Лабораторная работа №1
Моделирование построения Периодической системы (таблицы) элементов.
Цель: научиться выявлять законы по таблице элементов.
Оборудование: карточки размером 6х10 см
Ход работы:
Заготовьте 20 карточек размером 6 х 10 см для элементов с порядковыми номерами с 1-го по 20 –й в Периодической системе Менделеева. На каждую карточку запишите следующие сведения об элементе:
Химический символ
Название
Значение относительной атомной массы
Формулу высшего оксида (в скобках укажите характер оксида- основный, кислотный или амфотерный)
Формулу высшего гидроксида (для гидроксидов металлов также укажите в скобках характер - основный или амфотерный)
Формулу летучего водородного соединения (для неметаллов).
Расположите карточки по возрастанию значений относительных атомных масс.
Расположите сходные элементы, начиная с 3-го по 18-й друг под другом. Водород и калий над литием и под натрием соответственно, кальций под магнием, а гелий над неоном. Сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.
Поменяйте в полученном ряду местами аргон и калий. Объясните почему.
Еще раз сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.
Лабораторная работа №2
Приготовление дисперсных систем.
Цель: получить дисперсные системы и исследовать их свойства
Оборудование и реактивы: - дистиллированная вода;
Раствор желатина;
Кусочки мела;
Раствор серы;
Пробирки, штатив.
1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Налить в 2 пробирки по 5мл дистиллированной воды. В пробирку №1 добавить 1мл 0,5%-ного раствора желатина. Затем в обе пробирки внести небольшое количество мела и сильно взболтать.
Поставить обе пробирки в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.
Ответьте на вопросы:
Одинаково ли время расслаивания в обеих пробирках? Какую роль играет желатин? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?
2. Исследование свойств дисперсных систем
К 2-3мл дистиллированной воды добавьте по каплям 0,5-1мл насыщенного раствора серы. Получается опалесцирующий коллоидный раствор серы. Какую окраску имеет гидрозоль?
Форма отчёта
Лабораторная работа №3.
Ознакомление со свойствами дисперсных систем.
Классификация дисперсных систем.
Система называется дисперсной, если в каком-либо веществе (дисперсионной среде) распределено другое вещество (дисперсная фаза) в виде мельчайших частиц. Дисперсные системы являются гетерогенными. Обязательным условием получения дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергируемого вещества и дисперсионной среды. Например, нельзя получить дисперсную систему сахара или поваренной соли в воде, но они могут быть получены в керосине или в бензоле, в которых эти вещества практически нерастворимы.
Дисперсные системы классифицируют по размеру частиц, по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по характеру взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Наиболее распространена классификация по агрегатному состоянию, предложенная Освальдом (табл. 1). Возможны восемь типов дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния распределенного вещества и среды: Г- газообразное вещество, Ж - жидкое, Т - твердое; первая буква относится к распределяемому веществу, вторая - к среде. Все системы, отвечающие коллоидной степени дисперсности, принято называть золями.
Таблица 1.Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды
Дисперсионная среда | Дисперсная фаза | Примеры дисперсных систем |
Твердая | Твердая | Рубиновое стекло; пигментированные волокна; сплавы; рисунок на ткани, нанесенный методом пигментной печати |
Твердая | Жидкая | Жемчуг, вода в граните, вода в бетоне, остаточный мономер в полимерно-мономерных частицах |
Твердая | Газообразная | Газовые включения в различных твердых телах: пенобетоны, замороженные пены, пемза, вулканическая лава, полимерные пены, пенополиуретан |
Жидкая | Твердая | Суспензии, краски, пасты, золи, латексы |
Жидкая | Жидкая | Эмульсии: молоко, нефть, сливочное масло, маргарин, замасливатели волокон |
Жидкая | Газообразная | Пены, в том числе для пожаротушения и пенных технологий замасливания волокон, беления и колорирования текстильных материалов |
Газообразная | Твердая | Дымы, космическая пыль, аэрозоли |
Газообразная | Жидкая | Туманы, газы в момент сжижения |
Газообразная | Газообразная | Коллоидная система не образуется |
По величине частиц веществ, составляющих дисперсную фазу, дисперсные системы делят на грубодисперсные (взвеси) с размерами частиц более 100нм и тонкодисперсные (коллоидные растворы или коллоидные системы) с размерами частиц от 100 до 1 нм. Если же вещество раздроблено до молекул или ионов размером менее 1 нм, образуется гомогенная система- раствор. Она однородна (гомогенна), поверхности раздела между частицами и средой нет.
Способы получения дисперсных систем
Дисперсные системы занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами. Поэтому их получают двумя способами: дроблением крупных кусков вещества до требуемой дисперсности (диспергирование) или объединением молекул (ионов) в агрегаты коллоидных размеров (конденсация).
Дисперсионные методы получения дисперсных систем
1. Механический
Твердые тела дробятся в специальных дробилках, жерновах, мельницах различной конструкции. Тонко измельченные вещества приобретают множество полезных свойств. Например, красители - лучшую красящую способность, большую устойчивость, более красивые оттенки. Методом механического измельчения получают краски, смазочные материалы, фармацевтические препараты, пищевые продукты.
2. Ультразвуковой
Твердые тела дробят под действием ультразвука. Этим способом получают гидрозоли различных полимеров, серы, графита, органозоли металлов и сплавов.
Конденсационные методы получения дисперсных систем
1. Физические
К ним относится замена растворителя. Например, в раствор серы в этиловом спирте добавляют воду.
2. Химические
В основе лежат химические реакции окисления, восстановления, обмена, гидролиза. Например, FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 ¯ + 3HCl.
Коллоидные растворы
Раздробленное (диспергированное) состояние вещества с размером частиц от 10-9 до 10-7 м называют коллоидным состоянием вещества. Коллоидные растворы изучает раздел науки - коллоидная химия.
Коллоидная химия - это наука о свойствах гетерогенных высокодисперсных систем и протекающих в них процессах.
Основоположником коллоидной химии является англичанин Т. Грэм (1805-1869). Он впервые дал общие представления о коллоидных растворах и разработал некоторые методы их исследования.
Коллоидные растворы проявляют специфические свойства : коагуляции и адсорбции.
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц, т.е. образования при определенных условиях осадка. Коагуляция происходит в результате лишения коллоидных частиц адсорбционной оболочки, нейтрализации заряда или химических превращений.
Причины коагуляции:
1) нагревание . При нагревании уменьшается адсорбционная способность коллоидных частиц, поэтому крупные частицы, ставшие нейтральными, притягиваются друг к другу, образуя осадок;
2) действие электрического тока . Под действием электрического тока крупные заряженные коллоиды притягиваются к соответствующему (противоположно заряженному) электроду и там разряжаются, образовавшиеся нейтральные частицы притягиваются друг к другу и дают осадок. Явление разряда мицелл под действием электрического тока называется электрофорезом;
3) прибавление сильного электролита приводит к нейтрализации коллоидных частиц;
4) замораживание . При замораживании образуются кристаллики воды, в результате в оставшейся части системы происходит концентрирование золя, и частицы могут приходить друг с другом в контакт и слипаться.
Адсорбция - самопроизвольный процесс увеличения концентрации одного вещества (адсорбата) на поверхности другого (адсорбента).
Адсорбция происходит на любых межфазовых поверхностях, адсорбироваться могут любые вещества.
Вывод: свойства дисперсных систем_________________________
ЛПЗ №4 СВОЙСТВА КИСЛОТ, ОСНОВАНИЙ, ОКСИДОВ И СОЛЕЙ.
Цель работы: на основании проведенных опытов сделать вывод о взаимодействии металлов с кислотами, кислот с основаниями, кислот с солями, щелочей с солями, разложении нерастворимых оснований, а также исследовать, как действуют кислоты на индикаторы.
Оборудование: индикаторы, пробирки, кислоты(), основания(), оксиды(), соли(), металлы().
Ход работы:
Задание №1. Испытание растворов кислот и щелочей индикаторами.
Согласуется ли вывод с таблицей «Изменение цвета индикаторов».
Изменение цвета индикаторов
Задание №2. Пользуясь предложенными реактивами, проведите реакции, характеризующие свойства кислот.
Сделайте общий вывод об отношении кислот к металлам. Для этого воспользуйтесь схемой:
Отношение металлов к воде и к некоторым кислотам
Задание №3. Пользуясь предложенными реактивами, проведите реакции, характеризующие свойства щелочей.
Задание №4. Разложение нерастворимых оснований.
Вывод данной работы.
Цель работы:
Друг с другом.
Оборудование:
Ход работы:
Задание №2. Взаимодействие солей друг с другом .
ЛПЗ №5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СОЛЕЙ С МЕТАЛЛАМИ.
Цель работы: на основании проведенных опытов сделать
Вывод о взаимодействии металлов с солями, а также солей
Друг с другом.
Оборудование: пробирки, соли(), металлы().
Ход работы:
Задание №1. Взаимодействие металлов с солями .
Задание №3.
Задание №3. 1) Запишите уравнения практически осуществимых реакций:
а) фосфат натрия с нитратом серебра; б) карбонат кальция с хлоридом калия; в) нитрат меди (II) с цинком;
2) Сделайте вывод о проделанной работе.
ЛПЗ №6.
Цель работы:
Ход работы:
ЛПЗ №6. Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы. Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от ее концентрации. Зависимость скорости взаимодействия оксида меди с серной кислотой от температуры.
Цель работы: практическим путем подтвердить зависимость скорости химической реакции от природы реагирующего вещества, от её концентрации и от температуры.
Ход работы:
1.Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от ее концентрации.
В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну прилейте 1 мл соляной кислоты (1:3), в другую – столько же этой кислоты другой концентрации (1:10). В какой пробирке более интенсивно протекает реакция? Что влияет на скорость реакции?
2.Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы.
В три пробирки (подписанные, под номерами) прилить по 3 мл раствора НCl и внести в каждую из пробирок навески опилок одинаковой массы: в первую - Mg, во вторую - Zn, в третью – Fe.
2 SO 4
Что наблюдаете? В какой пробирке реакция протекает быстрее? (или вообще не протекает). Напишите уравнения реакций. Какой фактор влияет на скорость реакции? Сделайте выводы.
3.Зависимость скорости взаимодействия оксида меди с серной кислотой от температуры.
В три пробирки (под номерами) налить по 3 мл раствора Н 2 SO 4 (одинаковой концентрации). В каждую поместить навеску CuO (II) (порошок). Первую пробирку оставить в штативе; вторую - опустить в стакан с горячей водой; третью - нагреть в пламени спиртовки.
В какой пробирке цвет раствора меняется быстрее (голубой цвет)? Что влияет на интенсивность реакции? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
Цель работы: ознакомление с некоторыми методами получения дисперсных систем.
Задание: получить методом химической конденсации по реакции обмена золи иодида серебра, по реакции восстановления золь диоксида марганца, по реакции гидролиза золь оксида железа (III), методом физической конденсации золь канифоли, методом пегггизации золь гексациано-(И) феррата железа (III); методом механического диспергирования эмульсию. Определить знак заряда частиц золей, составить формулы их мицелл. Отметить явление опалесценции и образование конуса Тиндаля.
Приборы и материалы: штатив с пробирками, стаканы на 100 мл - 3 шт., пипетки на 1мл - 2 шт.; на 5 мл - 2 шт., на 10 мл - 2 шт., воронка, фильтровальная бумага, цилиндр на 100 мл, магнитная мешалка с метальной палочкой, кювета, лампа для освещения золей, предметное стекло, шпатель. Реактивы: AgN0 3 - 0,01 М; Nal (K.I) - 0,01 М; КМп0 4 - 0,01 М; Н 2 0 2 - 2% ; K 4 - 20%; FeCh - 2 М Э; растительное масло; Ci7 НззСООЫа - 0,1 М; MgCl 2 - 0,5 М; спиртовой раствор канифоли; дистиллированная вода.
Порядок выполнения работы
- 1. Получение золей иодида серебра по реакции обмена. Получить дважды золь Agl, используя растворы нитрата серебра и иодида натрия. В первом случае к раствору йодистого натрия (примерно половина пробирки) добавить при взбалтывании несколько капель раствора нитрата серебра; во втором случае, наоборот, к раствору нитрата серебра (примерно половина пробирки) добавить при взбалтывании несколько капель раствора иодида натрия. В обоих случаях образуется опалесцирующий золь иодида серебра, однако строение двойного слоя частиц различно, что приводит к небольшому, визуальному заметному отличию золей. Записать формулы мицелл, считая стабилизатором в каждом случае одно из исходных веществ - Nal или AgN0 3 .
- 2. Получение золя диоксида марганца реакцией восстановления.
К раствору перманганата калия (примерно половина пробирки) прилить несколько капель раствора пероксида водорода. Реакция протекает по уравнению
КМп0 4 + Н 2 0 2 = Мп0 2 + КОН+ Н 2 0 + 0 2 .
Рассмотреть образующийся в присутствии избытка перманганата калия темно-коричневый золь диоксида марганца Мп0 2 . Проверить, дает ли золь конус Тиндаля (рис. 3.1). Для этого залить в кювету небольшое количество золя и осветить лампой. Определить знак заряда частиц по характеру кромки капли золя на фильтровальной бумаге, если известно, что смоченная водой фильтровальная бумага несет отрицательный заряд. Записать формулу мицеллы.
3. Получение золя канифоли методом замены растворителя. Канифоль - хрупкая, стеклообразная, прозрачная масса от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Это твердая составная часть смолистых веществ хвойных пород деревьев, остающаяся после отгонки из них летучих веществ (скипидара). Канифоль содержит 60-92% смоляных кислот, основной из которых является абиетиновая (рис. 1.7), 8-20% нейтральных веществ (ссскви-, ди- и тритерпсноиды), 0,5-12% насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Канифоль практически нерастворима в воде. При замене растворителя (спирта) на воду, образуется «белый золь», который в проходящем свете окрашен в оранжевый цвет, а при боковом освещении дает голубую окраску. Стабилизатором этого золя являются продукты окисления канифоли и содержащихся в ней примесей. Строение мицелл в таком золе известно недостаточно.
Рис. 1.7.
К воде (примерно половина пробирки) добавить 1-2 капли спиртового раствора канифоли и встряхнуть. Наблюдать за образованием молочно-белого золя канифоли в воде в проходящем свете и при боковом освещении. Установить, дает ли золь канифоли конус Тиндаля. Для этого налить его в кювету с плоскопараллсльными стенками и наблюдать, проявляется ли опалесценция при пропускании сквозь кювету светового луча.
- 4. Получение золя берлинской лазури методом пептизации. К раствору желтой кровяной соли (примерно половина пробирки) прилить 3-5 капель раствора хлорного железа. Не перемешивать и дождаться образования на дне гелеобразного осадка. Осторожно слить жидкость над гелем и шпателем перенести его в стакан с 30-40 мл дистиллированной воды. Гель самопроизвольно и быстро пептизируется с образованием темносинего золя берлинской лазури - гексациано-(Н) феррат железа (III) Fe 4 > Определить знак заряда частиц по характеру кромки капли золя на фильтровальной бумаге. Записать формулу мицеллы.
- 5. Получение эмульсии механическим диспергированием. Для получения эмульсии в стакан на 100 мл налить 40 мл раствора олеата натрия, являющегося эмульгатором, и добавить 10 мл растительного масла. Поставить стакан на магнитную мешалку, опустить в жидкость метальную палочку и проводить интенсивное перемешивание в течение 10 минут. Отключить режим перемешивания и разделить полученную эмульсию на две части, отмерив с помощью цилиндра 30 мл эмульсии. Перевести эту часть эмульсии в чистый стакан и оставить для сравнения. В оставшуюся часть эмульсии влить при перемешивании 10 мл раствора хлористого магния. Через 1-2 минуты перемешивания эмульсию снять с мешалки и поставить рядом со вторым стаканам. Визуально отметить разницу в состоянии эмульсий и определить их тип двумя способами. Первый способ: каплю эмульсии пипеткой поместить на чистое предметное стекло и рядом поместить каплю воды. Наклонять стекло так, чтобы капли соприкоснулись. Если они сольются, то дисперсионной средой является вода, если не сольются - масло. Второй способ: каплю эмульсии внести в пробирку с 10 мл воды и встряхнуть. Если капля равномерно распределяется в воде, то - это эмульсия прямого типа М/В. Капли эмульсии В/М диспергироваться в воде не будут и останутся на поверхности.
При оформлении отчета проанализировать полученные результаты и сделать выводы по каждому пункту отдельно.
Опыт 3. Получение эмульсии моторного масла
Опыт 2. Приготовление суспензии карбоната кальция
Описание лабораторного оборудования
Материалы Оборудование
мел микропробирки 2шт.
моторное масло : фарфоровая ступка
зубная паста, пробиркодержатель
крем (для тела, лица, рук),
желейные конфеты, зефир,
конфеты «птичье молоко» и другое
Методика выполнения задания
В пробирку налейте 4-5 капель свежеприготовленного раствора
гидроксида кальция (известкой воды) и осторожно через трубочку
продувайте через него выдыхаемый воздух.
Известковая вода мутнеет в результате протекании реакции:
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 + Н 2 О
Поместить в пробирку 4 капли моторного масла и 10 капель воды. Содержимое пробирки энергично взболтать до образования мутно-желтого коллоидного раствора. Полученный раствор отстоять в течение 2 минут. Наблюдать за произошедшими изменениями.
Приготовьте небольшую коллекцию образцов дисперсных систем из имеющихся дома суспензий, эмульсий, паст и гелей. Каждый образец снабдите фабричной этикеткой.
Поменяйтесь с соседом коллекциями и затем распределите образцы коллекции в соответствии с классификацией дисперсных систем.
Ознакомьтесь со сроками годности пищевых, медицинских и косметических гелей. Каким свойством гелей определяется срок их годности?
Контрольные вопросы для самопроверки
Вариант 1
1.В случае морской пены дисперсная фаза: а) твердая б) жидкая в) газообразная
2. Смог – это: а) золь б) гель в) пена г) аэрозоль 3. К эмульсиям относятся: а) мыльный раствор б) морской ил в) молоко г) лимфа 4.Деление растворов на истинные и коллоидные обусловлено: а) цветом б) температурой в) размером частиц г) прозрачностью 5. Дисперсная фаза – это: а) вещество, которого в дисперсной системе больше б)вещество, которого в дисперсной системе меньше в) смесь всех веществ, которые содержит дисперсная система г) вещество, с размером частиц менее 1 нм
Вариант 2 1.В случае пористого шоколада дисперсная среда: а) твёрдая б) жидкая в) газообразная 2. Дым – это: а) золь б) гель в) аэрозоль г) пена 3. Явление коагуляции характерно: а) для золей б) гелей в) эмульсий г) аэрозолей 4. В случае чугуна дисперсная фаза: а)твёрдая б)жидкая в) газообразная 5. Кисель – это: а) истинный раствор б) коллоидный раствор в)аэрозоль г) взвесь
Вариант 3
1.Дайте определение, что такое золи, гели? 2. На какие подгруппы можно разделить гели? 3. Чем определяется срок годности косметических, медицинских и пищевых гелей? 4.Охарактеризуйте понятие «золи». На какие группы делят золи? Приведите примеры и расскажите об их значении 5.Охарактеризуйте явления коагуляции и синерезиса
24 6. Какое практическое значение имеет синерезис в промышленном производстве? 7. Охарактеризуйте понятие «гели». На какие группы делят гели? Приведите примеры каждой из групп гелей и расскажите об их значении
Требования к содержанию и оформлению отчёта по лабораторной работе
Запишите в журнал лабораторно-практических занятий:
1. Наименование опыта
2. Краткое описание опыта
3. Наблюдения
4. Вывод к работе
Список литературы и интернет - источников
Учебник О.С. Габриелян для СПО, 2008, с. 58 - 64
Лабораторная работа №1
Ознакомление со свойствами смесей и дисперсных систем
Цель: получить дисперсные системы и исследовать их свойства
Оборудование: пробирки, штатив*
Реактивы: дистиллированная вода, раствор желатина, кусочки мела, раствор серы
Методические указания:
1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Налить в 2 пробирки по 5мл дистиллированной воды.
В пробирку №1 добавить 1мл 0,5%-ного раствора желатина.
Затем в обе пробирки внести небольшое количество мела и сильно взболтать.
Поставить обе пробирки в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.
Ответьте на вопросы:
Одинаково ли время расслаивания в обеих пробирках? Какую роль играет желатин? Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?
2. Исследование свойств дисперсных систем
К 2-3мл дистиллированной воды добавьте по каплям 0,5-1мл насыщенного раствора серы. Получается опалесцирующий коллоидный раствор серы. Какую окраску имеет гидрозоль?
3. Напишите отчет:
В ходе работы отобразите проведенные опыты и их результат в виде таблицы:
Сделайте и запишите вывод о проделанной работе.
Практическая работа №2
Приготовление раствора заданной концентрации
Цель: приготовить растворы солей определенной концентрации.
Оборудование: стакан, пипетка, весы, стеклянная лопаточка, мерный цилиндр
Реактивы: сахар, поваренная соль, пищевая сода, холодная кипяченая вода
Методические указания:
Приготовьте раствор вещества с указанной массовой долей вещества (данные указаны в таблице для десяти вариантов).
Произведите расчеты: определите, какую массу вещества и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного для вашего варианта.
№ варианта | наименование веществ | массовая доля вещества | масса раствора |
сахар | 10 % | 200 г |
|
поваренная соль | 15 % | 150 г |
|
пищевая сода | 100 г |
||
сахар | 20 % | 50 г |
|
поваренная соль | 100 г |
||
пищевая сода | 30 % | 150 г |
|
сахар | 200 г |
||
поваренная соль | 35 % | 150 г |
|
пищевая сода | 50 % | 100 г |
|
сахар | 50 г |
- Отвесьте соль и поместите ее в стакан.
- Отмерьте измерительным цилиндром необходимый объем воды и вылейте в колбу с навеской соли.
Внимание! При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости. Уровень жидкости прозрачных растворов устанавливают по нижнему мениску.
- Напишите отчет о работе:
-укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Оформите расчеты в виде задачи;
Схемой отобразите приготовление раствора;
Сделайте и запишите вывод.
Лабораторная работа №2
Свойства неорганических кислот
Цель: изучить свойства неорганических кислот на примере соляной кислоты
Оборудование: пробирки, шпатель, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор соляной кислоты, лакмус, фенолфталеин, метилоранж; гранулы цинка и меди, оксид меди, раствор нитрата серебра.
Методические указания:
1. Испытание растворов кислот индикаторами:
В три пробирки налейте раствор соляной кислоты и поставьте их в штатив.
В каждую из пробирок добавьте несколько капель каждого индикатора: 1- метилоранж, 2- лакмус, 3- фенолфталеин. Зафиксируйте результат.
2. Взаимодействие кислот с металлами:
Возьмите две пробирки и поместите в 1 – гранулу цинка, во 2 – гранулу меди.
3. Взаимодействие с оксидами металлов:
Поместите в пробирку порошок оксида меди (II), прилейте раствора соляной кислоты. Нагрейте пробирку и зафиксируйте результат и объясните.
4. Взаимодействие с солями:
В пробирку налейте раствор нитрата серебра и добавьте раствор соляной кислоты. Результат зафиксируйте и объясните.
5. Напишите отчет о работе:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните таблицу
Наименование опыта | Схема проведения опыта | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химическое уравнение реакции |
|
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №3
«Факторы, влияющие на скорость химической реакции»
Цель: выявить зависимость скорости химической реакции от различных факторов.
Оборудование: пробирки, стаканы, шпатель, электроплитки, колбы, мерный цилиндр, штатив, газоотводные трубки, весы, воронка, фильтровальная бумага, стеклянная палочка*
Реактивы: гранулы цинка, магния железа, кусочки мрамора, соляная и уксусная кислота; цинковая пыль; пероксид водорода, оксид марганца (II).
Методические указания:
1. Зависимость скорости химической реакции от природы веществ.
Налейте в три пробирки раствор соляной кислоты. В первую пробирку положите гранулу магния, во вторую – гранулу цинка, в третью – гранулу железа.
Возьмите 2 пробирки: в 1 – налейте соляной кислоты, во 2 – уксусной кислоты. В каждую пробирку положите по одинаковому кусочку мрамора. Зафиксируйте наблюдения, определите какая реакция идет с большей скоростью и почему.
2. Зависимость скорости химической реакции температуры.
В два химических стакана налейте одинаковое количество соляной кислоты и накройте их стеклянной пластинкой. Поставьте оба стакана на электроплитку: для первого стакана установите температуру - 20˚С, для второго - 40˚С. На каждую стеклянную пластинку положите по грануле цинка. Приведите приборы в действие, одновременным сбрасыванием гранул цинка с пластинок. Зафиксируйте наблюдений и объясните.
3. Зависимость скорости химической реакции от площади соприкосновения реагентов.
Соберите две одинаковых установки:
В колбы налейте по 3 мл соляной кислоты одинаковой концентрации, установите их горизонтально на штативе, шпателем в первую колбу (в ее горлышко) поместите порошок цинка, во вторую – гранулу цинка. Закройте колбы газоотводными т рубками. Одновременно приведите приборы в действие повернув их в вертикальную плоскость на 90 градусов против часовой стрелки.
4. Зависимость скорости химической реакции от катализатора.
В два химических стакана налейте одинаковое количество 3% пероксида водорода. Взвесьте один шпатель катализатора – оксида марганца (II). В первый стакан добавьте взвешенный катализатор. Что наблюдаете, оцените скорость разложения пероксида водорода с катализатором и без него.
5. Напишите отчет:
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы
Сформулируйте и запишите вывод о влияние каждого фактора на скорость химической реакции
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №3
Решение экспериментальных задач по теме: «Металлы и неметаллы»
Цель: научиться распознавать предложенные вам вещества, используя знания об их химических свойствах.
Оборудование: штатив с пробирками
Реактивы: растворы нитрата натрия, сульфата натрия, хлорида натрия, фосфата натрия, нитрата бария, нитрата кальция, нитрата серебра и нитрата меди
Методические указания:
1. Распознавание неметаллов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 - нитрата натрия, 2 - сульфата натрия, 3 – хлорид натрия, 4 – фосфат натрия, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения аниона следует подобрать такой катион, с которым анион даст осадок).
2. Распознавание металлов:
В четырех пробирках находятся растворы: 1 – нитрата бария, 2 – нитрата кальция, 3 - нитрата серебра, 4 – нитрат меди, определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ (для определения катиона металла следует подобрать такой анион, с которым катион даст осадок).
Результаты проведенных опытов зафиксируйте в отчетной таблице:
Укажите номер практической работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Заполните отчетные таблицы
Напишите вывод о способах идентификации металлов и неметаллов.
Лабораторная работа №4
«Изготовление моделей молекул органических веществ»
Цель: построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.
Оборудование: набор шаростержневых моделей.
Методические указания.
Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки.
Ход работы:
1. Соберите шаростержневую модель молекулы метана. На «углеродном» атоме наметьте четыре равноудаленные друг от друга точки и вставьте в них палочки, к которым присоединены «водородные» шарики. Поставьте эту модель (у нее должны быть три точки опоры). Теперь соберите масштабную модель молекулы метана. Шарики «водорода» как бы сплющены и вдавлены в углеродный атом.
Сравните шаростержневую и масштабную модели между собой. Какая модель более реально передает строение молекулы метана? Дайте пояснения.
2. Соберите шаростержневую и масштабную модели молекулы этана. Изобразите эти модели на бумаги в тетради.
3. Соберите шаростержневые модели бутана и изобутана. Покажите на модели молекулы бутана, какие пространственные формы может принимать молекула, если происходит вращение атомов вокруг сигма связи. Изобразите на бумаге несколько пространственных форм молекулы бутана.
4. Соберите шаростержневые модели изомеров C 5 H 12 . изобразите на бумаге.
5. Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH 2 Cl 2
Могут ли быть изомеры у этого вещества? Попытайтесь менять местами атомы водорода и хлора. К какому выводу вы приходите?
6. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование;
Зафиксируйте выполненные задания в виде рисунка и ответов на вопросы к каждому заданию
Сформулируйте и запишите вывод.
Практическая работа №4
Решение экспериментальных задач по теме: «Углеводороды»
Цель: научиться распознавать предложенные вам углеводороды, используя знания об их химических свойствах.
Методические указания:
Проанализируйте, как можно распознать пропан, этилен, ацетилен, бутадиен и бензол, исходя из знаний об их химических и физических свойствах
Результаты анализа зафиксируйте в отчетной таблице:
(укажите в таблице только наиболее отличительные свойства каждого из классов углеводородов)
3. Напишите отчет и сформулируйте вывод:
Укажите номер практической работы, ее название и цель
Заполните отчетную таблицу
Напишите вывод о способах идентификации углеводородов.
Лабораторная работа №5
«Свойства спиртов и карбоновых кислот»
Цель: на примере этанола, глицерина и уксусной кислоты изучить свойства предельных одноатомных спиртов, многоатомных спиртов и карбоновых кислот.
Оборудование: пробирки, металлические щипцы, фильтровальная бумага, фарфоровая чашка, газоотводная трубка, спички, шпатель, штатив, штатив для пробирок*
Реактивы: этанол, металлический натрий; сульфат меди(II), гидроксид натрия, глицерин; уксусная кислота, дистиллированная вода, лакмус, гранулы цинка, оксид кальция, гидроксид меди, мрамор, гидроксид кальция.
1. Свойства предельных одноатомных спиртов.
В две пробирки налейте этилового спирта.
В 1 добавьте дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Во вторую пробирку металлическими щипцами поместите кусочек натрия, предварительно промокнув его в фильтровальной бумаге. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку. Не переворачивая пробирку, поднесите к ней зажженную спичку. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
В фарфоровую чашку налейте небольшое количество этилового спирта. С помощью лучинки подожгите спирт в чашке. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
2. Качественная реакция на многоатомные спирты.
В пробирку налейте раствор сульфата меди (II) и раствор гидроксида натрия. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
Затем прилейте небольшое количество глицерина. Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Свойства предельных карбоновых кислот.
В пять пробирок налейте уксусной кислоты.
В 1 прилейте небольшое количество дистиллированной воды и несколько капель лакмуса. Во 2 поместите гранулу цинка. Выделяющийся газ соберите в пустую пробирку, и проверьте его на горючесть.
В 3 поместите один шпатель оксида кальция.
В 4 поместите один шпатель гидроксида меди.
В 5 поместите кусочек мрамора. Выделяющийся газ пропустите через раствор гидроксида кальция.
Зафиксируйте наблюдения в каждой из пяти пробирок, напишите уравнения химических реакций и объясните наблюдаемые изменения.
4. Напишите отчет по указанному ниже плану:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Проведенные опыты, их результаты и объяснения зафиксируйте в виде таблицы (на двойном развороте страницы)
Наименование опыта | Схема проведения опыта (описание действий) | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химические уравнения реакций |
|
предельные одноатомные спирты | |||||
многоатомные спирты | |||||
карбоновые кислоты | |||||
Сформулируйте и запишите вывод о свойствах спиртов и карбоновых кислот
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №6
«Свойства жиров и углеводов»
Цель: изучить свойства углеводов и доказать непредельный характер жидких жиров.
Оборудование: пробирки, мерная пипетка, спиртовка, стеклянная палочка, пробиркодержатель *
Реактивы: аммиачный раствор оксида серебра, раствор глюкозы, раствор сахарозы, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), растительное масло, бромная вода.
1. Свойства углеводов:
А) Реакция «серебряного зеркала»
В пробирку налейте аммиачный раствор оксида серебра (I). Добавьте пипеткой немного раствора глюкозы. Зафиксируйте наблюдения, объясните их исходя из строения молекулы глюкозы.
Б) Взаимодействие глюкозы и сахарозы с гидроксидом меди (II).
В пробирке №1 налито 0,5 мл раствора глюкозы, добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия.
К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II).
К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки до кипения. Прекратите нагревание, как только начнется изменение цвета.
Прибавьте к раствору сульфата меди (II) раствор сахарозы и смесь взболтайте. Как изменилась окраска раствора? О чем это свидетельствует?
Зафиксируйте наблюдения и ответьте на вопросы:
1. Почему образовавшийся вначале осадок гидроксида меди(II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора?
2. Наличие каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?
3. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?
4. Что представляет собой желто-красный осадок?
5. Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции?
6. Что доказывает реакции с раствором сахарозы?
2. Свойства жиров:
В пробирку прилить 2-3 капли растительного масла и добавить 1-2 мл бромной воды. Все перемешать стеклянной палочкой.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и уравнения химических реакций; ответьте на вопросы.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Лабораторная работа №7
«Свойства белков»
Цель: изучить свойства белков
Оборудование: пробирки, пипетка, пробиркодержатель, спиртовка*
Реактивы: раствор куриного белка, раствор гидроксида натрия, раствор сульфата меди (II), концентрированная азотная кислота, раствор аммиака, раствор нитрата свинца, раствор ацетата свинца.
1. Цветные «реакции белков»
Налейте в пробирку раствор куриного белка. Добавьте 5-6 капель гидроксида натрия и взболтайте содержимое пробирки. Прибавьте 5-6 капель раствора сульфата меди (II).
Зафиксируйте наблюдения.
В другую пробирку налейте раствор куриного белка и добавьте 5-6 капель концентрированной азотной кислоты. Затем добавьте раствор аммиака и слегка нагрейте смесь. Зафиксируйте наблюдения.
2. Денатурация белка
Налейте в 4 пробирки раствор белка куриного яйца.
Раствор в первой пробирке нагрейте до кипения.
Во вторую добавьте по каплям раствор ацетата свинца.
В третью пробирку добавьте раствор нитрата свинца.
В четвертую прилейте в 2 раза больший объем органического растворителя (96% этанола, хлороформа, ацетона или эфира) и перемешайте. Образование осадка можно усилить добавлением нескольких капель насыщенного раствора хлорида натрия.
Зафиксируйте наблюдения и объясните.
3. Напишите отчет:
Укажите номер лабораторной работы, ее название, цель, используемое оборудование и реактивы;
Составьте схему каждого проведенного опыта, подпишите свои наблюдения на каждом этапе и объяснения происходящих явлений.
Сформулируйте и запишите вывод
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Практическая работа №5
«Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений»
Цель: обобщить знания о свойствах органических веществ, научиться распознавать органические вещества, на основе знаний о качественных реакциях для каждого класса веществ
Оборудование: пробирки, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, стеклянная палочка*
Реактивы: раствор белка, раствор глюкозы, пентен – 1, глицерин, фенол, хлорид железа (III), раствор гидроксида меди, аммиачный раствор оксида серебра, раствор брома в воде, нитрат свинца
1. Идентификация органических соединений.
Проведите эксперименты, на основе анализа которых определите в какой из пробирок находится каждое из указанных веществ: 1- раствор белка, 2- раствор глюкозы, 3 -пентен – 1, 4 - глицерин, 5 - фенол.
раствор брома в воде
нитрат свинца
В каждой ячейке нарисуйте полученный результат, отметьте реакции – индетифицирующие каждое из веществ. Сформулируйте и запишите вывод о способах идентификации органических веществ.
*(при наличии технической возможности) компьютер, OMS модуль
Методические указания по проведению
Дисциплина: Химия
Тема:
Продолжительность: 2 часа
Для специальностей: технического профиля
Тема: Приготовление суспензии карбоната кальция в воде. Получение эмульсии
моторного масла. Ознакомление со свойствами дисперсных систем.
Цели работы: 1.Закрепляем и углубляем знания о приготовлении суспензии карбоната кальция в
воде, получении эмульсии моторного масла. Знакомимся со свойствами дисперсных
2. Вырабатываем умение логически последовательного изложения материала.
3. Формируем навык оформления лабораторной работы по стандарту.
Теоретические основы :
Среди всего многообразия смесей особое место занимают гетерогенные, т. е. такие, частицы компонентов которых заметны не вооруженным глазом или с помощью оптических приборов (лупы, увеличительного стекла, микроскопа).
Гетерогенные смеси могут состоять как из равномерно, так и из неравномерно распределенных компонентов. В первом случае гетерогенные смеси называют дисперсными системами.
Дисперсными системами называют гетерогенные смеси, в которых одно вещество в виде очень мелких частиц равномерно распределено в другом.
То вещество, которое распределено в другом, называют дисперсной фазой . Вещество, в котором распределена дисперсная фаза, носит название дисперсионной среды .
В зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды различают восемь типов дисперсных систем.
Классификация дисперсных систем
По размеру частиц дисперсной фазы различают:
Грубодисперсные системы (нанеси) - размер частиц более 100 пм;
Тонкодисперсные (коллоидные) системы (или коллоиды) - размер частиц от 1 до 100 пм.
Взаимодействием раствора гидроксида кальция с углекислым газом можно получить грубодисперсную систему:
Са(ОН) 2 + СО 2 = СаСО 3 ↓+ Н 2 0
Малорастворимый карбонат кальция в виде мельчайших крупинок находится в воде во взвешенном состоянии. Полученная мутная жидкость - это дисперсная система, называемая суспензией .
Однако пройдет немного времени, и частицы карбоната кальция под действием силы тяжести осядут на дно стакана, жидкость станет прозрачной. Это доказательство того, что наша система получилась грубодисперсной.
Грубодисперсные системы с твердой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой называют суспензиями .
Суспензиями являются многие краски, побелка, строительные растворы (цементный раствор, бетон), пасты (в том числе зубная), кремы, мази.
Грубодисперсную систему можно получить из двух не смешивающихся друг с другом жидкостей, например взбалтывая растительное масло с водой. Такая смесь называется эмульсией. Со временем она расслаивается, так как тоже представляет собой грубодисперсную систему. Примерами эмульсий могут служить молоко (капельки жира в водной основе), майонез, млечный сок каучуконосных деревьев (латекс), пестицидные препараты для обработки посевов.
Аэрозоли - это грубодисперсные системы, в которых дисперсионной средой является воздух, а дисперсной фазой могут быть капельки жидкости (облака, радуга, выпущенный из баллончика лак для волос или дезодорант) или частицы твердого вещества (пылевое облако, смог).
Если частицы дисперсной фазы достаточно малы, коллоидная система называется тонкодисперсной и напоминает истинный раствор, отсюда и происходит название - коллоидный раствор. Такая система образуется, например, при растворении небольшого количества яичного белка в воде.
По внешнему виду коллоидный раствор трудно отличить от истинного для этого можно воспользоваться специфическим оптическим свойством коллоидных растворов. Оно заключается в появлении в коллоидном растворе светящейся дорожки при пропускании через него луча света. Это явление называют эффектом Тиндаля . Такой эффект можно наблюдать, пропуская луч лазерной указки через раствор белка.
Эффект Тиндаля. Пропускание ла света через растворы:
1 - истинный раствор; 2 - коллоидный раствор
Объясняется эффект Тиндаля тем, что размер частиц дисперсной фазы (от 1 до 100 нм) в коллоидной системе составляет примерно 1/10 длины волны видимого излучения. Частицы такого размера вызывают рассеивание света, приводящее к характерному визуальному эффекту.
Существует несколько основных способов получения коллоидных систем. Один из них - дробление вещества на мелкие частицы, которое можно осуществлять механически с помощью специальных машин - коллоидных мельниц. Так получают, например, тушь, жидкие акварельные, водоэмульсионные и вододисперсионные краски.
Классификация дисперсных систем может быть представлена следующим образом:
Важнейшими типами коллоидных систем являются золи и гели (студни).
Золи - это коллоидные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой - твердое вещество.
С течением времени при нагревании или под действием электролитов частицы золя могут укрупняться и оседать. Такой процесс называют коагуляцией.
Гели - особое студнеобразное коллоидное состояние. При этом отдельные частицы золя связываются друг с другом, образуя сплошную пространственную сетку. Внутрь ячеек сетки попадают частицы растворителя. Дисперсная система теряет свою текучесть, превращаясь в желеобразное состояние. При нагревании гель может превратиться в золь.
Получить гель можно химическим путем, если, например, к раствору сульфата меди(II) добавить несколько капель раствора гидроксида натрия, образуется гель осадка гидроксида меди(II):
СuSО 4 + 2NаОН = Cu(ОН) 2 ↓ + Nа 2 SО 4
Осадки гидроксидов металлов, кремниевой кислоты принято называть студневидными.
Гели широко распространены в нашей повседневной жизни. Любому известны пищевые гели (зефир, мармелад, холодец), косметические (гель для душа), медицинские.
Для гелей с жидкой дисперсионной средой характерно явление синерезиса (или расслоения) - самопроизвольного выделения жидкости. При этом частицы дисперсной фазы уплотняются, слипа ются и образуют твердый коллоид а к дисперсионной среде возвращается текучесть.
Чаще всего с явлением синерезиса приходится бороться, поскольку именно оно ограничивает сроки годности пищевых косметических, медицинских гелей.
Например, при длительном хранении мармелада и торта «Птичье молоко» выделяется жидкость, они становятся непригодными к употреблению.
Из твердого коллоида желатина (продукта белкового происхождения) при набухании в теплой воде образуется студнеобразный гель - желе. Но в кулинарных рецептах всегда предупреждают: нельзя доводить желе до кипения, иначе гель превратится в золь и не примет студневидной формы.
Окружающий нас мир представляет собой красочное многообразие различных дисперсных систем. Посмотрим вокруг.
Например, косметика и средства гигиены: зубная паста, мыло, шампунь, лак для ногтей, губная помада, тушь, крем, облачко дезодоранта, выпущенное из баллончика, - все
это дисперсные системы. Теперь заглянем на кухню. Молоко, мясной бульон, пирожное, зефир, майонез, кетчуп - тоже дисперсные системы. Выйдем на улицу, и снова дисперсные системы: облака, дым, смог, туман. Заглянем в аптеку - и опять дисперсные системы: мази, гели, пасты, спреи, суспензии. Наш собственный организм представляет сочетание бесчисленного множества коллоидных систем: содержимое клеток, кровь, лимфа, пищеварительный сок, тканевые жидкости. Недаром биологи сходятся во мнении, что возникновение жизни на нашей планете - это эволюция коллоидных систем.
Входной контроль:
Отвечаем на вопросы:
1. Охарактеризуйте понятие «дисперсная система».
Чем дисперсная система отличается от остальных смесей?
2. Какие типы дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния среды и фазы вы знаете? Приведите примеры. Охарактеризуйте их значение в природе и жизни человека.
Ход выполнения работы:
Опыт №1 Приготовление суспензии карбоната кальция в воде
Оборудование и реактивы : лабораторный штатив с лапкой, штатив с пробирками, гидроксид кальция Са(ОН) 2 (известковая вода).
В пробирку налейте 4-5 мл свежеприготовленного раствора гидроксида кальция (известковой воды) и осторожно через трубочку продувайте через него выдыхаемый воздух.
Известковая вода мутнеет в результате протекания реакции:
Са(ОН) 2 + СО 2 = …
Опыт № 2 Получение эмульсии моторного масла
Оборудование и реактивы : лабораторный штатив с лапкой, штатив с пробирками, моторное масло.
В коническую колбу с водой добавьте немного моторного масла и взболтайте.
Отвечаем на вопрос: Что наблюдаем?
Опыт №3 Ознакомление с дисперсными системами
Приготовьте небольшую коллекцию образцов дисперсных систем из имеющихся дома суспензий, эмульсий, паст и гелей. Каждый образец снабдите фабричной этикеткой. Поменяйтесь с соседом коллекциями и затем распределите образцы коллекции в соответствии с классификацией дисперсных систем.
Ознакомьтесь со сроками годности пищевых, медицинских и косметических гелей.
Отвечаем на вопрос: Каким свойством гелей определяется срок годности?
Выходной контроль:
Отвечаем на вопросы:
1. Какие процессы, происходящие в дисперсных системах, ограничивают срок годности продуктов, лекарственных и косметических препаратов?
Выполняем задание:
Приведите примеры эмульсий, суспензий, золей, аэрозолей, гелей и внесите их в таблицу.
Сделайте общий вывод в соответствии с целями, поставленными перед вами в этой работе.
Список литературы:
1. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумова «Химия» [текст]:- учебник для профессий и специальностей Технического профиля. Москва, Издательский дом «Академия», 2012 г.
2. Габриелян О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях: учеб. пособие для студ. сред. проф. учебных заведений / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова – М., 2006.
3. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Дорофеева Н.М. – М., 2007.
4. Ерохин Ю.М. Химия: учебник для средне профессиональных учебных заведений, 4-е изд. М.: Издательский Центр Академия, 2004-384 с.
5. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: органическая химия: учебник для 10 кл. ОУ, 8-е изд. М. Просвещение, 2001, 160 с.
6. www.twirpx.com - Учебные материалы.
7. www.amgpgu.ru - Лекционный курс.
8. www.uchportal.ru – Учительский портал.
9. http://o5-5.ru – 5 и 5 Учебный материал.
