Практическое занятие в 9 классе в рамках элективного курса «Аналитик» по теме «Анализ минеральной воды».
Шувалова Елена Борисовна, учитель химии
Цель урока : обучить учащихся практике качественного анализа, научить их делать практические выводы из проведенного анализа.
Задачи:
1.Закрепить знания учащихся о качественных реакциях на катионы и анионы;
2.Закрепить умения учащихся составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном виде;
3.Совершенствовать умения объяснять наблюдения и результаты проводимых химических опытов;
4.Закрепить знания учащихся о правилах техники безопасности при обращении с химическими реактивами;
5.Учить выявлять межпредметные связи, находить причинно-следственные связи;
6.Развивать логическое мышление: умение сравнивать, выделять главное, обобщать, делать выводы.
Тип урока : урок-практическая работа.
Организационная форма : урок-исследование.
Методы: частично-поисковый, исследовательский.
Реактивы и оборудование : ноутбук, проектор, экран, бутылки с минеральной водой.
На столах учащихся :
1.стаканчики с пробами минеральной воды № 1,2,3;
2.растворы карбоната калия, хлорида бария, соляной кислоты, нитрата серебра;
3.спиртовка, спички, держатель, медная проволока, пробирки;
4.универсальный индикатор.
Ход урока
(эпиграфы урока на доске)
Опыт – вот учитель Вода! Нельзя сказать, что необходима для
Вечной жизни. жизни, ты – сама жизнь…
И.Гете Ты самое большое богатство на свете.
А. Де-Сент-Экзюпери
На экране – СЛАЙД № 1
Основные этапы урока
1.Организационный момент. Постановка проблемы и задач урока.
2.Рассказ учителя о минеральной воде.
3.Проведение химического эксперимента. Работа учащихся в парах.
4.Подведение итогов эксперимента.
5.Выводы по уроку.
Цель нашего урока – провести анализ минеральной воды. Но прежде мы поговорим о том, что такое минеральная вода, познакомимся с историей ее использования, вспомним месторождения минеральной воды на территории России, узнаем на какие классы делится минеральная вода по составу и свойствам. Запишите в тетрадях тему занятия.
Что же такое минеральная вода?
СЛАЙД № 2
Минеральной называют воду из подземных источников, которая содержит в себе те или иные растворенные минеральные соли.
Это дождевая вода, которая много веков назад ушла глубоко в землю, просачиваясь сквозь расщелины и поры разных слоев породы. При этом в ней растворялись различные минеральные вещества, находящиеся в породе.
От просто природной воды из подпочвенных источников и открытых водоемов минеральные воды отличаются составом. Чем глубже они залегают, тем теплее и богаче углекислотой и минеральными веществами. Кроме того, чем глубже проникает в породу вода, тем больше она очищается. В такой воде минеральные вещества накапливаются естественным путем по мере прохождения через геологические фракции.
История использования минеральной воды.
СЛАЙД № 3
Водами целебных источников люди пользовались с незапамятных времен. Они применяли минеральную воду как в лечебных, так и в профилактических целях, для наружного и внутреннего применения.
Первое упоминание – в индийских Ведах (XV в. до н.э.)
В античные времена греки сооружали у целебных источников святилища, посвященные богу Асклепию – покровителю медицины.
Древние греки верили, что свою богатырскую силу Геракл приобрел, выкупавшись в волшебном источнике Кавказа.
Именно в Греции археологами обнаружены развалины древней водолечебницы, построенной в VI в. до н.э. остатки древних бань встречаются и на Кавказе, где не только купались, но и лечились минеральными водами. От поколения к поколению передавались предания о чудодейственной силе воды. Об этом говорят и названия минеральных источников. Так «Нарзан» в переводе с балкарского значит «богатырский напиток».
СЛАЙД № 4
История изучения и использования минеральных вод в России связана с именем Петра I, около трехсот лет назад повелевшего своим указом искать в России ключевые воды. Экспедициями на Кавказ были открыты источники Пятигорья и Боржоми.
Петру I, кроме других достижений Запада, приглянулись европейские курорты, расположенные вблизи минеральных источников. По его приказу на Марциальных (железистых) водах в Олонецкой губернии в Карелии был построен первый водолечебный курорт в России.
Сам Петр неоднократно лечился этими водами и по его приказу были составлены и первые «Правила докторские, как при оных водах поступать».
СЛАЙД № 5
В 1803 году Александром I было признано государственное значение кавказских минеральных вод и началось изучение их целебных свойств.
Месторождения минеральных вод на территории России.
СЛАЙД № 6
Давайте посмотрим на карту России с указанием основных месторождений минеральных источников на ее территории.
Это конечно Кавказские минеральные воды, Краснодарский край, Западное Предуралье, Пермская область, Самарская область, Урал, Зауралье, Забайкалье, Камчатка, Курильские острова, Сахалин, Новгородская область (Старая Русса), Московская и Ивановские области, Ленинградская область (Полюстрово) и т. д.
Классификация минеральной воды.
СЛАЙД № 7
По потребительским свойствам вода делится на
Питьевая очищенная (солей менее 0,5 граммов в литре)
Столовая (солей более 1 грамма в литре)
Лечебно – столовая (солей от 1 до 10 граммов в литре)
Лечебная (солей более 10 граммов в литре)
К таким водам относятся и воды с высоким содержанием одного или нескольких биологически активных элементов (Fe, H 2 S, J, Br, F), при этом общая минерализация может быть и невысокой.
СЛАЙД № 8
Классификация по ионному составу.
В природных водах широко распространены семь основных ионов: HCO 3 - , CI - , SO 4 2- , Ca 2+ ,Mg 2+ , K + , Na + .
Гидрокарбонатные
Хлоридные
Сульфатные
Кальциевые
Магниевые
Натриевые (в эту группу воду относят по суммарному содержанию ионов натрия и калия)
Какое же действие оказывает та или иная группа воды на организм?
СЛАЙД № 9
ГИДРОКАРБОНАТНЫЕ – снижают кислотность желудочного сока, их используют при лечении мочекаменной болезни.
ХЛОРИДНЫЕ – стимулируют обменные процессы в организме, применяются при расстройствах пищеварительной системы.
СУЛЬФАТНЫЕ – стимулируют моторику желудочно-кишечного тракта, благотворно влияют на восстановительные функции печени и желчного пузыря.
Большинство вод имеют смешанную структуру.
СЛАЙД № 10
КАЛЬЦИЙ – составляет основу костной ткани, влияет на свертываемость крови.
МАГНИЙ – участвует в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, обмене углеводов, улучшает кровоснабжение сердечной мышцы.
НАТРИЙ – участвует в регуляции кровяного давления, водного обмена, активизации пищеварительных ферментов.
КАЛИЙ – активизирует мышечную работу сердца и работу ряда ферментов.
Итак, сегодня вам предстоит провести качественный анализ минеральной воды. На столах у вас находятся в стаканчиках № 1,2,3 образцы минеральной воды. Вам нужно провести качественные реакции на семь основных ионов, которые могут содержаться в минеральной воде и сделать вывод о составе каждого образца. Результаты проведенных опытов следует занести в таблицу.
СЛАЙД № 11
Давайте вспомним качественные реакции на ионы, которые могут содержаться в минеральной воде. (учащиеся перечисляют качественные реакции)
При выполнении любого химического эксперимента вы должны соблюдать правила техники безопасности. А как вы думаете, какие правила техники безопасности вы должны соблюдать сегодня при выполнении опытов? (ответы учащихся)
Но прежде, чем приступить к практической работе, несколько советов решающему экспериментальные задачи.
Не начинайте эксперимент, пока не составите план его проведения.
Обязательно запишите свои наблюдения.
Для проведения опыта берите небольшие пробы веществ.
Во время эксперимента не мешайте окружающим: не кричите, не лезьте к соседу с советами, не приглашайте весь класс посмотреть, что у вас получилось.
Проведение химического эксперимента. Работа учащихся в парах.
Итак, подведем итоги работы. (учащиеся называют ионы, которые содержатся в предложенных образцах минеральной воды)
№ 1 (HCO 3 - , CI - , незначительные количества Ca 2+ и Mg 2+ , Na + , K + )
№ 2 (HCO 3 - , SO 4 2- , CI - , Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na + )
№ 3 (незначительные количества HCO 3 - и CI - )
Учитель открывает закрытые перед уроком этикетки на бутылках с минеральной водой.
Бутылка № 1 – «Ессентуки – 17» - это лечебная вода.
Бутылка № 2 – «Нарзан» - это лечебно-столовая вода.
Бутылка № 3 – «Аква – минерале» - это питьевая вода.
СЛАЙД № 12
ПИТЬЕВАЯ ВОДА – безопасна и безвредна, хотя и не обладает какими- либо лечебными свойствами. В качестве такой воды используются хорошо очищенные природные воды с относительно невысоким солесодержанием. Часто такие воды чистят под «ноль», а затем минерализуют до оптимальных значений.
ЛЕЧЕБНО – СТОЛОВАЯ ВОДА - не пригодна для приготовления пищи, однако широко используется для питья. Она обладает определенным лечебным эффектом, но только при правильном применении по совету врача. Неограниченное применение такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний. Не стоит ориентироваться на рекомендации по употреблению, приведенные на этикетке. Рекомендации может давать только врач и только конкретному человеку. Существуют специальные методики, когда сжигая прядь волос, на спектрометре определяют ваш индивидуальный «минеральный состав». Исходя из этого, каждому рекомендуют определенный стиль питания.
ЛЕЧЕБНАЯ ВОДА – название говорит само за себя. Вода применяется исключительно в лечебных целях и раньше продавалась только в аптеках. Самостоятельно принимать решение об употреблении такой воды, мягко говоря, неразумно. Изменение количества минеральных солей, поступающих в организм, может привести к образованию камней и заболеванию печени. Врачи также советуют не злоупотреблять газированной водой, особенно сладкой.
СЛАЙД № 13
Что же пить?
Не следует бояться воды с низким содержанием солей. Более того, именно такая вода подходит для ежедневного употребления, т.к. заведомо не привносит в организм ничего вредного.
Воздержитесь от покупки, если на этикетке не указано, где находится источник, номер скважины, место розлива, дата розлива и гарантийный срок хранения.(в стеклянных бутылках – 2 года, в пластиковых – 18 месяцев)
Стеклянную бутылку подделать труднее, поэтому фальсификат чаще разливают в полиэтиленовую тару.
Итак, мы с вами сегодня на уроке познакомились с тем, что такое минеральная вода, изучили ее состав и свойства.
К следующему занятию вы должны оформить отчет по проделанной работе.
Практическая работа №3. Химия 8 класс (к учебнику Габриеляна О.С.)
Анализ почвы и воды
Цель: изучить состав почвы и некоторых характеристик образцов воды из разных источников, освоить практические приемы работы с веществами.Оборудование : лабораторный штатив, штатив для пробирок, пробирка с пробкой, пробирка, лупа, фильтрованная бумага, воронка, стеклянная пластина, стеклянная палочка, пинцет, пипетка, прозрачный плоскодонный стеклянный цилиндр диаметром 2-2,5 см, высотой 30-35 см (или мерный цилиндр на 250 мл без пластмассовой подставки), коническая колба с пробкой, нагревательный прибор, спички, индикаторная бумага (синяя и красная), лист с печатным текстом.
Реактивы: образцы почвы, воды из водоема, водопроводной воды, дистиллированная вода.
Опыт 1.
Механический анализ почвы.
Порядок выполнения работы :
В пробирку помещаем почву (столбик почвы высотой 2-3 см).
Добавляем дистиллированную воду, объем которой должен быть в 3 раза больше объема почвы.
Закрываем пробирку пробкой и тщательно встряхиваем 1-2 мин.
Наблюдаем с помощью лупы за осаждением частиц почвы и структурой осадка.
Наблюдаемые явления:
вещества, содержащиеся в почве, оседают с различной скоростью. Через некоторое время содержимое расслоится: внизу осядет тяжелый песок, выше будет мутный слой из зависших частичек глины, еще выше - слой воды, на ее поверхности - механические примеси (например, древесные опилки).
Вывод:
почва - это смесь различных веществ.
Опыт 2.
Получение почвенного раствора и опыты с ним.
Порядок выполнения работы :
1. Готовим бумажный фильтр, вставляем его в воронку, закрепленную в кольце штатива.
Подставляем под воронку чистую сухую пробирку и фильтруем полученную в первом опыте смесь почвы и воды.
Наблюдаемые явления:
почва остается на фильтре, а в пробирке собирается фильтрат - это почвенная вытяжка (почвенный раствор).
Вывод:
почва содержит нерастворимые в воде вещества
2. Несколько капель этого раствора помещаем на стеклянную пластину.
С помощью пинцета держим пластину над горелкой до выпаривания воды.
Наблюдаемые явления:
вода испаряется, а на пластинке остаются кристаллы веществ, ранее содержавшихся в почве.
Вывод:
почва содержит растворимы в воде вещества.
3. На две лакмусовые бумажки (красную и синюю) наносим стеклянной палочкой почвенный раствор.
Наблюдаемые явления:
а) синяя индикаторная бумага изменяет цвет на красный.
Вывод:
почва кислая.
а) красная индикаторная бумага изменяет цвет на синий.
Вывод:
почва щелочная.
Опыт 3.
Определение прозрачности воды.
Порядок выполнения работы :
Прозрачный плоскодонный стеклянный цилиндр диаметром 2-2,5 см, высотой 30-35 см (или мерный цилиндр на 250 мл без пластмассовой подставки) ставим на лист с печатным текстом.
Вливаем в цилиндр дистилированную воду до тех пор, пока через воду не будет виден шрифт.
Измеряем линейкой высоту столба воды.
Наблюдаемые явления:
... см - высота столба воды.
Аналогично проводим опыт с водой из водоема.
Наблюдаемые явления:
... см - высота столба воды.
Вывод:
дистиллированная вода имеет большую прозрачность, чем вода из водоема.
Опыт 4.
Определение интенсивности запаха воды.
Порядок выполнения работы :
Коническую колбу наполняем на 2/3 объема исследуемой водой, плотно закрываем пробкой и сильно встряхиваем.
Открываем колбу и отмечаем характер и интенсивность запаха, используя таблицу учебника.
Наблюдаемые явления:
.... (например, запах отчетливый - неприятный, интенсивность - 4 балла).
Вывод:
... (например, неприятный запах может быть причиной отказа от питья).
Общий вывод по работе : в ходе выполнения данной практической работы изучались состав почвы, исследовались прозрачность и интенсивность запаха воды, совершенствовались практические приемы работы с веществами.
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:
Цель | Схема опыта | Результат |
|
Приготовить суспензию карбоната кальция в воде | |||
Исследовать свойства дисперсных систем |
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 | массовая доля вещества | масса раствора |
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
поваренная соль | |||
пищевая сода | |||
1. Отвесьте соль и поместите ее в стакан.
2. 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.
3. 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.
Индикатор | |||
нейтральная | щелочная |
||
Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | |
метилоранж | оранжевый |
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
Наименование опыта | Схема проведения опыта | Наблюдения | Объяснение наблюдений | Химическое уравнение реакции |
|
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).
1 - нитрата натрия | 2 - сульфата натрия | 3 – хлорид натрия | 4 – фосфат натрия |
|
Вещество (идентификатор) | ||||
Наблюдения | ||||
Химическая реакция |
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:
1 - нитрата бария | 2 – нитрат кальция | 3 – нитрат серебра | 4 – нитрат меди |
|
Вещество (идентификатор) | ||||
Наблюдения | ||||
Химическая реакция |
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 C5H12 . изобразите на бумаге.
5. Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH2Cl2
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:
ацетилен | бутадиен | ||||
физические свойства | |||||
химические свойства |
(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 раствори% 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.
2. Зафиксируйте полученные результаты в виде отчетной таблицы.
раствор белка | раствор глюкозы | пентен - 1 | глицерин | ||
хлорид железа (III) | |||||
гидроксид меди | |||||
аммиачный раствор оксида серебра | |||||
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
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Южно-Уральский многопрофильный колледж»
Методические указания
к лабораторным работам и практическим занятиям
по дисциплине «Химия»
Челябинск
Составлены в соответствии с учебным планом и рабочей программой дисциплины «Химия»
Составитель: О.А.Норикова
преподаватель дисциплины «Химия»
| 1. Пояснительная записка | |
| 2. Раздел 1. Неорганическая химия | |
| Лабораторная работа № 1. Моделирование построения Периодической таблицы химических элементов | |
| Лабораторная работа № 2. Приготовление дисперсных систем | |
| Лабораторная работа № 3. Изучение свойств неорганических кислот. Изучение свойств оснований | |
| Лабораторная работа № 4. Изучение свойств солей | |
| Лабораторная работа № 5. Проведение всех типов реакций. Изучение влияний на скорость химических реакций | |
| Практическое занятие № 1. Расчетные задачи на нахождение относительной молекулярной массы, массы и количества вещества | |
| Практическое занятие № 2. Расчетные задачи на определение массовой доли химических элементов в сложном веществе | |
| Практическое занятие № 3. Приготовление растворов заданной концентрации | |
| Практическое занятие № 4. Решение задач на определение марки стали | |
| Практическое занятие № 5. Решение задач на определение сплава черного металла | |
| 3. Раздел 2. Органическая химия | |
| Лабораторная работа № 1. Ознакомление с коллекцией образцов нефти и продуктов ее переработки | |
| Лабораторная работа № 2. Свойства глицерина. Свойства уксусной кислоты | |
| Лабораторная работа № 3. Свойства углеводов | |
| Лабораторная работа № 4. Свойства белков | |
| Практическое занятие № 1. Составление изомеров и формул органических веществ | |
| Практическое занятие № 2. Составление формул и названий алканов, алкенов, алкадиенов | |
| Практическое занятие № 3. Составление формул и названий спиртов, фенолов | |
| Практическое занятие № 4. Составление формул и названий альдегидов, карбоновых кислот | |
| Практическое занятие № 5. Распознавание пластмасс и волокон | |
| Учебно-методическое и информационное обеспечение |
1. Пояснительная записка
Методические указания к лабораторным работам и практическим занятиям по дисциплине «Химия» предназначены для студентов по профессиям: 08.01.06 «Мастер сухого строительства», 08.01.18 «Электромонтажник электрических сетей и электрооборудования», 15.01.05 «Сварщик», 22.01.03 «Машинист крана металлургического производства», 23.01.03 «Автомеханик», 23.01.07 «Машинист крана», 23.01.09 «Машинист локомотива»; по специальностям 21.02.05 «Земельно-имущественные отношения», 22.02.06 «Сварочное производство», 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
Цель методических указаний: оказание помощи студентам в выполнении химических экспериментов на лабораторных занятиях и в решение задач на практических занятиях по дисциплине «Химия».
В пособии раскрыто содержание лабораторных работ и практических занятий по разделам «Неорганическая химия» и «Органическая химия».
Настоящие методические указания содержат работы, которые позволят студентам овладеть фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками, опытом творческой и исследовательской деятельности, и направлены на формирование следующих компетенций:
1. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения задач, оценивать их эффективность и качество.
2. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
3. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения задач, профессионального и личностного развития.
4. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.
5. Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
6. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
7. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием.
8. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.
В результате выполнения лабораторных работ и практических занятий по дисциплине «Химия» студенты должны уметь:
проводить химический эксперимент;
должны знать:
значение химии в профессиональной деятельности и при освоении профессиональной образовательной программы;
основные решения прикладных задач в области профессиональной деятельности;
основные понятия химии и способы проведения химического эксперимента.
2. Раздел 1. Неорганическая химия
Лабораторная работа № 1
Моделирование построения Периодической таблицы химических элементов
Цель: научиться выявлять законы по таблице элементов.
Оборудование: карточки размером 6х10 см.
Ход работы:
1. 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).
2. 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;
Подсолнечное масло;
Пипетка;
2 пробирки;
Ход работы:
1. Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.
Налить в пробирку 5 мл дистиллированной воды, затем внести небольшое количество мела и сильно взболтать.
Поставить пробирку в штатив и наблюдать расслаивание суспензии.
Ответьте на вопрос:
Что является в данной суспензии дисперсной фазой и дисперсионной средой?
2. Получение эмульсии подсолнечного масла.
Отвешивают 4-5 г буры и растворяют ее при нагревании в 95 мл дистиллированной воды. Полученный раствор наливают в мерный цилиндр с притертой пробкой, добавляют 2-3 мл подсолнечного масла и сильно взбалтывают. Получается устойчивая эмульсия.
3. Заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Пример оформления отчета по работе
| Средства | Дисперсная среда | Дисперсная фаза | Результат |
||
4. Выводы.
Лабораторная работа № 3
Изучение свойств неорганических кислот. Изучение свойств оснований
А. Изучение свойств неорганических кислот
1. Испытания растворов кислот индикаторами
Цель: исследовать, как действуют кислоты на индикаторы.
Оборудование и реактивы:
4 пробирки;
Раствор серной кислоты (1:5);
Раствор лакмуса;
Раствор метилового оранжевого (метилоранж).
Ход работы:
В 2 пробирки внесите по 5 капель раствора соляной кислоты, к одной добавьте каплю лакмуса, а к другой – каплю метилоранжа. Как изменяется окраска индикаторов от действия кислоты?
Теперь проделайте то же самое с серной кислотой. Что наблюдаете? Какой можно сделать общий вывод о действии кислот на индикаторы – лакмус и метиловый оранжевый? Согласуется ли вывод с таблицей «Изменение цвета индикаторов»?
Таблица 2. Изменение цвета индикаторов
| Индикатор | |||
| нейтральная | щелочная |
||
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | |
| Метилоранж | оранжевый |
||
2. Взаимодействие металлов с кислотами
Цель: исследовать, все ли металлы реагируют с кислотами, всегда ли при этом выделяется водород?
Оборудование и реактивы:
Спиртовая горелка;
Держатель для пробирки;
Две пробирки;
Пипетка;
Две гранулы цинка;
Несколько кусочков медной проволоки;
Раствор соляной кислоты (1:3);
Раствор уксусной кислоты (9 %).
Ход работы:
В пробирки положите разные металлы: в одну - гранулу цинка, в другую – кусочки меди. Во все пробирки налейте по 1 мл раствора соляной кислоты. Что замечаете?
В следующие две пробирки поместите те же металлы и в таком же количестве, прилейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. Что замечаете? Если в какой-либо пробирки не наблюдается реакция, то слегка нагрейте ее содержимое, но не доводя до кипения. В каких пробирках выделяется газ водород?
Сделайте общий вывод об отношении кислот к металлам. Для этого воспользуйтесь таблицей 3.
Ответьте на вопросы:
Какой из металлов, взятый для опытов, не реагирует с растворами соляной и уксусной кислот? Какие еще металлы не реагируют с этими кислотами?
К какому типу реакций относится взаимодействие кислоты с металлом?
Напишите уравнения возможных реакций в молекулярной и ионной формах.
Таблица 3. Отношение металлов к воде и к некоторым кислотам
| K , Ca , Na , Mg , Al | Zn , Fe , Ni , Pb | Cu, Hg, Ag, Pt, Au |
| Реагируют с водой с выделением водорода | Не реагирует с водой при обычных условиях | Не реагируют с водой и растворами соляной и серной кислот |
| Реагируют с растворами соляной и уксусной кислот с выделением водорода | Не реагируют с растворами соляной и уксусной кислот |
|
3. Взаимодействие кислот с оксидами металлов
Цель: доказать, что при взаимодействии кислот с оксидами металлов образуются соли.
Оборудование и реактивы:
Стеклянная лопаточка;
2 сухие пробирки;
Пипетка;
Раствор серной кислоты;
Раствор соляной кислоты;
Оксид меди;
Оксид цинка.
Ход работы:
В сухую пробирку поместите с помощью стеклянной лопаточки немного порошка оксида цинка. Прилейте 5 капель раствора серной кислоты. Что наблюдаете? В другую пробирку поместите столько же оксида цинка и прилейте 5 капель раствора соляной кислоты. Содержимое пробирок взболтайте. Аналогичные опыты проведите с оксидом меди.
Составьте уравнения реакций, запишите свои наблюдения.
4. Взаимодействие кислот с основаниями
Цель: изучить взаимодействие кислот с основаниями.
Оборудование и реактивы:
Раствор гидроксида натрия;
Раствор фенолфталеина;
Пробирки;
Раствор уксусной кислоты;
Пипетки.
Ход работы:
В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2-3 капли раствора фенолфталеина. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую - столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?
5. Взаимодействие кислот с солями
Цель: изучить взаимодействие кислот с солями.
Оборудование и реактивы:
Раствор карбоната калия;
Раствор соляной кислоты;
Раствор уксусной кислоты;
Раствор силиката калия;
Пробирки;
Пипетки.
Ход работы:
В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора карбоната калия. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую - столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?
В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора силиката калия. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую - столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Б. Изучение свойств оснований
1. Испытание растворов щелочей индикаторами
Цель: исследовать, как действуют щелочи на индикаторы.
Оборудование и реактивы:
1 пробирка;
Раствор гидроксида натрия;
Универсальная индикаторная бумага.
Ход работы:
В пробирку налейте 2 мл раствора гидроксида натрия. Испытайте действие щелочи на универсальную индикаторную бумагу. Что наблюдаете?
Объясните результаты наблюдений и запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
2. Получение нерастворимых оснований
Цель:
Оборудование и реактивы:
2 пробирки;
Пипетка;
Раствор сульфата меди (11);
Раствор гидроксида натрия;
Раствор серной кислоты.
Ход работы:
В две пробирки налейте по 1-2 мл растворов сульфата меди (11). Добавьте в каждую из пробирок 1-2 мл раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете?
Добавьте в одну из пробирок с полученным нерастворимым основание 1-2 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете?
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
3. Разложение нерастворимых оснований
Цель: исследовать, на какие вещества разлагается гидроксид меди.
Оборудование и реактивы:
Металлический штатив;
Спиртовка;
Стеклянная лопаточка;
Пробирка;
Гидроксид меди Cu(OH) 2 .
Ход работы:
Возьмите одну стеклянную лопаточку гидроксида меди, поместите в сухую пробирку, которую укрепите наклонно в лапке металлического штатива. Вначале прогрейте всю пробирку, а затем нагревайте то место, где находится гидроксид меди. Что замечаете на стенках пробирки? Какого цвета получается твердое вещество? Напишите уравнение реакции разложения гидроксида меди.
Лабораторная работа № 4
Изучение свойств солей
1. Взаимодействие солей с металлами
Цель: изучить взаимодействие растворов солей с металлами.
Оборудование и реактивы:
4 пробирки;
Гранулы цинка;
Мелкие кусочки свинца;
Железо (гвоздь или стержень);
Раствор хлорида (сульфата) цинка;
Раствор хлорида (сульфата) меди;
Нитрат (ацетат) свинца;
Раствор хлорида (сульфата) железа.
Ход работы:
Налейте в одну пробирку 1,5 мл раствора нитрата (ацетата) свинца, в другую – столько же раствора хлорида или сульфата цинка. В первую пробирку опустите гранулу цинка, во вторую – кусочек свинца. Пробирки не взбалтывайте. Через 3-4 мин рассмотрите их и установите, в какой из пробирок произошли изменения.
Налейте в одну пробирку 1,5 мл раствора хлорида или сульфата меди, в другую – столько же раствора хлорида или сульфата железа. Наклонив первую пробирку, осторожно опустите в нее железный стержень, во вторую – кусочек меди. Через 2-3 мин отметьте происшедшие изменения.
Укажите, какой раствор соли с каким металлом вступил в реакцию. Напишите уравнения реакций. Сделайте выводы.
2. Гидролиз солей
Цель: изучить гидролиз солей.
Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Индикатор универсальный;
Микрошпатель;
Нитрат натрия;
Ацетат натрия;
Карбонат натрия;
Нитрат алюминия;
Дистиллированная или водопроводная вода.
Ход работы:
Налить в 4 чистые пробирки по 1/4 их объема дистиллированной воды и с помощью бумажек, пропитанных универсальным индикатором, проверить рН воды. В каждую из пробирок с водой всыпать по 1/2 микрошпателя кристаллов следующих солей: в первую – нитрата натрия, во вторую – ацетата натрия, в третью – карбоната натрия и в четвертую – нитрата алюминия. Раствор соли в каждой пробирке перемешать стеклянной палочкой и измерить его рН с помощью бумажки с универсальным индикатором. Стеклянную палочку после каждого употребления промывать водопроводной и дистиллированной водой. Полученные результаты занести в таблицу 4. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза испытанных солей, определить тип гидролиза (по катиону, по аниону или по катиону и аниону одновременно) и записать его в таблицу. Какая из испытанных солей не подвергается гидролизу и почему?
Таблица 4. Гидролиз солей
| Формула соли | рН раствора | Реакция среды | Тип гидролиза |
|
Лабораторная работа № 5
Проведение всех типов реакций. Изучение влияний на скорость химических реакций
А Проведение всех типов реакций
1. Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса
Цель: исследовать реакции замещения.
Оборудование и реактивы:
Раствор медного купороса;
Скрепка или кнопка;
Пробирка.
Ход работы:
Налейте в пробирку 2-3 мл раствора медного купороса (сульфата меди (II)) и опустите в него стальную кнопку или скрепку. Что наблюдаете?
Запишите уравнение реакции.
К какому типу химических реакций по изученным признакам классификации она относится?
2. Реакции, идущие с образованием осадка, газа или воды
Цель: изучить реакции с образованием осадка, воды, выделением газа.
Оборудование и реактивы:
Раствор гидроксида натрия;
Раствор фенолфталеина;
Раствор азотной кислоты;
Раствор уксусной кислоты;
Раствор карбоната натрия;
Раствор соляной кислоты;
Пробирки, пипетки;
Раствор нитрата серебра;
Раствор медного купороса;
Раствор серной кислоты;
Раствор хлорида бария;
Пробирки;
Ход работы:
В две пробирки прилейте по 1-2 мл раствора гидроксида натрия. Добавьте в каждую 2-3 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Затем прилейте в первую пробирку раствор азотной кислоты, а во вторую - раствор уксусной кислоты до исчезновения окраски.
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
В две пробирки прилейте по 2 мл раствора карбоната натрия, а затем добавьте: в первую - 1-2 мл раствора соляной кислоты, а в другую - 1-2 мл раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
К 1-2 мл соляной кислоты в пробирке добавьте несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдаете?
В две пробирки прилейте по 1 мл раствора медного купороса, а затем добавьте в каждую столько же раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете?
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
К 1 мл раствора серной кислоты в пробирке добавьте 5-10 капель раствора хлорида бария. Что наблюдаете?
Напишите уравнение реакций в молекулярной и ионной формах.
Б. Изучение влияний на скорость химических реакций
Цель: исследовать, как различные факторы влияют на скорость протекания реакций.
Оборудование и реактивы:
- гранулы цинка, магний, железо;
Растворы соляной кислоты разной концентрации;
Раствор серной кислоты;
CuO (II) (порошок);
Спиртовка;
Пробирки;
1. Зависимость скорости взаимодействия цинка
с соляной кислотой от ее концентрации
Ход работы:
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
Ход работы:
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.
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
Ход работы:
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.
Практическое занятие № 1
Расчетные задачи на нахождение относительной молекулярной массы,
массы и количества вещества
Молярная масса вещества (M) – масса одного моля этого вещества.
По величине она равна относительной молекулярной массе M r (для веществ атомного строения – относительной атомной массе A r). Молярная масса имеет размерность г/моль.
Например, молярная масса метана CH 4 определяется следующим образом:
М r (CH 4 ) = A r (C) + 4A r (H) = 12+4 =16 г / моль . (1)
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, по формуле:
Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:
m = n . M . (4)
Цель: научиться выполнять расчеты молекулярной массы, массы и количества вещества.
Вариант 1
1. Какое количество вещества алюминия содержится в образце этого металла массой 10,8 г?
2. Какой массе серной кислоты (Н 2 SО 4) соответствует количество вещества равное 0,2 моль?
Вариант 2
1. Какое количество вещества содержится в оксиде серы (SO 3) массой 12 г?
2. Вычислите массу 5 моль цинка.
Вариант 3
1. При анализе образца руды в нем было найдено 0,306 г оксида алюминия (Аl 2 О 3). Какому количеству вещества это соответствует?
2. Определите массу карбоната натрия (Na 2 CO 3) количеством вещества 0,45 моль.
Вариант 4
1. Сколько молей соответствует 73 г хлороводорода (НСl)?
2. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.
Вариант 5
1. Какому числу молей соответствует карбонат калия массой 552 г? Формула карбоната калия: К 2 СО 3 .
2. Определите массу 1,5 моль оксида меди (11) СuO.
Вариант 6
1. Какому числу молей вещества соответствует масса 50,8 г натрия?
2. Определите массу 0,5 моль аммиака NH 3 .
Вариант 7
1. Сколько молей содержится в 980 г серной кислоты Н 2 SO 4 ?
2. Определите массу вещества серной кислоты (H 2 SO 4), взятой количеством 3,5 моль.
Вариант 8
1. 1. Какому числу молей вещества соответствует масса 64 г серы?
2. Определите массу оксида алюминия Al 2 O 3 , взятого количеством 0,2 моль.
Вариант 9
1. Какому числу молей вещества соответствует масса 24 г меди?
2. Вычислите массу 0,5 моль бария.
Вариант 10
1. Какому числу молей вещества соответствует масса 21 г никеля?
2. Определите массу иодида калия KI количеством вещества 0,6 моль.
Практическое занятие № 2
Расчетные задачи на определение массовой доли
химических элементов в сложном веществе
Теоретическое обоснование занятия
Массовая для элемента в данном веществе (w) – отношение относительной атомной массы данного элемента, умноженной на число его атомов в молекуле к относительной молекулярной массе вещества.
w(элемента) = (n·A r (элемента) · 100%) / M r (вещества) , (5)
w – массовая доля элемента в веществе,
n– индекс в химической формуле,
A r – относительная атомная масса,
M r – относительная молекулярная масса вещества.
Массовые доли выражают в процентах или в долях: w(элемента) = 20% или 0,2.
Цель: научиться выполнять расчеты массовой доли элемента в сложном веществе.
Работа выполняется по вариантам.
Вариант 1
1. Вычислите массовую долю углерода в углекислом газе СО 2 .
Вариант 2
1. Рассчитайте массовую долю марганца в перманганате калия КМnО 4 .
Вариант 3
1. Рассчитайте массовую долю калия в перманганате калия КМnО 4 .
Вариант 4
1. Рассчитайте массовую долю магния в MgCO 3 .
Вариант 5
1. Рассчитайте массовую долю кальция в CaCO 3 .
Вариант 6
1. Вычислите содержание железа в FeS.
Вариант 7
1. Вычислите содержание железа в его соединение FeSO 3 .
Вариант 8
1. Вычислите содержание железа в его соединение FeВr 3 .
Вариант 9
1. Вычислите содержание фтора в его соединение FeF 3 .
Вариант 10
1. Вычислите содержание железа в его соединение FeI 3 .
Практическая работа № 3
Приготовление растворов заданной концентрации
Теоретическое обоснование занятия
Массовая доля растворённого вещества w(раств. в.) - это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества m(раств. в.) к общей массе раствора m(раствора):
m (раствора) = m (раств. в.) + m (растворителя) , (6)
. (7)
Массовую долю растворённого вещества (процентная концентрация) обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля растворённого вещества – CaCl 2 в воде равна 0,06 или 6%. Это означает, что в растворе хлорида кальция массой 100 г содержится хлорид кальция массой 6 г и вода массой 94 г.
Молярная концентрация С – это отношение количества растворенного вещества v (в молях) к объему раствора V (в литрах):
. (8)
Цель: приготовить растворы солей определенной концентрации.
Оборудование и реактивы:
Стакан объемом 50 мл;
Стеклянная палочка с резиновым наконечником;
Стеклянная лопаточка;
Мерный цилиндр;
Холодная кипяченая вода.
1. Приготовление раствора соли с определенной массовой долей вещества
Ход работы:
Произведите расчеты: определите, какую массу соли и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного в условии задачи.
Задача: приготовьте 20 г водного раствора поваренной соли с массовой долей соли 5 %.
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.
Отчет по работе:
Проведите расчеты;
Последовательность ваших действий.
2. Приготовление раствора с заданной молярной концентрацией
Ход работы:
Под молярной концентрацией понимают число молей растворенного вещества, содержащегося в одном литре раствора.
Задача. Приготовьте 25 мл раствора хлорида калия, молярная концентрация которого 0,2 моль/л.
Рассчитайте массу растворенного вещества в 1000 мл раствора заданной молярной концентрации.
Рассчитайте массу растворенного вещества в предложенном объеме раствора.
В соответствии с расчетами возьмите навеску соли, поместите ее в мерный стакан и добавьте немного воды (примерно 7-10 мл). помешивая стеклянной палочкой, растворите полностью соль, а затем прилейте воды до необходимого по условию задачи объема.
Отчет по работе:
Приведите расчеты;
Последовательность важных действий.
Практическое занятие № 4
Решение задач на определение марки стали
Теоретическое обоснование занятия
1. Маркировка стали обыкновенного качества
Сталь углеродистую обыкновенного качества (ГОСТ 380–94) выпускают следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Ст6пс, Ст6сп.
Цифра после Ст – условный номер марки в зависимости от химического состава стали в ГОСТ 380–94. Иногда после этой цифры может стоять буква Г, означающая легирование стали марганцем до 1,5%. Маленькие буквы в конце марки – степень раскисления («кп» – кипящая; «пс» – полуспокойная; «сп» – спокойная).
Пример: Сталь Ст4кп – сталь обыкновенного качества (неверно говорить – обычного!) № 4 по ГОСТ 380–94, кипящая.
2. Маркировка качественной стали
Качественную сталь маркируют содержанием углерода и легирующих элементов.
Качественная конструкционная сталь маркируется содержанием углерода, указанным в сотых долях весового процента
Примеры. Сталь 08кп – сталь качественная конструкционная с содержанием 0,08% углерода, кипящая.
Сталь 80 – сталь качественная конструкционная с содержанием 0,80% углерода.
Качественная инструментальная сталь маркируется содержанием углерода, указанным в десятых долях процента.
Углеродистая (нелегированная) инструментальная сталь дополнительно маркируется буквой У, которая ставится перед числом, обозначающим содержание углерода.
Примеры. Сталь У8 – сталь качественная инструментальная с содержанием 0,8% углерода, кипящая.
Сталь У13 – сталь качественная инструментальная с содержанием 1,3% углерода.
Пример. Сталь 11Х, сталь 13Х – качественные инструментальные стали, легированные хромом до 1% с содержанием углерода 1,1 и 1,3 %, соответственно.
В некоторых марках легированной инструментальной стали в начале марки может быть не указано содержание углерода. В этом случае содержание углерода до 1% (Это ещё один признак инструментальной стали).
Пример. Сталь Х – сталь качественная инструментальная с содержанием до 1% углерода, до 1% хрома.
Рисунок 1. Маркировка легированных сталей
Если после буквы, обозначающей легирующий элемент, число не стоит – его содержание менее (до) 1%.
Исключением являются подшипниковые стали типа ШХ15, в которых содержание хрома указано в десятых долях % (1,5% Cr).
Примеры. Сталь 10ХСНД – сталь качественная конструкционная с содержанием 0,10 % углерода, хрома, кремния, никеля, меди до 1% каждого.
Сталь 18Г2АФ – сталь качественная конструкционная с содержанием 0,18% углерода, марганца 2%, азота, ванадия до 1% каждого.
Сталь 9ХС – сталь качественная инструментальная с содержанием 0,9% углерода, хрома и кремния до 1% каждого.
Сталь ХГ2ВМ – сталь качественная инструментальная с содержанием до 1% углерода, марганца 2%, вольфрама и молибдена до 1% каждого.
Сталь Р18 – высококачественная быстрорежущая инструментальная сталь; содержание углерода до 1%, 18% вольфрама.
3. Маркировка высококачественной стали
Маркировка высококачественных сталей похожа на качественные.
На высокое качество стали указывает буква А в конце марки или высокое суммарное содержание легирующих элементов (более 8…10%). Высоколегированная сталь – высококачественная.
Примечание: если в марке стали очень много букв, обозначающих легирующие элементы, содержание которых до 1%, – это качественная сталь (экономно легированная сталь 12ГН2МФАЮ).
Примеры. Сталь 90Х4М4Ф2В6Л – сталь высококачественная конструкционная с содержанием 0,90% углерода, 4% хрома, 4% молибдена, 2% ванадия, 6% вольфрама, литейная.
Сталь 18Х2Н4ВА – сталь высококачественная конструкционная с содержанием 0,18% углерода, хрома 2%, никеля 4%, вольфрама до 1%.
Сталь Р18К5Ф2 – сталь высококачественная быстрорежущая инструментальная с содержанием углерода до 1%, 18% вольфрама, 5% кобальта, 2% ванадия.
Сталь 9Х18 – сталь высококачественная инструментальная с содержанием 0,9% углерода, 18% хрома.
Маркировка особо высококачественной стали
Для получения самого высокого комплекса различных свойств сталь выплавляют из чистых шихтовых материалов в вакуумно-индукционной печи (ВИП или ВИ). Другой способ – дополнительная очистка для максимального удаления вредных примесей – переплав.
Существуют различные методы рафинирования стали: обработка расплавленной стали синтетическим шлаком (СШ), вакуумно-дуговой переплав (ВДП или ВД), электрошлаковый переплав (ЭШП или Ш) или их сочетание (ШД), электронно-лучевой переплав (ЭЛП) и плазменно-дуговой переплав (ПДП).
В марке особо высококачественной стали после обозначения химического состава через тире указывают тип выплавки или переплава.
Примеры. Сталь 01Х25-ВИ – сталь особо высококачественная с содержанием 0,01% углерода, 25% хрома, вакуумно-индукционной выплавки.
Сталь ШХ15-ШД – сталь особо высококачественная подшипниковая с содержанием углерода до 1%, хрома 1,5% после электрошлакового переплава с последующим вакуумно-дуговым переплавом.
Цель работы: изучить принципы обозначения марок сталей и сплавов на основе железа и
Дать характеристику стали (рисунок 2):
2. Указать:
а) металлургическое качество стали;
б) назначение стали;
в) химический состав стали по марке.
Рисунок 2. Варианты задания
Практическое занятие № 5
Решение задач на определение сплава черного металла
Теоретическое обоснование занятия
Массовая для элемента в данном сплаве(w) – отношение массы данного элемента к массе сплава:
w(элемента) = (m (элемента) · 100%) / m (c плава) , (9)
w – массовая доля элемента в сплаве,
m(элемента) – масса элемента,
m(сплава) – масса сплава.
Существуют два сплава черного металла: чугун и сталь. В чугуне углерода от 2,0 до 6,67%, а в стали – менее 2,0%.
Цель: научиться определять сплав черного металла по его химическому составу.
Решить задачи:
1. Образец сплава массой 375 г содержит в своем составе углерод массой 6,5 г, цинк массой 12 г. Является ли сплав сталью?
2. Образец сплава массой 250 г содержит в своем составе следующие элементы: марганец, никель, медь. Известно, что массовая доля марганца равна 3,7%, никеля – 10%, меди – 25%. Найдите массу каждого компонента. Какие элементы могут входить в состав данного сплава?
3. Раздел 2. Органическая химия
Лабораторная работа № 1
Ознакомление с коллекцией образцов нефти и продуктов ее переработки
Цель: изучить физические свойства нефти, продуктов ее переработки.
Оборудование:
- коллекция образцов нефти, продуктов ее переработки.
Теоретическое обоснование работы
При фракционной перегонке нефти получают углеводороды, кипящие в определенном интервале температур. В состав коллекции входят образцы важнейших продуктов переработки нефти, полученных в результате:
Перегонки сырой нефти (легкие продукты);
Переработки мазута;
Полимеризации нефтяных газов;
А также образцы природных видоизменений нефти.
При переработке нефти используют разнообразные способы:
1. Физический – прямая перегонка, то есть разделения углеводов на фракции имеющие различные температуры кипения.
Обычно при перегонке выделяю три основные фракции:
Фракцию собираемую до150 о С - это газолиновая фракция или фракция бензинов
Фракция от 150 о С до 300 о С – керосиновая;
Остаток после перегонки нефти – мазут каждая из фракций менее сложного состава.
Мазут подвергают дальнейшей перегонке с целью получение различных смазочных масел.
В коллекции представлены: соляровое, веретенное, машинное, цилиндровое масла. Перегонку ведут под вакуумом, то есть при пониженном давлении, чтобы предотвратить разложение высококипящих углеводородов мазута. Остаток после перегонки мазута – гудрон. Он используется в производстве битума.
2. Химические способы переработки нефти.
2.1 Крекинг – один из основных приёмов переработки нефтепродуктов. Это процесс расщепления высших углеводов (с длинной цепью) на углеводороды с меньшей молекулярной массой. Он сопровождается изомеризацией:
а) Термический крекинг – процесс ведут при температуре 450-550 о С и давлении от 7 до 35 атмосфер или в несколько мегапаскалей.
б) Пиролиз – высокотемпературный крекинг. Процесс ведут при температуре 650-750 о С. Его осуществляют для получения газообразных непредельных углеводородов. Наряду с газами при таком крекинге образуются жидкие ароматические соединения.
в) Католический крекинг - процесс разложения углеводородов под действия катализатора – природных алюмосиликатов. Процесс ведут при температуре 450-500 о С. Главное преимущество католического крекинга – большой выход бензинов и их высокое октановое число и более ценный состав газов крекинга (больше пропана и бутана, меньше метана и этана).
При католическом крекинге требуется периодическая регенерация катализатора.
2.2 Риформинг – технический процесс каталитического облагораживания низко октановых бензинов. Риформинг проводится с применением платинового катализатора. В следствии образования при этом ароматических углеводородов значительно вырастает октановое число горючего.
В коллекции представлены следующие продукты переработки мазута: крекинг-керосин, крекинг-бензин, бензол, толуол, вазелин, парафин.
Получаемые из нефти продукты (топливо 7 и масла) содержат вредные примеси (высоко ненасыщенные углеводороды, сернистые соединения). Для их очистки применяется сернокислотный метод осаждения примесей серной кислотой с последующей нейтрализацией ее щелочною. Более совершенный метод очистки масел – метод избирательного (селективного) растворения Растворители: фурфурол, фенол, нитробензол. Извлекают вредные примеси из очищённого продукта.
Кроме того, в состав коллекции входят продукты полимеризации нефтяных газов: синтетический каучук, пластмасса (искусственная кожа) и продукты природных видоизменений нефти: асфальтовая руда, горный воск (озокерит), очищенный воск (церезин)
Краткая характеристика основных нефтяных продуктов.
Газолин (петролейный эфир)- смесь легких углеводородов (пентанов и гексанов). Бесцветная жидкость, кипящая в интервале температур от 40 до 70 °С. Применяется как растворитель жиров, масел, смол.
Бензин – легкая, подвижная, бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом, исправляющаяся. Наибольшее применение – в качестве моторного топлива для авиационных и автомобильных двигателей.
В зависимости от своего назначения бензины выпускают разных сортов. Для каждого сорта бензина характерной является температура начало и конца кипения:
Авиационные бензины - начальную не ниже 40 °С, конечную 150-180 °С;
Автомобильные бензины имеют начальную температуру кипения не ниже 40 °С, а конечную 200-250 °С,
Бензины, для растворения жиров масел имеют температуру кипения от 80 до 120 °С.
Лигроин – прозрачная, легкая воспламеняющаяся жидкость, отгоняется при температуре 110-240 °С. Это промежуточная фракция между бензиновой и керосиновой. Используется как тракторное топливо.
Керосин – прозрачная, бесцветная или желтоватая жидкость, легче воды. Представляет смесь жидких углеводородов, кипит в пределах температур 150-315 °С.
Различают керосин прямой перегонки нефти и крекинг-керосин, который получают крекингом мазута. Применяют как топливо для реактивных тракторных двигателей, карбюраторных тракторных двигателей и для бытовых нужд.
Газойль, соляр - дизельные топлива для быстроходных и среднеходных дизелей.
Мазут – остаток после отгонки из нефти светлых фракций. Темная вязкая жидкость. При дальнейшей перегонке получают множество ценных продуктов
Смазочные масла - высококипящие вязкие фракции, которые получают из мазута при его переработке.
Вазелин – смесь жидких и твердых углеводородов. Получают из мазута путем перегонки с водяным паром. Плавится при температурах 37-50 °С. Применяют для пропитки бумаги и тканей, в электротехнической промышленности для смазки подшипников и приготовления специальных смазок, для зашиты металлов от коррозии, в медицине, в косметике.
Парафин – смесь твердых насыщенных высокомолекулярных углеводородов. Белая или желтоватая масса. Температура плавления 50-70 °С. Устойчив к действию кислот, щелочей, окислителей. Применяют в бумажной, текстильной, полиграфической, кожевенной, спичечной промышленности, в медицине, в быту - для изготовления свечей.
Гудрон – черная смолистая масса. Применяется в дорожном строительстве, а также для смазывания грубых механизмов, изготовления колесной мази.
Бензол, толуол – ароматические углеводороды.
Бензол – легкокипящая, бесцветная, нерастворимая в воде жидкость со своеобразным запахом. Бензол используют в качестве ароматического компонента авиационных бензинов и как растворитель в производстве авиационных масел.
Толуол – бесцветная прозрачная жидкость со специфическим запахом, кипит при температуре 110 °С. Присутствие бензина в моторном топливе повышает его антидетонационные свойства. Толуол используется в производстве взрывчатых веществ, сахаринов, в качестве растворителей лаков, красок.
В природе встречаются отдельные залежи твердых парафиновых углеводородов в виде горного воска (озокерит). По внешнему виду он напоминает пчелиный воск, имеет запах керосина. Очищенный воск называется церезин. Его применяют как электроизоляционный материал, для приготовления различных смазок и мазей для технических и медицинских нужд.
Нефтяные газы – смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти. Они выделяются в процессе её добычи. К ним также относят газы крекинга нефтепродуктов. Их применяют как топливо и для получения различных химических веществ, таких как искусственный каучук, пластмассы и др.
Различные методы переработки нефтяного сырья позволяют максимально с большим экономическим эффектом использовать чудесный дар природы – нефть.
Ход работы:
Внимательно рассмотрите образцы, представленные в коллекции, обратите внимание на их внешний вид: агрегатное состояние, цвет, вязкость.
Ответьте на следующие вопросы:
Какие способы используют при переработки нефти?
Каковы условия переработки нефти?
Оформите отчет в виде таблицы. Внесите в таблицу названия всех образцов, представленных в коллекции, разделив их на группы.
Дайте характеристику каждому образцу и назовите способ его получения.
Таблица 5. Пример оформления отчета по работе
| (исходный продукт) | Процесс, условия, характеристика | Продукты переработки – нефтепродукты | Свойства, состав продуктов |
| Сырая нефть | Ректификация под атмосферным давлением (прямая перегонка) | Газ, бензиновая фракция (70-120 °С), лигроин | Светлые нефтепродукты С 6 -С 9 нормального строения |
Лабораторная работа № 2
Свойства глицерина. Свойства уксусной кислоты
А. Свойства глицерина
Цель: исследовать свойства глицерина.
Оборудование и реактивы:
Градуированная пробирка или пипетка;
Пробирка;
Глицерин;
Раствор хлорида (сульфата) меди (с=0,5 моль/л);
Раствор гидроксида натрия (калия) (10-12).
Ход работы:
К 0,5 мл воды в пробирке добавьте 2 капли глицерина, содержимое взболтайте. Прибавьте еще каплю глицерина и снова взболтайте. Прибавьте еще каплю глицерина. Что можно сказать о растворимости глицерина?
К полученному раствору глицерина прилейте 2 капли раствора соли меди и по каплям добавляйте раствор щелочи до изменения окраски раствора (щелочь должна быть в избытке). Образуется глицерат меди ярко-синего цвета. Запомните: эта реакция является качественной на глицерин (многоатомные спирты).
Какая реакция характерна для глицерина. Напишите уравнения реакций.
Б. Свойства уксусной кислоты
Цель: изучить свойства органически кислот на примере уксусной кислоты и сравнить со свойствами неорганических кислот.
Оборудование и реактивы:
Пробирки;
Спиртовая горелка;
Раствор уксусной кислоты;
Раствор лакмуса;
Раствор гидроксида натрия;
Цинк гранулированный;
Оксид меди (11);
Карбонат кальция.
Ход работы:
Налейте в четыре пробирки по 2 мл раствора уксусной кислоты. Осторожно понюхайте этот раствор. Что ощущаете? Вспомните, где вы применяете уксусную кислоту дома.
В одну пробирку с раствором уксусной кислоты добавьте несколько капель раствора лакмуса. Что наблюдаете? Затем нейтрализуйте кислоту избытком щелочи. Что наблюдаете? Запишите уравнение проведенной реакции.
В три оставшиеся пробирки с растворами уксусной кислоты добавьте: в одну – гранулу цинка, в другую – несколько крупинок оксида меди (11) и подогрейте ее, в третью – кусочек мела или соды (на кончике шпателя). Что наблюдаете? Запишите уравнения проведенных реакций.
Лабораторная работа № 3
Свойства углеводов
1. Свойства глюкозы
Цель: изучить свойства углеводов.
Оборудование и реактивы:
Раствор глюкозы;
Раствор медного купороса;
Гидроксид натрия;
Пробирки;
Спиртовка.
Ход работы:
В пробирку с 2-3 каплями раствора медного купороса (сульфата меди (11)) прилейте 2-3 мл раствора щелочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирку 2 мл раствора глюкозы и смесь перемешайте. Что наблюдаете? О чем свидетельствует этот опыт?
Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? О чем свидетельствует этот опыт? Запишите уравнение проведенной реакции.
Ответьте на вопросы:
Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?
Что представляет собой желто-красный осадок?
К 2 мл аммиачного раствора оксида серебра добавьте 1-2 мл раствора глюкозы и нагрейте смесь на пламени спиртовки. Старайтесь нагревать содержимое пробирки равномерно и медленно. Что наблюдаете? О чем свидетельствует этот опыт? Запишите уравнение проведенной реакции.
2. Свойства крахмала
В пробирку насыпьте немного порошка крахмала. Прилейте воды и взболтайте смесь. Что можно сказать о растворимости крахмала в воде?
Вылейте взвесь крахмала в воде в химический стакан с горячей водой и прокипятите ее. Что наблюдаете?
В пробирку с 2-3 мл полученного во втором опыте крахмального кдейстера добавьте каплю спиртового раствора йода. Что наблюдаете?
Лабораторная работа № 4
Свойства белков
Цель: изучить свойства белков.
Оборудование и реактивы:
Раствор белка;
Раствор медного купороса;
Раствор ацетата свинца;
Пробирки.
Ход работы:
В пробирку налейте 2 мл раствора белка и добавьте 2 мл раствора щелочи, а затем несколько капель раствора медного купороса (сульфата меди (11). Что наблюдаете?
В пробирку с 2 мл раствора белка добавьте несколько капель азотной кислоты. Что наблюдаете? Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете? Охладите смесь и добавьте к ней по каплям 2-3 мл нашатырного спирта. Что наблюдаете?
Подожгите несколько шерстяных нитей. Охарактеризуйте запах горящей шерсти.
В пробирку налейте 1-2 мл раствора белка и медленно, при встряхивании, по каплям добавьте в пробирку насыщенный раствор медного купороса. Отметьте образование труднорастворимого солеобразного соединения белка. Данный опыт иллюстрирует применение белка как противоядия при отравлении тяжелыми металлами.
Оформите работу, сделайте выводы.
Практическое занятие № 1
Составление изомеров и формул органических веществ
Теоретическое обоснование занятия
Гомологи - это соединения, которые сходны по строению и химическим свойствам, но отличаются по составу молекул на одну или несколько групп CH2, которая называется гомологичной разницей.
Гомологи образуют гомологичные ряды. Гомологический ряд - это ряд соединений, сходных по своему строению и химическим свойствам, которые отличаются друг от друга по составу молекул на одну или несколько гомологичных ризниц -CH2.
Изомерия - это явление существования соединений, имеющих одинаковый качественный и количественный состав, но различное строение и, следовательно, разные свойства.
Например, при содержании в молекуле 4-х атомов углерода и 10-ти атомов водорода возможно существование 2-х изомерных соединений (рисунок 3).
Рисунок 3. Изомеры состава С 4 Н 10
В зависимости от характера отличий в строении изомеров различают структурную и пространственную изомерию.
Рисунок 4. Число изомеров
Цель: составить изомеры веществ.
1. Составить структурную формулу углеводорода по его названию: 2,3-диметилпентан.
2. Для 2,2,3-триметилпентана составить формулы двух гомологов и двух изомеров.
3. Составить изомеры для вещества состава С 7 Н 16 .
Практическое занятие № 2
Составление формул и названий алканов, алкенов, алкадиенов
Теоретическое обоснование занятия
1. Номенклатура алканов
1. Выбрать в молекуле главную углеродную цепь. Во-первых, она должна быть самой длинной. Во-вторых, если имеются две или более одинаковые по длине цепи, то из них выбирается наиболее разветвленная.
2. Пронумеровать атомы углерода в главной цепи так, чтобы атомы С, связанные с заместителями, получили возможно меньшие номера. Поэтому нумерацию начинают с ближайшего к ответвлению конца цепи. Например:
. (10)
3. Назвать все радикалы (заместители), указав впереди цифры, обозначающие их местоположение в главной цепи. Если есть несколько одинаковых заместителей, то для каждого из них через запятую записывается цифра (местоположение), а их количество указывается приставками ди-, три-, тетра-, пента- (например, 2,2-диметил или 2,3,3,5-тетраметил).
4. Названия всех заместителей расположить в алфавитном порядке (так установлено последними правилами ИЮПАК).
5. Назвать главную цепь углеродных атомов, т.е. соответствующий нормальный алкан.
Например:
Рисунок 5. Примеры алканов
2. Номенклатура алкенов
По систематической номенклатуре названия алкенов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса -ан на –ен.
Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя двойную связь (т.е. она может быть не самой длинной).
Нумерацию углеродных атомов начинают с ближнего к двойной связи конца цепи. Цифра, обозначающая положение двойной связи, ставится обычно после суффикса –ен. Например:
3. Номенклатура алкадиенов
По правилам главная цепь молекулы алкадиена должна включать обе двойные связи. Нумерация атомов углерода в цепи проводится так, чтобы двойные связи получили наименьшие номера. Названия алкадиенов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода), в которых последняя буква заменяется окончанием –диен.
Местоположение двойных связей указывается в конце названия, а заместителей – в начале названия.
Например:
(12,13)
Цель: составить формулы и названия алканов, алкенов, алкадиенов.
Работа выполняется по вариантам.
Вариант 1
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН-CH 3 | е) CH 3 -CH=СН-СН=С-СН 3 |
| ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
|
| в) CH 3 -CH-СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН 2 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 2,4-диметилгесан;
б) 3-хлорпентен-4.
Вариант 2
1. Дать название веществам:
| а) СН 2 -СН 2 -СН-CH 3 | е) CH 2 =CH-СН 2 -СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
| в) CH 3 -CH 2 -СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН 2 -СН 2 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН 2 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,5-диметилгептан;
б) 2-йодпентен-3.
Вариант 3
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -CH 2 | е) CH 3 -CH=СН-СН=СH |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СH 2- СН 3 |
| г) CH 3 -CH=С-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН 2 | к) CH 3 -CH-СН 2 -СН-СН 2 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3-триметилбутан;
б) 2-йодпентен-4.
Вариант 4
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН-CH 3 | е) CH 3 -CH=СН-СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН-СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН-CH 3 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3-трийодбутан;
б) 1-йодгексен-4.
Вариант 5
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -CH 2 | е) CH 3 -CH=СН-СН=С-СН 2 -СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН 2 | и) CH 2 -CH-СН- CH 3 |
| д) CH 3 -C=СН 2 | к) CH 3 -CH-СН 2 -СН-СН 2 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3,4-тетрафторбутан;
б) 2-йодпентен-4.
Вариант 6
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН-СН 2 -CH 3 | е) CH 3 -CH=СН-СН 2 -СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 2 -СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН-СН 2 -СН 3 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3,4-тетраастатпентан;
б) 2-йодгексен-5.
Вариант 7
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН-СН 2 -СН 2 -CH 3 | е) CH 3 -CH=СН-CH 2 -СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН-CH 2 -CH 3 |
| д) CH 3 -C=СН 2 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3,4-тетрабромгексан;
б) 2-йодбутен-3.
Вариант 8
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -CH 2 | е) CH 3 -CH=СН-СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -C=СН-CH 3 | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН-СН-СН 3 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3,4-тетрафторпентан;
б) 1-хлорбутен-3.
Вариант 9
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН-CH 3 | е) CH 3 -CH=СН-СН=С-СН 3 |
| б) CH 3 -C- СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH 2 =CH-СН-СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -CH=СН |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,3,4-трифторпентан;
б) 2-хлорбутен-3.
Вариант 10
1. Дать название веществам:
| а) СН 3 -СН 2 -СН 2 -CH 2 | е) CH 3 -CH=С-СН=СН-СН 3 |
| б) CH 3 -CН 2 -С-СН 2 -СН 2 -СН 3 | ж) CH 3 -C=С-СН 2 -СН 3 |
| в) CH 3 -CH-СН-СН 2 -СН 3 | з) CH 3 -CH-СН-СН-СH 2 -СН 3 |
| г) CH=CH-СН 2 -СН 3 | и) CH 2 -CH-СН 2 |
| д) CH 3 -CH=СН | к) CH 3 -CH- СН 2 -СН 2 -СН-СН 2 |
2. Написать формулы веществ:
а) 1,2,3,4-тетрайодпентан;
б) 1-фторбутен-2.
Практическое занятие № 3
Составление формул и названий спиртов, фенолов
Теоретическое обоснование занятия
Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксигруппы (если это необходимо). Например:
Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи.
Цифра, отражающая местоположение ОН-группы, в русском языке обычно ставится после суффикса "ол". Это разгружает словесную часть названия от цифр (например, 2-метилбутанол-1).
Цель: составить формулы и названия спиртов.
1. Назвать по систематической номенклатуре следующие соединения:
2. Записать формулы веществ по названиям:
а) бутанол-2;
б) 2-метил-бутанол-2;
в) 2-метил-пентанол-3;
г) пентанол-2;
д) пропанол-1;
е) 2-этил-бутанол-2;
ж) петанол-1;
з) 2-метил-гексанол-2;
и) этанол.
Практическое занятие № 4
Составление формул и названий альдегидов, карбоновых кислот
Теоретическое обоснование занятия
1. Номенклатура альдегидов
Систематические названия альдегидов строят по названию соответствующего углеводорода и добавлением суффикса -аль. Нумерацию цепи начинают с карбонильного атома углерода.
Рисунок 6. Примеры альдегидов
2. Номенклатура карбоновых кислот
При наименованиях карбоновых кислот выделяют самую длинную цепь углерода, включающую карбоксил. Атому углерода карбоксильной группы присваивается номер 1 и от него начинается нумерация цепи. Название формируется перечислением номеров и наименований заместителей и названия углеводорода, соответствующего общему числу атомов углерода в цепи с добавлением окончания – овая кислота.
(15,16)
Цель: составить формулы и названия альдегидов и карбоновых кислот.
1. Приведите формулы и названия альдегидов и карбоновых кислот, которые можно вывести из формул метана, этана, пропана, н-бутана, н-пентана и гексана.
2. Изобразите структурные формулы всех альдегидов, молекулярная формула которых C 5 H 10 O, и подпишите их названия.
3. Назовите вещества, структурные формулы которых:
Практическая работа № 5
Распознавание пластмасс и волокон
Цель: применить знания о составе, физических и химических свойствах важнейших пластмасс и волокон для их распознавания.
Оборудование:
Коллекции пластмасс и волокон.
Ход работы:
Предложены образцы двух пластмасс из следующего перечня: полиэтилен, поливинилхлорид, фенопласт. Используя таблицу 6, определите, какие именно пластмассы вам выданы. Напишите формулы структурных звеньев выданных вам пластмасс.
Таблица 6. Свойства пластмасс
| Название пластмассы | Отношение к нагреванию | Характер горения |
|
| Полиэтилен | Жирный на ощупь. В виде пленки, прозрачный, эластичный | Размягчается, в размягченном состоянии легко меняет форму, вытягивается в нити | Горит ярким пламенем с запахом расплавленного парафина. Продолжает гореть вне пламени |
| Название пластмассы | Физические свойства, определяемые органолептически | Отношение к нагреванию | Характер горения |
| Поливинилхлорид | Эластичный, в толстых слоях жесткий. Прозрачный или непрозрачный | Размягчается и разлагается с выделением хлороводорода | Горит коптящим пламенем. Вне пламени гаснет |
| Фенолформальдегидная смола | Непрозрачная, неэластичная, хрупкая | Не размягчается, разлагается | Загорается, при длительном пребывании смолы в пламени ощущается характерный запах фенола |
Предложены образцы – нити или ткани – трех волокон из следующего перечня: хлопок, шерсть, натуральный шелк, вискозное волокно, ацетатное волокно, капрон. Используя таблицу 7, определите, какие именно волокна вам выданы.
Таблица 7. Свойства волокон
| Название волокна | Отношение к концентрированным кислотам и щелочам |
|||
| Быстро сгорает и ощущается запах жженой бумаги. После сгорания остается серый пепел | Растворяется | Набухает, но не растворяется |
||
| Вискозное | Растворяется, раствор красно-коричневый | Растворяется |
||
| Шерсть и шелк натуральный | Горит, ощущается запах паленого пера. Образуется хрупкий черный шарик | Желтое окрашивание | Растворяется | Желтеет и растворяется |
| Ацетатное | Горит в пламени, вне его гаснет. Спекается в темный нехрупкий шарик | Растворяется, раствор бесцветный | Растворяется | Желтеет и растворяется |
| Название волокна | Характеристика горения и его результат | Отношение к концентрированным кислотам и щелочам |
||
| При нагревании размягчается, плавится, образуя твердый нехрупкий блестящий шарик. Из расплава вытягиваются нити. В пламени горит с неприятным запахом | Растворяется, раствор бесцветный | Растворяется. Раствор бесцветный | Не растворяется |
|
Учебно-методическое и информационное обеспечение
а) основная литература:
1. Габриелян О. С., Остроумов И. Г. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.
2. Габриелян О. С., Остроумов И. Г., Сладков С. А., Дорофеева Н.М. Практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.
3. Габриелян О. С., Лысова Г. Г. Химия. Тесты, задачи и упражнения: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.
б) дополнительная литература:
1. Ерохин Ю. М., Ковалева И. Б. Химия для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.
2. Ерохин Ю. М. Химия: Задачи и упражнения: учеб. пособие для студ. учреждений сред.
проф. образования. - М., 2014.
3. Сладков С. А., Остроумов И. Г., Габриелян О. С., Лукьянова Н. Н. Химия для профессий и специальностей технического профиля. Электронное приложение (электронное учебное издание) для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.
в) информационно-справочные и поисковые системы
1. www. alhimikov. net (Образовательный сайт для школьников).
2. www. chem. msu. su (Электронная библиотека по химии).
3. www. enauki. ru (интернет-издание для учителей «Естественные науки»).
4. www. hij. ru (журнал «Химия и жизнь»).
5. www. chemistry-chemists. com (электронный журнал «Химики и химия»).
