Лабораторна робота № 1
Підготовчі роботи в кабінеті хімії
Знайомство з лабораторним устаткуванням
Обладнання: Пробірки, колби (плоскодонні, круглодонні, конічні, Вюрца); хімічні склянки; воронки (для фільтрування, ділильні, краплинні, запобіжні); реактивні банки, склянки; реторти, порцелянові чашки для випарювання, ступки з товкачем; порцелянові склянки або тиглі ; металеві штативи; штативи для пробірок; пробіркодержателі; підйомний столик; ложечки для спалювання, тигельні щипці; затискачі; азбестові сітки; ваги і важок; білий папір; туш; безбарвний лак (парафін); набір слюсарних і столярних інструментів.
Перерахувати виставлені на столі предмети обладнання хімічного кабінету та розповісти про їх призначення.
Замалюйте: а) пробірки, б) колби (плоскодонні, круглодонну, конічну, Вюрца), в) хімічні склянки; г) воронки (для фільтрування, ділильну, крапельну, запобіжну); д) реактивну банку і склянку, е) реторту.
Матеріали для роботи
I. Скляний і порцеляновий посуд
1. Пробірки. У кабінеті хімії середньої школи має бути достатня кількість лабораторних пробірок (1,5 x 15 см) і пробірок більшого розміру - демонстраційних пробірок. Поясніть призначення плоскодонних і круглодонні пробірок.
2. Колби: а) плоскодонні - для нагрівання речовин до невеликих температур;
б) круглодонні - для тривалого і сильного нагрівання, частіше застосовуються в органічній хімії; в) колби і пробірки Вюрца - посуд спеціального призначення для отримання і відведення парів рідин і газів.
3. Хімічні склянки застосовуються для демонстрації дослідів, збирання фільтратів, приготування розчинів (ємність 50 - 100 мл).
4. Вирви: а) конічні з короткою трубкою (відростком) застосовуються для фільтрування і для вливання рідин у посудини з вузьким горлом, б) конічні з довгою трубкою застосовуються в тих випадках, коли необхідно вливати рідину на дно посуду обережно, без розбризкування; в) краплинні потрібні для вливання рідин по краплях до реакційним сумішей в колбах; г) ділильні застосовують для поділу не змішуються, рідин; д) запобіжні використовують в приладах для одержання газів, наприклад, в апараті Киппа.
5. Реторти. У школі їх застосовують рідко і в тих випадках, коли вихідні речовини (або виходять) роз'їдають пробки, гумові трубки (наприклад, отримання азотної кислоти).
6. Реактивні склянки і банки. Потрібні для зберігання розчинів і рідких реактивів. Їх закривають притертими скляними, гумовими, корковими пробками. Скляними пробками не можна закривати розчини лугів, які роз'їдають скло. Гумові пробки не можна використовувати для тих органічних речовин, які їх розчиняють і для сильно роз'їдають неорганічних реактивів, наприклад, брому. У реактивних банках зберігають сухі реактиви і матеріали.
7. Скляні палички і трубки. Скляні трубки необхідні для виготовлення деталей приладів. Частіше за все необхідні трубки діаметром 5 - 6 мм; трубки діаметром 10 - 15 мм повинні бути з тугоплавкого скла. Скляні палички використовуються для перемішування розчинів, для пріліваніем рідини по паличці. Щоб не розбити тонкостінну хімічний посуд, на кінець палички надягають невеликий відрізок гумової трубки.
8. Посуд з порцеляни: а) чашки для випарювання діаметром 5 -7 см і 10 см, б) ступки для подрібнення, перетирання речовин діаметром 10 см, в) тиглі необхідні для прожарювання речовин при високій температурі.
II. Обладнання з дерева і металу
1. Металеві штативи. Використовують для кріплення деталей установки хімічного експерименту. Їх рекомендується зберігати в зібраному вигляді і час від часу фарбувати асфальтовим лаком для запобігання металу від корозії. Затискачі забезпечуються корковими прокладками. Замість них можна використати надіті на затискач відрізки гумових трубок.
2. Штативи для пробірок. Вони бувають на 6 або 12 місць. Треба вибирати більш стійкі, так як учні часто їх перекидають.
3. Пробіркодержателі. Бувають двох видів: а) дерев'яні держалки типу прищіпок для білизни. Вони малоудобни, так як при натиску на задній кінець держалки вони розтискаються, і пробірка може впасти, б) більш зручні держалки з двох металевих пластинок з хомутиком, закріплених в дерев'яній ручці. Їх можна також використовувати для перенесення тиглів і порцелянових чашок.
4. Підйомний столик. Він потрібен для підставки спіртовок і посуду при демонстрації дослідів. На нього не можна ставити гарячі предмети і обливати його розчинами кислот і лугів.
5. Інше обладнання з металу. Найчастіше застосовуються: ложечки для спалювання, тигельні щипці, затиски.
III. Робота зі склом
Обладнання: Скляні трубки різного діаметру; газові пальники або спиртівки; напилок; окуляри; серветка; сірники; чашка Петрі.
1. Вибір скляних трубок. Для виготовлення приладів і деталей майже завжди використовуються трубки з зовнішнім діаметром 4 - 6 мм. Внутрішній діаметр залежить від товщини стінок трубки. Вона може бути 1 - 2 мм. Вимірювання довжини і ширини трубки проводиться шкільною лінійкою.
2. Різання трубок. Роботу проводять в окулярах, щоб уникнути попадання осколків скла в очі. Різати трубки малого розміру діаметром до 10 мм досить легко. Для цього трубку кладуть на рівну поверхню і гострим кутом тригранного напилка проводять кілька разів по одному місцю трубки, домагаючись того, щоб на ній вийшов надріз завдовжки в 1 / 5 або 1 / 6 її кола, по якій проводиться розлом. Ламаємо трубку можна обернути серветкою в цілях безпеки виконання операції. Великими пальцями беруть трубку з протилежного боку від надрізу і ламають її. Над трубкою можна нахилятися, тримати її треба на витягнутих руках. Коли ламають трубку, то прагнуть, як би розірвати її. Якщо надріз зроблений правильно, трубка легко ламається, краю її рівні.
3. Оплавлення кінців трубок. Краї відрізаних для складання приладів трубок повинні бути оплавлені, інакше вони прорізають надягають на них гумові трубки і можуть поранити руки працюючого. Для того, щоб заокруглити краю трубки, її кінці треба по 2 - 3 хв. тримати при постійному обертанні навколо своєї осі у верхній частині полум'я спиртівки.
4. Згинання трубок. Працювати в окулярах. Полум'я спиртівки повинно бути широким і плоским, для цього необхідно розпушити гніт. Трубку поміщають в саму гарячу частину полум'я (верхня третина), притримують лівою рукою і обертають пальцями правої руки. Не можна нагинатися над згинається трубкою. Коли скло розм'якшиться, його починають обережно згинати. Трубка від легкого впливу працюючого спокійно гнеться. Не виносити трубку з полум'я!
IV. Обробка пробок, свердління отворів в пробках
Обладнання: пробки (гумові і коркові), пробкомялка, свердла для пробок, ніж для точки свердел (або напилок), скляні трубки, гліцерин або вазелін, серветка.
1. Підбір пробок. Коркові пробки підбирають точно за розміром горлечка.
2. Обжимання пробок. Коркову пробку підганяють до розмірів отворів, які вона повинна закривати, шляхом її обжимання на пробкомялке.
3. Свердління гумових і коркових пробок. Свердлять пробки свердлами, які заточують при необхідності ножем для точки свердел або напилком. При свердлінні гумових пробок свердло змащують вазеліном або гліцерином. Пробку тримають у руці і з вузького кінця відзначають місце для свердління, потім, злегка натискаючи на свердло, починають його обертати. Уважно стежити за тим, щоб свердло зберегло своє початкове напрямок. Коли свердло наблизиться до кінця пробки, її впирають у невелику дощечку - краю отвору виходять рівними. За допомогою металевого стержня видаляють шматок пробки з свердла.
4. Як вставляти трубки в просвердлені в пробках отвори? Трубка повинна входити в пробку при помірному натиску і обертальному її русі. Для зменшення тертя трубку змащують гліцерином або вазеліном. Трубку при вставлянні в отвір пробки треба тримати біля самої поверхні пробки, інакше вона може легко зламатися і поранити руку. Сильно тиснути на скляну трубку можна, щоб уникнути розлому трубки і порізів. Операцію роблять частіше з серветкою, що оберігає від випадкових порізів.
V. Написання етикеток на реактивні склянки
Обладнання: склянки з реактивами, білий папір, туш, безбарвний лак або парафін.
Кожна банка або склянка з реактивами повинна бути забезпечена етикеткою з формулою і назвою речовини, концентрацією розчину. Етикетки роблять зі звичайної білого паперу (не слід брати товстий папір, вона погано приклеюється і легко відстає від скла). Писати на етикетці найзручніше тушшю, формули треба писати великими літерами.
На етикетці треба позначати скорочено назву лабораторії, школи (х.л.ш. 12 - хімічна лабораторія школи 12), у лівому кутку вказується номер шафи, в якому зберігається реактив і номер полиці в шафі. Для того щоб швидко розпізнати тип реактиву, доцільно використовувати етикетки різного кольору: червоного - для кислот, синього - для лугу, безбарвного - для солей, жовтого - для органічних речовин. Щоб етикетки не псувалися, їх покривають безбарвним лаком або парафіном. Для покриття парафіном на кінець скляної палички або лучинки намотують шматочок вати, опускають в розплавлений парафін і наносять його на етикетку тонким рівним шаром.
Досвід 1. Визначення щільності рідини ареометром
Обладнання та реатіви: Набір ареометрів, два циліндри на 100 мл, серветка, дистильована вода, розчин хлориду натрію, довідкові таблиці.
Хід роботи: Рідину наливають у високі циліндри, в які опускають ареометр. В один циліндр наливають дистильовану воду, в іншій - розчин хлориду натрію. Для прозорих рідин свідчення ареометра відзначають по нижньому краю меніска. Пояснити мету проведення досвіду в даній темі.
Дослід 2. Реакція сполуки сірки з залізом
Обладнання і реактиви: технохімічні ваги, штатив з пробірками, склянки, ступка, штатив, спиртівка, шпатель, пробіркодержатель, серветка, кристалізатор, залізо відновлене, сірка.
Хід роботи: Готують суміш речовин у співвідношенні мас заліза і сірки 7:4, наприклад, досить взяти 2 г сірки і 3,5 г заліза. Якщо невелика кількість суміші кинути у склянку з водою, то сірка спливе (не змочується водою), залізо тоне (змочується водою). Суміш можна розділити і магнітом. Для цього до суміші на скляній пластині, покритої папером, підносять магніт, який притягує залізо, а сірка залишається на склі. Далі суміш переносять у пробірку, закріплюють її в лапці штатива похило і нагрівають. Досить добитися початку реакції (розжарити до червоного) в одному місці суміші, потім реакція триває мимовільно (процес екзотермічний). Для вилучення отриманого FeS, пробірку доводиться розбивати, попередньо охолодивши і загорнувши її в серветку. Продукт реакції магнітом не притягується і водою не поділяється на залізо і сірку.
Fe + S = FeS
Техніка безпеки: Досвід проводити тільки у витяжній шафі! Під пробірку підкласти деко з піском. Не тримати руками спиртівку під пробіркою.
Дослід 3. Досвід, що підтверджує закон збереження маси речовин
Обладнання і реактиви: Посудина Ландольта, технохімічні ваги з важками, пінцет, розчини гідроксиду натрію і сульфату міді масовою часткою 5%.
Хід роботи: На вагах врівноважують посудину Ландольта з різними рідинами в колінах. В одне коліно налитий розчин гідроксиду натрію, а до іншого племени - розчин сульфату міді. Розчин гідроксиду натрію зливають в інше коліно посудини. Зливання розчинів не порушує рівноваги ваг. Маса речовин до реакції і після реакції не змінилася.
Утилізація: Скляній паличкою взяти пробу суміші на фенолфталеїн. При надлишку лугу (яскрава малинова забарвлення) по краплях додавати розчин CuSO 4, при відсутності забарвлення в суміш по краплях додавати розчин NaOH. В обох випадках процедуру проводити до слабо-малинового фарбування. Осад Cu (OH) 2 відфільтрувати і промити на фільтрі до тих пір, поки фільтрат втратить рожеве забарвлення. Фільтрат і промивні води вилити в раковину. Осад Cu (OH) 2 висушити на фільтрі і використовувати: а) як реактиву - нерозчинного підстави; б) для отримання оксиду міді: Cu (OH) 2 = С uO + H 2 O.
Оксид використовувати: а) для відновлення оксиду міді воднем:
CuO + H 2 = Сu + H 2 O (тема: «Водень. Кислоти. Солі". VIII кл.), Б) для реакції отримання мідного купоросу: CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 О (тема: «Водень. Кислоти. Солі". VIII кл.).
Дослід 4. Очищення кухонної солі
Обладнання і реактиви: Штатив з кільцем, асбестірованная сітка, стакан, колба на 250 мл, лійка, скляна паличка, фільтри, спиртівка, сірники, порцелянова чашка, шпатель тигельні щипці, забруднена кухонна сіль.
Хід роботи: У склянку наливають 20 мл дистильованої води і розчиняють в ній забруднену кухонну сіль, насипаючи її у склянку шпателем невеликими порціями. Рідину потрібно помішувати скляною паличкою тим кінцем, на якому надіта гумова трубочка. Потім розчин фільтрують. Отриманий фільтрат виливають у фарфорову чашку, ставлять на асбестірованную сітку кільця штатива і нагрівають у полум'ї пальника. Коли в чашці з'являться перші кристали солі, нагрівання припинити. Порівняти отриману сіль з вихідною сіллю в суміші.
Техніка безпеки: Нагрівати розчин обережно, уникаючи розбризкування рідини, розчин помішувати паличкою, не дивитися в чашку зверху. Припинити нагрівання в той момент, коли утворюється кашкоподібна маса в чашці.
Утилізація: Кристали хлориду натрію використовувати в лабораторії.
Досвід 5. Взаємодія заліза з розчином хлориду міді (II)
Обладнання і реактиви: Високий циліндр на 200 мл, залізний ніж, нитки, наждачний папір, розчин хлориду міді масовою часткою 10%
Хід роботи: У циліндр наливають близько 3 / 4 його об'єму розчин хлориду міді (II).
Попередньо очищений наждачним папером залізний ніж опускають у розчин хлориду міді. Через 1-2 хв. вийняти ніж і розглянути його. Зробити висновок, записати рівняння реакції. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію заміщення: CuCI 2 + Fe = FeCI 2 + Cu.
Утилізація: У результаті реакції CuCI 2 + Fe = FeCI 2 + Сu утворюється в розчині суміш FeCI 2 і CuCI 2, в яку розміщують на тривалий термін залізний предмет (цвях, скріпку, кнопку). Вміст пробірки підкисляють декількома краплями 10% соляної кислоти. Залізні предмети виймають, мідь збирають, а розчин FeCI 2, частково окислений до FeCI 3, відокремлюють фільтруванням від шматочків міді. Потім розчини солей підкисляють знову соляною кислотою і продувають повітря гумовою грушею для повного окислення Fе 2 + у Fe 3 +: 4 FeCI 2 + O 2 + 4 HCI = 4 FeCI 3 +2 H 2 O.
Отриманий розчин хлориду заліза (III) жовтуватого кольору використовують в лабораторії. Зібрану мідь промивають слабким розчином соляної кислоти, висушують на повітрі і використовують в лабораторії.
Примітка: Якщо розчин сульфату міді після проведення реакції не змінив колір на зелений, то його можна використовувати для повторної демонстрації досвіду.
Досвід 6. Розкладання малахіту (CuO Н) 2 CO 3
Обладнання і реактиви: Штатив з лапкою, гумові прокладки, спиртівка, сірники, гумова пробка з газовідвідної трубкою, шпатель, малахіт, склянку з вапняною водою.
Хід роботи: Помістимо приблизно 1 г малахіту в пробірку. Закриємо пробірку пробкою з газовідвідної трубкою. Перевіримо на герметичність. Злегка постукуючи пальцем по пробірці, розрівняти порошок так, щоб він тонким шаром доходив до середини від денця пробірки. Закріпимо пробірку в штативі в похилому положенні так, щоб дно пробірки було вище отвору. Газовідвідну трубку внесемо в склянку з вапняною водою так, щоб кінець трубки був занурений у воду. Спочатку треба нагріти всю пробірку, а потім тільки в тому місці, де знаходиться малахіт. Спостерігаємо зміна кольору малахіту від зеленого до чорного і виділення бульбашок газу. Коли виділення бульбашок газу припиниться, виймаємо кінець газовідвідної трубки зі склянки з вапняною водою, підвівши лапку штатива вгору. Погасити пальник. Записати рівняння реакції, роз'яснити методику формування уявлень про реакцію розкладання.
Техніка безпеки: Пробірка повинна знаходитися в похилому (дно вище отвору) положенні. Замість склянки з вапняною водою можна скористатися звичайною пробіркою.
Утилізація: Повністю розкласти малахіт: (CuOH) 2 CO 3 = 2 CuO + CO 2 + H 2 O.
Залишився в пробірці чорний CuO охолодити і використовувати в якості реактиву. Вапняну воду з утворився карбонатом кальцію помістити в ємність з лужним розчином для нейтралізації солей важких металів і кислих розчинів: ємність-нейтралізатор.
Досвід 7. Показ деяких металів і неметалів кількістю речовини 1 моль
Обладнання і реактиви: Стакан, ваги, важок, пінцет, шпатель, скляна паличка, серветка, реактиви: Na 2 SO 4, NaCI, Cu, S, Zn.
Хід роботи: Визначаємо масу речовини для зважування, наприклад:
М r (Na 2 SO 4) = 142, M (Na 2 SO 4) = 142г/моль, m (Na 2 SO 4) = v. М = 1 моль. 142г/моль = 142г
Хімічна сполука кількістю речовини 1 моль «відміряти» не можна, тому розрахуємо його масу. Зважмо Na 2 SO 4 масою 142 р. - це і буде порція Na 2 SO 4 кількістю речовини 1 моль. Таким же чином знаходять і інші маси речовин, кількістю речовини 1 моль.
Досвід 8. Взаємодія міді з сіркою. Досвід без витяжної шафи (рис. 5а)
Обладнання і реактиви: спиртівка, сірники, штатив з лапкою, шпатель, круглодонні колба з термостійкого скла, хлоркальциевого трубка, заповнена активованим вугіллям, гумові прокладки, гумові та скляні трубки, кристалізатор, порошок міді відновленої, порошок сірки.
Хід роботи: Готують порції червоного порошку міді і жовтого порошку сірки у співвідношенні кількості речовини 1:1 (або по масі: 2 м. ч. міді і 1 м.ч. сірки).
Сірку беруть в невеликому надлишку. Невелику порцію суміші кидають у воду, спостерігають розділення суміші при помішуванні паличкою. Далі перемішують скляною паличкою суху суміш, ознак реакції не спостерігається. При енергійному розтиранні суміші в ступці товкачиком відбувається зміна забарвлення - суміш стає темно-сірої, що свідчить про початок хімічної реакції. З ступки суміш порцією, приблизно, дві сірникові головки переносять на азбестову папір, яка знаходиться на дні круглодонні колби. Колбу закривають пробкою з газовідвідної трубкою, з'єднаної з хлоркальциевого трубкою і активованим вугіллям. Дуже обережно нагрівають суміш в колбі, періодично підносячи і видаляючи спиртівку, до повного потемніння суміші. Отруйні побічні продукти реакції (SO 2) адсорбуються активованим вугіллям. Після охолодження колби, її перевертають у кристалізатор з водою і під водою відкривають пробку. Чорний сульфід міді потрапляє у воду, продукт реакції не поділяється на мідь і сірку. Колба залишається в такому положенні до кінця уроку, щоб уникнути попадання отруйних газів в атмосферу. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію з'єднання.
Техніка безпеки: Дотримуватися режиму нагрівання. Порцію взятих речовин не збільшувати!
Досвід у витяжній шафі.
Спочатку готують порції вихідних речовин у співвідношенні кількості речовини 1:1. Суміш розтирають у ступці, далі переносять на азбестову сітку, яку ставлять на кільце штатива і нагрівають. Порція суміші повинна бути розміром з 10 коп. монету.
Через 0,5-1 хв. суміш міді і сірки перетворюється в чорну масу, причому зміни починаються з країв «монети». Спиртівку прибирають в той момент, коли потемніння суміші сталося приблизно на 50%.
Утилізація. Після охолодження чорний сульфід міді помістити в хімічний стакан (колбу, чашку Петрі), змочити водою і залишити на відкритому повітрі. Вологий препарат поступово окислюється на повітрі з утворенням мідного купоросу. (Некрасов Б. В. Основи загальної хімії, т. 3, Хімія, 1970, с. 70).
Досвід 9. Розпад води електричним струмом
Обладнання і реактиви: Кристаллизатор, дві пробірки, дві гумові пробки, U-подібна трубка з відростками, гумові та скляні трубки, залізні електроди, вставлені щільно в пробки, розчин їдкого натру масовою часткою 6-8%, випрямляч, лучинка.
Хід роботи: Зібрати прилад згідно з рис. 6. В U-образну трубку налити 5-7% розчин їдкого натру. З'єднати електроди з випрямлячем електропроводами. Заповнити пробірки водою і помістити їх в кристалізатор з водою дном вгору. Помістити поруч пробки. Включити випрямляч. Для розкладання води електричним струмом застосовують струм напругою 10-12В. Спостерігати виділення бульбашок газу, підвести газовідвідні трубки в отвори обох пробірок (одновременно!) і зібрати гази над водою. Закрити пробірки пробками. Відзначити і пояснити різні об'єми газів в пробірках. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію розкладання з утворенням газоподібних продуктів реакції, методику якісного визначення водню і кисню.
Техніка безпеки: Не торкатися руками металевих контактів. Випрямляч заземлити. Розбирання приладу проводити тільки після відключення його від електричної мережі.
Утилізація: В U-подібній трубці залишився розчин лугу більшої концентрації. Визначити ареометром його щільність і концентрацію. Довести менш концентрованим розчином лугу або водою до необхідної концентрації. Використовувати повторно.
Підготовчі роботи в кабінеті хімії
Знайомство з лабораторним устаткуванням
Обладнання: Пробірки, колби (плоскодонні, круглодонні, конічні, Вюрца); хімічні склянки; воронки (для фільтрування, ділильні, краплинні, запобіжні); реактивні банки, склянки; реторти, порцелянові чашки для випарювання, ступки з товкачем; порцелянові склянки або тиглі ; металеві штативи; штативи для пробірок; пробіркодержателі; підйомний столик; ложечки для спалювання, тигельні щипці; затискачі; азбестові сітки; ваги і важок; білий папір; туш; безбарвний лак (парафін); набір слюсарних і столярних інструментів.
Перерахувати виставлені на столі предмети обладнання хімічного кабінету та розповісти про їх призначення.
Замалюйте: а) пробірки, б) колби (плоскодонні, круглодонну, конічну, Вюрца), в) хімічні склянки; г) воронки (для фільтрування, ділильну, крапельну, запобіжну); д) реактивну банку і склянку, е) реторту.
Матеріали для роботи
I. Скляний і порцеляновий посуд
1. Пробірки. У кабінеті хімії середньої школи має бути достатня кількість лабораторних пробірок (1,5 x 15 см) і пробірок більшого розміру - демонстраційних пробірок. Поясніть призначення плоскодонних і круглодонні пробірок.
2. Колби: а) плоскодонні - для нагрівання речовин до невеликих температур;
б) круглодонні - для тривалого і сильного нагрівання, частіше застосовуються в органічній хімії; в) колби і пробірки Вюрца - посуд спеціального призначення для отримання і відведення парів рідин і газів.
3. Хімічні склянки застосовуються для демонстрації дослідів, збирання фільтратів, приготування розчинів (ємність 50 - 100 мл).
4. Вирви: а) конічні з короткою трубкою (відростком) застосовуються для фільтрування і для вливання рідин у посудини з вузьким горлом, б) конічні з довгою трубкою застосовуються в тих випадках, коли необхідно вливати рідину на дно посуду обережно, без розбризкування; в) краплинні потрібні для вливання рідин по краплях до реакційним сумішей в колбах; г) ділильні застосовують для поділу не змішуються, рідин; д) запобіжні використовують в приладах для одержання газів, наприклад, в апараті Киппа.
5. Реторти. У школі їх застосовують рідко і в тих випадках, коли вихідні речовини (або виходять) роз'їдають пробки, гумові трубки (наприклад, отримання азотної кислоти).
6. Реактивні склянки і банки. Потрібні для зберігання розчинів і рідких реактивів. Їх закривають притертими скляними, гумовими, корковими пробками. Скляними пробками не можна закривати розчини лугів, які роз'їдають скло. Гумові пробки не можна використовувати для тих органічних речовин, які їх розчиняють і для сильно роз'їдають неорганічних реактивів, наприклад, брому. У реактивних банках зберігають сухі реактиви і матеріали.
7. Скляні палички і трубки. Скляні трубки необхідні для виготовлення деталей приладів. Частіше за все необхідні трубки діаметром 5 - 6 мм; трубки діаметром 10 - 15 мм повинні бути з тугоплавкого скла. Скляні палички використовуються для перемішування розчинів, для пріліваніем рідини по паличці. Щоб не розбити тонкостінну хімічний посуд, на кінець палички надягають невеликий відрізок гумової трубки.
8. Посуд з порцеляни: а) чашки для випарювання діаметром 5 -7 см і 10 см, б) ступки для подрібнення, перетирання речовин діаметром 10 см, в) тиглі необхідні для прожарювання речовин при високій температурі.
II. Обладнання з дерева і металу
1. Металеві штативи. Використовують для кріплення деталей установки хімічного експерименту. Їх рекомендується зберігати в зібраному вигляді і час від часу фарбувати асфальтовим лаком для запобігання металу від корозії. Затискачі забезпечуються корковими прокладками. Замість них можна використати надіті на затискач відрізки гумових трубок.
2. Штативи для пробірок. Вони бувають на 6 або 12 місць. Треба вибирати більш стійкі, так як учні часто їх перекидають.
3. Пробіркодержателі. Бувають двох видів: а) дерев'яні держалки типу прищіпок для білизни. Вони малоудобни, так як при натиску на задній кінець держалки вони розтискаються, і пробірка може впасти, б) більш зручні держалки з двох металевих пластинок з хомутиком, закріплених в дерев'яній ручці. Їх можна також використовувати для перенесення тиглів і порцелянових чашок.
4. Підйомний столик. Він потрібен для підставки спіртовок і посуду при демонстрації дослідів. На нього не можна ставити гарячі предмети і обливати його розчинами кислот і лугів.
5. Інше обладнання з металу. Найчастіше застосовуються: ложечки для спалювання, тигельні щипці, затиски.
III. Робота зі склом
Обладнання: Скляні трубки різного діаметру; газові пальники або спиртівки; напилок; окуляри; серветка; сірники; чашка Петрі.
1. Вибір скляних трубок. Для виготовлення приладів і деталей майже завжди використовуються трубки з зовнішнім діаметром 4 - 6 мм. Внутрішній діаметр залежить від товщини стінок трубки. Вона може бути 1 - 2 мм. Вимірювання довжини і ширини трубки проводиться шкільною лінійкою.
2. Різання трубок. Роботу проводять в окулярах, щоб уникнути попадання осколків скла в очі. Різати трубки малого розміру діаметром до 10 мм досить легко. Для цього трубку кладуть на рівну поверхню і гострим кутом тригранного напилка проводять кілька разів по одному місцю трубки, домагаючись того, щоб на ній вийшов надріз завдовжки в 1 / 5 або 1 / 6 її кола, по якій проводиться розлом. Ламаємо трубку можна обернути серветкою в цілях безпеки виконання операції. Великими пальцями беруть трубку з протилежного боку від надрізу і ламають її. Над трубкою можна нахилятися, тримати її треба на витягнутих руках. Коли ламають трубку, то прагнуть, як би розірвати її. Якщо надріз зроблений правильно, трубка легко ламається, краю її рівні.
3. Оплавлення кінців трубок. Краї відрізаних для складання приладів трубок повинні бути оплавлені, інакше вони прорізають надягають на них гумові трубки і можуть поранити руки працюючого. Для того, щоб заокруглити краю трубки, її кінці треба по 2 - 3 хв. тримати при постійному обертанні навколо своєї осі у верхній частині полум'я спиртівки.
4. Згинання трубок. Працювати в окулярах. Полум'я спиртівки повинно бути широким і плоским, для цього необхідно розпушити гніт. Трубку поміщають в саму гарячу частину полум'я (верхня третина), притримують лівою рукою і обертають пальцями правої руки. Не можна нагинатися над згинається трубкою. Коли скло розм'якшиться, його починають обережно згинати. Трубка від легкого впливу працюючого спокійно гнеться. Не виносити трубку з полум'я!
IV. Обробка пробок, свердління отворів в пробках
Обладнання: пробки (гумові і коркові), пробкомялка, свердла для пробок, ніж для точки свердел (або напилок), скляні трубки, гліцерин або вазелін, серветка.
1. Підбір пробок. Коркові пробки підбирають точно за розміром горлечка.
2. Обжимання пробок. Коркову пробку підганяють до розмірів отворів, які вона повинна закривати, шляхом її обжимання на пробкомялке.
3. Свердління гумових і коркових пробок. Свердлять пробки свердлами, які заточують при необхідності ножем для точки свердел або напилком. При свердлінні гумових пробок свердло змащують вазеліном або гліцерином. Пробку тримають у руці і з вузького кінця відзначають місце для свердління, потім, злегка натискаючи на свердло, починають його обертати. Уважно стежити за тим, щоб свердло зберегло своє початкове напрямок. Коли свердло наблизиться до кінця пробки, її впирають у невелику дощечку - краю отвору виходять рівними. За допомогою металевого стержня видаляють шматок пробки з свердла.
4. Як вставляти трубки в просвердлені в пробках отвори? Трубка повинна входити в пробку при помірному натиску і обертальному її русі. Для зменшення тертя трубку змащують гліцерином або вазеліном. Трубку при вставлянні в отвір пробки треба тримати біля самої поверхні пробки, інакше вона може легко зламатися і поранити руку. Сильно тиснути на скляну трубку можна, щоб уникнути розлому трубки і порізів. Операцію роблять частіше з серветкою, що оберігає від випадкових порізів.
V. Написання етикеток на реактивні склянки
Обладнання: склянки з реактивами, білий папір, туш, безбарвний лак або парафін.
Кожна банка або склянка з реактивами повинна бути забезпечена етикеткою з формулою і назвою речовини, концентрацією розчину. Етикетки роблять зі звичайної білого паперу (не слід брати товстий папір, вона погано приклеюється і легко відстає від скла). Писати на етикетці найзручніше тушшю, формули треба писати великими літерами.
На етикетці треба позначати скорочено назву лабораторії, школи (х.л.ш. 12 - хімічна лабораторія школи 12), у лівому кутку вказується номер шафи, в якому зберігається реактив і номер полиці в шафі. Для того щоб швидко розпізнати тип реактиву, доцільно використовувати етикетки різного кольору: червоного - для кислот, синього - для лугу, безбарвного - для солей, жовтого - для органічних речовин. Щоб етикетки не псувалися, їх покривають безбарвним лаком або парафіном. Для покриття парафіном на кінець скляної палички або лучинки намотують шматочок вати, опускають в розплавлений парафін і наносять його на етикетку тонким рівним шаром.
Лабораторна робота № 2
Експеримент по темі: початкові хімічні поняттяДосвід 1. Визначення щільності рідини ареометром
Обладнання та реатіви: Набір ареометрів, два циліндри на 100 мл, серветка, дистильована вода, розчин хлориду натрію, довідкові таблиці.
Хід роботи: Рідину наливають у високі циліндри, в які опускають ареометр. В один циліндр наливають дистильовану воду, в іншій - розчин хлориду натрію. Для прозорих рідин свідчення ареометра відзначають по нижньому краю меніска. Пояснити мету проведення досвіду в даній темі.
Дослід 2. Реакція сполуки сірки з залізом
Обладнання і реактиви: технохімічні ваги, штатив з пробірками, склянки, ступка, штатив, спиртівка, шпатель, пробіркодержатель, серветка, кристалізатор, залізо відновлене, сірка.
Хід роботи: Готують суміш речовин у співвідношенні мас заліза і сірки 7:4, наприклад, досить взяти 2 г сірки і 3,5 г заліза. Якщо невелика кількість суміші кинути у склянку з водою, то сірка спливе (не змочується водою), залізо тоне (змочується водою). Суміш можна розділити і магнітом. Для цього до суміші на скляній пластині, покритої папером, підносять магніт, який притягує залізо, а сірка залишається на склі. Далі суміш переносять у пробірку, закріплюють її в лапці штатива похило і нагрівають. Досить добитися початку реакції (розжарити до червоного) в одному місці суміші, потім реакція триває мимовільно (процес екзотермічний). Для вилучення отриманого FeS, пробірку доводиться розбивати, попередньо охолодивши і загорнувши її в серветку. Продукт реакції магнітом не притягується і водою не поділяється на залізо і сірку.
Fe + S = FeS
Техніка безпеки: Досвід проводити тільки у витяжній шафі! Під пробірку підкласти деко з піском. Не тримати руками спиртівку під пробіркою.
Дослід 3. Досвід, що підтверджує закон збереження маси речовин
Обладнання і реактиви: Посудина Ландольта, технохімічні ваги з важками, пінцет, розчини гідроксиду натрію і сульфату міді масовою часткою 5%.
Хід роботи: На вагах врівноважують посудину Ландольта з різними рідинами в колінах. В одне коліно налитий розчин гідроксиду натрію, а до іншого племени - розчин сульфату міді. Розчин гідроксиду натрію зливають в інше коліно посудини. Зливання розчинів не порушує рівноваги ваг. Маса речовин до реакції і після реакції не змінилася.
Утилізація: Скляній паличкою взяти пробу суміші на фенолфталеїн. При надлишку лугу (яскрава малинова забарвлення) по краплях додавати розчин CuSO 4, при відсутності забарвлення в суміш по краплях додавати розчин NaOH. В обох випадках процедуру проводити до слабо-малинового фарбування. Осад Cu (OH) 2 відфільтрувати і промити на фільтрі до тих пір, поки фільтрат втратить рожеве забарвлення. Фільтрат і промивні води вилити в раковину. Осад Cu (OH) 2 висушити на фільтрі і використовувати: а) як реактиву - нерозчинного підстави; б) для отримання оксиду міді: Cu (OH) 2 = С uO + H 2 O.
Оксид використовувати: а) для відновлення оксиду міді воднем:
CuO + H 2 = Сu + H 2 O (тема: «Водень. Кислоти. Солі". VIII кл.), Б) для реакції отримання мідного купоросу: CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 О (тема: «Водень. Кислоти. Солі". VIII кл.).
Дослід 4. Очищення кухонної солі
Обладнання і реактиви: Штатив з кільцем, асбестірованная сітка, стакан, колба на 250 мл, лійка, скляна паличка, фільтри, спиртівка, сірники, порцелянова чашка, шпатель тигельні щипці, забруднена кухонна сіль.
Хід роботи: У склянку наливають 20 мл дистильованої води і розчиняють в ній забруднену кухонну сіль, насипаючи її у склянку шпателем невеликими порціями. Рідину потрібно помішувати скляною паличкою тим кінцем, на якому надіта гумова трубочка. Потім розчин фільтрують. Отриманий фільтрат виливають у фарфорову чашку, ставлять на асбестірованную сітку кільця штатива і нагрівають у полум'ї пальника. Коли в чашці з'являться перші кристали солі, нагрівання припинити. Порівняти отриману сіль з вихідною сіллю в суміші.
Техніка безпеки: Нагрівати розчин обережно, уникаючи розбризкування рідини, розчин помішувати паличкою, не дивитися в чашку зверху. Припинити нагрівання в той момент, коли утворюється кашкоподібна маса в чашці.
Утилізація: Кристали хлориду натрію використовувати в лабораторії.
Досвід 5. Взаємодія заліза з розчином хлориду міді (II)
Обладнання і реактиви: Високий циліндр на 200 мл, залізний ніж, нитки, наждачний папір, розчин хлориду міді масовою часткою 10%
Хід роботи: У циліндр наливають близько 3 / 4 його об'єму розчин хлориду міді (II).
Попередньо очищений наждачним папером залізний ніж опускають у розчин хлориду міді. Через 1-2 хв. вийняти ніж і розглянути його. Зробити висновок, записати рівняння реакції. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію заміщення: CuCI 2 + Fe = FeCI 2 + Cu.
Утилізація: У результаті реакції CuCI 2 + Fe = FeCI 2 + Сu утворюється в розчині суміш FeCI 2 і CuCI 2, в яку розміщують на тривалий термін залізний предмет (цвях, скріпку, кнопку). Вміст пробірки підкисляють декількома краплями 10% соляної кислоти. Залізні предмети виймають, мідь збирають, а розчин FeCI 2, частково окислений до FeCI 3, відокремлюють фільтруванням від шматочків міді. Потім розчини солей підкисляють знову соляною кислотою і продувають повітря гумовою грушею для повного окислення Fе 2 + у Fe 3 +: 4 FeCI 2 + O 2 + 4 HCI = 4 FeCI 3 +2 H 2 O.
Отриманий розчин хлориду заліза (III) жовтуватого кольору використовують в лабораторії. Зібрану мідь промивають слабким розчином соляної кислоти, висушують на повітрі і використовують в лабораторії.
Примітка: Якщо розчин сульфату міді після проведення реакції не змінив колір на зелений, то його можна використовувати для повторної демонстрації досвіду.
Досвід 6. Розкладання малахіту (CuO Н) 2 CO 3
Обладнання і реактиви: Штатив з лапкою, гумові прокладки, спиртівка, сірники, гумова пробка з газовідвідної трубкою, шпатель, малахіт, склянку з вапняною водою.
Хід роботи: Помістимо приблизно 1 г малахіту в пробірку. Закриємо пробірку пробкою з газовідвідної трубкою. Перевіримо на герметичність. Злегка постукуючи пальцем по пробірці, розрівняти порошок так, щоб він тонким шаром доходив до середини від денця пробірки. Закріпимо пробірку в штативі в похилому положенні так, щоб дно пробірки було вище отвору. Газовідвідну трубку внесемо в склянку з вапняною водою так, щоб кінець трубки був занурений у воду. Спочатку треба нагріти всю пробірку, а потім тільки в тому місці, де знаходиться малахіт. Спостерігаємо зміна кольору малахіту від зеленого до чорного і виділення бульбашок газу. Коли виділення бульбашок газу припиниться, виймаємо кінець газовідвідної трубки зі склянки з вапняною водою, підвівши лапку штатива вгору. Погасити пальник. Записати рівняння реакції, роз'яснити методику формування уявлень про реакцію розкладання.
Техніка безпеки: Пробірка повинна знаходитися в похилому (дно вище отвору) положенні. Замість склянки з вапняною водою можна скористатися звичайною пробіркою.
Утилізація: Повністю розкласти малахіт: (CuOH) 2 CO 3 = 2 CuO + CO 2 + H 2 O.
Залишився в пробірці чорний CuO охолодити і використовувати в якості реактиву. Вапняну воду з утворився карбонатом кальцію помістити в ємність з лужним розчином для нейтралізації солей важких металів і кислих розчинів: ємність-нейтралізатор.
Досвід 7. Показ деяких металів і неметалів кількістю речовини 1 моль
Обладнання і реактиви: Стакан, ваги, важок, пінцет, шпатель, скляна паличка, серветка, реактиви: Na 2 SO 4, NaCI, Cu, S, Zn.
Хід роботи: Визначаємо масу речовини для зважування, наприклад:
М r (Na 2 SO 4) = 142, M (Na 2 SO 4) = 142г/моль, m (Na 2 SO 4) = v. М = 1 моль. 142г/моль = 142г
Хімічна сполука кількістю речовини 1 моль «відміряти» не можна, тому розрахуємо його масу. Зважмо Na 2 SO 4 масою 142 р. - це і буде порція Na 2 SO 4 кількістю речовини 1 моль. Таким же чином знаходять і інші маси речовин, кількістю речовини 1 моль.
Досвід 8. Взаємодія міді з сіркою. Досвід без витяжної шафи (рис. 5а)
Обладнання і реактиви: спиртівка, сірники, штатив з лапкою, шпатель, круглодонні колба з термостійкого скла, хлоркальциевого трубка, заповнена активованим вугіллям, гумові прокладки, гумові та скляні трубки, кристалізатор, порошок міді відновленої, порошок сірки.
Хід роботи: Готують порції червоного порошку міді і жовтого порошку сірки у співвідношенні кількості речовини 1:1 (або по масі: 2 м. ч. міді і 1 м.ч. сірки).
Сірку беруть в невеликому надлишку. Невелику порцію суміші кидають у воду, спостерігають розділення суміші при помішуванні паличкою. Далі перемішують скляною паличкою суху суміш, ознак реакції не спостерігається. При енергійному розтиранні суміші в ступці товкачиком відбувається зміна забарвлення - суміш стає темно-сірої, що свідчить про початок хімічної реакції. З ступки суміш порцією, приблизно, дві сірникові головки переносять на азбестову папір, яка знаходиться на дні круглодонні колби. Колбу закривають пробкою з газовідвідної трубкою, з'єднаної з хлоркальциевого трубкою і активованим вугіллям. Дуже обережно нагрівають суміш в колбі, періодично підносячи і видаляючи спиртівку, до повного потемніння суміші. Отруйні побічні продукти реакції (SO 2) адсорбуються активованим вугіллям. Після охолодження колби, її перевертають у кристалізатор з водою і під водою відкривають пробку. Чорний сульфід міді потрапляє у воду, продукт реакції не поділяється на мідь і сірку. Колба залишається в такому положенні до кінця уроку, щоб уникнути попадання отруйних газів в атмосферу. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію з'єднання.
Техніка безпеки: Дотримуватися режиму нагрівання. Порцію взятих речовин не збільшувати!
Досвід у витяжній шафі.
Спочатку готують порції вихідних речовин у співвідношенні кількості речовини 1:1. Суміш розтирають у ступці, далі переносять на азбестову сітку, яку ставлять на кільце штатива і нагрівають. Порція суміші повинна бути розміром з 10 коп. монету.
Через 0,5-1 хв. суміш міді і сірки перетворюється в чорну масу, причому зміни починаються з країв «монети». Спиртівку прибирають в той момент, коли потемніння суміші сталося приблизно на 50%.
Утилізація. Після охолодження чорний сульфід міді помістити в хімічний стакан (колбу, чашку Петрі), змочити водою і залишити на відкритому повітрі. Вологий препарат поступово окислюється на повітрі з утворенням мідного купоросу. (Некрасов Б. В. Основи загальної хімії, т. 3, Хімія, 1970, с. 70).
Досвід 9. Розпад води електричним струмом
Обладнання і реактиви: Кристаллизатор, дві пробірки, дві гумові пробки, U-подібна трубка з відростками, гумові та скляні трубки, залізні електроди, вставлені щільно в пробки, розчин їдкого натру масовою часткою 6-8%, випрямляч, лучинка.
Хід роботи: Зібрати прилад згідно з рис. 6. В U-образну трубку налити 5-7% розчин їдкого натру. З'єднати електроди з випрямлячем електропроводами. Заповнити пробірки водою і помістити їх в кристалізатор з водою дном вгору. Помістити поруч пробки. Включити випрямляч. Для розкладання води електричним струмом застосовують струм напругою 10-12В. Спостерігати виділення бульбашок газу, підвести газовідвідні трубки в отвори обох пробірок (одновременно!) і зібрати гази над водою. Закрити пробірки пробками. Відзначити і пояснити різні об'єми газів в пробірках. Роз'яснити методику формування уявлень про реакцію розкладання з утворенням газоподібних продуктів реакції, методику якісного визначення водню і кисню.
Техніка безпеки: Не торкатися руками металевих контактів. Випрямляч заземлити. Розбирання приладу проводити тільки після відключення його від електричної мережі.
Утилізація: В U-подібній трубці залишився розчин лугу більшої концентрації. Визначити ареометром його щільність і концентрацію. Довести менш концентрованим розчином лугу або водою до необхідної концентрації. Використовувати повторно.