сахароза (152). Добивање шеќер од цвекло (153).
Скроб. Подготовка на скробна паста (1,55). Реакција на скроб со јод (155). Студија разни производиза присуство на скроб (156). Хидролиза на скроб (156). Добивање меласа и гликоза од скроб (158). Добивање скроб од компири (159).
Влакна (целулоза). Хидролиза на влакна во гликоза (160), Нитрација на влакна и експерименти со нитрофибер (162).
Поглавје X. Амини. Бои
Масни амини. Подготовка на амини од саламура од харинга (164). Подготовка на метиламин од хидрохлоридна сол и експерименти со него (165).
Анилин (166). Врска на анилин со индикатори (167). Интеракција на анилин со киселини (167). Реакција на анилин со бром вода (168). Оксидација на анилин (168). Подготовка на анилин (169).
Бои (171). Синтеза на диметиламиноазобензен (171). Синтеза на хелиантин (метил портокал) (173).
Поглавје XI. Киселински амиди
Уреа. Хидролиза на уреа (175). Интеракција на уреа со азотна киселина(175). Интеракција на уреа со оксална киселина (176). Формирање биурет (176).
Капрон. Препознавање на полимери. Експерименти со најлон (177). Препознавање на пластика (177).
Верверички. Откривање на азот во протеините (178). Откривање на сулфур во протеините (179). Денатурација на протеините со загревање (179). Денатурација на протеини при изложување разни материи(179). Боја реакции на протеини (180). Ксантопротеинска реакција (180). Реакција на биурет (181). Согорувањето како метод за препознавање на протеински материјали (181).
Карактеристики на спроведување на експеримент во органска хемија.
Кога предава органска хемија, на наставникот му се даваат многу можности да решава поединечно образовни целии поефективен развој и едукација на учениците. Образовниот експеримент, како и во неорганската хемија, така и во наставата по органска хемија е насочен кон олеснување на решавањето на основните образовни задачи.
Разгледувањето на појавите со супстанции при изучувањето на органската хемија им помага на учениците подобро да ги разберат процесите што се случуваат во околниот растителен и животински свет, да ја научат суштината и обрасците на животот. Карактеристична карактеристика на органската хемија е зависноста на хемиските својства на супстанциите од внатрешната структура на молекулите, а не само од квалитативниот и квантитативниот состав.
Учениците кои вршат експерименти по органска хемија, честопати посложени од експериментите со неоргански супстанции, придонесуваат за развој на способноста за примена на практични знаења и вештини за ракување со супстанции и лабораториска опрема, што е исто така важно во професионалната ориентација на студентите.
Експериментот по органска хемија им помага на учениците да развијат внимание, точност, набљудување, истрајност во надминувањето на тешкотиите и низа други квалитети.
Чисто описно проучување на органската хемија, кога од студентите се бара само да наведат информации за поединечни супстанции и да напишат равенки на хемиски реакции, им изгледа како куп од бесконечен број случајни факти. Структурните формули воведени догматски стануваат за учениците само дијаграми кои мора да се запаметат и да можат да цртаат.
Општо земено, ако техниката на образовен училишен експеримент при изучување на органска хемија станува нешто покомплицирана отколку кога се учи неорганска хемија, тогаш начинот на негово користење во образовниот процес не се разликува значително. Во никој случај хемискиот експеримент во органската хемија не смее да биде исклучен од образовниот процес.
На почетокот на проучувањето на органската хемија, корисно е експериментално да се докаже дека елементите водород и јаглерод се присутни во составот на органските материи.
Откривање на јаглерод и водород во органска материја. Сомелете парче парафин со големина на грашок во малтер со еднаков волумен на бакар оксид во прав. За експериментот најдобро одговара свежо добиениот фин оксид во прав добиен со калцинирање на малахит.
Ставете ја смесата во епрувета, истурете уште малку CuO прашок одозгора и зацврстете ја епрувета речиси хоризонтално во држач, малку навалувајќи ја кон дупката, на чиј раб ставете прстофат безводен бакар сулфат. Затворете ја епрувета со затворач со цевка за излез на гас, чиј крај се става во чаша со варова вода
Слика 1.Откривање на водород и јаглерод во органски соединенија
- CuO со аналит
- Безводен CuSO 4
- Чаша со варова вода.
Загрејте ја смесата во епрувета и набљудувајте го формирањето на капки течност на ѕидовите на епрувета, промена на бојата на бакар сулфат, ослободување на гас и заматеност. варова вода. Објаснете ги овие појави, напишете ги соодветните равенки за реакција и извлечете заклучоци.
Со цел да се формираат концепти за својствата на јаглеводородите и другите органски соединенија, погодно и методолошки е правилно да се користи унифициран пристап при нивното објаснување. Истовремено со подготовката на супстанцијата што се испитува, се демонстрираат нејзините физички својства, односот со оксидирачките агенси (воден раствор на KMnO 4), интеракцијата со халогените во водените раствори, тестот за опасност од експлозија и реакцијата на согорување. За поголема безбедност, бакарните спирали се вметнуваат во цевките за излез на гас. Се спроведува посебен експеримент за проучување на посебните својства на супстанциите што се проучуваат.
Наставникот однапред подготвува залихи со стаклени садови и реагенси за часот. Поради фактот што метанот, етиленот и ацетиленот се гасовити материи, а експериментите со нив се вршат во моментот на приемот, нема време да се разговара за секој имот по неговото демонстрација. Затоа, неопходно е да се подготват учениците да ги согледаат сите експерименти, брзо да ги спроведат овие експерименти, потоа да ги запишат соодветните набљудувања, равенки за реакција и заклучоци. Препорачливо е да се изврши таква подготовка на учениците со тоа што прво ќе се скицира табела на таблата во согласност со името на супстанцијата што се изучува во оваа лекција.
Производство и својства на метанот.Во малтер, измешајте ја смесата од безводен натриум ацетат и сода вар во волуметриски 1:3. Наместо сода вар, можете исто толку лесно да земете мешавина од еднакви количини на безводен натриум ацетат, натриум хидроксид и калциум карбонат (креда), измешани во малтер. Наполнете голема сува епрувета 1/4 полна со добиената смеса. Затворете ја епрувета со затворач со излезна цевка за гас со продолжен крај, во која ставете бакарна спирала и прицврстете ја во ногата на стативот, со благо навалување кон чепот.
Слика 2.Инсталација за производство на метан.
Непосредно пред да произведете метан, подгответе 4 чаши од 50 ml. Истурете во нив, соодветно, 30 ml чиста вода, разреден раствор на калиум перманганат (светло розова боја), јод вода (слама жолта боја) и 10 ml раствор за пенење (раствор од сапун, шампон, прашок за перење) за тестирање. за експлозивност.
За да добиете метан, рамномерно загрејте ја целата епрувета, а потоа силно загрејте го делот од неа каде што се наоѓа главниот дел од смесата. Прво, воздухот ќе се помести од епрувета, а потоа ќе почне да се ослободува метанот:
CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3 .
Физички својства на метанот. Поминете го метанот низ цевката за излез на гас низ чиста вода. Забележани се меурчиња од безбоен гас - метан. Вообичаено, метанот се собира со поместување на водата, што ги наведува учениците да претпостават дека овој гас е нерастворлив во вода. Наставникот го потврдува овој заклучок. Докажете дека метанот е полесен од воздухот најбрзо и најјасно со полнење на колба избалансирана наопаку на вага со овој гас, како што е прикажано на сликата.
Слика 3.Доказ за релативната леснотија на метанот.
Односот на метан со воден раствор на калиум перманганат и јод вода. Ставете ја излезната цевка за гас во чаша со раствор од калиум перманганат и оставете метанот да помине неколку секунди. Потоа направете ја истата постапка со јодна вода. Забелешка. Поради фактот што незаситените јаглеводороди може да бидат меѓу нуспроизводите на реакцијата за производство на метан, овие експерименти не треба да се вршат предолго.Растворите не ја менуваат својата боја, што укажува на тоа дека метанот собна температуране комуницира со воден растворкалиум перманганат и јод вода.
Тест на експлозивност (тестирање на чистота на метан). Натопете ја излезната цевка за гас во растворот за пена, така што ослободениот гас формира пена. Кога стаклото ќе се наполни со пена, извадете ја цевката за излез на гас и доведете до пената запален дел. Забележано е палење и брзо согорување на метанот. Ако блицот е придружен со остар звук, тоа значи дека метанот што се ослободува од уредот содржи нечистотии од атмосферски кислород. Во овој случај, опасно е да се запали гас на излезната цевка за гас. Затоа, проверката на чистотата мора да се повтори по некое време повторно. За време на експериментот може да се запали само чист метан (како водород), без воздушна мешавина.
Согорување на метан во воздухот. Запалете го метанот на крајот од цевката за излез на гас; тој ќе светне со непрозрачен синкав пламен:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Ако ставите порцеланска чаша во пламен од метан, на неа нема да се формира црна дамка од саѓи. Бојата на пламенот станува портокалова поради присуството на натриумови јони во стаклото од кое е направена цевката.
Согорување на метан во хлор. Добијте хлор однапред во висок проѕирен контејнер. Затворете го отворот на садот со памук, навлажнет со раствор на натриум тиосулфат. За да ја покажете интеракцијата на метанот со хлорот, заменете ја правата цевка за излез на гас со цевка со заоблен крај, запалете го гасот и додадете го во садот со хлор, како што е прикажано на слика 4.
Слика 4.Согорување на метан во хлор.
Целиот експеримент, со соодветна подготовка, трае околу 5 минути. По што се дискутираат резултатите од експериментот, се пополнува табелата и се извлекуваат заклучоци за кореспонденцијата на својствата на метанот со структурата на неговата молекула.
Својства на хомолози на метан. Истурете 3 ml вода во епрувета, додадете 1 ml хексан (може да земете уште еден заситен јаглеводородили нивна мешавина). Забележете ги физичките својства на супстанцијата, нејзината нерастворливост во вода и нејзината релативна густина во споредба со онаа на водата.
Додадете неколку капки раствор на калиум перманганат во смесата и проверете дали нема интеракција. Додадете малку хексан во јодната вода (3 ml) и протресете ја епрувета, забележете го отсуството на интеракција на јаглеводородот со халогенот. Меѓутоа, поради подобрата растворливост на јод во хексан, халогенот се екстрахира во јаглеводородниот слој.
За да ја покажете запаливоста на хексан, истурете неколку капки од него во порцеланска чаша и запалете го со долго запалено парченце. Дискутирајте за резултатите од експериментот, напишете ги соодветните равенки за реакција и извлечете заклучоци за својствата на хомолозите на метан утврдени со структурата на молекулите.
Подготовка и својства на етилен. Истурете 2-3 ml 96% етил алкохол во епрувета и полека додадете 6-9 ml концентрирана сулфурна киселина. Внимателно промешајте. За да избегнете удари за време на вриење, додадете малку сув калциум сулфат или бариум сулфат за да се обезбеди рамномерно вриење. Смесата за производство на етилен може да се подготви однапред и да се чува долго време. Затворете ја епрувета со затворач со цевка за излез на гас.
Слика 5.Инсталација за производство на етилен.
Пред да добиете етилен, подгответе раствори на реагенси во четири чаши, како што е препорачано погоре за да ги покажете својствата на метанот.
Прво внимателно загрејте ја целата епрувета, а потоа загрејте го делот каде што се наоѓа горната граница на течноста. Температурата треба да биде над 140 o C.
Физички својства на етилен. Со помош на цевка за вентилација за гас, поминете го етиленскиот гас низ чиста вода, спуштајќи ја цевката до дното на стаклото. Забележани се меурчиња од безбоен гас, етилен. Етилен се собира со поместување на водата, што ги наведува учениците да претпостават дека овој гас е нерастворлив во вода. Наставникот го потврдува овој заклучок.
Односот на етилен со воден раствор на калиум перманганат и јод вода. Спуштете ја цевката за излез на гас до дното на стаклото со светло розев раствор од калиум перманганат. Ослободениот гас поминува низ растворот на калиум перманганат и постепено го обезбојува:
3H 2 C=CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O -> 2KOH + 2MnO 2 + 3CH 2 (OH)-CH 2 (OH).
Слично на тоа, поминете го добиениот етилен низ слама-жолт раствор од јод вода. Растворот станува безбоен:
H 2 C = CH 2 + I 2 -> C 2 H 4 I 2.
Тест за експлозија (тестирање на чистота на етилен). Демонстрацијата на овој експеримент се изведува како што е опишано погоре за метанот.
Согорување на етилен во воздух и хлор. За овие експерименти, доведете го пламенот на запалената цепка до крајот на цевката за излез на гас. Етилен се запали и гори со прозрачен пламен. Кога порцеланската чаша се става во пламен, на неа се формира црна дамка од саѓи, чија појава може да се објасни со поголемата содржина (%) на јаглерод во молекулата на етилен и нејзината нецелосна оксидација:
H2C = CH2 + O2 -> CO2; СО; H 2 O
Кога свиткана цевка со запален етилен се внесува во цилиндар со хлор (види експерименти со метан), таа продолжува да гори, ослободувајќи уште повеќе саѓи:
C 2 H 4 + Cl 2 = 2 C + 4HCl
Целиот експеримент трае само неколку минути. По што се дискутираат резултатите од експериментот, се пополнува табелата и се извлекуваат заклучоци за кореспонденцијата на својствата на етилен со структурата на неговата молекула (во споредба со структурата и својствата на метанот).
Подготовка и својства на ацетилен. За да добиете ацетилен, ставете 8-10 парчиња калциум карбид со големина на грашок во колбата на уредот. Со цевката поврзете флексибилно црево, на чиј крај треба да има стаклена цевка со продолжен крај и бакарна спирала внатре, како на слика 6. Истурете неколку милилитри разреден (1:20) раствор на сулфурна киселина од инка за одвојување (реакцијата се одвива помирно):
Слика 6.Инсталација за производство на ацетилен.
CaC 2 + 2H 2 O -> C 2 H 2 + Ca(OH) 2.
Пред да добиете ацетилен, подгответе 4 чаши од 50 ml со раствори како за експерименти со метан и етилен.
Физички својства на ацетилен. Со помош на цевка за излез на гас, поминете го ослободениот гас низ водата, спуштајќи го крајот на цевката до стаклото. Забележани се меурчиња од безбоен гас, ацетилен. Ацетиленот се собира со поместување на водата, што им дава причина на учениците да претпостават дека овој гас е нерастворлив или слабо растворлив во вода. Наставникот го потврдува овој заклучок.
Забелешка. Ацетиленот е малку растворлив во вода. За да го потврдите овој факт, можете да додадете 1-2 капки јодна вода, која се обезбојува, во чаша вода низ која е пролеан ацетилен.
Односот на ацетилен со воден раствор на калиум перманганат и јод вода. Поминете го еволуираниот гас последователно низ разреден раствор (розов) од калиум перманганат, а потоа низ светло жолт раствор на јод:
HCCH + 4O -> COOH-COOH (оксална киселина);
HCCH + 2I 2 -> C 2 H 2 I 4 (тетрајодоетан).
Се забележува промена на бојата на растворите. Забелешка. Реакциите се одвиваат релативно побавно отколку во случајот со етилен, така што растворите на супстанции за експериментот мора да бидат многу разредени, со едвај забележлива боја.
Тест за експлозија (тестирање на чистота на ацетилен). Демонстрацијата на овој експеримент се изведува како што е опишано погоре за метанот. Забележано е палење и брзо согорување на ацетилен со ослободување на саѓи.
Согорување на ацетилен во воздухот. Кога експериментите ќе завршат и ацетиленот ќе се ослободи од уредот без воздух, доведете го пламенот на запалената цепка до крајот на цевката за излез на гас. Ацетиленот се запали и гори со блескав, зачаден пламен.
Реакција на ацетилен со хлор. Во висок сад наполнет со хлор (види експерименти со метан), додадете лажица за согорување на материи со парче калциум карбид навлажнета со разреден раствор на сулфурна киселина ( внимателно!). Ослободениот ацетилен трепка во атмосфера на хлор и гори, ослободувајќи голема количина саѓи:
C 2 H 2 + Cl 2 -> 2C + 2HCl.
Целиот експеримент трае неколку минути. По што се дискутираат резултатите од експериментот, се пополнува табелата и се извлекуваат заклучоци за кореспонденцијата на својствата на етилен со структурата на неговата молекула (во споредба со структурата и својствата на метанот и етиленот).
Проучување на својствата на бензенот. За разлика од јаглеводородите дискутирани погоре, бензенот е течност и не бара експерименти за да се добие во лекцијата. Затоа, можете последователно да ги проучувате неговите својства, да спроведете дискусија по секој експеримент, а потоа да ја запишете равенката на реакцијата.
Физички својства на бензенот. Додадете 1-2 ml бензен во епрувета со 3-4 ml вода и измешајте ги течностите. Течностите не се мешаат, затоа бензенот не се раствора во вода. Слој од бензен се собира над површината на водата (фазната граница е видлива), затоа густината на бензенот е помала од единството (0,874 на 20 o C). Ставете ја истата епрувета во чаша со смеса за ладење (на пример, мешавина од калиум нитрат или уреа со топење на мраз или снег). По некое време (2–3 минути), извадете ја епрувета. Бензенот се зацврстил, но водата останала течна. Затоа, температурата на зацврстување на бензенот е над 0 o C (+5,4 o C). Потоа загрејте ја истата епрувета (не премногу) во пламенот на пламеникот. Горниот слој (бензен) ќе почне да врие, но долниот слој (вода) не. Затоа, точката на вриење на бензенот е под 100 o C (80,4 o C).
Однос на бензен со раствор на калиум перманганат и јод вода(или доказ дека бензенот не реагира на незаситеност). Истурете 1-2 ml бензен во епрувета, а потоа малку раствор на калиум перманганат (светло розова). Протресете ја смесата. Не се јавува промена на бојата (дури и кога се загрева). Направете сличен експеримент со јодна вода. Промената на бојата исто така не се јавува, но се забележува феноменот на екстракција (јод влегува во горен слојбенозла и ја обојува).
Согорување на бензен во воздухот. Натопете стаклена прачка во колба со бензен, потоа извадете ја и додадете капка бензен на пламенот. Бензенот се запали и гори со силно зачаден пламен. Појавата на саѓи се објаснува на ист начин како и во експериментот со ацетилен.
Нитрација на бензен. Истурете 1 ml бензен во епрувета и додадете еднаков волумен од смесата за нитрација (мешавина од концентрирана сулфурна и азотна киселина во волуменски сооднос 2:1). Загрејте ја смесата да зоврие, а потоа изладете ја преливајќи ја во чаша (30-50 ml). Лесно е да се открие нитробензен во добиената мешавина со мирис на горчливи бадеми:
C 6 H 6 + HONO 2 -> C 6 H 5 NO 2 + H 2 O.
Оксидација на бензен хомолози. Во епрувета истурете 2-3 ml разреден раствор на калиум перманганат, закиселете ја со 2-3 капки разредена сулфурна киселина, додадете околу 1 ml толуен во смесата и добро протресете. Загрејте ја смесата и набљудувајте ја промената на бојата на растворот поради оксидација на толуен во бензоева киселина: C 6 H 5 CH 3 + 3O -> C 6 H 5 COOH + H 2 O.
Спроведете ја реакцијата на ксилен оксидација на ист начин; во овој случај се формира двобазна фтална киселина C 6 H 4 (COOH) 2.
Забелешка. При проучување на секој следен претставник на јаглеводороди, се дискутираат сличностите и разликите со претходно проучуваните супстанции. Се донесува заклучок за зависноста на својствата од структурата на супстанциите. Со тоа што ќе имплементира унифициран пристап за проучување на својствата на јаглеводородите, наставникот постигнува појасно разбирање од страна на учениците за карактеристиките различни групијаглеводороди, а како резултат на тоа - потрајно консолидирање на материјалот во меморијата на учениците.
Дополнителен експеримент за изведување на часови по хемија или за време на изборни предмети
Определување на халогени со Beilstein тест. Загрејте ја бакарната жица во пламенот на горилникот додека пламенот не престане да обојува. Со крајот на жицата (може да биде топла), допрете ја супстанцијата што се анализира (хлороформ, бромобензен, хлорооцетна киселина, јодоформ, поливинил хлорид итн.) и додадете ја на безбоен пламен (можете да запалите малку етанол во порцелан чаша). Ако анализираната супстанција содржи хлор или бром, тогаш пламенот добива убава смарагдно зелена боја, ако јод, пламенот станува зелен. Методот беше предложен во 1872 година од Ф. Бејлштајн (1838-1906).
Состав на природен или течен гас . Ставете го на Шпорет на гасголемо тенџере со ладна вода (3-5 l) и запалете го гасот. По некое време, ќе видите како капки течност се појавуваат на студената надворешна површина на тавата. Ова е вода. Од каде дојде таа? Очигледно, кога гас гори, водород оксид се ослободува. Тоа значи дека една од компонентите на природниот гас е водородот.
Исплакнете стаклена теглаварова вода, исцедете го вишокот за да останат големи капки раствор на ѕидовите на садот. Држете ја теглата над пламенот на горилникот на гас ( Пазете се од изгореници!), и ќе видите дека капките варова вода се заматија. Ова укажува на присуство на јаглерод диоксид. Ова значи дека втората компонента на гасот е јаглерод.
Покрај тоа, во составот на соединенија формирање природен гас, има азот, кислород и сулфур во мали количини.
Хемиската врска помеѓу водородот и сулфурот е посилна отколку помеѓу водородот и јаглеродот.Во сад ставете мало парче парафин со големина на зрно пченица и исто количество сулфур. Загрејте ја смесата. Ова ослободува водород сулфид ( мирисајте внимателно!) и слободен јаглерод.
Својства на бензинот.а) Во епрувета со 2 ml вода се додава капка јод тинктура и еднаков волумен бензин. Добро протресете ја смесата. По раздвојувањето на течноста, можни се две опции. Прво, бојата исчезна, затоа примерокот е пукнат бензин и содржи незаситени јаглеводороди. Второ, јод беше извлечен во горниот слој на бензин. Тоа значи дека имате директно дестилиран бензин (не содржи незаситени соединенија). Дополнително, убедени сте дека јодот подобро се раствора во бензинот отколку во водата.
б) Измелете неколку семки од сончоглед или парче орев со 2-3 мл бензин. Исцедете ја проѕирната течност и ставете една капка на филтер-хартија. Откако ќе испари бензинот, на хартијата останува мрсна дамка. Со користење на бензин, маслото се вади (вади) од маслодајни семиња во постројките за екстракција на нафта. Користете бензин за чистење на облеката од дамки од маснотии. Истурете неколку капки бензин во дното на сува и чиста метална лименка и запалете ја со долга шипка. (Контејнерот со бензин мора да се стави на огноотпорна подлога.) Бензинот е многу запалив и брзо гори без саѓи.
Сублимација на нафталин. Ставете молени на дното на стаклено шише со широк врат (шише со кечап) или друг сличен сад. Потоа ставете суво разгрането гранче во шишето. Покријте го вратот на садот со парче памучна волна. Сега ставете го шишето во ладна песочна бања и започнете со загревање (направете го експериментот во аспиратор). Кога се загрева (50 o C), нафталинот се возвишува и кондензира на студените ѕидови и гранки во форма сјајни ваги(кога ќе започне сублимацијата, прекинете со загревањето). Ве молиме имајте предвид дека сублимацијата може да се користи за прочистување на супстанцијата. Направете погодување за типот на нафталанска кристална решетка.
Определување на квантитативни односи во реакциите на согорување на гасовити јаглеводороди во кислород. Собери во еудиометар<рисунок 7>кислород и еден од гасните јаглеводороди во различни волуметриски соодноси.
Слика 7.Еудиометар.
Запалете ја смесата, откако ќе ја утврдите почетната температура, забележете го волуменот на гасот над течноста во еудиометарот и извлечете соодветни заклучоци во согласност со законот за волуметриски односи на Геј-Лусак.
Прашања и задачи за консолидирање, разјаснување и систематизирање на темата
Сите експерименти на лекциите по хемија мора да се дискутираат од гледна точка на теоретски принципи, од гледна точка на користење на разгледуваните својства на супстанциите во пракса; Ние нудиме неколку опции за прашања за дискусија.
- Провери достапност природни изворијаглеводороди во вашиот регион. Кои се нивните модерна улогаи изгледите за употреба во регионалната економија?
- Откријте колку природен или течен гас троши вашето семејство годишно. Пресметајте го волуменот на кислородот потребен за согорување на оваа количина гас и волуменот јаглерод диоксид, издвојувајќи се во исто време. Разговарајте за вашите резултати. Колку топлина се создава во овој процес?
- Ако вашиот дом користи други извори на енергија, како што е струјата, погодете кој извор е поевтин и поеколошки.
- Во патниот транспорт, компресираната мешавина на пропан-бутан во цилиндрите широко се користи како моторно гориво. Зошто за овие цели не се користи поевтин и попристапен природен гас или метан?
- Со проучување на физичките својства на наједноставните заситени јаглеводороди, се уверивте дека тие немаат мирис. Зошто гасот за домаќинство (природен или во цилиндри) има мирис?
- Како што се зголемува бројот на јаглеродни атоми во молекулите на јаглеводороди, така се зголемува и бројот на нивните изомери. На пример, за деканот C 10 H 22-риот број можни изомерие еднакво на 75; за посложени соединенија оваа бројка достигнува стотици и илјадници. Дали мислите дека е можно практично да се добијат сите овие изомери?
- Внимателно погледнете ја обичната запалка. Сфатете го и сами значењето на секој детал. Обрнете внимание на принципот на неговото функционирање, структурата на пламенот и можноста за негово регулирање. Напишете трактат за запалката. Во прилог на описот изглед, укажуваат на составот и својствата на горивото и супстанциите од кои се направени деловите, како и физичките и хемиски процеси, што се јавува при користење на модерен кремен.
П.С. Опис на другите искуства за учењеможе да се најде во делото: Штремплер Г.И.МЕТОД НА ОБРАЗОВНИЧКИ ХЕМИСКИ ЕКСПЕРИМЕНТ ВО УЧИЛИШТЕ.Образовен и методолошки прирачник за студенти од хемиски специјалности. 2008 година 284 стр. Објавено на веб-страницата на Хемискиот факултет на Државниот универзитет Саратов: http://www.sgu.ru/faculties/chemical/uch/ped/default.php.