Centrum Edukacyjne„Paramita” prezentuje duży zbiór materiałów wideo na temat chemii. Razem z dyrygenturą warsztaty laboratoryjne w Centrum studentom oferowane są programy chemiczne (wideo), ciekawe eksperymenty- o możliwość dodatkowego samodzielnego szkolenia i lepsze zapamiętywanie materiał tematyczny. Pomysł stworzenia czegoś takiego program interaktywny został zrealizowany w 2010 roku przez nauczycieli naszego ośrodka.
Dla ułatwienia wyszukiwania na stronie eksperymenty i programy chemiczne podzielono na trzy sekcje: „ chemia ogólna„, „Chemia nieorganiczna” i „Chemia organiczna”. Każda sekcja zawiera cały materiał wideo używany podczas nauki kursu chemii.
Ciekawy film o chemii dla uczniów klas IX przedstawiający eksperymenty z zakresu chemii nieorganicznej. Zebrane na stronie. Są to zabawne lekcje wideo z chemii - demonstracja reakcji chemicznych z podstawowych zajęć związki nieorganiczne: zasady, kwasy, tlenki i sole. Dość popularny jest na przykład eksperyment wideo z chromem, który jest zbiorem reakcji kolorystycznych.
Eksperymenty są klasyfikowane w kolejności, w jakiej są rozpatrywane program w chemii. Eksperymenty wideo w klasie 9 chemii obejmują charakterystykę reakcje chemiczne pierwiastki, zgodnie z którymi podsekcje eksperymentów na stanowisku nazywane są: Wodór, Halogeny, Tlen, Siarka, Azot, Fosfor, Węgiel, Krzem, Alkaliczne i metale ziem alkalicznych, aluminium, żelazo, miedź, srebro, chrom i mangan.
Eksperymenty wideo w chemii. prezentowane z materiałami kursu Chemia organiczna. Według każdej klasy związków organicznych sekcje są ułożone w kolejności: Alkany, Alkeny, Alkiny, Aromatyczne węglowodory, Alkohole, Fenole, Aldehydy i ketony, Aminy, Aminokwasy i Białka, Kwas tłuszczowy, Węglowodany i Polimery.
W rzeczywistości demonstracyjne materiały wideo na stronie są nauczycielami wideo z chemii dla wnioskodawcy - lekcjami i eksperymentami samokształcenie na kursie chemii. Przedmiot ten jest prowadzony w klasach 8-11 szkoły średnie. Lekcje wideo z chemii do egzaminu Unified State Exam to sekcja na stronie internetowej centrum Paramita poświęcona demonstracji eksperymentów przeprowadzanych w celu zapoznania uczniów z ogólne wzorce i właściwości substancji (nieorganicznych i organicznych). Wideoeksperymenty w chemii wprowadzają także w podstawowe zasady i charakterystykę reakcji chemicznych, która jest niezbędna nie tylko w procesie udane przygotowanie do jednolitego egzaminu państwowego/egzaminu państwowego i olimpiad, ale w tworzeniu naukowych i praktycznych podstaw dla głębokiego zrozumienia chemii.
Metodologia eksperyment chemiczny V Liceum.
Rodzaje eksperymentów chemicznych
Eksperyment chemiczny ma ważny podczas studiowania chemii. Istnieje rozróżnienie pomiędzy edukacyjnym eksperymentem pokazowym, wykonywanym głównie przez nauczyciela na stole demonstracyjnym, a eksperymentem studenckim – pracą praktyczną, eksperymenty laboratoryjne I zadania eksperymentalne które studenci realizują w swoich miejscach pracy. Wyjątkowym rodzajem eksperymentu jest eksperyment myślowy.
Eksperyment demonstracyjny przeprowadza się głównie podczas prezentacji nowego materiału w celu stworzenia u dzieci w wieku szkolnym konkretnych pomysłów na temat substancji, zjawisk i procesów chemicznych, a następnie ukształtowania pojęcia chemiczne. Pozwala na uzyskanie zrozumienia w krótkim czasie ważne wnioski lub uogólnień z zakresu chemii, uczą przeprowadzania eksperymentów laboratoryjnych i techniki indywidualne i operacje. Uwaga uczniów skupiona jest na przeprowadzeniu eksperymentu i badaniu jego wyników. Nie będą biernie obserwować przebiegu eksperymentów i postrzegać prezentowany materiał, jeśli nauczyciel demonstrując eksperyment opatrzy go objaśnieniami. W ten sposób skupia uwagę na doświadczeniu i uczy go obserwacji zjawiska ze wszystkimi szczegółami. W tym przypadku wszystkie techniki i działania nauczyciela są postrzegane nie jako magiczne manipulacje, ale jako konieczność, bez której ukończenie eksperymentu jest prawie niemożliwe. Podczas eksperymentów demonstracyjnych, w porównaniu do eksperymentów laboratoryjnych, obserwacje zjawisk odbywają się w sposób bardziej zorganizowany. Ale demonstracje nie rozwijają niezbędnych umiejętności i zdolności eksperymentalnych, dlatego należy je uzupełnić eksperymentami laboratoryjnymi, pracą praktyczną i zadaniami eksperymentalnymi.
Eksperyment demonstracyjny przeprowadza się w następujących przypadkach:
Nie ma możliwości zapewnienia studentom wymagana ilość sprzęt;
Eksperyment jest złożony i nie może być przeprowadzony samodzielnie przez uczniów;
Uczniowie nie posiadają sprzętu niezbędnego do przeprowadzenia tego eksperymentu;
Eksperymenty z małymi ilościami substancji lub na małą skalę nie dają pożądanego rezultatu;
Eksperymenty są niebezpieczne (praca z metale alkaliczne, za pomocą prąd elektryczny wysokie napięcie itp.);
Konieczne jest zwiększenie tempa pracy na lekcji.
Naturalnie każde doświadczenie demonstracyjne ma swoją własną charakterystykę w zależności od charakteru badanego zjawiska i konkretnego zadania edukacyjnego. Jednocześnie chemiczny eksperyment demonstracyjny musi spełniać następujące wymagania:
Bądź widoczny (wszystko, co dzieje się na stole demonstracyjnym, powinno być wyraźnie widoczne dla wszystkich uczniów);
Bądź prosty w technice i łatwy do zrozumienia;
Kontynuuj pomyślnie, bez zakłóceń;
Przygotuj wcześniej przez nauczyciela, aby dzieci mogły łatwo zapoznać się z jego treścią;
Bądź bezpieczny.
Skuteczność pedagogiczna eksperymentu demonstracyjnego, jego wpływ na wiedzę i umiejętności eksperymentalne zależy od techniki eksperymentalnej. Oznacza to zestaw instrumentów i urządzeń specjalnie stworzonych i wykorzystanych w eksperymencie demonstracyjnym. Nauczyciel powinien zapoznać się ze sprzętem w klasie jako całością i każdym urządzeniem z osobna oraz przećwiczyć techniki demonstracyjne. Ten ostatni to zbiór technik posługiwania się instrumentami i aparaturą w procesie przygotowania i prowadzenia pokazów, które zapewniają ich powodzenie i wyrazistość. Metodologia demonstracji to zestaw technik zapewniających skuteczność demonstracji i jej najlepsze postrzeganie. Metodologia i technika demonstracyjna są ze sobą ściśle powiązane i można je nazwać technologią eksperymentu demonstracyjnego.
Przy prowadzeniu eksperymentów demonstracyjnych bardzo ważne jest wstępne sprawdzenie każdego eksperymentu pod kątem techniki, jakości odczynników, dobrej widoczności przez studentów przyrządów i zjawisk w nich zachodzących oraz gwarancji bezpieczeństwa. Czasami warto wystawić na stole demonstracyjnym dwa urządzenia: jedno - zmontowane i gotowe do użycia, drugie - zdemontowane, aby przy jego pomocy lepiej wyjaśnić budowę urządzenia, np. aparatu Kippa, lodówka itp.
Należy zawsze pamiętać, że każdy eksperyment, który zakończy się niepowodzeniem podczas demonstracji, podważa autorytet nauczyciela.
Eksperymenty laboratoryjne - zobacz niezależna praca, która polega na wykonywaniu eksperymentów chemicznych na każdym etapie lekcji w celu bardziej produktywnego przyswojenia materiału i zdobycia konkretnej, świadomej i trwałej wiedzy. Ponadto podczas eksperymentów laboratoryjnych doskonalone są umiejętności eksperymentalne, ponieważ uczniowie pracują głównie samodzielnie. Wykonywanie doświadczeń nie zajmuje całej lekcji, a jedynie jej część.
Doświadczenia laboratoryjne najczęściej przeprowadza się w celu zapoznania się z właściwościami fizycznymi i chemicznymi substancji, a także w celu określenia koncepcje teoretyczne lub przepisy, rzadziej - w celu zdobycia nowej wiedzy. Te ostatnie zawsze zawierają pewne zadanie poznawcze, które uczniowie muszą rozwiązać eksperymentalnie. Wprowadza to element eksploracji, który się aktywuje aktywność psychiczna dzieci w wieku szkolnym Eksperymenty laboratoryjne, w przeciwieństwie do pracy praktycznej, wprowadzają niewielką liczbę faktów. Poza tym nie przykuwają w pełni uwagi uczniów, jak np zajęcia praktyczne, bo po krótkim czasie samowykonanie pracy (doświadczenia), uczniowie muszą ponownie być gotowi na przyjęcie wyjaśnień nauczyciela.
Eksperymenty laboratoryjne towarzyszą prezentacji materiałów edukacyjnych przez nauczyciela i niczym pokazy oddziałują na uczniów reprezentacje wizualne na temat właściwości substancji i procesów chemicznych, uczy się uogólniać obserwowane zjawiska. Ale w przeciwieństwie do eksperymentów demonstracyjnych, rozwijają także umiejętności eksperymentalne. Jednak nie każde doświadczenie można przeprowadzić w laboratorium (na przykład synteza amoniaku itp.). I nie każdy eksperyment laboratoryjny jest bardziej skuteczny niż eksperyment demonstracyjny - wiele eksperymentów laboratoryjnych wymaga więcej czasu, a czas trwania zależy bezpośrednio od jakości rozwiniętych umiejętności eksperymentalnych. Celem eksperymentów laboratoryjnych jest jak najszybsze zapoznanie studentów z badanym przedmiotem. specyficzne zjawisko(substancja). Technika zastosowana w tym przypadku sprowadza się do wykonania przez uczniów 2-3 operacji, co w naturalny sposób ogranicza możliwości formowania praktyczne umiejętności i umiejętności.
Przygotowanie eksperymentów laboratoryjnych powinno być przeprowadzane ostrożniej niż demonstracyjne. Wynika to z faktu, że wszelkie zaniedbania i zaniechania mogą skutkować naruszeniem dyscypliny całej klasy.
Musimy się starać Praca laboratoryjna każdy uczeń występował indywidualnie. W ostateczności można pozwolić na posiadanie jednego kompletu sprzętu nie więcej niż dwóm osobom. Przyczynia się to do lepszej organizacji i aktywności dzieci, a także do osiągnięcia celu pracy laboratoryjnej.
Po zakończeniu doświadczeń należy je przeanalizować i sporządzić krótki zapis wykonanej pracy.
Praca praktyczna to rodzaj samodzielnej pracy, podczas której studenci przeprowadzają doświadczenia chemiczne konkretna lekcja po przestudiowaniu tematu lub części kursu chemii. Pomaga utrwalić zdobytą wiedzę i rozwinąć umiejętność stosowania tej wiedzy, a także kształtować i doskonalić umiejętności eksperymentalne.
Praca praktyczna wymaga od studentów większej samodzielności niż eksperymenty laboratoryjne. Dzieje się tak dlatego, że dzieci zapraszane są do zapoznania się w domu z treścią pracy i kolejnością jej wykonywania oraz powtarzania materiału teoretycznego bezpośrednio związanego z pracą. Student samodzielnie wykonuje pracę praktyczną, co pozwala na zwiększenie dyscypliny, opanowania i odpowiedzialności. I tylko w niektórych przypadkach, przy braku sprzętu, można zezwolić na pracę w grupach dwuosobowych, ale najlepiej nie więcej.
Rolą nauczyciela w pracy praktycznej jest nadzorowanie prawidłowego wykonania doświadczeń i zasad bezpieczeństwa, porządku na stole roboczym oraz zapewnienie indywidualnie zróżnicowanej pomocy.
Podczas praktyczna praca Uczniowie zapisują wyniki eksperymentów, a na koniec lekcji wyciągają odpowiednie wnioski i uogólnienia.
Metodologia eksperymentu demonstracyjnego w chemii organicznej [Tsvetkov L.A., 2000]
Charakterystycznymi cechami eksperymentu demonstracyjnego w chemii organicznej są:
Eksperyment w nauczaniu chemii organicznej w kl w dużej mierze jest środkiem „kwestionowania natury”, tj. sposób na eksperymentalne badania badanego zagadnienia, a nie tylko poprzez zilustrowanie informacji o substancjach zgłaszanych przez nauczyciela. Decyduje o tym charakterystyka przedmiot akademicki oraz fakt, że chemię organiczną studiuje się w oparciu o znaczące szkolenie chemiczne studentów.
Najbardziej znaczące eksperymenty demonstracyjne w większości przypadków okazują się dłuższe niż eksperymenty na nich chemia nieorganiczna. Czasem biorą prawie cała lekcja, a w niektórych przypadkach nie mieszczą się w ramach 45-minutowej lekcji.
Eksperymenty demonstracyjne w niektórych przypadkach są mniej wizualne i wyraziste niż w trakcie chemii nieorganicznej, ponieważ w obserwowanych procesach jest niewiele zmiany zewnętrzne, a powstałe substancje często nie różnią się znacząco właściwościami od substancji oryginalnych.
W eksperymentach z chemii organicznej bardzo ważne mają warunki reakcji: parzyste niewielka zmiana Warunki te mogą prowadzić do zmiany kierunku reakcji i powstania zupełnie innych substancji.
Podczas przeprowadzania eksperymentów z chemii organicznej istnieje duże ryzyko, że uczniowie nie zrozumieją ich w wystarczającym stopniu. Wyjaśnia to fakt, że eksperymenty odbywają się często długi czas, a czasami kilka pokazów odbywa się równolegle, co zmusza uczniów do skupienia uwagi na kilku obiektach jednocześnie. Poza tym droga od zjawiska do esencji jest tu często trudniejsza niż w badaniu chemii nieorganicznej.
Z uwagi na to, że w warunki szkolne nie da się wykazać znacznej liczby ważnych procesów chemicznych; nieuniknione jest, że uczniowie zapoznają się z szeregiem faktów bez pokazywania eksperymentów w oparciu o opowieść nauczyciela, diagramy, rysunki itp.
Zastanówmy się w tej kolejności, jakie stąd wynikają wnioski metodologiczne.
1. Eksperyment chemii organicznej dostarcza bardzo przydatnego materiału dla rozwoju umysłowego uczniów i edukacji kreatywność do rozwiązania postawionych problemów. Jeśli chcemy wykorzystać te możliwości, przedstawionych eksperymentów nie można sprowadzić jedynie do wizualnej ilustracji słów nauczyciela. Takie nauczanie nie jest w stanie obudzić w uczniach niezależnej myśli. Eksperyment jest szczególnie cenny jako metoda badania przyrody, a będąc źródłem wiedzy, rozwija zdolność obserwacji uczniów i pobudza ich aktywność umysłową, a także zmusza do porównywania i analizowania faktów, stawiania hipotez i znajdowania sposobów sprawdzania je analizować i wyciągać prawidłowe wnioski i uogólnienia. Z tego punktu widzenia eksperymenty pokazują połączenie genetyczne klasy substancji organicznych; eksperymenty sprawdzające założenia dotyczące właściwości substancji i metod ich otrzymywania w oparciu o teorię struktury; eksperymenty prowadzące do wniosków na temat określonej struktury cząsteczki substancji.
Aby eksperymenty demonstracyjne przyniosły odpowiednie rezultaty, należy dążyć do ich spełnienia następujące warunki a) jasno określić problem wymagający rozwiązania eksperymentalnego i opracować wraz z uczniami główną ideę eksperymentu; Studenci muszą zrozumieć cel i ideę eksperymentu przed eksperymentem i kierować się nimi w trakcie eksperymentu; b) studenci muszą być przygotowani do eksperymentu, tj. musi posiadać niezbędny zasób wiedzy i pomysłów do prawidłowej obserwacji i dalszej dyskusji na temat doświadczeń; c) uczniowie powinni znać przeznaczenie poszczególnych części urządzenia, właściwości stosowanych substancji, co obserwować podczas doświadczenia, po jakich znakach można ocenić przebieg procesu i pojawienie się nowych substancji; d) ciąg rozumowania oparty na materiale doświadczenia musi być poprawnie skonstruowany, a uczniowie muszą dojść do niezbędnych wniosków na podstawie samych eksperymentów pod okiem nauczyciela.
Szczególnie ważne jest zapewnienie świadomego i aktywnego udziału uczniów w przeprowadzeniu eksperymentu i dyskusji na temat jego wyników. Można to osiągnąć poprzez system pytań, które nauczyciel zadaje w związku z eksperymentem, np.: „Czego chcemy się dowiedzieć za pomocą tego doświadczenia?”, „Jakie substancje powinniśmy wziąć do doświadczenia?”, „Dlaczego używamy tej czy innej części w urządzeniu?”, „Co zaobserwowano w tym eksperymencie?”, „Po jakich znakach możemy ocenić, że zachodziła reakcja chemiczna?”, „Jakie warunki są niezbędne do zajścia reakcji „?, „Jak myślisz, dlaczego otrzymano taką a taką substancję?”, „Jak na podstawie tego doświadczenia można wyciągnąć taki a taki wniosek?”, „Czy można wyciągnąć taki a taki wniosek?” itp. Ta metoda eksperymentu chemicznego przyzwyczaja uczniów do prawidłowej obserwacji, rozwija uwagę i rygorystyczność oceny, pomaga mocno utrwalić prawidłowe pomysły i rozwija zainteresowanie tematem.
2. Eksperymenty z chemii organicznej wymagają dużej dokładności metodologicznej ze względu na czas trwania. Spośród eksperymentów zalecanych przez program i podręczniki ponad 60% to eksperymenty „długie”, których wykonanie zajmuje od 10 minut do 1 godziny, a w niektórych przypadkach nawet więcej. Do takich eksperymentów należą: destylacja frakcyjna ropy naftowej, produkcja bromobenzenu, fermentacja glukozy, produkcja bromoetanu, nitrowanie błonnika, synteza nitrobenzenu i aniliny, produkcja aldehydu octowego z acetylenu, polimeryzacja metakrylanu metylu lub innego monomeru, eksperymenty ilościowe w związku z dowodem wzory strukturalne itd.
Niektórzy nauczyciele starają się unikać długotrwałych eksperymentów, bojąc się opóźnić tempo zajęć, inni dopuszczają znaczne niedokładności metodologiczne przy ich przygotowywaniu, jeszcze inni wręcz przeciwnie, wysoko cenią te doświadczenia, charakterystyczne dla chemii organicznej, i nie odstąpić od eksperymentu, który rozpoczęli. Jednocześnie lekcja dłuży się żmudnie w oczekiwaniu na wynik eksperymentu, czyli tzw. to strata czasu i wartość pedagogiczna lekcja znów okazuje się niska.
Jak zbudować lekcję na podstawie długiego eksperymentu? Tam, gdzie to możliwe, należy przede wszystkim dążyć do skrócenia czasu potrzebnego na przeprowadzenie doświadczenia. Można to osiągnąć na różne sposoby. Czasami można ograniczyć się do uzyskania niewielkiej ilości substancji, wystarczającej jedynie do jej rozpoznania, lub nie wyodrębnić produktu czysta forma, jeżeli w wyniku reakcji można go utożsamić z przekonaniem. Można zalecić wstępne ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej lub rozsądne zmniejszenie ilości materiałów wyjściowych.
Poniższe techniki również zapewniają znaczną redukcję czasu. Po przeprowadzeniu tego lub innego eksperymentu nie możesz czekać na jego koniec w tej lekcji, ale odnotowując początek reakcji, pokaż gotowe produkty, aby na następnej lekcji móc zaprezentować substancje uzyskane w rozpoczętym eksperymencie lub po rozpoczęciu eksperymentu na lekcji skorzystaj z podobnego przygotowanego wcześniej doświadczenia, w którym reakcja w dużej mierze już miała miejsce, a tutaj na lekcji skupimy się na ekstrakcji powstałych substancji. Taka organizacja eksperymentów nie będzie oznaczać odejścia od przejrzystości w dogmatyzm, ponieważ główne etapy procesu zostaną tutaj zachowane i znajdą niezbędne wyjaśnienie. Studenci widzą powolność procesu i mają pełne zaufanie do demonstracji końcowego etapu eksperymentu. Eksperymenty przeprowadzane są ze szczególną starannością, której nie da się znacząco skrócić w czasie stosując wskazane powyżej metody. Oto jeden z możliwe opcje projekt metodologiczny podobne doświadczenia. Struktura jest omawiana na zajęciach alkohol etylowy. Studentom zadaje się pytanie: „Jaka reakcja może potwierdzić obecność grupy hydroksylowej w cząsteczce alkoholu?” Zadając wiodące pytania o to, jakie substancje zawierające grupy hydroksylowe badano w chemii nieorganicznej i z jakimi substancjami reagowały, nauczyciel zachęca uczniów do zaproponowania reakcji z kwasem solnym lub bromowodorowym. Jeśli występuje grupa hydroksylowa, można spodziewać się znanego uczniom powstania wody i chlorku etylu (bromku). Nazywa się substancje wyjściowe, wyjaśnia budowę urządzenia i przeprowadza odpowiednie doświadczenie. Sporządzono hipotetyczne równanie reakcji.
W trakcie eksperymentu zadawane jest pytanie: „Jakim reakcjom może jeszcze ulegać alkohol o ustalonej przez nas budowie?” Uczniowie przypominają sobie produkcję etylenu. Nauczyciel pyta, jak przeprowadzono to doświadczenie w klasie i proponuje utworzenie równania reakcji. Następnie nauczyciel prosi o podsumowanie Właściwości chemiczne alkohol Powołany uczeń wskazuje reakcję alkoholu z sodem, reakcję powstania etylenu, podaje odpowiednie równania, zapisuje równanie reakcji z bromowodorem i nazywa powstający produkt. W tym momencie nauczyciel zwraca uwagę klasy na przeżycie. W odbiorniku zebrała się już znaczna ilość bromku etylu. Nauczyciel oddziela go od wody (bez spłukiwania) i nosi po klasie. Jednocześnie pyta: „Jak nazywa się ta substancja i jak ją otrzymano?” W takich przypadkach uczniowie powinni bardzo dobrze znać cel doświadczenia, substancje wyjściowe, kierunek doświadczenia, aby wracając do niego po chwili rozproszenia, nie musieli się wysilać i pamiętać, które substancje reagują w w tym przypadku i czego się spodziewać. Doświadczenie powinno tak mocno zakorzenić się w pamięci, aby uczniowie mogli do niego w każdej chwili się odwołać, skupiając jednak głównie uwagę na zagadnieniu omawianym na zajęciach.
Na prawidłowe ułożenie Długotrwałe eksperymenty rozwijają u uczniów umiejętność jednoczesnego utrzymywania w polu widzenia kilku obiektów, co niewątpliwie jest istotne w dalszej edukacji i życiu. W szkole wyższej już na pierwszych wykładach wymagana jest umiejętność rozdzielania uwagi pomiędzy słuchanie wykładu i jego nagrywanie, pomiędzy opanowaniem treści wykładu, jego nagraniem i obserwacją pokazanych eksperymentów.
3. Wiele eksperymentów w chemii organicznej kończy się niepowodzeniem ze względu na słabą widoczność procesów i powstałych substancji. Tak naprawdę, rezerwując benzen, uczniowie z daleka nie widzą ani przejawów reakcji, ani powstałego bromobenzenu; podczas hydrolizy sacharozy, skrobi i błonnika nie widać ani reakcji, ani nowych substancji (których obecność można później określić jedynie pośrednio); przy wytwarzaniu eteru tę samą bezbarwną ciecz oddestylowuje się z bezbarwnej mieszaniny substancji; przy okazaniu odbioru estry w mieszaninie reakcyjnej nie zachodzą żadne widoczne dla uczniów zmiany itp. Na nieprawidłowe ułożenie Na podstawie takich doświadczeń uczniowie mogą nie tylko nie sformułować niezbędnych pomysłów, ale mogą łatwo sformułować błędne pomysły. Dlatego obserwując separację cieczy można zabarwić jedną z nich tak, aby linia podziału była wyraźnie zaznaczona. W ten sam sposób można barwić wodę podczas zbierania gazów nad wodą oraz w eksperymentach polegających na zmianie objętości gazów. Płyny barwiące są dopuszczalne jednak tylko pod warunkiem zapewnienia przez nauczyciela jasne zrozumienie uczniów o sztuczności tej techniki. Podczas destylacji cieczy spadające krople do odbiornika można uwydatnić za pomocą podświetlenia, białego lub czarnego ekranu itp.; należy ostro podkreślić, jakie właściwości różnią się wyglądem między substancją początkową i powstałą, i natychmiast wykazać tę różnicę. Jeżeli postęp reakcji można wywnioskować na podstawie powstawania produktów ubocznych, te ostatnie powinny być wyraźnie widoczne dla uczniów (absorpcja bromowodoru roztwór alkaliczny fenoloftaleina przy wytwarzaniu bromobenzenu itp.).
4. Należy szczególnie zauważyć, że w przypadku reakcji w chemii organicznej kluczowy mają warunki do ich wystąpienia. W chemii nieorganicznej warunki te odgrywają mniejszą rolę, ponieważ wiele procesów już zachodzi normalne warunki i postępować niemal jednoznacznie. Obserwowanie reakcji chemicznych bez jasnego zrozumienia warunków ich występowania negatywnie wpływa na jakość i siłę wiedzy. Kiedy warunki reakcji nie są dostatecznie wyjaśnione, uczniowie mogą odnieść błędne wrażenie, że kierunek reakcji nie jest przez nic zdeterminowany, jest całkowicie dowolny i nie podlega żadnym prawom. Przykładowo, zaraz po zapoznaniu się z produkcją etylenu z alkoholu, uczniowie spotykają się z produkcją eter etylowy z zasadniczo tej samej mieszaniny substancji (alkoholu i stężonego kwasu siarkowego). Jest dla nich zupełnie niezrozumiałe, dlaczego produkuje się tu eter, a nie etylen. Aby to wyjaśnić i zapobiec nieufności wobec nauki, musimy wrócić do eksperymentu z etylenem i teraz opisać warunki jego produkcji. Gdyby te warunki zostały odpowiednio wcześnie podkreślone, można by z nimi porównać warunki powstawania eteru i w tym porównaniu wiedza mogłaby zostać mocniej ugruntowana. Dlatego też demonstrując eksperymenty, należy zwrócić uwagę na warunki reakcji, a następnie wymagać od uczniów, aby wskazali te warunki w swoich eksperymentach. Takie podejście porządkuje obserwację uczniów w procesie eksperymentowania, nadaje właściwy kierunek studiowaniu materiału zawartego w książce i pomaga utrwalić w pamięci konkretne wyobrażenia o zjawiskach. Pomaga to sprawdzić jakość przyswojenia materiału przez uczniów. Stale podkreślanie warunków eksperymentu, pokazywanie na przykładach wyniki negatywne nieprzestrzeganie warunków eksperymentalnych, uznanie odpowiedzi za niepełną w przypadku podania równania reakcji bez opisu samego zjawiska - wszystkie te techniki pomagają w prawidłowym badaniu chemii. Nawet przy wykonywaniu ćwiczeń i rozwiązywaniu problemów, jeśli jest to możliwe i właściwe, należy wskazać warunki, w jakich zachodzi odpowiedni proces.
5. Nowoczesna teoria budowa związków organicznych pozwala na głębsze odkrycie istoty niż miało to miejsce w badaniach chemii nieorganicznej zjawiska chemiczne. Z obserwacji zjawisk uczeń musi przejść do idei kolejności łączenia atomów w cząsteczce, ich umiejscowienia w przestrzeni, wzajemnego wpływu atomów lub grup atomów na właściwości substancji jako całości, oraz przegrupowanie tych atomów podczas reakcji. Jeżeli doświadczenie zostanie niewłaściwie zastosowane, może się okazać, że pomimo pozornie całkowitego przestrzegania zasady przejrzystości, materiał edukacyjny zostaną zaprezentowane w sposób w dużej mierze dogmatyczny, oderwany od eksperymentu, a wiedza uczniów może okazać się formalna. Taka sytuacja może mieć miejsce na przykład w przypadkach, gdy nauczyciel stara się rozpoczynać naukę każdej substancji zawsze ściśle według określonego schematu.
Badany jest temat „Etylen”. Nauczyciel zamierza opisać właściwości fizyczne etylen, a następnie pokaż jego reakcje. Już na początku mówi uczniom: „Aby móc obserwować etylen i poznać jego reakcje, zdobędziemy go w laboratorium”. Prowadzone jest doświadczenie mające na celu otrzymanie etylenu z alkoholu etylowego za pomocą kwasu siarkowego. Wydawałoby się, że w tym przypadku konieczne było wyjaśnienie budowy urządzenia, wskazanie, jakie substancje zostały pobrane do reakcji itp. Ale zgodnie z planem nauczyciela produkcję etylenu należy badać po przestudiowaniu właściwości i tutaj nie odbiega on od tego planu. Uczniowie ze znużeniem czekają, aż mieszanina się podgrzeje. Co powinno się wydarzyć w eksperymencie, czym się kierować, co obserwować – uczniowie nie wiedzą. Dopiero gdy w probówce nad wodą zaczyna gromadzić się gaz, nauczyciel mówi uczniom, czym jest etylen pod względem właściwości fizycznych. W ten sposób część czasu została zmarnowana bezużytecznie – uczniowie patrzyli na niezrozumiałe urządzenie i nie widzieli nic istotnego. Przy takim planie nauki oczywiście bardziej celowe byłoby wcześniejsze przygotowanie etylenu w butlach, aby od razu zacząć demonstrować go na zajęciach.
6. Studiując chemię organiczną, nie jest możliwe ani konieczne wykazanie wszystkich zjawisk, o których mowa mówimy o na lekcji. Stwierdzenie to zostało już wystarczająco uzasadnione powyżej. W tym miejscu ważne jest, aby rozważyć, jak podejść do wyboru eksperymentów wymaganych do demonstracji i jak określić, jakie doświadczenia uczniowie mogą uzyskać na podstawie diagramów, rysunków, historii nauczycieli itp.
Przede wszystkim należy założyć, że studenci muszą oczywiście obserwować w prawdziwym życiu wszystkie wskazane w programie substancje, ich najważniejsze reakcje chemiczne. W tym przypadku nie ma potrzeby powielania wielokrotnie badanych reakcji. Po zapoznaniu uczniów z reakcją srebrnego zwierciadła na jednym przedstawicielu aldehydów, mogą następnie wykorzystać tę reakcję do praktycznego rozpoznawania substancji (np. do oznaczania grupa aldehydowa w glukozie), a potem nie ma już potrzeby demonstrowania tej reakcji za każdym razem, gdy pojawia się na zajęciach.
W każdym nowym przypadku wzmianka o nim wywołuje u uczniów dość żywy obraz zjawiska. Po wykazaniu eksplozji metanu i etylenu z tlenem nie ma szczególnej potrzeby wykazywania eksplozji acetylenu.
Wystarczy odwołać się do wcześniejszych eksperymentów, wskazując, że eksplozja acetylenu następuje z jeszcze większą siłą. Podobnie, po wykazaniu utleniania alkoholu etylowego i metylowego, nie ma potrzeby utleniania innych alkoholi, aby stworzyć uczniów niezbędna koncepcja. Jeśli wskazane są reakcje kwasu octowego, nie można powtórzyć wszystkich reakcji podczas badania innych kwasów itp.
Jednakże w przypadkach, gdy bezpośrednim przedmiotem badań jest substancja (butan i izobutan rozważano ze względu na koncepcję izomerii), nie można ograniczyć się do odniesienia do jej właściwości fizycznych bez przedstawienia samej substancji. Nie da się na przykład nie pokazać benzenu na tej podstawie, że uczniowie wyobrażają sobie bezbarwną ciecz, która zamarza w temperaturze +5°C, łatwo wrze itp. Aby stworzyć w miarę kompletną koncepcję benzenu, należy także zapoznać się z jego zapachem, konsystencją, związkiem z innymi substancjami itp. Absurdem byłoby nie pokazywanie uczniom reakcji srebrnego lustra na podstawie tego, że mają ogólne pojęcie o lustrze. Nie da się np. nie pokazać produkcji i gromadzenia się metanu czy etylenu nad wodą na podstawie tego, że wcześniej uczniowie zaobserwowali produkcję tlenu, gromadzone tlenki azotu itp. Przedmiotem badań nie jest tutaj zbieranie gazu, ale metoda otrzymywania substancji, jej właściwości i pod tym kątem demonstruje się odpowiedni eksperyment.
W niektórych przypadkach konieczne jest ograniczenie opis słowny doświadczenia bez zademonstrowania tego, chociaż uczniowie nie mają jeszcze niezbędnej podstawy do prawidłowego przedstawienia procesu. Może to być konieczne w przypadkach, gdy badane nowe zjawisko nie może zostać odtworzone w szkole (np. gdy proces wymaga użycia wysokiego ciśnienia lub gdy zmiana warunków na potrzeby nauczania szkolnego zniekształciłaby obraz badanego procesu produkcyjnego).
Z powyższego wynika, że metodologia demonstrowania eksperymentów wymaga dokładnego przemyślenia każdej lekcji. Każde doświadczenie powinno być tak wplecione w logiczną strukturę lekcji, aby każdy uczeń mógł to zrobić stopień maksymalny zrozumieć znaczenie i uchwycić znaczenie doświadczenia. W takim przypadku wszystkie możliwości eksperymentu zostaną w pełni wykorzystane do konfiguracji właściwe studia substancje, zjawiska, teorie i prawa tej nauki.
Podsumowując, należy tu jeszcze raz przypomnieć, że skoro podstawy eksperymentu demonstracyjnego w chemii organicznej są wspólne eksperymentowi chemii nieorganicznej, a nawet eksperymentowi innych nauk pokrewnych, to w pełni podlega on tym Ogólne wymagania, które są prezentowane dla dowolnego eksperymentu edukacyjnego. Wymieńmy przynajmniej niektóre z tych wymagań.
Eksperyment musi być „bezpieczny”, tj. okazać się pewne i jednocześnie dać oczekiwany, a nie nieoczekiwany wynik. Aby to zrobić, każde doświadczenie jest testowane przed lekcją z odczynnikami, które będą używane na zajęciach. Niezawodność odczynników tutaj często ma wyższa wartość niż w chemii nieorganicznej. Eksperyment musi być wyrazisty i jasno przedstawiać to, co chcą dzięki niemu uzyskać. Aby tego dokonać, należy przeprowadzić eksperyment w odpowiedniej skali, bez zaśmiecania urządzenia niepotrzebnymi szczegółami i bez efektów ubocznych odwracających uwagę uczniów: eksperyment musi być, jak to się mówi, „nagi”. Oczywiście pozbycie się niepotrzebnych szczegółów powinno być właściwe. Jeśli trzeba np. pokazać prawie bezbarwny płomień metanu, to nie da się nie przepuścić gazu przynajmniej przez jedno przemycie alkaliami przed zapaleniem go na rurze wylotowej. Eksperyment musi być bezpieczny do przeprowadzenia w klasie. Jeśli istnieje jakiekolwiek niebezpieczeństwo (synteza acetylenu, produkcja włókien nitro), powinno to być wykonywane wyłącznie przez nauczyciela i przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności.
Nazwa: Eksperyment z chemii organicznej w szkole średniej. 2000.
Podręcznik koncentruje się na metodologii eksperymentalnej stosowanej w nauce chemii organicznej w szkole. Zawiera zalecenia dotyczące demonstracji i eksperyment laboratoryjny, I przydatne porady przy ustalaniu pracy praktycznej.
Podręcznik przeznaczony jest dla nauczycieli szkół średnich i klas specjalistycznych, liceów, gimnazjów i innych szkół średnich. instytucje edukacyjne. Można go polecić także studentom uczelnie pedagogiczne profil biologiczny i chemiczny.
Istnieje wiele cennych podręczników dotyczących zagadnień eksperymentalnych w nauczaniu chemii nieorganicznej w szkole. Wśród nich wyróżnia się niezwykłe dzieło zmarłego Wadima Nikandrowicza Wierchowskiego „Techniki i metody eksperymentów chemicznych w szkole”. Nie ma specjalnego podręcznika dotyczącego zagadnień eksperymentalnych z chemii organicznej, przeznaczonego do szkolnego programu nauczania.
W rezultacie nauczyciele w procesie nauczania chemii organicznej często zmuszeni są do ograniczania się Eksperymenty chemiczne, opisane w załączniku do podręcznika stałego. Jednak eksperymenty opisane w podręczniku są przeznaczone do wykonywania przez uczniów w klasie i dlatego nie mogą w pełni zapewnić eksperymentu demonstracyjnego, a tym bardziej zajęcia dodatkowe w chemii.
Znaczące jest również to, że technika i metodologia eksperymentów w chemii organicznej w niektórych przypadkach okazują się bardziej złożone niż w chemii nieorganicznej. Wynika to z pewnych cech eksperymentów z substancjami organicznymi, na przykład: nakładu często znacznego czasu na przeprowadzenie reakcji, nie zawsze wystarczającej zewnętrznej wyrazistości procesów itp.
TREŚĆ:
CZĘŚĆ I
OGÓLNE ZAGADNIENIA METODY DOŚWIADCZEŃ SZKOLNYCH W CHEMII ORGANICZNEJ
Znaczenie edukacyjne kurs szkolny chemia organiczna (6). Eksperyment naukowo-dydaktyczny w chemii organicznej (8). Cele i treść doświadczenia w nauczaniu chemii organicznej (11). Odmiany eksperymentu edukacyjnego (14). Metodologia eksperymentu demonstracyjnego w chemii organicznej (17).
CZĘŚĆ DRUGA
TECHNIKI I METODY DOŚWIADCZEŃ SZKOLNYCH W CHEMII ORGANICZNEJ
Rozdział I. Węglowodory nasycone
Metan (26). Produkcja metanu w laboratorium (27). Metan jest lżejszy od powietrza (29). Spalanie metanu (29). Oznaczanie składu jakościowego metanu (30). Wybuch mieszaniny metanu i tlenu (31). Zastąpienie wodoru w metanie chlorem (32). Inne sposoby wytwarzania metanu (33). Eksperymenty z gazem ziemnym (35).
Homologi metanu. Eksperymenty z propanem (36). Dowody na skład jakościowy wyższych węglowodorów (38).
Halogenowe pochodne węglowodorów nasyconych. Oddziaływanie pochodnych halogenowych z azotanem srebra (38). Wzajemne wypieranie przez halogeny ze związków (39). Rozkład termiczny jodoform (39). Odkrycie halogenów w materia organiczna (39).
Rozdział II. Węglowodory nienasycone
Etylen (40). Spalanie etylenu (41). Wybuch mieszaniny etylenu i tlenu (41). Reakcja etylenu z bromem (42). Utlenianie etylenu roztworem nadmanganianu (45). Reakcja etylenu z chlorem (reakcja addycji) (45). Spalanie etylenu w chlorze (46). Wytwarzanie etylenu z alkoholu etylowego w obecności kwasu siarkowego (46). Wytwarzanie etylenu z dibromoetanu (49). Eksperymenty z polietylenem (49). Eksperymenty z innymi węglowodorami zawierającymi wiązanie podwójne (50).
Acetylen (50). Przygotowanie acetylenu (51). Rozpuszczanie acetylenu w wodzie (52). Rozpuszczanie acetylenu w acetonie (52). Spalanie acetylenu (52). Wybuch acetylenu z tlenem (52). Reakcja acetylenu z bromem i roztworem nadmanganianu potasu (53). Spalanie acetylenu w chlorze (53). Eksperymenty z polichlorkiem winylu (54).
Guma (54). Związek gumy i gumy z rozpuszczalnikami (55). Reakcja gumy z bromem (55). Rozkład gumy pod wpływem ogrzewania (55). Eksperymenty z klejem gumowym (56). Odkrycie siarki w wulkanizowanej gumie (56). Ekstrakcja gumy z mlecznego soku roślinnego (56).
Rozdział III. Aromatyczne węglowodory
Benzen (57). Rozpuszczalność benzenu (57). Benzen jako rozpuszczalnik (57). Temperatura zamarzania benzenu (58). Spalanie benzenu (58). Stosunek benzenu do wody bromowej i roztworu nadmanganianu potasu (58). Bromowanie benzenu (59). Nitrowanie benzenu (61). Dodatek chloru do benzenu (62). Wytwarzanie benzenu z kwasu benzoesowego i jego soli (63).
Homologi benzenu. Utlenianie toluenu (64). Halogenowanie toluenu (64). Mobilność atomów halogenu w pierścień benzenowy oraz w łańcuchu bocznym (65). Synteza homologów benzenu (66).
Naftalen. Sublimacja naftalenu (67).
Styren Nienasycone właściwości styrenu (67). Przygotowanie styrenu ze styropianu (68). Eksperymenty ze styropianem (68). Polimeryzacja styrenu (69).
Rozdział IV. Olej
Środek ciężkości i rozpuszczalność w oleju (69). Porównawcza zmienność produktów naftowych (69). Benzyna i nafta jako rozpuszczalniki (70). Spalanie wyższych węglowodorów (70). Wybuch oparów benzyny z powietrzem (70). Stosunek węglowodorów naftowych do odczynników chemicznych (71). Destylacja frakcyjna oleju (71). Oczyszczanie benzyny i nafty (73).
Rozdział V. Alkohole. Fenol. Etery
Etanol (alkohol etylowy) (74). Ciężar właściwy alkoholu i zmiana objętości po zmieszaniu z wodą (74). Wykrywanie wody w alkoholu (74). Wykrywanie wyższych alkoholi (oleju fuzlowego) w alkoholu (74). Zatężanie roztworu alkoholu (75). Przygotowanie alkoholu absolutnego (75). Alkohol rozpuszczalnikowy (76). Palenie alkoholu (76). Wykrywanie alkoholu w winie lub piwie (76). Interakcja alkoholu z sodem (77). Odwodnienie etanolu (77). Reakcja alkoholu z bromowodorem (79). Wytwarzanie jodoetanu (79). Reakcja jakościowa na alkohol (81). Wytwarzanie alkoholu etylowego z bromoetanu (82). Wytwarzanie alkoholu etylowego w drodze fermentacji cukru (82). Wytwarzanie etanolu z etylenu w obecności kwasu siarkowego (83).
Metanol. Reakcja metanolu z chlorowodorem (85). Produkcja metanolu metodą suchej destylacji drewna (86). Porównanie właściwości alkoholi jednowodorotlenowych (88).
Glicerol. Rozpuszczalność gliceryny w wodzie (88). Obniżanie temperatury zamarzania wodnych roztworów gliceryny (89). Higroskopijność gliceryny (89). Spalanie gliceryny (89). Reakcja glicerolu z sodem (89). Reakcja z wodorotlenkiem miedzi (90).
Fenol. Rozpuszczalność fenolu w wodzie i zasadach wynosi (90). Fenol - słaby kwas(91). Reakcja fenolu z woda bromowa(91). Jakościowa reakcja fenolu (92). Dezynfekujące działanie fenolu (92). Nitrowanie fenolu (92). Otrzymywanie fenolu z kwasu salicylowego (92).
Etery. Niska temperatura wrzący eter (93). Chłodzenie podczas odparowywania eteru (93). Pary eteru są cięższe od powietrza (94). Wzajemna rozpuszczalność eteru i wody (94). Eter jako rozpuszczalnik (95). Wytwarzanie estru z alkoholu (95). Sprawdzanie czystości eteru (96). Porównanie właściwości eteru dietylowego i butanolu (97).
Rozdział VI. Aldehydy i ketony
Formaldehyd (metanal). Zapach formaldehydu (98). Palność formaldehydu (98). Przygotowanie formaldehydu (98). Reakcja formaldehydu z tlenkiem srebra (99). Utlenianie formaldehydu wodorotlenkiem miedzi(II) (101). Dezynfekujące działanie formaldehydu (102). Polimeryzacja i depolimeryzacja aldehydu (102). Reakcja formaldehydu z amoniakiem (102). Przygotowanie żywic fenolowo-formaldehydowych (103).
Aldehyd octowy (etanal). Otrzymywanie aldehydu octowego przez utlenianie etanolu (105). Wytwarzanie aldehydu octowego przez uwodnienie acetylenu (106).
Benzoaldehyd. Zapach benzaldehydu i utlenianie tlenem atmosferycznym (108). Reakcja srebrnego lustra (108).
Aceton (dimetyloprolanon). Spalanie acetonu (109). Rozpuszczalność acetonu w wodzie wynosi (109). Aceton jako rozpuszczalnik do żywic i tworzyw sztucznych (109). Związek z amoniakalnym roztworem tlenku srebra (109). Utlenianie acetonu (109). Przygotowanie bromoacetonu (110). Wytwarzanie acetonu (III).
Rozdział VII. Kwasy karboksylowe
Kwas octowy. Krystalizacja kwasu octowego (112). Spalanie kwasu octowego (113). Stosunek kwasu octowego do utleniaczy (113). Wpływ kwasu octowego na wskaźniki (113). Reakcja kwasu z metylami (113). Interakcja z zasadami (113). Interakcja z solami (114). Kwas octowy jest słabym kwasem (114). Zasadowość kwasu octowego (115). Ilościowa produkcja soli metanu i* kwasu octowego (115). Produkcja kwasu przez utlenianie etanolu (116). Wytwarzanie kwasu octowego z jego soli (118). Otrzymywanie kwasu z produktów suchej destylacji drewna (118). Wytwarzanie bezwodnika octowego (118). Wytwarzanie chlorku acetylu (119). Badanie próbki kwasu octowego (120).
Kwas mrówkowy. Rozkład kwas mrówkowy na tlenek węgla (II) i wodę (121). Utlenianie kwasu mrówkowego (122). Wytwarzanie kwasu mrówkowego (122). Reakcja mrówczanu sodu z wapnem sodowanym (124).
Kwas stearynowy. Właściwości kwasu stearynowego (124). Kwas stearynowy jest słabym kwasem (125). Przygotowanie mydła (stearynianu sodu) ze stearyny (125). Otrzymywanie kwasu stearynowego z mydła (125). Oczyszczające działanie mydła (126). Wpływ twardej wody na mydło (126).
Kwasy nienasycone. Wytwarzanie kwasu metakrylowego (127). Właściwości kwasu metakrylowego (128). Nienasycenie kwasu oleinowego (128).
Kwas szczawiowy. Wytwarzanie kwasu szczawiowego z kwasu mrówkowego (129). Rozkład kwasu szczawiowego pod wpływem ogrzewania z kwasem siarkowym (129). Utlenianie kwasu szczawiowego (130). Tworzenie kwaśnych i pośrednich soli kwasu szczawiowego (131).
Kwas benzoesowy. Rozpuszczalność kwasu benzoesowego w wodzie (131). Rozpuszczalność kwasu benzoesowego w zasadach (132). Sublimacja kwasu benzoesowego (132). Otrzymywanie kwasu benzoesowego przez utlenianie benzaldehydu (132). Otrzymywanie benzenu z kwasu benzoesowego (132).
Kwas mlekowy i salicylowy. Właściwości kwasu mlekowego (133). Eksperymenty z kwasem salicylowym (133).
Rozdział VIII. Estry. Tłuszcze
Estry (134). Synteza octanu etylu (octan etylu) (135). Wytwarzanie estru etylowego kwasu benzoesowego (benzoesanu etylu) (137). Synteza aspiryny (137). Hydroliza estrów (138). Hydroliza aspiryny (139). Wytwarzanie estru metylowego kwasu metakrylowego (metakrylanu metylu) ze szkła organicznego (140). Wytwarzanie polimetakrylanu metylu (141). Eksperymenty z metakrylanem gulimetylu (141).
Tłuszcze. Rozpuszczalność w tłuszczach (141). Ekstrakcja tłuszczów i olejów (142). Topienie i zestalanie tłuszczów (143). Reakcja tłuszczów nienasyconych (oleje) (144). Oznaczanie stopnia nienasycenia tłuszczów (144). Oznaczanie zawartości kwasów w tłuszczach (145). Zmydlanie tłuszczów (145).
Rozdział IX. Węglowodany
Glukoza. Właściwości fizyczne glukozy (147). Reakcja grup alkoholowych glukozy (148). Reakcja grupy aldehydowej (149). Wykrywanie glukozy w owocach i jagodach (150). Fermentacja glukozy (150).
Sacharoza. Zmiana cukru po podgrzaniu (150). Karbonizacja cukru stężonym kwasem siarkowym (151). Wykrywanie grup hydroksylowych w cukrze (151). Stosunek sacharozy do roztworu tlenku srebra i wodorotlenku miedzi (II) (152). Hydroliza sacharozy (152). Pozyskiwanie cukru z buraków (153).
Skrobia. Przygotowanie pasty skrobiowej (1,55). Reakcja skrobi z jodem (155). Badanie różne produkty na obecność skrobi (156). Hydroliza skrobi (156). Otrzymywanie melasy i glukozy ze skrobi (158). Pozyskiwanie skrobi z ziemniaków (159).
Włókno (celuloza). Hydroliza błonnika do glukozy (160), Nitrowanie błonnika i eksperymenty z nitrofibrą (162).
Rozdział X. Aminy. Barwniki
Aminy tłuszczowe. Wytwarzanie amin z solanki śledziowej (164). Otrzymywanie metyloaminy z chlorowodorku i eksperymenty z nią (165).
Anilina (166). Związek aniliny ze wskaźnikami (167). Oddziaływanie aniliny z kwasami (167). Reakcja aniliny z wodą bromową (168). Utlenianie aniliny (168). Wytwarzanie aniliny (169).
Barwniki (171). Synteza dimetyloaminoazobenzenu (171). Synteza heliantyny (oranżu metylowego) (173).
Rozdział XI. Amidy kwasowe
Mocznik. Hydroliza mocznika (175). Interakcja mocznika z kwas azotowy(175). Oddziaływanie mocznika z kwasem szczawiowym (176). Formacja biuretowa (176).
Capron. Rozpoznawanie polimerów. Eksperymenty z nylonem (177). Rozpoznawanie tworzyw sztucznych (177).
Wiewiórki. Odkrycie azotu w białkach (178). Odkrycie siarki w białkach (179). Denaturacja białek przez ogrzewanie (179). Denaturacja białek pod wpływem ekspozycji różne substancje(179). Reakcje barwne białek (180). Reakcja ksantoproteinowa (180). Reakcja biuretowa (181). Spalanie jako metoda rozpoznawania materiałów białkowych (181).
Cechy przeprowadzenia eksperymentu w chemii organicznej.
Ucząc chemii organicznej, nauczyciel ma szerokie możliwości rozwiązywania indywidualnych problemów cele edukacyjne oraz efektywniejszy rozwój i kształcenie uczniów. Eksperyment edukacyjny, podobnie jak w chemii nieorganicznej, w nauczaniu chemii organicznej ma na celu ułatwienie rozwiązywania podstawowych zadań edukacyjnych.
Uwzględnienie zjawisk z substancjami na studiach z chemii organicznej pomaga studentom lepiej zrozumieć procesy zachodzące w otaczającym ich świecie roślin i zwierząt, poznać istotę i wzorce życia. Charakterystyczną cechą chemii organicznej jest zależność właściwości chemicznych substancji od wewnętrznej struktury cząsteczek, a nie tylko od składu jakościowego i ilościowego.
Studenci wykonujący doświadczenia z chemii organicznej, często bardziej złożone niż doświadczenia z substancjami nieorganicznymi, przyczyniają się do rozwoju umiejętności zastosowania wiedzy praktycznej oraz umiejętności postępowania z substancjami i sprzętem laboratoryjnym, co jest również istotne w orientacji zawodowej studentów.
Eksperyment z chemii organicznej pomaga uczniom rozwinąć uwagę, dokładność, obserwację, wytrwałość w pokonywaniu trudności i szereg innych cech.
Czysto opisowe studium chemii organicznej, podczas którego od studentów wymagane jest jedynie wypisanie informacji o poszczególnych substancjach i zapisanie równań reakcji chemicznych, wydaje im się stosem nieskończonej liczby losowe fakty. Wzory strukturalne wprowadzone dogmatycznie stają się dla uczniów jedynie diagramami, które trzeba zapamiętać i umieć narysować.
Ogólnie rzecz biorąc, jeśli technika szkolnego eksperymentu edukacyjnego podczas studiowania chemii organicznej stanie się nieco bardziej skomplikowana niż podczas studiowania chemii nieorganicznej, wówczas sposób wykorzystania go w procesie edukacyjnym nie różni się znacząco. W żadnym wypadku nie należy wykluczać eksperymentu chemicznego z zakresu chemii organicznej z procesu edukacyjnego.
Na początku nauki chemii organicznej przydatne jest eksperymentalne udowodnienie, że w składzie substancji organicznych występują pierwiastki wodór i węgiel.
Odkrycie węgla i wodoru w materii organicznej. Kawałek parafiny wielkości groszku rozetrzeć w moździerzu z równą objętością sproszkowanego tlenku miedzi. Do doświadczenia najlepiej nadaje się świeżo uzyskany drobny proszek tlenkowy otrzymany w wyniku kalcynacji malachitu.
Mieszankę umieszczamy w probówce, dosypujemy odrobinę proszku CuO i wzmacniamy probówkę w stojaku niemal poziomo, lekko przechylając ją w stronę otworu, na którego brzegu umieszczamy szczyptę bezwodnego siarczanu miedzi. Zamknąć probówkę korkiem z rurką wylotową gazu, której koniec umieszcza się w szklance wody wapiennej
Obrazek 1. Odkrycie wodoru i węgla w związkach organicznych
- CuO z analitem
- Bezwodny CuSO4
- Szkło z wodą wapienną.
Ogrzać mieszaninę w probówce i obserwować powstawanie kropel cieczy na ściankach probówki, zmianę koloru siarczanu miedzi, wydzielanie się gazu i zmętnienie woda limonkowa. Wyjaśnij te zjawiska, napisz odpowiednie równania reakcji i wyciągnij wnioski.
Aby sformułować pojęcia dotyczące właściwości węglowodorów i innych związków organicznych, wygodne i metodologicznie poprawne jest zastosowanie ujednoliconego podejścia do ich wyjaśniania. Równolegle z przygotowaniem badanej substancji wykazano jej właściwości fizyczne, związek z utleniaczami (wodny roztwór KMnO 4), oddziaływanie z halogenami w roztworach wodnych, badanie zagrożenia wybuchem i reakcji spalania. Dla większego bezpieczeństwa w rurkach wylotowych gazu umieszczane są miedziane spirale. Oddzielny eksperyment przeprowadza się w celu zbadania specjalnych właściwości badanych substancji.
Nauczyciel z wyprzedzeniem przygotowuje zapas szkła i odczynników na lekcję. Ze względu na to, że metan, etylen i acetylen są substancje gazowe, a eksperymenty z nimi są przeprowadzane w momencie odbioru, nie ma czasu na omówienie każdej właściwości po jej wykazaniu. Dlatego konieczne jest przygotowanie uczniów do postrzegania wszystkich eksperymentów, szybkiego ich przeprowadzania, a następnie zapisywania odpowiednich obserwacji, równań reakcji i wniosków. Wskazane jest przeprowadzenie takiego przygotowania uczniów, najpierw szkicując na tablicy tabelę zgodnie z nazwą substancji badanej na tej lekcji.
Produkcja i właściwości metanu. W moździerzu wymieszać mieszaninę bezwodnego octanu sodu i wapna sodowanego objętościowo 1:3. Zamiast wapna sodowanego można równie łatwo wziąć mieszaninę równych objętości bezwodnego octanu sodu, wodorotlenku sodu i węglanu wapnia (kredy) zmieszanych w moździerzu. Napełnij dużą, suchą probówkę do 1/4 powstałą mieszaniną. Zamknąć probówkę korkiem z rurką wylotową gazu z przedłużonym końcem, w którą należy włożyć miedzianą spiralę i zamocować ją w nodze statywu, z lekkim nachyleniem w kierunku korka
Rysunek 2. Instalacja do produkcji metanu.
Tuż przed wytworzeniem metanu przygotuj 4 szklanki o pojemności 50 ml. Wlać do nich odpowiednio 30 ml czystej wody, rozcieńczony roztwór nadmanganianu potasu (kolor jasnoróżowy), wodę jodowaną (kolor słomkowożółty) i 10 ml roztworu pieniącego (roztwór mydła, szamponu, proszku do prania) do sprawdzenia za wybuchowość.
Aby otrzymać metan, należy równomiernie podgrzać całą probówkę, a następnie mocno podgrzać jej część, w której znajduje się główna część mieszaniny. Najpierw z probówki zostanie wyparte powietrze, a następnie zacznie się wydzielać metan:
CH3COONA + NaOH CH4 + Na2CO3.
Właściwości fizyczne metanu. Przepuść metan przez rurę wylotową gazu przez czystą wodę. Obserwuje się pęcherzyki bezbarwnego gazu – metanu. Zazwyczaj metan jest zbierany poprzez wypieranie wody, co prowadzi uczniów do założenia, że gaz ten jest nierozpuszczalny w wodzie. Nauczyciel potwierdza ten wniosek. Najszybciej i wyraźnie udowodnij, że metan jest lżejszy od powietrza, napełniając tym gazem kolbę zrównoważoną do góry nogami na skali, jak pokazano na rysunku.
Rysunek 3. Dowód względnej lekkości metanu.
Stosunek metanu do wodnego roztworu nadmanganianu potasu i wody jodowanej. Włóż rurkę wylotową gazu do szklanki z roztworem nadmanganianu potasu i pozwól, aby przez kilka sekund przepłynął metan. Następnie wykonaj tę samą procedurę z wodą jodowaną. Notatka. Ze względu na to, że wśród produktów ubocznych reakcji wytwarzania metanu mogą znajdować się węglowodory nienasycone, doświadczeń tych nie należy prowadzić zbyt długo. Roztwory nie zmieniają koloru, co wskazuje na obecność metanu temperatura pokojowa nie wchodzi w interakcję roztwór wodny nadmanganian potasu i woda jodowana.
Test wybuchowości (badanie czystości metanu). Zanurz rurkę wylotową gazu w roztworze pieniącym, tak aby uwolniony gaz utworzył pianę. Gdy szyba wypełni się pianką, należy wyjąć rurkę wylotową gazu i doprowadzić do pianki płonącą drzazgę. Obserwuje się zapłon i szybkie spalanie metanu. Jeśli błyskowi towarzyszy ostry dźwięk, oznacza to, że metan wydobywający się z urządzenia zawiera zanieczyszczenia tlenem atmosferycznym. W takim przypadku zapalenie gazu na rurze wylotowej gazu jest niebezpieczne. Dlatego po pewnym czasie należy powtórzyć kontrolę czystości. Podczas eksperymentu można zapalić wyłącznie czysty metan (np. wodór) bez domieszki powietrza.
Spalanie metanu w powietrzu. Zapal metan na końcu rury wylotowej gazu; zaświeci się nieświecącym, niebieskawym płomieniem:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Jeśli umieścisz porcelanową filiżankę w płomieniu metanu, nie pojawi się na niej czarna plama sadzy. Kolor płomienia zmienia się na pomarańczowy ze względu na obecność jonów sodu w szkle, z którego wykonana jest rurka.
Spalanie metanu w chlorze. Zdobądź wcześniej chlor w wysokim przezroczystym pojemniku. Zamknąć otwór naczynia wacikiem zwilżonym roztworem tiosiarczanu sodu. Aby zademonstrować oddziaływanie metanu z chlorem, należy wymienić prostą rurkę wylotową gazu na rurkę z zakrzywionym końcem, podpalić gaz i dodać go do naczynia z chlorem, jak pokazano na rysunku 4.
Rysunek 4. Spalanie metanu w chlorze.
Całe doświadczenie, przy odpowiednim przygotowaniu, zajmuje około 5 minut. Po omówieniu wyników doświadczenia, uzupełnieniu tabeli i wyciągnięciu wniosków na temat zgodności właściwości metanu ze strukturą jego cząsteczki.
Właściwości homologów metanu. Do probówki wlej 3 ml wody, dodaj 1 ml heksanu (można dodać jeszcze jeden). nasycony węglowodór lub ich mieszanina). Należy zwrócić uwagę na właściwości fizyczne substancji, jej nierozpuszczalność w wodzie i jej gęstość względną w porównaniu z wodą.
Do mieszaniny dodaj kilka kropli roztworu nadmanganianu potasu i upewnij się, że nie ma interakcji. Do wody jodowanej (3 ml) dodać odrobinę heksanu i wstrząsnąć probówką, zwrócić uwagę na brak interakcji węglowodoru z halogenem. Jednak ze względu na lepszą rozpuszczalność jodu w heksanie, do warstwy węglowodorowej ekstrahuje się halogen.
Aby zademonstrować palność heksanu, należy wlać kilka jego kropli do porcelanowego kubka i podpalić długą, płonącą drzazgą. Omów wyniki doświadczenia, napisz odpowiednie równania reakcji i wyciągnij wnioski na temat właściwości homologów metanu określonych na podstawie struktury cząsteczek.
Otrzymywanie i właściwości etylenu. Do probówki wlej 2–3 ml 96% alkoholu etylowego i powoli dodaj 6–9 ml stężonego kwasu siarkowego. Wymieszaj ostrożnie. Aby uniknąć wstrząsów podczas gotowania, dodaj szczyptę suchego siarczanu wapnia lub siarczanu baru, aby zapewnić równomierne gotowanie. Mieszankę do produkcji etylenu można przygotować wcześniej i przechowywać przez długi czas. Zamknąć probówkę korkiem z rurką wylotową gazu.
Rysunek 5. Instalacja do produkcji etylenu.
Przed otrzymaniem etylenu przygotuj roztwory odczynników w czterech szklankach, jak zalecono powyżej, aby wykazać właściwości metanu.
Najpierw ostrożnie podgrzej całą probówkę, a następnie podgrzej część, w której znajduje się górna granica cieczy. Temperatura powinna wynosić powyżej 140 o C.
Właściwości fizyczne etylenu. Za pomocą rurki odpowietrzającej przepuść etylen przez czystą wodę, opuszczając rurkę na dno szklanki. Obserwuje się pęcherzyki bezbarwnego gazu, etylenu. Etylen jest zbierany poprzez wypieranie wody, co prowadzi uczniów do założenia, że gaz ten jest nierozpuszczalny w wodzie. Nauczyciel potwierdza ten wniosek.
Stosunek etylenu do wodnego roztworu nadmanganianu potasu i wody jodowanej. Opuść rurkę wylotową gazu na dno szklanki z jasnoróżowym roztworem nadmanganianu potasu. Uwolniony gaz przechodzi przez roztwór nadmanganianu potasu i stopniowo go odbarwia:
3H 2C=CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2O -> 2KOH + 2MnO 2 + 3CH 2 (OH)-CH 2 (OH).
Podobnie powstały etylen przepuść przez słomkowożółty roztwór wody jodowanej. Roztwór staje się bezbarwny:
H 2 C=CH 2 + Ja 2 -> C 2 H 4 Ja 2.
Test wybuchowy (badanie czystości etylenu). Demonstrację tego doświadczenia przeprowadzono w sposób opisany powyżej dla metanu.
Spalanie etylenu w powietrzu i chlorze. Do tych eksperymentów należy doprowadzić płomień płonącej drzazgi do końca rurki wylotowej gazu. Etylen zapala się i pali świetlistym płomieniem. Po umieszczeniu porcelanowej filiżanki w płomieniu tworzy się na niej czarna plama sadzy, której pojawienie się można wytłumaczyć wyższą zawartością (%) węgla w cząsteczce etylenu i jego niepełnym utlenieniem:
H2C = CH2 + O2 -> CO2; Z; H2O
Kiedy wygiętą rurkę z płonącym etylenem wprowadza się do cylindra z chlorem (patrz eksperymenty z metanem), pali się ona dalej, wydzielając jeszcze więcej sadzy:
C2H4 + Cl2 = 2C + 4HCl
Cały eksperyment trwa tylko kilka minut. Po omówieniu wyników doświadczenia, uzupełnieniu tabeli i wyciągnięciu wniosków na temat zgodności właściwości etylenu ze strukturą jego cząsteczki (w porównaniu ze strukturą i właściwościami metanu).
Otrzymywanie i właściwości acetylenu. Aby otrzymać acetylen należy w kolbie urządzenia umieścić 8-10 kawałków węglika wapnia wielkości grochu. Do rurki podłącz elastyczny wąż, na końcu którego powinna znajdować się szklana rurka z przedłużonym końcem i miedzianą spiralą w środku, jak na rysunku 6. Wlej kilka mililitrów rozcieńczonego (1:20) roztworu kwasu siarkowego z rozdzielacz (reakcja przebiega spokojniej):
Rysunek 6. Instalacja do produkcji acetylenu.
CaC 2 + 2H 2 O -> C 2 H 2 + Ca(OH) 2.
Przed otrzymaniem acetylenu należy przygotować 4 szklanki po 50 ml z roztworami jak do doświadczeń z metanem i etylenem.
Właściwości fizyczne acetylenu. Za pomocą rurki wylotowej gazu przepuść uwolniony gaz przez wodę, opuszczając koniec rurki do szyby. Obserwuje się pęcherzyki bezbarwnego gazu, acetylenu. Acetylen jest zbierany poprzez wypieranie wody, co pozwala uczniom przypuszczać, że gaz ten jest nierozpuszczalny lub słabo rozpuszczalny w wodzie. Nauczyciel potwierdza ten wniosek.
Notatka. Acetylen jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Na potwierdzenie tego faktu można dodać 1-2 krople wody jodowanej, która ulegnie odbarwieniu, do szklanki wody, przez którą przepuszczono acetylen.
Stosunek acetylenu do wodnego roztworu nadmanganianu potasu i wody jodowanej. Wydzielony gaz przepuszczać kolejno przez rozcieńczony (różowy) roztwór nadmanganianu potasu, a następnie przez jasnożółty roztwór jodu:
HCCH + 4O -> COOH-COOH (kwas szczawiowy);
HCCH + 2I 2 -> C 2 H 2 I 4 (tetrajodoetan).
Obserwuje się przebarwienie roztworów. Notatka. Reakcje przebiegają stosunkowo wolniej niż w przypadku etylenu, dlatego roztwory substancji do doświadczenia muszą być bardzo rozcieńczone, o ledwo zauważalnym zabarwieniu.
Test wybuchowy (badanie czystości acetylenu). Demonstrację tego doświadczenia przeprowadzono w sposób opisany powyżej dla metanu. Obserwuje się zapłon i szybkie spalanie acetylenu z uwolnieniem sadzy.
Spalanie acetylenu w powietrzu. Po zakończeniu eksperymentów i uwolnieniu acetylenu z urządzenia bez powietrza, doprowadź płomień płonącej drzazgi do końca rurki wylotowej gazu. Acetylen zapala się i pali dymiącym płomieniem.
Reakcja acetylenu z chlorem. Do wysokiego naczynia napełnionego chlorem (patrz eksperymenty z metanem) dodaj łyżkę do spalania substancji z kawałkiem węglika wapnia zwilżonym rozcieńczonym roztworem kwasu siarkowego ( ostrożnie!). Uwolniony acetylen błyska w atmosferze chloru i spala się, uwalniając dużą ilość sadzy:
C2H2 + Cl2 -> 2C + 2HCl.
Cały eksperyment trwa kilka minut. Po omówieniu wyników doświadczenia, uzupełnieniu tabeli i wyciągnięciu wniosków na temat zgodności właściwości etylenu ze strukturą jego cząsteczki (w porównaniu ze strukturą i właściwościami metanu i etylenu).
Badanie właściwości benzenu. W przeciwieństwie do omówionych powyżej węglowodorów, benzen jest cieczą i nie wymaga eksperymentów, aby go otrzymać na lekcji. Można zatem po kolei badać jego właściwości, po każdym eksperymencie prowadzić dyskusję, a następnie zapisywać równanie reakcji.
Właściwości fizyczne benzenu. Do probówki z 3–4 ml wody dodać 1-2 ml benzenu i wymieszać ciecze. Ciecze nie mieszają się, dlatego benzen nie rozpuszcza się w wodzie. Nad powierzchnią wody zbiera się warstwa benzenu (widoczna jest granica faz), dlatego gęstość benzenu jest mniejsza od jedności (0,874 w 20 o C). Tę samą probówkę należy umieścić w naczyniu z mieszaniną chłodzącą (na przykład mieszaniną azotanu potasu lub mocznika z topniejącym lodem lub śniegiem). Po pewnym czasie (2–3 minuty) wyjąć probówkę. Benzen zestalił się, ale woda pozostała płynna. Dlatego temperatura krzepnięcia benzenu wynosi powyżej 0 o C (+5,4 o C). Następnie podgrzej tę samą probówkę (nie za bardzo) w płomieniu palnika. Górna warstwa (benzen) zacznie wrzeć, ale dolna warstwa (woda) nie. Dlatego temperatura wrzenia benzenu jest niższa niż 100 o C (80,4 o C).
Stosunek benzenu do roztworu nadmanganianu potasu i wody jodowanej(lub dowód, że benzen nie reaguje na nienasycenie). Do probówki wlej 1–2 ml benzenu, a następnie odrobinę roztworu nadmanganianu potasu (jasnoróżowy). Wstrząśnij mieszaniną. Nie powstają żadne odbarwienia (nawet po podgrzaniu). Przeprowadź podobny eksperyment z wodą jodowaną. Przebarwienia również nie występują, ale obserwuje się zjawisko ekstrakcji (jod przechodzi do Górna warstwa benozla i barwi ją).
Spalanie benzenu w powietrzu. Zanurz szklany pręt w kolbie z benzenem, następnie wyjmij go i dodaj kroplę benzenu do płomienia. Benzen zapala się i pali silnie dymiącym płomieniem. Pojawienie się sadzy wyjaśnia się w taki sam sposób, jak w eksperymencie z acetylenem.
Nitrowanie benzenu. Do probówki wlać 1 ml benzenu i dodać równą objętość mieszaniny nitrującej (mieszaniny stężonych kwasów siarkowego i azotowego w stosunku objętościowym 2:1). Całość podgrzać do wrzenia, następnie ostudzić wlewając do szklanki (30-50 ml). W powstałej mieszance nitrobenzen łatwo jest wykryć po zapachu gorzkich migdałów:
C 6 H 6 + HONO 2 -> C 6 H 5 NO 2 + H 2 O.
Utlenianie homologów benzenu. Do probówki wlać 2-3 ml rozcieńczonego roztworu nadmanganianu potasu, zakwasić 2-3 kroplami rozcieńczonego kwasu siarkowego, dodać do mieszaniny około 1 ml toluenu i dobrze wstrząsnąć. Ogrzać mieszaninę i obserwować zmianę zabarwienia roztworu w wyniku utlenienia toluenu do kwasu benzoesowego: C 6 H 5 CH 3 + 3O -> C 6 H 5 COOH + H 2 O.
W ten sam sposób przeprowadzić reakcję utleniania ksylenu; w tym przypadku powstaje dwuzasadowy kwas ftalowy C 6 H 4 (COOH) 2.
Notatka. Badając każdego kolejnego przedstawiciela węglowodorów, omawiane są podobieństwa i różnice w stosunku do wcześniej badanych substancji. Wyciągnięto wniosek na temat zależności właściwości od struktury substancji. Wdrażając w ten sposób ujednolicone podejście do badania właściwości węglowodorów, nauczyciel lepiej rozumie przez uczniów właściwości różne grupy węglowodorów, a co za tym idzie – trwalsze utrwalenie materiału w pamięci uczniów.
Doświadczenie dodatkowe do wykonania na lekcjach chemii lub w ramach zajęć fakultatywnych
Oznaczanie halogenów testem Beilsteina. Podgrzewaj drut miedziany w płomieniu palnika, aż płomień przestanie się zabarwiać. Końcem drutu (może być gorący) dotknij badanej substancji (chloroform, bromobenzen, kwas chlorooctowy, jodoform, polichlorek winylu itp.) i dodaj do bezbarwnego płomienia (w porcelanowym pojemniku możesz zapalić odrobinę etanolu filiżanka). Jeśli analizowana substancja zawiera chlor lub brom, wówczas płomień przybiera piękny szmaragdowozielony kolor, w przypadku jodu płomień staje się zielony. Metodę tę zaproponował w 1872 roku F. Beilstein (1838-1906).
Skład gazu ziemnego lub skroplonego . Załóż to kuchenka gazowa duży rondelek zalać zimną wodą (3-5 l) i zapalić gaz. Po chwili na zimnej zewnętrznej powierzchni patelni pojawią się kropelki płynu. To jest woda. Skąd ona pochodzi? Oczywiście podczas spalania gazu wydziela się tlenek wodoru. Oznacza to, że jednym ze składników gazu ziemnego jest wodór.
Płukanie słoik wodę wapienną, odsączyć jej nadmiar tak, aby na ściankach naczynia pozostały duże krople roztworu. Trzymaj słoik nad płomieniem palnika gazowego ( Uwaga na oparzenia!), a zobaczysz, że kropelki wody wapiennej zmętniały. Wskazuje to na obecność dwutlenku węgla. Oznacza to, że drugim składnikiem gazu jest węgiel.
Ponadto w składzie związków tworzących gazu ziemnego w małych ilościach występują azot, tlen i siarka.
Wiązanie chemiczne między wodorem i siarką jest silniejsze niż między wodorem i węglem.W naczyniu umieść mały kawałek parafiny wielkości ziarnka pszenicy i taką samą ilość siarki. Podgrzej mieszaninę. Powoduje to uwolnienie siarkowodoru ( wąchaj uważnie!) i wolny węgiel.
Właściwości benzyny.a) Do probówki zawierającej 2 ml wody dodać kroplę nalewki jodowej i taką samą objętość benzyny. Dobrze wstrząśnij mieszaniną. Po oddzieleniu cieczy możliwe są dwie opcje. Po pierwsze, kolor zniknął, dlatego próbką jest benzyna krakowa i zawiera nienasycone węglowodory. Po drugie, jod ekstrahowano w górnej warstwie benzyny. Oznacza to, że masz benzynę destylowaną (nie zawiera związków nienasyconych). Ponadto jesteś przekonany, że jod lepiej rozpuszcza się w benzynie niż w wodzie.
b) Zmiel kilka nasion słonecznika lub kawałek orzecha włoskiego z 2-3 ml benzyny. Odcedź klarowny płyn i umieść jedną kroplę na bibule filtracyjnej. Po odparowaniu benzyny na papierze pozostaje tłusta plama. Za pomocą benzyny olej jest ekstrahowany (ekstrahowany) z nasion oleistych w zakładach ekstrakcji oleju. Do czyszczenia ubrań z tłustych plam używaj benzyny. Wlej kilka kropli benzyny na dno suchej i czystej metalowej puszki i podpal długą drzazgą. (Pojemnik z benzyną należy ustawić na ognioodpornym stojaku.) Benzyna jest bardzo łatwopalna i pali się szybko bez sadzy.
Sublimacja naftalenu. Umieść kulki na mole na dnie szklanej butelki z szeroką szyjką (butelki po ketchupie) lub innego podobnego pojemnika. Następnie włóż suchą, rozgałęzioną gałązkę do butelki. Przykryj szyjkę naczynia kawałkiem waty. Teraz umieść butelkę w zimnej łaźni piaskowej i rozpocznij podgrzewanie (wykonaj doświadczenie pod wyciągiem). Po podgrzaniu (50 o C) naftalen sublimuje i skrapla się na zimnych ściankach i gałęziach w postaci błyszczące łuski(gdy rozpocznie się sublimacja, należy przerwać ogrzewanie). Należy pamiętać, że sublimację można zastosować do oczyszczenia substancji. Zgadnij, jaki jest rodzaj sieci krystalicznej naftalenu.
Wyznaczanie zależności ilościowych w reakcjach spalania węglowodorów gazowych w tlenie. Zbierz w eudometrze<рисунок 7>tlen i jeden z węglowodorów gazowych w różnych stosunkach objętościowych.
Rysunek 7. Eudiometr.
Podpalić mieszaninę, po ustaleniu temperatury początkowej zanotować w eudiometrze objętość gazu nad cieczą i wyciągnąć odpowiednie wnioski zgodnie z prawem stosunków objętościowych Gay-Lussaca.
Pytania i zadania mające na celu utrwalenie, wyjaśnienie i usystematyzowanie tematu
Wszelkie eksperymenty na lekcjach chemii należy omówić z punktu widzenia zasad teoretycznych, z punktu widzenia wykorzystania rozważanych właściwości substancji w praktyce; Oferujemy kilka opcji pytań do dyskusji.
- Sprawdź dostępność naturalne źródła węglowodorów w Twoim regionie. Jakie są ich nowoczesna rola i perspektywy wykorzystania w gospodarce regionalnej?
- Dowiedz się, ile gazu ziemnego lub skroplonego zużywa Twoja rodzina rocznie. Oblicz objętość tlenu potrzebną do spalenia tej ilości gazu oraz objętość dwutlenek węgla, wyróżniając się jednocześnie. Omów swoje wyniki. Ile ciepła powstaje w tym procesie?
- Jeśli Twój dom korzysta z innych źródeł energii, np. prądu, zgadnij, które źródło jest tańsze i bardziej przyjazne dla środowiska.
- W transporcie drogowym jako paliwo silnikowe powszechnie stosuje się sprężoną mieszaninę propanu i butanu w butlach. Dlaczego do tych celów nie wykorzystuje się tańszego i bardziej dostępnego gazu ziemnego lub metanu?
- Badając właściwości fizyczne najprostszych węglowodorów nasyconych, przekonałeś się, że są one bezwonne. Dlaczego gaz domowy (naturalny lub w butlach) ma nieprzyjemny zapach?
- Wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczkach węglowodorów wzrasta liczba ich izomerów. Przykładowo dla dziekana C 10 H jest to liczba 22 możliwe izomery równa się 75; w przypadku bardziej złożonych związków liczba ta sięga setek i tysięcy. Czy sądzisz, że w praktyce możliwe jest otrzymanie wszystkich tych izomerów?
- Przyjrzyj się uważnie zwykłej zapalniczce. Zrozum sam znaczenie każdego szczegółu. Zwróć uwagę na zasadę jego działania, budowę płomienia i możliwość jego regulacji. Napisz traktat o zapalniczce. Oprócz opisu wygląd, wskazać skład i właściwości paliwa oraz substancji, z których wykonane są części, a także właściwości fizyczne i procesy chemiczne, występujące przy użyciu współczesnego krzemienia.
P.S. Opis innych Doświadczenia w nauce można znaleźć w pracy: Shtrempler G.I. METODA EDUKACYJNEGO EKSPERYMENTU CHEMICZNEGO W SZKOLE Podręcznik edukacyjno-metodologiczny dla studentów specjalności chemicznej. 2008 284 s. Opublikowano na stronie internetowej Wydziału Chemii Państwowego Uniwersytetu w Saratowie: http://www.sgu.ru/faculties/chemical/uch/ped/default.php.