Trung tâm giáo dục"Paramita" giới thiệu một bộ sưu tập lớn các tài liệu video về hóa học. Cùng với việc tiến hành xưởng thí nghiệm tại Trung tâm, sinh viên được cung cấp các chương trình hóa học (video), thí nghiệm thú vị- về khả năng đào tạo độc lập bổ sung và ghi nhớ tốt hơn tài liệu chuyên đề. Ý tưởng tạo ra một cái gì đó như thế này chương trình tương tácđược các thầy cô của trung tâm chúng tôi thực hiện từ năm 2010.
Để dễ dàng tìm kiếm trên website, các thí nghiệm và chương trình hóa học được chia thành ba phần: “ Hóa học đại cương", "Hóa vô cơ" và "Hóa hữu cơ". Mỗi phần chứa tất cả tài liệu video được sử dụng trong quá trình nghiên cứu khóa học hóa học.
Một video thú vị về hóa học dành cho học sinh lớp 9 được giới thiệu các thí nghiệm trong quá trình hóa học vô cơ. Thu thập trên trang web. Đây là những video bài học hóa học mang tính giải trí - trình diễn các phản ứng hóa học cơ bản hợp chất vô cơ: bazơ, axit, oxit và muối. Ví dụ: một thử nghiệm video với chrome, một tập hợp các phản ứng màu sắc, khá phổ biến.
Các thí nghiệm được phân loại theo thứ tự chúng được xem xét trong chương trình giảng dạy trong hóa học. Video thí nghiệm hóa học lớp 9 gồm các đặc điểm phản ứng hóa học các nguyên tố, theo đó các phần phụ của thí nghiệm trên trang web được đặt tên: Hydro, Halogen, Oxy, Lưu huỳnh, Nitơ, Phốt pho, Carbon, Silicon, Alkaline và kim loại kiềm thổ, Nhôm, Sắt, Đồng, Bạc, Chrome và Mangan.
Video thí nghiệm hóa học. được trình bày với tài liệu khóa học hóa học hữu cơ. Theo từng loại hợp chất hữu cơ, các phần được sắp xếp theo thứ tự: Ankan, Anken, Alkynes, Hydrocacbon thơm, Rượu, Phenol, Andehit và xeton, Amin, Axit amin và Protein, Axit béo, Carbohydrate và Polyme.
Trên thực tế, các tài liệu video demo của trang web là video dạy kèm về hóa học cho người nộp đơn - các bài học và thí nghiệm dành cho tự học trong một giờ học hóa học. Khóa học này được dạy từ lớp 8-11 trường trung học. Các bài học video về hóa học cho Kỳ thi Thống nhất là một phần trên trang web của trung tâm Paramita dành riêng để trình diễn các thí nghiệm được thực hiện nhằm giúp học sinh làm quen với mẫu chung và tính chất của các chất (vô cơ và hữu cơ). Video thí nghiệm hóa học giới thiệu nguyên lý, đặc điểm cơ bản của phản ứng hóa học, không chỉ cần thiết trong quá trình thực hiện chuẩn bị thành công tham gia Kỳ thi Thống nhất/Kỳ thi cấp Bang và các kỳ thi Olympic, nhưng nhằm hình thành cơ sở khoa học và thực tiễn cho sự hiểu biết sâu sắc về hóa học.
Phương pháp luận thí nghiệm hóa học V. trường trung học.
Các loại thí nghiệm hóa học
Thí nghiệm hóa học có quan trọng khi học hóa học. Có sự khác biệt giữa thí nghiệm trình diễn mang tính giáo dục, chủ yếu được thực hiện bởi giáo viên trên bàn trình diễn và thí nghiệm của học sinh - công việc thực tế, thí nghiệm trong phòng thí nghiệm Và nhiệm vụ thí nghiệmđược thực hiện bởi sinh viên tại nơi làm việc của họ. Một loại thí nghiệm độc đáo là thí nghiệm suy nghĩ.
Thí nghiệm trình diễn được thực hiện chủ yếu khi trình bày tài liệu mới nhằm tạo cho học sinh những ý tưởng cụ thể về các chất, hiện tượng và quá trình hóa học, sau đó hình thành khái niệm hóa học. Nó cho phép bạn hiểu được trong một khoảng thời gian ngắn kết luận quan trọng hoặc khái quát hóa từ lĩnh vực hóa học, dạy cách thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và kỹ thuật cá nhân và hoạt động. Sự chú ý của học sinh hướng vào việc thực hiện thí nghiệm và nghiên cứu kết quả của nó. Họ sẽ không quan sát một cách thụ động việc tiến hành các thí nghiệm và tiếp thu tài liệu được trình bày nếu giáo viên, trình diễn thí nghiệm, kèm theo lời giải thích. Vì vậy, ông tập trung sự chú ý vào trải nghiệm và dạy anh ta quan sát hiện tượng một cách chi tiết. Trong trường hợp này, tất cả các kỹ thuật và hành động của giáo viên được coi không phải là thao tác ma thuật mà là một điều cần thiết, nếu không có điều đó thì gần như không thể hoàn thành thí nghiệm. Trong các thí nghiệm trình diễn, so với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, việc quan sát các hiện tượng diễn ra một cách có tổ chức hơn. Nhưng các cuộc biểu tình không phát triển các kỹ năng và khả năng thực nghiệm cần thiết, do đó phải được bổ sung bằng các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, công việc thực tế và các nhiệm vụ thử nghiệm.
Thí nghiệm trình diễn được thực hiện trong các trường hợp sau:
Không thể cung cấp cho học sinh số lượng yêu cầu thiết bị;
Thí nghiệm rất phức tạp và học sinh không thể tự mình thực hiện được;
Học sinh không có thiết bị cần thiết để tiến hành thí nghiệm này;
Các thí nghiệm với lượng nhỏ chất hoặc ở quy mô nhỏ không cho kết quả như mong muốn;
Các thí nghiệm rất nguy hiểm (làm việc với kim loại kiềm, sử dụng dòng điệnđiện áp cao, v.v.);
Cần tăng tốc độ làm việc trong bài học.
Đương nhiên, mỗi trải nghiệm trình diễn đều có những đặc điểm riêng tùy thuộc vào bản chất của hiện tượng được nghiên cứu và nhiệm vụ giáo dục cụ thể. Đồng thời, thí nghiệm trình diễn hóa học phải đáp ứng các yêu cầu sau:
Có thể nhìn thấy được (mọi thứ được thực hiện trên bàn trình diễn phải được nhìn thấy rõ ràng đối với tất cả học sinh);
Đơn giản về mặt kỹ thuật và dễ hiểu;
Tiến hành thành công, không bị gián đoạn;
- Giáo viên chuẩn bị trước để trẻ dễ dàng lĩnh hội nội dung;
Hãy an toàn.
Hiệu quả sư phạm của thí nghiệm trình diễn và ảnh hưởng của nó đến kiến thức, kỹ năng thí nghiệm phụ thuộc vào kỹ thuật thí nghiệm. Điều này đề cập đến một bộ dụng cụ và thiết bị được tạo và sử dụng đặc biệt trong một thí nghiệm trình diễn. Giáo viên nên nghiên cứu tổng thể các thiết bị trong lớp và từng thiết bị riêng biệt, đồng thời thực hành các kỹ thuật trình diễn. Sau này là một tập hợp các kỹ thuật xử lý các dụng cụ và thiết bị trong quá trình chuẩn bị và tiến hành trình diễn, nhằm đảm bảo tính thành công và tính biểu cảm của chúng. Kỹ thuật trình diễn là tập hợp các kỹ thuật đảm bảo tính hiệu quả của việc trình diễn và nhận thức tốt nhất của nó. Phương pháp và kỹ thuật trình diễn có liên quan chặt chẽ với nhau và có thể gọi là công nghệ thí nghiệm trình diễn.
Khi tiến hành các thí nghiệm trình diễn, việc kiểm tra sơ bộ từng thí nghiệm là rất quan trọng về mặt kỹ thuật, chất lượng thuốc thử, khả năng quan sát tốt của sinh viên về các dụng cụ và các hiện tượng xảy ra trong dụng cụ cũng như đảm bảo an toàn. Đôi khi, nên trưng bày hai thiết bị trên bàn trình diễn: một thiết bị - đã được lắp ráp và sẵn sàng để sử dụng, thiết bị còn lại - đã được tháo rời, để khi sử dụng nó, tốt hơn là giải thích cấu trúc của thiết bị, ví dụ: bộ máy Kipp, một tủ lạnh, vv
Bạn phải luôn nhớ rằng bất kỳ thí nghiệm nào thất bại trong quá trình trình diễn sẽ làm suy yếu quyền lực của giáo viên.
Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm - xem làm việc độc lập, bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm hóa học ở bất kỳ giai đoạn nào của bài học để học tài liệu hiệu quả hơn và thu được kiến thức cụ thể, có ý thức và lâu dài. Ngoài ra, trong quá trình thực nghiệm trong phòng thí nghiệm, kỹ năng thực nghiệm được cải thiện do học sinh chủ yếu làm việc độc lập. Việc thực hiện các thí nghiệm không chiếm toàn bộ bài học mà chỉ là một phần của bài học.
Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm thường được thực hiện để làm quen với các tính chất vật lý và hóa học của các chất, cũng như để xác định khái niệm lý thuyết hoặc các điều khoản, ít thường xuyên hơn - để có được kiến thức mới. Phần sau luôn chứa đựng một nhiệm vụ nhận thức nhất định mà học sinh phải giải quyết bằng thực nghiệm. Điều này giới thiệu một yếu tố khám phá kích hoạt hoạt động tinh thần học sinh. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, không giống như công việc thực tế, giới thiệu một số ít sự kiện. Ngoài ra, chúng chưa thu hút được sự chú ý của học sinh một cách đầy đủ. bài tập thực hành, vì sau một thời gian ngắn tự thực hiện công việc (kinh nghiệm), học sinh lại phải sẵn sàng tiếp thu lời giải thích của giáo viên.
Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đi kèm với việc giáo viên trình bày tài liệu giáo dục và, giống như các cuộc biểu tình, tạo ra ở học sinh biểu diễn trực quan về tính chất của các chất và các quá trình hóa học được dạy để khái quát hóa các hiện tượng quan sát được. Nhưng không giống như các thí nghiệm trình diễn, các em cũng phát triển các kỹ năng thực nghiệm. Tuy nhiên, không phải mọi thí nghiệm đều có thể được thực hiện như một thí nghiệm trong phòng thí nghiệm (ví dụ: tổng hợp amoniac, v.v.). Và không phải mọi thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đều hiệu quả hơn thí nghiệm trình diễn - nhiều thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đòi hỏi nhiều thời gian hơn và thời lượng trực tiếp phụ thuộc vào chất lượng của các kỹ năng thí nghiệm đã phát triển. Mục đích của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm là giúp học sinh làm quen với những gì đang được nghiên cứu càng nhanh càng tốt. hiện tượng cụ thể(chất). Kỹ thuật được sử dụng trong trường hợp này được giảm xuống cho học sinh thực hiện 2-3 thao tác, điều này đương nhiên hạn chế khả năng hình thành kỹ năng thực hành và kỹ năng.
Việc chuẩn bị các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cần được tiến hành cẩn thận hơn so với việc trình diễn. Nguyên nhân là do bất kỳ sơ suất, thiếu sót nào cũng có thể dẫn đến vi phạm kỷ luật của cả lớp.
Chúng ta phải cố gắng để công việc trong phòng thí nghiệm mỗi học sinh biểu diễn cá nhân. Phương sách cuối cùng, bạn có thể cho phép không quá hai người có một bộ thiết bị. Điều này góp phần tổ chức và hoạt động tốt hơn của trẻ em, cũng như đạt được mục tiêu của công việc trong phòng thí nghiệm.
Sau khi hoàn thành các thí nghiệm, chúng cần được phân tích và lập một bản ghi ngắn gọn về công việc đã thực hiện.
Bài tập thực hành là loại bài tập độc lập khi học sinh thực hiện các thí nghiệm hóa học trên bài học cụ thể sau khi nghiên cứu một chủ đề hoặc một phần của khóa học hóa học. Nó giúp củng cố kiến thức đã thu được và phát triển khả năng vận dụng kiến thức đó cũng như hình thành và nâng cao kỹ năng thực nghiệm.
Công việc thực hành đòi hỏi học sinh phải độc lập hơn so với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Điều này là do các em được mời làm quen ở nhà với nội dung công việc, trình tự thực hiện và nhắc lại những tài liệu lý thuyết liên quan trực tiếp đến công việc. Học sinh thực hiện công việc thực tế một cách độc lập, giúp nâng cao tính kỷ luật, sự điềm tĩnh và trách nhiệm. Và chỉ trong một số trường hợp, nếu thiếu thiết bị thì mới được phép làm việc theo nhóm hai người, nhưng tốt nhất là không nên nhiều hơn.
Vai trò của giáo viên trong công việc thực tế là giám sát việc thực hiện đúng các thí nghiệm và các quy tắc an toàn, trật tự trên bàn làm việc và cung cấp sự hỗ trợ riêng biệt cho từng cá nhân.
Trong lúc công việc thực tế Học sinh ghi lại kết quả thí nghiệm, cuối bài rút ra kết luận, khái quát phù hợp.
Phương pháp thí nghiệm trình diễn hóa học hữu cơ [Tsvetkov L.A., 2000]
Các đặc điểm đặc trưng của một thí nghiệm trình diễn trong hóa học hữu cơ như sau:
Thí nghiệm dạy học hóa học hữu cơ ở ở một mức độ lớn là một phương tiện “đặt câu hỏi về bản chất”, tức là một phương tiện nghiên cứu thực nghiệm về các vấn đề đang được nghiên cứu chứ không chỉ bằng cách minh họa thông tin về các chất do giáo viên đưa ra. Điều này được quyết định bởi đặc điểm của môn học, và thực tế là hóa học hữu cơ được nghiên cứu trên cơ sở đào tạo học sinh về hóa học một cách có ý nghĩa.
Các thí nghiệm trình diễn quan trọng nhất trong hầu hết các trường hợp hóa ra lại có thời gian dài hơn các thí nghiệm trên hóa học vô cơ. Đôi khi họ mất gần như cả bài học và trong một số trường hợp không phù hợp với khuôn khổ của một bài học 45 phút.
Các thí nghiệm trình diễn trong một số trường hợp ít trực quan và biểu cảm hơn so với trong quá trình hóa học vô cơ, vì có rất ít quy trình được quan sát. những thay đổi bên ngoài và các chất thu được thường không có sự khác biệt rõ rệt về tính chất so với các chất ban đầu.
Trong các thí nghiệm về hóa học hữu cơ giá trị lớn có điều kiện phản ứng: chẵn thay đổi nhỏ Những điều kiện này có thể dẫn đến sự thay đổi hướng phản ứng và tạo ra các chất hoàn toàn khác nhau.
Khi tiến hành các thí nghiệm về hóa học hữu cơ, có nguy cơ rất lớn là học sinh không hiểu đầy đủ về chúng. Điều này được giải thích là do các thí nghiệm diễn ra thường xuyên lâu rồi và đôi khi một số màn trình diễn được tổ chức song song, điều này buộc học sinh phải phân bổ sự chú ý của mình đến một số đồ vật cùng một lúc. Ngoài ra, con đường từ hiện tượng đến bản chất ở đây thường khó khăn hơn so với việc nghiên cứu hóa học vô cơ.
Bởi vì thực tế là trong điều kiện học tập một số lượng đáng kể các quá trình hóa học quan trọng không thể được chứng minh; điều không thể tránh khỏi là học sinh sẽ làm quen với một số sự kiện nếu không chứng minh được các thí nghiệm, dựa trên câu chuyện, sơ đồ, hình vẽ, v.v. của giáo viên.
Chúng ta hãy xem xét theo trình tự này những kết luận mang tính phương pháp luận nào sẽ được rút ra từ đây.
1. Thí nghiệm hóa học hữu cơ cung cấp tài liệu rất hữu ích cho sự phát triển trí tuệ của học sinh và giáo dục sự sáng tạo vào việc giải quyết các vấn đề đặt ra. Nếu chúng ta muốn sử dụng những khả năng này, thì các thí nghiệm được chứng minh không thể chỉ đơn thuần là một minh họa trực quan cho lời nói của giáo viên. Cách dạy như vậy khó có khả năng khơi dậy tư duy độc lập ở học sinh. Thí nghiệm đặc biệt có giá trị như một phương tiện nghiên cứu tự nhiên và vì nó là nguồn kiến thức nên nó phát triển khả năng quan sát của học sinh và kích thích hoạt động tinh thần của các em, đồng thời buộc các em phải so sánh và phân tích các sự kiện, đưa ra giả thuyết và tìm cách kiểm tra. chúng và có thể đi đến những kết luận và khái quát đúng đắn. Từ quan điểm này, các thí nghiệm cho thấy kết nối di truyền các loại chất hữu cơ; thí nghiệm kiểm tra các giả định về tính chất của các chất và phương pháp điều chế chúng dựa trên lý thuyết về cấu trúc; thí nghiệm dẫn đến kết luận về cấu trúc cụ thể của phân tử của một chất.
Để các thí nghiệm trình diễn đạt được kết quả phù hợp cần phải phấn đấu hoàn thành điều kiện sau: a) nêu rõ vấn đề cần giải pháp thực nghiệm và cùng học sinh phát triển ý chính của thí nghiệm; Học sinh phải hiểu rõ mục đích, ý tưởng của thí nghiệm trước khi tiến hành thí nghiệm và được hướng dẫn trong quá trình thí nghiệm; b) học sinh phải chuẩn bị cho thí nghiệm, tức là phải có kho kiến thức và ý tưởng cần thiết để quan sát chính xác và thảo luận sâu hơn về kinh nghiệm; c) học sinh phải biết mục đích của từng bộ phận của thiết bị, tính chất của các chất được sử dụng, những gì cần quan sát trong quá trình thí nghiệm, bằng những dấu hiệu nào người ta có thể đánh giá quá trình và sự xuất hiện của các chất mới; d) Chuỗi suy luận dựa trên tài liệu kinh nghiệm phải được xây dựng chính xác và học sinh phải tự mình đưa ra những kết luận cần thiết dựa trên thí nghiệm dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
Điều đặc biệt quan trọng là phải đảm bảo sự tham gia có ý thức và tích cực của học sinh trong việc tiến hành thí nghiệm và thảo luận về kết quả của thí nghiệm. Điều này có thể đạt được bằng một hệ thống câu hỏi mà giáo viên đặt ra liên quan đến thí nghiệm, ví dụ: “Chúng ta muốn học gì với sự trợ giúp của thí nghiệm này?”, “Chúng ta nên dùng chất gì cho thí nghiệm?”, “Tại sao chúng ta sử dụng bộ phận này hoặc bộ phận kia trong thiết bị?”, “Điều gì đã được quan sát thấy trong thí nghiệm này?”, “Bằng những dấu hiệu nào chúng ta có thể đánh giá rằng một phản ứng hóa học đang diễn ra?”, “Những điều kiện cần thiết cho phản ứng là gì?” "?, "Bạn nghĩ tại sao người ta thu được chất như vậy, chất như vậy?", " Làm sao người ta có thể rút ra kết luận này hay kết luận kia dựa trên kinh nghiệm này?", "Có thể rút ra kết luận như vậy hay không?" vân vân. Phương pháp thí nghiệm hóa học này rèn cho học sinh khả năng quan sát chính xác, phát triển sự chú ý lâu dài và khả năng phán đoán chính xác, giúp củng cố vững chắc các ý tưởng đúng và phát triển niềm yêu thích đối với môn học.
2. Các thí nghiệm về hóa học hữu cơ đòi hỏi tính kỹ lưỡng cao về mặt phương pháp do thời lượng của chúng. Trong số các thí nghiệm được chương trình và sách giáo khoa khuyến nghị, trên 60% là “dài”, cần từ 10 phút đến 1 giờ để thực hiện và trong một số trường hợp còn hơn thế nữa. Trong số các thí nghiệm như vậy có những thí nghiệm sau: chưng cất phân đoạn dầu mỏ, sản xuất bromobenzen, lên men glucose, sản xuất bromoethane, nitrat hóa chất xơ, tổng hợp nitrobenzen và anilin, sản xuất acetaldehyde từ axetylen, trùng hợp metyl metacryit hoặc monome khác, thí nghiệm định lượng liên quan đến bằng chứng công thức cấu tạo vân vân.
Một số giáo viên cố gắng tránh các thí nghiệm kéo dài vì sợ làm chậm tiến độ của khóa học, những giáo viên khác cho phép thực hiện những thí nghiệm như vậy có sai sót đáng kể về mặt phương pháp, trong khi những người khác thì ngược lại, đánh giá cao những thí nghiệm này, đặc trưng của hóa học hữu cơ, và không đi chệch khỏi thí nghiệm mà họ đã bắt đầu. Đồng thời, bài học kéo dài một cách tẻ nhạt trong khi chờ đợi kết quả thí nghiệm, tức là. thật là lãng phí thời gian, và giá trị sư phạm bài học lại trở nên thấp.
Làm thế nào để xây dựng một bài học bằng một thí nghiệm dài? Nếu có thể, trước hết người ta nên cố gắng giảm thời gian cần thiết để tiến hành thí nghiệm. Điều này có thể đạt được bằng nhiều cách khác nhau. Đôi khi bạn có thể hạn chế lấy một lượng nhỏ chất, chỉ đủ để nhận biết nó hoặc không chiết xuất sản phẩm đó thành dạng tinh khiết, nếu anh ta có thể được xác định là có niềm tin do phản ứng. Có thể khuyến nghị làm nóng trước hỗn hợp phản ứng hoặc giảm lượng nguyên liệu ban đầu một cách thận trọng.
Các kỹ thuật sau đây cũng giúp giảm đáng kể thời gian. Sau khi thực hiện thí nghiệm này hoặc thí nghiệm kia, bạn không thể chờ đợi kết thúc của nó trong bài học này, tuy nhiên, sau khi ghi nhận sự bắt đầu của phản ứng, hãy hiển thị thành phẩm để trong bài học tiếp theo, bạn có thể trình bày các chất thu được trong thí nghiệm đã bắt đầu. , hoặc, sau khi bắt đầu thí nghiệm trong bài học, hãy sử dụng trải nghiệm tương tự đã được chuẩn bị trước, trong đó phản ứng phần lớn đã diễn ra và ở đây trong bài học, chúng ta sẽ tập trung vào việc chiết các chất thu được. Việc tổ chức các thí nghiệm như vậy sẽ không có nghĩa là đi từ sự rõ ràng sang chủ nghĩa giáo điều, vì các giai đoạn chính của quá trình được bảo tồn ở đây và tìm ra lời giải thích cần thiết. Học sinh nhận thấy sự chậm chạp của quá trình và hoàn toàn tin tưởng vào việc thể hiện giai đoạn cuối cùng của thí nghiệm. Các thí nghiệm được thực hiện với sự cẩn thận đặc biệt, không thể giảm đáng kể về thời gian bằng cách sử dụng các phương pháp nêu trên. Đây là một trong những lựa chọn khả thi thiết kế phương pháp luận những trải nghiệm tương tự. Cấu trúc được thảo luận trong lớp rượu etylic. Học sinh được hỏi câu hỏi: “Phản ứng nào khẳng định sự có mặt của nhóm hydroxyl trong phân tử rượu?” Bằng cách đặt những câu hỏi hàng đầu về những chất chứa hydroxyl đã được nghiên cứu trong hóa học vô cơ và chúng phản ứng với chất nào, giáo viên nhắc học sinh đề xuất phản ứng với axit clohydric hoặc axit hydrobromic. Nếu có một nhóm hydroxyl, bạn có thể mong đợi sự hình thành nước và etyl clorua (bromua), mà học sinh đã biết. Các chất ban đầu được đặt tên, cấu trúc của thiết bị được giải thích và thí nghiệm tương ứng được thực hiện. Một phương trình phản ứng giả thuyết được rút ra.
Trong quá trình thí nghiệm, câu hỏi được đặt ra: “Rượu có cấu trúc mà chúng ta đã thiết lập vẫn có thể trải qua những phản ứng nào?” Học sinh nhớ lại quá trình sản xuất ethylene. Giáo viên hỏi thí nghiệm này được thực hiện như thế nào trong lớp và đề nghị lập phương trình phản ứng. Tiếp theo giáo viên yêu cầu tóm tắt tính chất hóa học rượu bia Học sinh được gọi chỉ ra phản ứng của rượu với natri, phản ứng tạo ra ethylene, đưa ra các phương trình tương ứng, viết phương trình phản ứng với hydro bromua và gọi tên sản phẩm tạo thành. Tại thời điểm này, giáo viên thu hút sự chú ý của cả lớp vào trải nghiệm. Một lượng đáng kể etyl bromua đã được thu vào bình chứa. Giáo viên tách nó ra khỏi nước (không cần tráng lại) và mang đi khắp lớp. Đồng thời anh ta hỏi: "Tên của chất này là gì và nó được lấy như thế nào?" Trong những trường hợp như vậy, học sinh cần phải biết rõ mục đích của thí nghiệm, chất ban đầu, hướng tiến hành thí nghiệm để khi quay lại sau một thời gian phân tâm không cần phải căng thẳng để nhớ những chất nào phản ứng trong đó. trong trường hợp này và những gì mong đợi. Trải nghiệm này phải ăn sâu vào tâm trí đến mức học sinh có thể tham khảo nó bất cứ lúc nào, tuy nhiên, họ phải tập trung chủ yếu vào vấn đề đang được thảo luận trong lớp.
Tại định vị đúng Các thí nghiệm dài hạn phát triển ở học sinh khả năng giữ một số đồ vật trong tầm nhìn của họ cùng một lúc, điều này chắc chắn rất quan trọng trong giáo dục nâng cao và trong cuộc sống. Ở một cơ sở giáo dục đại học, ngay từ những bài giảng đầu tiên, cần có khả năng phân bổ sự chú ý giữa nghe bài giảng và ghi âm, giữa nắm vững nội dung bài giảng, ghi âm và quan sát các thí nghiệm được trình bày.
3. Nhiều thí nghiệm về hóa học hữu cơ thất bại đáng kể do khả năng hiển thị thấp về các quá trình và các chất tạo thành. Trên thực tế, khi đặt benzen, học sinh ở xa không thấy biểu hiện của phản ứng cũng như không thấy bromobenzen hình thành; trong quá trình thủy phân sucrose, tinh bột và chất xơ, không nhìn thấy phản ứng cũng như chất mới (sự hiện diện của chúng chỉ có thể được xác định gián tiếp sau đó); khi sản xuất ether, chất lỏng không màu tương tự được chưng cất từ hỗn hợp các chất không màu; khi chứng minh đã nhận được este học sinh không thấy có sự thay đổi nào xảy ra trong hỗn hợp phản ứng, v.v. Tại định vị sai Qua những trải nghiệm như vậy, học sinh không những không hình thành được những ý cần thiết mà còn dễ hình thành những ý sai. Do đó, khi quan sát sự phân tách của chất lỏng, bạn có thể tô màu một trong số chúng để vạch phân chia được đánh dấu rõ ràng. Theo cách tương tự, có thể tạo màu cho nước khi thu các chất khí trên mặt nước và trong các thí nghiệm liên quan đến sự thay đổi thể tích của chất khí. Tuy nhiên, chất lỏng màu chỉ được phép sử dụng nếu giáo viên cung cấp sự hiểu biết rõ ràng sinh viên về tính nhân tạo của kỹ thuật này. Khi chưng cất chất lỏng, có thể thấy rõ hơn sự rơi của giọt vào bình chứa bằng cách sử dụng đèn nền, màn hình trắng hoặc đen, v.v.; Cần phải nhấn mạnh rõ ràng những đặc tính nào khác nhau về hình thức giữa chất ban đầu và chất thu được, đồng thời chứng minh ngay sự khác biệt này. Trong trường hợp có thể suy ra tiến trình của một phản ứng từ sự hình thành các sản phẩm phụ thì học sinh phải thấy rõ sản phẩm phụ đó (sự hấp thụ hydro bromua dung dịch kiềm phenolphtalein trong điều chế bromobenzen, v.v.).
4. Cần đặc biệt lưu ý rằng đối với các phản ứng trong hóa học hữu cơ chủ yếu có điều kiện để chúng xảy ra. Trong hóa học vô cơ, những điều kiện này đóng vai trò ít hơn vì nhiều quá trình đã xảy ra ở điều kiện bình thường và tiến hành gần như rõ ràng. Việc quan sát các phản ứng hóa học mà không hiểu rõ về điều kiện xảy ra của chúng sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng và sức mạnh của kiến thức. Khi điều kiện của một phản ứng không được làm rõ đầy đủ, học sinh có thể hiểu sai rằng chiều của phản ứng không được xác định bởi bất cứ điều gì, hoàn toàn tùy tiện và không tuân theo bất kỳ định luật nào. Ví dụ, ngay sau khi học về quá trình sản xuất ethylene từ rượu, học sinh sẽ gặp phải quá trình sản xuất etyl ete về cơ bản là cùng một hỗn hợp các chất (rượu và axit sulfuric đậm đặc). Họ hoàn toàn không thể hiểu được tại sao ete lại được sản xuất ở đây mà không phải ethylene. Để làm rõ điều này và do đó ngăn chặn sự ngờ vực của khoa học, chúng ta phải quay lại thí nghiệm với ethylene và bây giờ báo cáo các điều kiện sản xuất nó. Nếu những điều kiện này được nhấn mạnh kịp thời, thì các điều kiện hình thành ether có thể được so sánh với chúng và kiến thức có thể được củng cố chắc chắn hơn trong sự so sánh này. Vì vậy, khi trình diễn thí nghiệm cần chú ý đến điều kiện xảy ra phản ứng rồi yêu cầu học sinh chỉ ra các điều kiện đó trong thí nghiệm. Cách tiếp cận này tổ chức cho học sinh sự quan sát trong quá trình thí nghiệm, đưa ra hướng nghiên cứu đúng đắn cho tài liệu trong sách và giúp củng cố những ý tưởng cụ thể về các hiện tượng trong trí nhớ. Điều này giúp kiểm tra chất lượng tiếp thu tài liệu của học sinh. Không ngừng nhấn mạnh các điều kiện của thí nghiệm, thể hiện bằng một số ví dụ kết quả tiêu cực không tuân thủ các điều kiện thí nghiệm, nhận ra câu trả lời là không đầy đủ khi đưa ra phương trình phản ứng mà không mô tả hiện tượng đó - tất cả những kỹ thuật này giúp nghiên cứu hóa học chính xác. Ngay cả khi thực hiện các bài tập và giải quyết vấn đề, bất cứ khi nào có thể và thích hợp, cần chỉ ra các điều kiện để quá trình tương ứng xảy ra.
5. Lý thuyết hiện đại cấu trúc của các hợp chất hữu cơ cho phép chúng ta bộc lộ bản chất sâu sắc hơn so với nghiên cứu hóa học vô cơ hiện tượng hóa học. Từ việc quan sát các hiện tượng, học sinh phải chuyển sang ý tưởng về thứ tự liên kết của các nguyên tử trong phân tử, vị trí của chúng trong không gian, ảnh hưởng lẫn nhau của các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử đến tính chất của toàn bộ chất, và sự sắp xếp lại của các nguyên tử này trong một phản ứng. Nếu thí nghiệm được sử dụng không đúng cách, thì có thể xảy ra rằng, mặc dù việc tuân thủ dường như hoàn toàn nguyên tắc rõ ràng, tài liệu giáo dục sẽ được trình bày theo cách chủ yếu là giáo điều, tách khỏi thực nghiệm và kiến thức của học sinh có thể trở nên hình thức. Ví dụ, tình huống này có thể tồn tại trong trường hợp giáo viên cố gắng bắt đầu nghiên cứu từng chất luôn theo đúng một kế hoạch nhất định.
Chủ đề "Ethylene" đang được nghiên cứu. Giáo viên muốn mô tả tính chất vật lý ethylene, sau đó cho thấy phản ứng của nó. Ngay từ đầu, ông nói với các sinh viên: “Để có thể quan sát ethylene và làm quen với các phản ứng của nó, chúng ta sẽ lấy nó trong phòng thí nghiệm”. Một thí nghiệm đang được thực hiện để thu được ethylene từ rượu etylic bằng axit sulfuric. Có vẻ như trong trường hợp này cần phải giải thích cấu trúc của thiết bị, chỉ ra những chất nào được sử dụng cho phản ứng, v.v. Nhưng theo kế hoạch của giáo viên, việc sản xuất ethylene phải được nghiên cứu sau khi nghiên cứu tính chất, và ở đây ông ấy không đi chệch khỏi kế hoạch này. Học sinh ngồi chờ đợi một cách tẻ nhạt trong khi hỗn hợp được đun nóng. Điều gì sẽ xảy ra trong thí nghiệm, điều gì cần theo dõi, điều gì cần quan sát - học sinh không biết. Chỉ sau khi khí bắt đầu tích tụ trong ống nghiệm phía trên mặt nước, giáo viên mới cho học sinh biết ethylene là gì xét về tính chất vật lý của nó. Vì vậy, một phần thời gian đã bị lãng phí một cách vô ích - học sinh nhìn vào một thiết bị khó hiểu và không thấy gì có chất lượng. Tất nhiên, với một kế hoạch học tập như vậy, sẽ tốt hơn nếu bạn chuẩn bị trước ethylene trong bình trụ để ngay lập tức bắt đầu trình diễn nó trên lớp.
6. Khi nghiên cứu hóa học hữu cơ, không thể và không cần thiết phải chứng minh tất cả các hiện tượng trong đó chúng ta đang nói về trong lớp. Tuyên bố này đã được chứng minh đầy đủ ở trên. Ở đây, điều quan trọng là phải xem xét cách tiếp cận việc lựa chọn các thí nghiệm cần thiết để trình diễn và cách xác định những trải nghiệm nào học sinh có thể lấy ý tưởng từ sơ đồ, hình vẽ, câu chuyện của giáo viên, v.v.
Trước hết, cần giả định rằng học sinh tất nhiên phải quan sát trong đời thực tất cả các chất được nêu trong chương trình, những phản ứng hóa học quan trọng nhất của chúng. Trong trường hợp này, không cần phải lặp lại các phản ứng đã nghiên cứu nhiều lần. Sau khi làm quen với phản ứng của gương bạc với một đại diện của aldehyd, học sinh có thể sử dụng phản ứng này để nhận biết các chất trong thực tế (ví dụ: để xác định nhóm aldehyd trong glucose), và sau đó không cần phải chứng minh phản ứng này mỗi khi nó xuất hiện trên lớp nữa.
Trong mỗi trường hợp mới, việc nhắc đến nó đều gợi cho học sinh một hình ảnh khá sống động về hiện tượng này. Sau khi đã chứng minh sự nổ của metan và etylen với oxy, không cần thiết phải chứng minh sự nổ của axetylen.
Sẽ là đủ để tham khảo các thí nghiệm trước đó, chỉ ra rằng vụ nổ axetylen xảy ra với lực thậm chí còn lớn hơn. Tương tự như vậy, đã chứng minh được quá trình oxy hóa rượu etylic và rượu metyl thì không cần oxy hóa các rượu khác để tạo ra sinh vật khái niệm cần thiết. Nếu chỉ ra phản ứng của axit axetic thì mọi phản ứng có thể không lặp lại khi nghiên cứu các axit khác, v.v.
Tuy nhiên, trong trường hợp một chất là đối tượng nghiên cứu trực tiếp (butan và isobutane được xem xét vì khái niệm đồng phân), người ta không thể giới hạn mình tham chiếu đến các tính chất vật lý của nó mà không giới thiệu chính chất đó. Ví dụ, không thể không chỉ ra benzen vì học sinh tưởng tượng ra một chất lỏng không màu, đóng băng ở +5°C, dễ sôi, v.v. Để hình thành khái niệm khá đầy đủ về benzen, bạn cũng cần làm quen với mùi, độ đặc, mối quan hệ của nó với các chất khác, v.v. Sẽ là vô lý nếu không cho học sinh xem phản ứng của gương bạc trên cơ sở các em đã có ý tưởng chung về gương. Ví dụ, không thể không chỉ ra việc sản xuất và thu khí metan hoặc ethylene trên mặt nước dựa trên cơ sở rằng các học sinh trước đây đã quan sát thấy quá trình sản xuất oxy, thu được oxit nitơ, v.v. Đối tượng nghiên cứu ở đây không phải là thu thập khí, mà là phương pháp thu được chất này, các tính chất của nó và từ góc độ này, thí nghiệm tương ứng được thể hiện.
Trong một số trường hợp cần hạn chế mô tả bằng lời nói kinh nghiệm mà không chứng minh được nó, mặc dù học sinh chưa có cơ sở cần thiết để trình bày chính xác quá trình. Điều này có thể cần thiết trong trường hợp hiện tượng mới đang được nghiên cứu không thể tái tạo được trong trường học (ví dụ: khi quy trình yêu cầu sử dụng áp suất cao hoặc khi việc thay đổi điều kiện nhằm mục đích giảng dạy ở trường sẽ làm sai lệch bức tranh về quy trình sản xuất đang được nghiên cứu).
Từ những điều trên cho thấy phương pháp trình diễn thí nghiệm đòi hỏi phải suy nghĩ cẩn thận cho từng bài học. Bất kỳ kinh nghiệm nào cũng phải được lồng ghép vào cấu trúc logic của bài học để mỗi học sinh có thể mức độ tối đa hiểu ý nghĩa và nắm bắt được ý nghĩa của trải nghiệm. Trong trường hợp này, tất cả các khả năng của thử nghiệm sẽ được sử dụng đầy đủ hơn để thiết lập nghiên cứu thích hợp chất, hiện tượng, lý thuyết và quy luật của khoa học này.
Tóm lại, cần nhắc lại ở đây một lần nữa rằng vì nội dung cơ bản của một thí nghiệm trình diễn trong hóa học hữu cơ là phổ biến đối với thí nghiệm hóa học vô cơ và thậm chí cả thí nghiệm của các ngành khoa học liên quan khác nên nó hoàn toàn tuân theo những điều đó. yêu cầu chung, được trình bày cho bất kỳ thí nghiệm giáo dục nào. Hãy để chúng tôi liệt kê ít nhất một số yêu cầu này.
Thử nghiệm phải “không an toàn”, tức là. mang lại kết quả chắc chắn, đồng thời mang lại kết quả như mong đợi và không bất ngờ. Để làm điều này, mỗi thí nghiệm đều được kiểm tra trước bài học với các thuốc thử sẽ được sử dụng trong lớp. Độ tin cậy của thuốc thử ở đây thường có giá trị cao hơn hơn trong hóa học vô cơ. Thí nghiệm phải mang tính biểu cảm, thể hiện rõ ràng những gì họ muốn nhận được từ nó. Để làm được điều này, thí nghiệm phải được thực hiện trên quy mô thích hợp, không làm lộn xộn thiết bị với những chi tiết không cần thiết và không có tác dụng phụ làm phân tán sự chú ý của học sinh: như người ta nói, thí nghiệm phải “trần trụi”. Tất nhiên, việc loại bỏ những chi tiết không cần thiết là điều phù hợp. Ví dụ, nếu cần thể hiện ngọn lửa metan gần như không màu, thì không thể không cho khí đi qua ít nhất một lần rửa bằng kiềm trước khi đốt nó ở ống thoát. Thí nghiệm phải an toàn để thực hiện trong lớp học. Nếu có bất kỳ mối nguy hiểm nào (tổng hợp axetylen, sản xuất sợi nitro), việc đó chỉ được thực hiện bởi giáo viên và có biện pháp phòng ngừa thích hợp.
Tên: Thí nghiệm hóa hữu cơ ở trường phổ thông. 2000.
Cuốn sách tập trung vào phương pháp thực nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu hóa học hữu cơ ở trường. Nó cung cấp các khuyến nghị cho việc trình diễn và thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, và cả lời khuyên hữu ích khi thiết lập công việc thực tế.
Sách hướng dẫn này dành cho giáo viên các trường trung học cơ sở và các lớp chuyên biệt, trường trung học cơ sở, phòng tập thể dục và các trường trung học khác. cơ sở giáo dục. Nó cũng có thể được khuyến khích cho sinh viên các trường đại học sư phạm hồ sơ sinh học và hóa học.
Đã có một số giáo trình có giá trị về vấn đề thí nghiệm trong dạy học hóa học vô cơ ở trường phổ thông. Nổi bật trong số đó là công trình đáng chú ý của cố Vadim Nikandrovich Verkhovsky, “Kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm hóa học ở trường học”. Không có sổ tay hướng dẫn đặc biệt nào về các vấn đề thực nghiệm trong hóa học hữu cơ được thiết kế cho chương trình giảng dạy ở trường.
Vì vậy, giáo viên trong quá trình dạy học hóa hữu cơ thường bị buộc phải hạn chế thí nghiệm hóa học, được mô tả trong phần phụ lục của sách giáo khoa ổn định. Nhưng các thí nghiệm trong sách giáo khoa được thiết kế để học sinh thực hiện trong lớp học và do đó không thể cung cấp đầy đủ một thí nghiệm trình diễn, huống chi là hoạt động ngoại khóa trong hóa học.
Điều quan trọng nữa là kỹ thuật và phương pháp thí nghiệm trong hóa học hữu cơ trong một số trường hợp lại phức tạp hơn trong hóa học vô cơ. Điều này là do một số đặc điểm của thí nghiệm với các chất hữu cơ, ví dụ: thường tốn nhiều thời gian để thực hiện các phản ứng, không phải lúc nào cũng có đủ biểu hiện bên ngoài của các quá trình, v.v.
NỘI DUNG:
PHẦN I
VẤN ĐỀ CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TRƯỜNG HỌC TRONG HÓA HỮU CƠ
Ý nghĩa giáo dục khóa học hóa học hữu cơ (6). Thí nghiệm khoa học và giáo dục về hóa học hữu cơ (8). Mục tiêu và nội dung của TN trong dạy học hóa học hữu cơ (11). Các loại thí nghiệm giáo dục (14). Phương pháp thí nghiệm trình diễn hóa học hữu cơ (17).
PHẦN II
KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TRONG TRƯỜNG HỌC VỀ HÓA HỮU CƠ
Chương I. Hydrocacbon bão hòa
Mêtan (26). Sản xuất khí mêtan trong phòng thí nghiệm (27). Khí metan nhẹ hơn không khí (29). Đốt cháy metan (29). Xác định thành phần định tính của metan (30). Vụ nổ hỗn hợp khí metan và oxy (31). Thay thế hydro trong metan bằng clo (32). Các cách khác để sản xuất khí mêtan (33). Thí nghiệm với khí tự nhiên (35).
Đồng đẳng của metan. Thí nghiệm với propan (36). Bằng chứng về thành phần định tính của hydrocarbon cao hơn (38).
Dẫn xuất halogen của hydrocacbon bão hòa. Tương tác của các dẫn xuất halogen với bạc nitrat (38). Sự dịch chuyển lẫn nhau bởi các halogen từ các hợp chất (39). Phân hủy nhiệt iodoform (39). Sự phát hiện ra halogen trong chất hữu cơ (39).
Chương II. Hydrocacbon không bão hòa
Etylen (40). Đốt cháy ethylene (41). Vụ nổ của hỗn hợp ethylene và oxy (41). Phản ứng của ethylene với brom (42). Oxy hóa ethylene bằng dung dịch permanganat (45). Phản ứng của ethylene với clo (phản ứng cộng) (45). Đốt cháy ethylene trong clo (46). Điều chế etylen từ rượu etylic với sự có mặt của axit sulfuric (46). Điều chế ethylene từ dibromoethane (49). Thí nghiệm với polyetylen (49). Thí nghiệm với các hydrocacbon khác có chứa liên kết đôi (50).
Axetylen (50). Điều chế axetylen (51). Hòa tan axetylen trong nước (52). Hòa tan axetylen trong axeton (52). Đốt cháy axetylen (52). Nổ axetylen với oxy (52). Phản ứng của axetylen với dung dịch brom và kali permanganat (53). Đốt cháy axetylen trong clo (53). Thí nghiệm với polyvinyl clorua (54).
Cao su (54). Mối liên hệ của cao su và cao su với dung môi (55). Phản ứng của cao su với brom (55). Sự phân hủy cao su khi đun nóng (55). Thí nghiệm với keo cao su (56). Phát hiện lưu huỳnh trong cao su lưu hóa (56). Chiết xuất cao su từ nhựa cây sữa (56).
Chương III. Hydrocacbon thơm
Benzen (57). Độ hòa tan của benzen (57). Benzen làm dung môi (57). Điểm đông đặc của benzen (58). Đốt cháy benzen (58). Tỷ lệ benzen với nước brom và dung dịch thuốc tím (58). Brom hóa benzen (59). Nitrat hóa benzen (61). Cộng clo vào benzen (62). Điều chế benzen từ axit benzoic và muối của nó (63).
Đồng đẳng của benzen. Quá trình oxy hóa toluene (64). Halogen hóa toluene (64). Độ linh động của nguyên tử halogen trong vòng benzen và trong chuỗi bên (65). Tổng hợp các chất đồng đẳng benzen (66).
Naphtalen. Sự thăng hoa của naphtalen (67).
Styren Tính chất không bão hòa của styren (67). Điều chế styren từ polystyren (68). Thí nghiệm với polystyrene (68). Phản ứng trùng hợp styren (69).
Chương IV. Dầu
Trọng lượng riêng và độ hòa tan trong dầu (69). So sánh độ biến động của các sản phẩm dầu mỏ (69). Xăng và dầu hỏa làm dung môi (70). Đốt cháy hydrocarbon cao hơn (70). Nổ hơi xăng với không khí (70). Mối quan hệ của hydrocarbon dầu mỏ với thuốc thử hóa học (71). Chưng cất phân đoạn dầu (71). Làm sạch xăng và dầu hỏa (73).
Chương V. Rượu. Phenol. Ether
Ethanol (rượu etylic) (74). Trọng lượng riêng của rượu và sự thay đổi thể tích khi trộn với nước (74). Phát hiện nước trong rượu (74). Phát hiện rượu cao hơn (dầu nóng chảy) trong rượu (74). Cô đặc dung dịch cồn (75). Điều chế rượu tuyệt đối (75). Rượu dung môi (76). Đốt rượu (76). Phát hiện rượu trong rượu hoặc bia (76). Tương tác của rượu với natri (77). Ethanol khử nước (77). Phản ứng của rượu với hydro bromua (79). Điều chế iodoethane (79). Phản ứng định tính vì rượu (81). Điều chế rượu etylic từ bromoethane (82). Điều chế rượu etylic bằng cách lên men đường (82). Điều chế etanol từ etylen với sự có mặt của axit sunfuric (83).
Metanol. Phản ứng của metanol với hydro clorua (85). Sản xuất metanol bằng chưng cất khô gỗ (86). So sánh tính chất của rượu monohydric (88).
Glycerol. Độ hòa tan của glycerol trong nước (88). Hạ điểm đóng băng của dung dịch nước glycerol (89). Độ hút ẩm của glycerol (89). Đốt cháy glycerol (89). Phản ứng của glycerol với natri (89). Phản ứng với đồng hydroxit (90).
Phenol. Độ hòa tan của phenol trong nước và kiềm là (90). Phenol - axit yếu(91). Phản ứng của phenol với nước brom(91). Phản ứng định tính của phenol (92). Tác dụng khử trùng của phenol (92). Nitrat hóa phenol (92). Điều chế phenol từ axit salicylic (92).
Ether. Nhiệt độ thấp ether sôi (93). Làm mát trong quá trình bay hơi ether (93). Hơi ether nặng hơn không khí (94). Độ hòa tan lẫn nhau của ether và nước (94). Ether làm dung môi (95). Điều chế este từ rượu (95). Kiểm tra độ tinh khiết của ether (96). So sánh tính chất của dietyl ete và butanol (97).
Chương VI. Aldehyt và xeton
Formaldehyde (methanal). Mùi formaldehyde (98). Tính dễ cháy của formaldehyde (98). Điều chế formaldehyde (98). Phản ứng của formaldehyde với oxit bạc (99). Oxy hóa formaldehyde bằng đồng(II) hydroxit (101). Tác dụng khử trùng của formaldehyde (102). Phản ứng trùng hợp và khử polyme hóa aldehyd (102). Phản ứng của formaldehyde với amoniac (102). Điều chế nhựa phenol-formaldehyde (103).
Acetaldehyde (ethanal). Điều chế axetaldehyt bằng quá trình oxy hóa etanol (105). Điều chế axetaldehyt bằng cách hydrat hóa axetylen (106).
Benzoaldehyde. Mùi benzaldehyde và quá trình oxy hóa bởi oxy trong khí quyển (108). Phản ứng gương bạc (108).
Aceton (dimethylprolanone). Đốt cháy axeton (109). Độ hòa tan của axeton trong nước là (109). Acetone làm dung môi cho nhựa và nhựa (109). Liên quan đến dung dịch amoniac của oxit bạc (109). Sự oxy hóa axeton (109). Điều chế bromoaceton (110). Chuẩn bị axeton (III).
Chương VII. Axit cacboxylic
Axit axetic. Sự kết tinh của axit axetic (112). Đốt cháy axit axetic (113). Tỷ lệ axit axetic với chất oxy hóa (113). Ảnh hưởng của axit axetic lên chất chỉ thị (113). Phản ứng của axit với metyl (113). Tương tác với bazơ (113). Tương tác với muối (114). Axit axetic là một axit yếu (114). Tính bazơ của axit axetic (115). Sản xuất định lượng khí metan và* muối axit axetic (115). Sản xuất axit bằng quá trình oxy hóa etanol (116). Điều chế axit axetic từ muối của nó (118). Thu được axit từ sản phẩm chưng cất khô của gỗ (118). Điều chế anhydrit axetic (118). Điều chế axetyl clorua (119). Nghiên cứu mẫu axit axetic (120).
Axit formic. Sự phân hủy axit formic thành carbon monoxide (II) và nước (121). Oxy hóa axit formic (122). Điều chế axit formic (122). Phản ứng của natri formate với vôi soda (124).
Axit stearic. Tính chất của axit stearic (124). Axit stearic là một axit yếu (125). Điều chế xà phòng (natri stearat) từ stearin (125). Thu được axit stearic từ xà phòng (125). Tác dụng làm sạch của xà phòng (126). Tác dụng của nước cứng đối với xà phòng (126).
Axit không bão hòa. Điều chế axit metacrylic (127). Tính chất của axit metacrylic (128). Sự không bão hòa của axit oleic (128).
Axit oxalic. Điều chế axit oxalic từ axit formic (129). Sự phân hủy axit oxalic khi đun nóng với axit sulfuric (129). Oxy hóa axit oxalic (130). Sự hình thành muối axit và muối trung gian của axit oxalic (131).
Axit benzoic. Độ hòa tan của axit benzoic trong nước (131). Độ hòa tan của axit benzoic trong kiềm (132). Sự thăng hoa của axit benzoic (132). Điều chế axit benzoic bằng cách oxy hóa benzaldehyde (132). Điều chế benzen từ axit benzoic (132).
Axit lactic và axit salicylic. Tính chất của axit lactic (133). Thí nghiệm với axit salicylic (133).
Chương VIII. Este. Chất béo
Este (134). Tổng hợp etyl axetat (etyl axetat) (135). Điều chế este etyl axit benzoic (etyl benzoat) (137). Tổng hợp aspirin (137). Thủy phân este (138). Thủy phân aspirin (139). Điều chế metyl este của axit metacrylic (metyl methacrylat) từ thủy tinh hữu cơ (140). Điều chế polymetyl methacrylat (141). Thí nghiệm với gulimetyl methacrylate (141).
Chất béo. Độ hòa tan chất béo (141). Chiết xuất chất béo và dầu (142). Làm tan chảy và đông đặc chất béo (143). Phản ứng của chất béo không bão hòa (dầu) (144). Xác định mức độ không bão hòa của chất béo (144). Xác định hàm lượng axit trong chất béo (145). Xà phòng hóa chất béo (145).
Chương IX. Carbohydrate
Glucose. Tính chất vật lý của glucose (147). Phản ứng của nhóm rượu của glucose (148). Phản ứng của nhóm aldehyd (149). Phát hiện glucose trong trái cây và quả mọng (150). Lên men glucose (150).
Sucrose. Độ thay đổi đường khi đun nóng (150). Carbon hóa đường bằng axit sulfuric đậm đặc (151). Phát hiện các nhóm hydroxyl trong đường (151). Tỷ lệ sucrose với dung dịch bạc oxit và đồng (II) hydroxit (152). Thủy phân sucrose (152). Lấy đường từ củ cải đường (153).
Tinh bột. Chuẩn bị hồ tinh bột (1.55). Phản ứng của tinh bột với iốt (155). Học sản phẩm khác nhau cho sự hiện diện của tinh bột (156). Thủy phân tinh bột (156). Thu được mật đường và glucose từ tinh bột (158). Thu được tinh bột từ khoai tây (159).
Chất xơ (xenlulo). Thủy phân chất xơ thành glucose (160), Nitrat hóa chất xơ và thí nghiệm với nitrofiber (162).
Chương X. Amin. Thuốc nhuộm
Amin béo. Điều chế các amin từ nước muối cá trích (164). Điều chế metylamine từ muối hydrochloride và thí nghiệm với nó (165).
Anilin (166). Mối liên hệ của anilin với các chất chỉ thị (167). Tương tác của anilin với axit (167). Phản ứng của anilin với nước brom (168). Sự oxy hóa anilin (168). Điều chế anilin (169).
Thuốc nhuộm (171). Tổng hợp dimethylaminoazobenzen (171). Tổng hợp helianthin (metyl cam) (173).
Chương XI. Axit amit
Urê. Thủy phân urê (175). Tương tác của urê với axit nitric(175). Tương tác của urê với axit oxalic (176). Sự hình thành Biuret (176).
Capron. Nhận biết polyme. Thí nghiệm với nylon (177). Nhận biết chất dẻo (177).
Sóc. Khám phá nitơ trong protein (178). Khám phá lưu huỳnh trong protein (179). Sự biến tính của protein bằng cách đun nóng (179). Sự biến tính của protein khi tiếp xúc các chất khác nhau(179). Phản ứng màu của protein (180). Phản ứng Xanthoprotein (180). Phản ứng Biuret (181). Đốt cháy như một phương pháp để nhận biết vật liệu protein (181).
Đặc điểm của việc tiến hành thí nghiệm hóa học hữu cơ.
Khi dạy hóa học hữu cơ, giáo viên có nhiều cơ hội để giải quyết các vấn đề cá nhân mục tiêu giáo dục và phát triển và giáo dục học sinh hiệu quả hơn. Thí nghiệm giáo dục, như trong hóa học vô cơ, trong dạy học hóa học hữu cơ nhằm mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc giải quyết các nhiệm vụ giáo dục cơ bản.
Việc xem xét các hiện tượng với các chất khi học hóa học hữu cơ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các quá trình diễn ra trong thế giới động thực vật xung quanh, tìm hiểu bản chất và các khuôn mẫu của sự sống. Một đặc điểm đặc trưng của hóa học hữu cơ là sự phụ thuộc tính chất hóa học của các chất vào cấu trúc bên trong của phân tử chứ không chỉ phụ thuộc vào thành phần định tính và định lượng.
Học sinh thực hiện thí nghiệm hóa học hữu cơ, thường phức tạp hơn thí nghiệm với các chất vô cơ, góp phần phát triển khả năng vận dụng kiến thức, kỹ năng thực hành vào việc xử lý các chất và thiết bị thí nghiệm, điều này cũng rất quan trọng trong việc hướng dẫn nghiệp vụ cho học sinh.
Thí nghiệm hóa học hữu cơ giúp học sinh phát triển khả năng chú ý, tính chính xác, khả năng quan sát, tính kiên trì vượt qua khó khăn và một số phẩm chất khác.
Một nghiên cứu mang tính mô tả thuần túy về hóa học hữu cơ, khi học sinh chỉ được yêu cầu liệt kê thông tin về từng chất và viết phương trình phản ứng hóa học, đối với họ dường như giống như một đống vô số các sự thật ngẫu nhiên. Các công thức cấu trúc được giới thiệu một cách giáo điều trở thành sơ đồ duy nhất dành cho học sinh, phải ghi nhớ và có thể vẽ.
Nhìn chung, nếu kỹ thuật thí nghiệm của trường giáo dục khi nghiên cứu hóa học hữu cơ trở nên phức tạp hơn một chút so với khi nghiên cứu hóa học vô cơ, thì phương pháp sử dụng nó trong quá trình giáo dục không khác biệt đáng kể. Trong mọi trường hợp không được loại trừ một thí nghiệm hóa học trong hóa học hữu cơ khỏi quá trình giáo dục.
Khi bắt đầu nghiên cứu hóa học hữu cơ, việc chứng minh bằng thực nghiệm rằng các nguyên tố hydro và carbon có mặt trong thành phần của các chất hữu cơ là rất hữu ích.
Khám phá carbon và hydro trong chất hữu cơ. Nghiền một miếng parafin cỡ hạt đậu trong cối với một lượng bột oxit đồng tương đương. Đối với thí nghiệm, bột oxit mịn mới thu được bằng cách nung malachite là phù hợp nhất.
Đặt hỗn hợp vào ống nghiệm, đổ thêm một ít bột CuO lên trên và đặt ống nghiệm gần như nằm ngang trên giá đỡ, hơi nghiêng về phía lỗ, ở mép ống nghiệm đặt một nhúm đồng sunfat khan. Đậy ống nghiệm bằng nút có ống thoát khí, đầu ống ngâm vào cốc nước vôi trong
Hình 1. Khám phá hydro và carbon trong các hợp chất hữu cơ
- CuO với chất phân tích
- CuSO4 khan
- Một ly nước chanh.
Đun nóng hỗn hợp trong ống nghiệm và quan sát sự hình thành các giọt chất lỏng trên thành ống nghiệm, sự thay đổi màu của đồng sunfat, sự giải phóng khí và độ đục nước vôi. Giải thích các hiện tượng trên, viết các phương trình phản ứng tương ứng và rút ra kết luận.
Để hình thành các khái niệm về tính chất của hydrocarbon và các hợp chất hữu cơ khác, sẽ thuận tiện và đúng đắn về mặt phương pháp khi sử dụng một cách tiếp cận thống nhất khi giải thích chúng. Đồng thời với việc điều chế chất đang nghiên cứu, các tính chất vật lý của nó, mối quan hệ với các tác nhân oxy hóa (dung dịch nước KMnO 4), tương tác với halogen trong dung dịch nước, thử nghiệm nguy cơ nổ và phản ứng cháy được thể hiện. Để đảm bảo an toàn hơn, các vòng xoắn ốc bằng đồng được lắp vào ống thoát khí. Một thí nghiệm riêng biệt được thực hiện để nghiên cứu tính chất đặc biệt của các chất đang được nghiên cứu.
Giáo viên chuẩn bị trước đồ dùng thủy tinh, thuốc thử cho buổi học. Do khí metan, etylen và axetylen là chất khí, và các thử nghiệm với chúng được thực hiện tại thời điểm nhận, không còn thời gian để thảo luận về từng thuộc tính sau khi trình diễn nó. Vì vậy, cần chuẩn bị cho học sinh khả năng nhận thức tất cả các thí nghiệm, nhanh chóng thực hiện các thí nghiệm đó, sau đó viết ra các quan sát, phương trình phản ứng và kết luận tương ứng. Nên thực hiện việc chuẩn bị như vậy cho học sinh bằng cách trước tiên vẽ bảng lên bảng theo tên nội dung đang được học trong bài này.
Sản xuất và tính chất của khí mêtan. Trong cối, khuấy hỗn hợp natri axetat khan và vôi soda vào về mặt thể tích 1:3. Thay vì vôi soda, bạn có thể dễ dàng lấy hỗn hợp natri axetat khan, natri hydroxit và canxi cacbonat (phấn) có thể tích bằng nhau, trộn vào cối. Đổ đầy 1/4 ống nghiệm khô lớn vào hỗn hợp thu được. Đậy ống nghiệm bằng nút có ống thoát khí có đầu dài, đặt một vòng xoắn ốc bằng đồng vào đó và cố định vào chân ba chân, hơi nghiêng về phía nút
Hình 2. Lắp đặt để sản xuất khí mê-tan.
Ngay trước khi tạo khí metan, chuẩn bị 4 ly 50 ml. Đổ lần lượt vào đó 30 ml nước sạch, dung dịch thuốc tím pha loãng (màu hồng nhạt), nước iốt (màu vàng rơm) và 10 ml dung dịch tạo bọt (dung dịch xà phòng, dầu gội, bột giặt) để kiểm tra. cho sự bùng nổ.
Để thu được khí metan, làm nóng đều toàn bộ ống nghiệm, sau đó đun nóng mạnh phần chứa phần chính của hỗn hợp. Đầu tiên, không khí sẽ bị đẩy ra khỏi ống nghiệm, sau đó khí metan sẽ bắt đầu thoát ra:
CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3 .
Tính chất vật lý của metan. Cho khí mêtan đi qua ống thoát khí qua nước sạch. Người ta quan sát thấy bọt khí không màu - metan. Thông thường, khí mê-tan được thu thập bằng cách thay thế nước, điều này khiến học sinh cho rằng khí này không hòa tan trong nước. Giáo viên xác nhận kết luận này. Chứng minh rằng khí metan nhẹ hơn không khí một cách nhanh chóng và rõ ràng nhất bằng cách đổ đầy khí này vào bình cân bằng úp ngược trên cân như hình vẽ.
Hình 3. Bằng chứng về độ nhẹ tương đối của metan.
Tỷ lệ metan với dung dịch nước kali permanganat và nước iốt. Đặt ống thoát khí vào cốc có dung dịch thuốc tím và cho khí mêtan đi qua trong vài giây. Sau đó thực hiện quy trình tương tự với nước iốt. Ghi chú. Do thực tế là các hydrocacbon chưa bão hòa có thể nằm trong số các sản phẩm phụ của phản ứng tạo khí metan nên các thí nghiệm này không nên tiến hành quá lâu. Các dung dịch không đổi màu chứng tỏ khí metan nhiệt độ phòng không tương tác với dung dịch nước nước kali permanganat và nước iốt.
Thử nghiệm khả năng nổ (kiểm tra độ tinh khiết của khí mê-tan). Nhúng ống thoát khí vào dung dịch tạo bọt để khí thoát ra tạo thành bọt. Khi kính đã đầy bọt, hãy tháo ống thoát khí ra và mang mảnh vụn đang cháy vào bọt. Quan sát thấy sự bốc cháy và đốt cháy nhanh khí metan. Nếu đèn flash kèm theo âm thanh chói tai thì khí mê-tan thoát ra từ thiết bị có chứa tạp chất oxy trong khí quyển. Trong trường hợp này, việc đốt gas ở đường ống thoát gas sẽ rất nguy hiểm. Vì vậy, việc kiểm tra độ sạch sẽ phải được lặp lại sau một thời gian. Chỉ khí metan tinh khiết (như hydro), không có phụ gia không khí, mới có thể bốc cháy trong quá trình thí nghiệm.
Đốt cháy khí metan trong không khí. Đốt cháy khí metan ở đầu ống thoát khí sẽ phát sáng ngọn lửa màu xanh không phát sáng:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Nếu bạn đặt một chiếc cốc sứ vào ngọn lửa metan, vết bồ hóng đen sẽ không hình thành trên đó. Màu của ngọn lửa chuyển sang màu cam do có sự hiện diện của ion natri trong thủy tinh làm nên ống.
Đốt cháy metan trong clo. Lấy trước clo trong một thùng chứa cao trong suốt. Đóng nắp bình bằng tăm bông được làm ẩm bằng dung dịch natri thiosulfat. Để chứng minh sự tương tác của metan với clo, hãy thay ống thoát khí thẳng bằng một ống có đầu cong, đốt cháy khí và thêm nó vào bình bằng clo, như trong Hình 4.
Hình 4.Đốt cháy metan trong clo.
Toàn bộ thí nghiệm, nếu được chuẩn bị thích hợp, sẽ mất khoảng 5 phút. Sau đó, kết quả thí nghiệm được thảo luận, bảng được điền vào và rút ra kết luận về sự tương ứng giữa các tính chất của khí mêtan với cấu trúc phân tử của nó.
Tính chất của chất đồng đẳng metan. Đổ 3 ml nước vào ống nghiệm, thêm 1 ml hexan (có thể lấy thêm hiđrocacbon bão hòa hoặc hỗn hợp của chúng). Lưu ý các tính chất vật lý của chất, độ không hòa tan trong nước và mật độ tương đối của nó so với mật độ của nước.
Thêm một vài giọt dung dịch thuốc tím vào hỗn hợp và đảm bảo không có tương tác. Thêm một ít hexan vào nước iốt (3 ml) và lắc ống nghiệm, lưu ý rằng hydrocacbon không có tương tác với halogen. Tuy nhiên, do iod hòa tan tốt hơn trong hexan nên halogen bị chiết vào lớp hydrocarbon.
Để chứng minh tính dễ cháy của hexane, hãy đổ một vài giọt vào cốc sứ và đốt lửa bằng một mảnh dằm cháy lâu. Thảo luận kết quả thí nghiệm, viết các phương trình phản ứng tương ứng và rút ra kết luận về tính chất của các đồng phân metan được xác định bởi cấu trúc phân tử.
Điều chế và tính chất của ethylene. Đổ 2–3 ml cồn etylic 96% vào ống nghiệm và thêm từ từ 6–9 ml axit sulfuric đậm đặc. Khuấy cẩn thận. Để tránh bị giật khi đun sôi, hãy thêm một chút canxi sunfat hoặc bari sunfat khô để đảm bảo sôi đều. Hỗn hợp sản xuất ethylene có thể được chuẩn bị trước và bảo quản trong thời gian dài. Đậy ống nghiệm bằng nút có ống thoát khí.
Hình 5. Lắp đặt cho sản xuất ethylene.
Trước khi thu được ethylene, chuẩn bị dung dịch thuốc thử trong bốn ly, như khuyến nghị ở trên để chứng minh tính chất của metan.
Trước tiên hãy làm nóng cẩn thận toàn bộ ống nghiệm, sau đó làm nóng phần có ranh giới trên của chất lỏng. Nhiệt độ phải trên 140 o C.
Tính chất vật lý của etylen. Dùng ống thông hơi, cho khí ethylene đi qua nước sạch, hạ ống xuống đáy ly. Người ta quan sát thấy bọt khí không màu, ethylene. Ethylene được thu thập bằng cách thay thế nước, điều này khiến học sinh cho rằng khí này không hòa tan trong nước. Giáo viên xác nhận kết luận này.
Tỷ lệ ethylene với dung dịch nước kali permanganat và nước iốt. Hạ ống thoát khí xuống đáy ly bằng dung dịch thuốc tím màu hồng nhạt. Khí thoát ra đi qua dung dịch thuốc tím và làm mất màu dần dần:
3H 2 C=CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O -> 2KOH + 2MnO 2 + 3CH 2 (OH)-CH 2 (OH).
Tương tự, cho ethylene thu được qua dung dịch nước iốt màu vàng rơm. Dung dịch trở nên mất màu:
H 2 C=CH 2 + I 2 -> C 2 H 4 I 2.
Thử nghiệm nổ (kiểm tra độ tinh khiết của ethylene). Việc trình diễn thí nghiệm này được thực hiện như mô tả ở trên đối với khí mê-tan.
Đốt cháy ethylene trong không khí và clo. Đối với những thí nghiệm này, hãy đưa ngọn lửa của một mảnh dằm đang cháy đến đầu ống thoát khí. Khí ethylene bốc cháy và phát ra ngọn lửa sáng. Khi đặt một chiếc cốc sứ vào ngọn lửa, một đốm đen hình thành trên đó, sự xuất hiện của đốm này có thể được giải thích là do hàm lượng carbon (%) cao hơn trong phân tử ethylene và quá trình oxy hóa không hoàn toàn của nó:
H 2 C = CH 2 + O 2 -> CO 2; VỚI; H2O
Khi một ống uốn cong chứa ethylene đang cháy được đưa vào một ống trụ chứa clo (xem thí nghiệm với metan), nó tiếp tục cháy, thậm chí còn giải phóng nhiều bồ hóng hơn:
C 2 H 4 + Cl 2 = 2 C + 4HCl
Toàn bộ thí nghiệm chỉ mất vài phút. Sau đó, kết quả thí nghiệm được thảo luận, điền vào bảng và rút ra kết luận về sự tương ứng giữa các tính chất của ethylene với cấu trúc phân tử của nó (so với cấu trúc và tính chất của metan).
Điều chế và tính chất của axetylen. Để thu được axetylen, cho 8-10 miếng cacbua canxi cỡ hạt đậu vào bình của thiết bị. Nối một ống mềm vào ống, ở cuối ống phải có một ống thủy tinh có đầu dài và hình xoắn ốc bằng đồng bên trong, như trong Hình 6. Đổ vài ml dung dịch axit sulfuric pha loãng (1:20) từ phễu tách (phản ứng diễn ra êm dịu hơn):
Hình 6. Lắp đặt sản xuất axetylen.
CaC 2 + 2H 2 O -> C 2 H 2 + Ca(OH) 2.
Trước khi lấy axetylen, chuẩn bị 4 ly dung dịch 50 ml như đối với thí nghiệm với metan và ethylene.
Tính chất vật lý của axetylen. Dùng ống thoát khí, cho khí thoát ra qua nước, hạ đầu ống xuống cốc. Người ta quan sát thấy bọt khí không màu, axetylen. Acetylene được thu thập bằng cách thay thế nước, điều này giúp học sinh có lý do để cho rằng khí này không hòa tan hoặc hòa tan kém trong nước. Giáo viên xác nhận kết luận này.
Ghi chú. Axetylen tan ít trong nước. Để xác nhận thực tế này, bạn có thể thêm 1-2 giọt nước iốt, nước sẽ bị đổi màu, vào cốc nước đã cho axetylen đi qua.
Tỷ lệ axetylen với dung dịch nước kali permanganat và nước iốt. Cho khí thoát ra liên tiếp qua dung dịch kali permanganat loãng (màu hồng), sau đó qua dung dịch iốt màu vàng nhạt:
HCCH + 4O -> COOH-COOH (axit oxalic);
HCCH + 2I 2 -> C 2 H 2 I 4 (tetraiodoetan).
Sự đổi màu của dung dịch được quan sát thấy. Ghi chú. Các phản ứng diễn ra tương đối chậm hơn so với trường hợp ethylene, do đó dung dịch các chất dùng cho thí nghiệm phải rất loãng, hầu như không có màu sắc dễ nhận thấy.
Thử nghiệm nổ (kiểm tra độ tinh khiết của axetylen). Việc trình diễn thí nghiệm này được thực hiện như mô tả ở trên đối với khí mê-tan. Quan sát thấy sự bốc cháy và đốt cháy nhanh chóng của axetylen cùng với việc giải phóng bồ hóng.
Đốt cháy axetylen trong không khí. Khi thí nghiệm xong và axetylen thoát ra khỏi thiết bị không có không khí, đưa ngọn lửa của một mảnh dằm đang cháy đến đầu ống thoát khí. Khí axetylen bốc cháy và phát ra ngọn lửa có khói.
Phản ứng của axetylen với clo. Trong một bình cao chứa đầy clo (xem thí nghiệm với metan), thêm một thìa để đốt các chất bằng một miếng cacbua canxi được làm ẩm bằng dung dịch axit sulfuric loãng ( cẩn thận!). Khí axetylen được giải phóng nhấp nháy trong khí quyển clo và cháy, giải phóng một lượng lớn bồ hóng:
C 2 H 2 + Cl 2 -> 2C + 2HCl.
Toàn bộ thí nghiệm mất một vài phút. Sau đó, kết quả thí nghiệm được thảo luận, điền vào bảng và rút ra kết luận về sự tương ứng giữa các tính chất của ethylene với cấu trúc phân tử của nó (so với cấu trúc và tính chất của metan và ethylene).
Nghiên cứu tính chất của benzen. Không giống như các hydrocacbon đã thảo luận ở trên, benzen là một chất lỏng và không cần thí nghiệm để thu được nó trong bài học. Do đó, bạn có thể nghiên cứu tuần tự các tính chất của nó, tiến hành thảo luận sau mỗi thí nghiệm, sau đó viết phương trình phản ứng.
Tính chất vật lý của benzen. Thêm 1-2 ml benzen vào ống nghiệm cùng với 3-4 ml nước và trộn chất lỏng. Các chất lỏng không trộn lẫn với nhau nên benzen không tan trong nước. Một lớp benzen tích tụ trên mặt nước (có thể nhìn thấy ranh giới pha), do đó mật độ của benzen nhỏ hơn 1 (0,874 ở 20 o C). Đặt cùng một ống nghiệm vào cốc có hỗn hợp làm mát (ví dụ: hỗn hợp kali nitrat hoặc urê với đá hoặc tuyết tan). Sau một thời gian (2–3 phút), lấy ống nghiệm ra. Benzen đông đặc nhưng nước vẫn ở dạng lỏng. Vì vậy nhiệt độ hóa rắn của benzen là trên 0 o C (+5,4 o C). Sau đó đun nóng ống nghiệm tương tự (không quá nhiều) trên ngọn lửa đốt. Lớp trên cùng (benzen) sẽ bắt đầu sôi, nhưng lớp dưới cùng (nước) thì không. Vì vậy nhiệt độ sôi của benzen là dưới 100 o C (80,4 o C).
Tỷ lệ benzen với dung dịch thuốc tím và nước iốt(hoặc bằng chứng cho thấy benzen không phản ứng với chất không bão hòa). Đổ 1–2 ml benzen vào ống nghiệm, sau đó đổ một ít dung dịch thuốc tím (màu hồng nhạt). Lắc hỗn hợp. Không xảy ra hiện tượng đổi màu (ngay cả khi đun nóng). Thực hiện một thí nghiệm tương tự với nước iốt. Sự biến màu cũng không xảy ra mà có hiện tượng tách chiết (iod đi vào lớp trên cùng benozla và tô màu nó).
Đốt benzen trong không khí. Nhúng một que thủy tinh vào bình chứa benzen, sau đó lấy ra và thêm một giọt benzen vào ngọn lửa. Benzen bốc cháy và tạo ra ngọn lửa có nhiều khói. Sự xuất hiện của bồ hóng được giải thích tương tự như trong thí nghiệm với axetylen.
Nitrat hóa benzen. Đổ 1 ml benzen vào ống nghiệm và thêm một thể tích tương đương hỗn hợp nitrat hóa (hỗn hợp axit sunfuric và axit nitric đậm đặc theo tỷ lệ thể tích 2:1). Đun hỗn hợp đến sôi, sau đó để nguội bằng cách rót vào ly (30-50 ml). Có thể dễ dàng phát hiện nitrobenzen trong hỗn hợp thu được qua mùi hạnh nhân đắng:
C 6 H 6 + HONO 2 -> C 6 H 5 NO 2 + H 2 O.
Sự oxy hóa các chất tương đồng benzen. Đổ 2-3 ml dung dịch thuốc tím pha loãng vào ống nghiệm, axit hóa bằng 2-3 giọt axit sulfuric loãng, thêm khoảng 1 ml toluene vào hỗn hợp và lắc đều. Đun nóng hỗn hợp và quan sát sự đổi màu của dung dịch do quá trình oxy hóa toluene thành axit benzoic: C 6 H 5 CH 3 + 3O -> C 6 H 5 COOH + H 2 O.
Thực hiện phản ứng oxy hóa xylen theo cách tương tự; trong trường hợp này, axit phthalic dibasic C 6 H 4 (COOH) 2 được hình thành.
Ghi chú. Khi nghiên cứu từng đại diện tiếp theo của hydrocarbon, những điểm tương đồng và khác biệt với các chất được nghiên cứu trước đó sẽ được thảo luận. Rút ra kết luận về sự phụ thuộc của tính chất vào cấu trúc của chất. Do đó, bằng cách thực hiện một cách tiếp cận thống nhất để nghiên cứu các tính chất của hydrocacbon, giáo viên giúp học sinh hiểu rõ hơn về các đặc tính các nhóm khác nhau hydrocarbon, và kết quả là - sự củng cố lâu dài hơn của tài liệu trong trí nhớ của học sinh.
Thí nghiệm bổ sung để thực hiện trong giờ hóa học hoặc trong các môn học tự chọn
Xác định halogen bằng phép thử Beilstein. Đun nóng dây đồng trên ngọn lửa của đầu đốt cho đến khi ngọn lửa ngừng chuyển màu. Dùng đầu dây (có thể nóng), chạm vào chất cần phân tích (chloroform, bromobenzen, axit chloroacetic, iodoform, polyvinyl clorua, v.v.) và thêm nó vào ngọn lửa không màu (bạn có thể đốt một ít etanol trong sứ tách). Nếu chất phân tích có chứa clo hoặc brom thì ngọn lửa chuyển sang màu xanh ngọc lục bảo đẹp mắt, nếu có iốt thì ngọn lửa chuyển sang màu xanh lục. Phương pháp này được F. Beilstein (1838-1906) đề xuất vào năm 1872.
Thành phần của khí tự nhiên hoặc khí hóa lỏng . Đặt nó lên bếp gas chảo lớn với nước lạnh (3-5 l) và châm ga. Sau một thời gian, bạn sẽ thấy những giọt chất lỏng xuất hiện trên bề mặt ngoài lạnh của chảo. Đây là nước. Cô ấy đến từ đâu? Rõ ràng khi đốt khí hydro oxit sẽ thoát ra. Điều này có nghĩa là một trong những thành phần của khí tự nhiên là hydro.
Rửa sạch lọ thủy tinh nước vôi, xả hết lượng dư thừa để những giọt lớn dung dịch vẫn còn trên thành bình. Giữ bình trên ngọn lửa của đèn đốt gas ( Cẩn thận bị bỏng!), và bạn sẽ thấy những giọt nước vôi đã trở nên đục. Điều này cho thấy sự hiện diện của carbon dioxide. Điều này có nghĩa là thành phần thứ hai của khí là cacbon.
Ngoài ra, trong thành phần các hợp chất tạo thành khí tự nhiên, có nitơ, oxy và lưu huỳnh với số lượng nhỏ.
Liên kết hóa học giữa hydro và lưu huỳnh mạnh hơn giữa hydro và carbon. Đặt một miếng parafin nhỏ có kích thước bằng hạt lúa mì và cùng một lượng lưu huỳnh vào bình. Đun nóng hỗn hợp. Điều này giải phóng hydro sunfua ( ngửi cẩn thận!) và cacbon tự do.
Tính chất của xăng.a) Cho một giọt cồn iốt và một thể tích xăng tương đương vào ống nghiệm cùng với 2 ml nước. Lắc đều hỗn hợp. Sau khi tách chất lỏng, có thể có hai lựa chọn. Đầu tiên, mất màu, mẫu xăng bị nứt và chứa hydrocacbon chưa bão hòa. Thứ hai, iốt được chiết xuất ở lớp xăng phía trên. Điều này có nghĩa là bạn có xăng chưng cất thẳng (không chứa các hợp chất chưa bão hòa). Ngoài ra, bạn đã thấy rằng iốt hòa tan trong xăng tốt hơn trong nước.
b) Nghiền vài hạt hướng dương hoặc một miếng óc chó với 2-3 ml xăng. Xả chất lỏng trong suốt và nhỏ một giọt lên giấy lọc. Sau khi xăng bay hơi, trên giấy vẫn còn vết dầu mỡ. Sử dụng xăng, dầu được chiết xuất (chiết xuất) từ hạt có dầu tại các nhà máy chiết dầu. Dùng xăng để làm sạch quần áo khỏi vết dầu mỡ. Đổ một vài giọt xăng vào đáy hộp thiếc kim loại khô và sạch rồi dùng một chiếc dằm dài đốt lửa. (Bình đựng xăng phải đặt trên bệ chống cháy.) Xăng rất dễ cháy, cháy nhanh và không có bồ hóng.
Sự thăng hoa của naphtalen. Đặt băng phiến vào đáy chai thủy tinh cổ rộng (chai nước sốt cà chua) hoặc hộp đựng tương tự khác. Sau đó đặt một cành cây khô vào trong chai. Che cổ tàu bằng một miếng bông gòn. Bây giờ đặt chai vào bồn cát lạnh và bắt đầu đun nóng (thực hiện thí nghiệm trong tủ hút). Khi đun nóng (50 o C), naphtalen thăng hoa và ngưng tụ trên thành và cành lạnh ở dạng vảy sáng bóng(khi bắt đầu thăng hoa thì ngừng đun nóng). Xin lưu ý rằng sự thăng hoa có thể được sử dụng để tinh chế một chất. Hãy đoán về loại mạng tinh thể naphtalen.
Xác định mối quan hệ định lượng trong phản ứng cháy của khí hydrocarbon trong oxy. Thu thập trong máy đo thính lực<рисунок 7>oxy và một trong các hydrocacbon khí ở các tỷ lệ thể tích khác nhau.
Hình 7. Máy đo điện âm.
Đốt hỗn hợp trên lửa, sau khi thiết lập nhiệt độ ban đầu, ghi lại thể tích khí phía trên chất lỏng trong eudiometer và đưa ra kết luận thích hợp theo định luật quan hệ thể tích của Gay-Lussac.
Câu hỏi, nhiệm vụ củng cố, làm rõ, hệ thống hóa đề tài
Mọi TN trong bài học hóa học đều phải được thảo luận từ góc độ nguyên lý lý thuyết, từ góc độ vận dụng tính chất đã xét của các chất vào thực tế; Chúng tôi cung cấp một số tùy chọn cho các câu hỏi thảo luận.
- Kiểm tra phòng trống nguồn tự nhiên hydrocarbon trong khu vực của bạn. họ là gì vai trò hiện đại và triển vọng sử dụng trong nền kinh tế khu vực?
- Tìm hiểu xem gia đình bạn tiêu thụ bao nhiêu khí đốt tự nhiên hoặc hóa lỏng mỗi năm. Tính thể tích khí oxi cần thiết để đốt cháy lượng khí này và thể tích khí cacbonic, đồng thời nổi bật. Thảo luận về kết quả của bạn. Bao nhiêu nhiệt được tạo ra trong quá trình này?
- Nếu nhà bạn sử dụng các nguồn năng lượng khác, chẳng hạn như điện, hãy đoán xem nguồn nào rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn.
- Trong vận tải đường bộ, hỗn hợp propan-butan nén trong xi lanh được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu động cơ. Tại sao khí tự nhiên hoặc khí mê-tan rẻ hơn và dễ tiếp cận hơn lại không được sử dụng cho những mục đích này?
- Bằng cách nghiên cứu các tính chất vật lý của các hydrocacbon bão hòa đơn giản nhất, bạn đã bị thuyết phục rằng chúng không có mùi. Tại sao gas gia dụng (tự nhiên hoặc dạng bình) lại có mùi?
- Khi số lượng nguyên tử carbon trong phân tử hydrocarbon tăng lên, số lượng đồng phân của chúng cũng tăng lên. Ví dụ: đối với trưởng khoa C 10 H số thứ 22đồng phân có thể
- bằng 75; đối với các hợp chất phức tạp hơn con số này lên tới hàng trăm và hàng nghìn. Bạn có nghĩ rằng trên thực tế có thể thu được tất cả các đồng phân này không? Hãy nhìn kỹ vào một chiếc bật lửa thông thường. Hãy tự mình hiểu ý nghĩa của từng chi tiết. Hãy chú ý đến nguyên lý hoạt động, cấu trúc của ngọn lửa và khả năng điều chỉnh của nó. Viết một chuyên luận về bật lửa. Ngoài phần mô tả vẻ bề ngoài
, cho biết thành phần và tính chất của nhiên liệu và các chất tạo nên các bộ phận đó, cũng như các đặc tính vật lý và quá trình hóa học, xảy ra khi sử dụng đá lửa hiện đại. tái bút Mô tả của người khác kinh nghiệm học tập