Особенности преподавания химии в средней школе с использованием химического эксперимента

Подтвердив правильность рассуждений учащихся, учитель предлагает далее проверить гипотезу, разработав экспериментальные доказательства выдвинутых предположений. Творчески мыслящие ученики разрабатывают план экспериментальной проверки гипотезы и предлагают попытаться обнаружить в полученном после опыта растворе ионы серебра и ионы Fe2+. Используя свои знания о качественных реакциях, они считают, что ионы серебра должны быть обнаружены действием раствора какого-либо хлорида, а ионы Fe2+ - с помощью раствора красной кровяной соли.

При последующем проведении намеченных опытов ученики действительно убеждаются в том, что в растворе присутствуют как ионы серебра, так и ионы Fe2+. Составляются ионные уравнения реакций, образования хлорида серебра и турнбулевой сини по следующей схеме:

Ag+ + Cl- = AgClv,

3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- = Fe3[Fe(CN)6]2v.

Теоретическое обоснование и полученные в ходе проблемной беседы экспериментальные данные дают теперь возможность ученикам составить ионное и молекулярное уравнения того химического процесса, который, по их первоначальным оценкам, не должен был протекать. Эти уравнения можно записать следующим образом:

Ag0 + Fe3+ = Ag+ + Fe2+,

Ag + Fe(NO3)3 = AgNO3 + Fe(NO3)2.

Данный проблемный опыт углубляет знания учащихся , расширяет их кругозор и учит творческому, нестандартному переносу знаний на новые, незнакомые учащимся объекты.

Для получения общего вывода учитель может поставить дополнительный опыт, докатывающий, что и другие малоактивные металлы, например медь, окисляются в растворах солей железа, содержащих ионы Fe3+ [13].

Таким образом, будет сформирован вывод: малоактивные металлы (медь, серебро) могут быть окислены в растворах солей железа (Ш), так как ионы Fe3+ обладают достаточно высокой окислительной способностью.

Примеры организация проблемного эксперимента путем демонстрации. Выполнение демонстраций как вид химического эксперимента используется обычно на уроках в тех случаях, когда по соображениям техники безопасности ученикам нельзя выдавать некоторые химические реактивы или оборудование. Предпочтение демонстрациям отдается также и в тех случаях, когда наглядность и убедительность демонстрационного опыта выше, чем лабораторного, или когда от учащихся требуется наблюдение за ходом опыта, а не выработка умений или навыков. Именно эти критерии являются определяющими при проведении опытов со щелочными и щелочно-земельными металлами.

Школьная программа предусматривает выполнение некоторых опытов, характеризующих свойства щелочно-земельными металлов. Но такой эксперимент, как взаимодействие данных металлов с растворами солей, обычно не проводится. Отсутствие у учеников экспериментальных данных по этому вопросу приводит к ошибкам, связанным с неверным написанием уравнений реакций. Конечно, не со всеми активными металлами можно проводить демонстрационный эксперимент в классе. Так, опасно проводить демонстрации взаимодействия натрия или более активных металлов с растворами солей. Но с целью создания у учеников правильных представлений об отношении металлов с высокой химической активностью к растворам солей для демонстрационных опытов можно выбрать кальций. Наблюдая демонстрации с кальцием, ученики смогут сделать правильный вывод о том, в каком направлении протекают подобные реакции.

Остановимся на характеристике опытов между растворами солей и кальцием как представителем щелочно-земельных металлов.

Прежде чем проводить демонстрации, нужно путем фронтальной беседы подготовить учащихся к восприятию эксперимента. В ходе беседы подготовить учащихся к восприятию эксперимента. В ходе беседы актуализируются опорные знания учащихся о том, как происходит вытеснение одного металла другим из раствора соли, чем определяется местоположение металла в ряду напряжений и др. Затем учащимся предлагается составить уравнение реакции взаимодействия кальция с раствором хлорида железа (Ш) или раствором хлорида меди (II). Составляя подобные уравнения, ученики чаще всего опираются только на положение металлов в ряду напряжений и не учитывают возможности протекания других реакций, поэтому часто предлагают ошибочные уравнения вытеснения менее активных металлов. На этом этапе беседы необходима проблемная демонстрация, которая выполнит корректирующую и эвристическую функции, т.е. именно те функции, которые присущи химическому эксперименту.

Проведение опытов.

В демонстрационный штатив поместить 3 пробирки, заполненные наполовину 0,1 М растворами следующих солей: хлорида железа (Ш), хлорида меди (II), хлорида никеля. В каждую из пробирок добавить по небольшому кусочку кальция, предварительно тщательно зачистив его поверхности.

Учащиеся наблюдают бурное протекание реакций с образованием газа и нерастворимых веществ с различной окраской. Учитель поджигает выделяющийся газ, и по характерному хлопу ученики убеждаются, что это - водород. Наблюдения за внешним видом нерастворимых веществ приводят к выводу, что образуются гидроксиды железа, меди и никеля с характерной окраской. Кроме того, происходит и процесс образования малорастворимого гидроксида кальция белого цвета.

Опыты опровергают мнение учащихся о вытеснении кальцием менее активных металлов из растворов солей, и это противоречие между предположением учеников и результатами эксперимента придает проблемный характер дальнейшему обсуждению вопроса. Ученики, убедившись в том, что реакция протекает без вытеснения менее активного металла, должны осуществить поиск правильного объяснения опыта.

Выдвижение гипотезы требует активной актуализации знаний о взаимодействии металлов с водой, о реакциях между растворами солей и щелочей. Только вспомнив этот материал, ученики формулируют следующую гипотезу: очевидно, кальций, реагируя с водой, находящейся в растворе соли, образует щелочь, которая вступает в обменную реакцию с раствором соли, поэтому выпадает в осадок гидроксид.

Данная гипотеза вполне согласуется с результатами демонстрационного опыта. Действительно, в ходе опыта ученики не наблюдали вытеснения менее активного металла, а видели энергичное взаимодействие кальция с водой, выделение водорода, образование нерастворимых гидроксидов. Таким образом, опираясь на эксперимент и необходимые теоретические данные, ученики могут составить уравнения всех протекающих реакций:

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2^,

3Ca(OH)2 + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3v + 3CaCl2,

3Ca + 6H2O + 2FeCl3 = 3Fe(OH)3 + 3H2^ + 3CaCl2.

После составления суммарного уравнения необходимо обратить внимание учащихся на то, что продуктами взаимодействия являются также малорастворимый гидроксид кальция и различные основные соли.

Используя демонстрационные опыты с кальцием, учитель может подвести учащихся к общему выводу о преимущественном направлении реакций между очень активными металлами и растворами различных солей.

Таким образом, проблемные опыты можно успешно использовать на уроках химии с целью активизации мыслительной деятельности учеников, которая, как правило, проявляется при постановке таких заданий, где требуется не простое воспроизведение знаний и умений, а их творческое применение [11].

1.5 Химический эксперимент как средство формирования здорового образа жизни у школьников

Осознав резкое ухудшение медико-демографической ситуации в республике, общественность и государство обратились к разработке и реализации моделей формирования здорового образа жизни населения, в которых задействовано множество механизмов: правовой, экономический, медицинский, психологический [14].

Своеобразной матрицей для построения новых знаний в области здорового образа жизни, на которую накладываются все области культуры (физика, химия, биология, биохимия, диетология, медицина, гуманитарные науки (история, психология), литературы и искусства), является химический эксперимент.[15].

Очень убедительны для школьников наблюдаемые ими явления при выполнении химического лабораторного практикума «Здоровый образ жизни», являющегося наглядным методом и средством создания психологической установки для ведения здорового образа жизни. Сочетание эксперимента с информацией культурологического содержания, способствует усвоению знаний, необходимых для ведения здорового образа жизни.

Химический лабораторный практикум «Здоровый образ жизни» дает возможность продемонстрировать: вредное и полезное действие веществ на организм; действие некоторых лекарств; необходимость сбалансированного питания; возможность улучшения усвоения питательных веществ; способы нейтрализации и выделения вредных веществ [16].

Опыт 1. Сравнительный анализ натуральных напитков (соков) и Кока-колы.

Цель: доказать полезность натуральных соков по сравнению с Кока-колой.

Оборудование: пробирки; газоотводная трубка с пробкой; штатив для пробирок; универсальный индикатор (тест-полоска); реактивы - активированный уголь, карбонат кальция кристаллический, гидрокарбонат натрия кристаллический, известковая вода; соки (темные) - черничный, черносмородиновый.

I. Анализ на диоксид углерода.

Соберите прибор, изображенный на рис 1.

Рис. 1 Прибор для анализа Кока- колы на СО2

Нагревайте пробирку с напитком. (Техника безопасности: чтобы не засосало известковую воду в пробирку, необходимо сначала изъять газоотводную трубку из воды, а потом прекратить нагревание.)

Результат: Какое химическое явление вы наблюдаете?

II. Обесцвечивание.

1. Налейте по 25 мл напитка и сока в два стакана. Для разбавления добавьте в них по 25 мл дистиллированной воды.

2. Поместите в каждый стакан по два шпателя активированного угля (можно использовать аптечный уголь).

3. Перемешайте содержимое и прокипятите на электрической плитке.

4. Отфильтруйте уголь.

5. Сравните интенсивность окраски исследуемых растворов.

III. Анализ на кислоту.

1. Определите рН обесцвеченных растворов напитков, нанеся по капле растворов на универсальную индикаторную бумагу.

2. Добавьте в пробирки с 5 мл растворов по шпателю карбоната кальция.

3. Добавьте в следующие две пробирки с растворами по шпателю гидрокарбоната натрия.

4. Испытайте растворы Кока-колы и сока на взаимодействие с нитратом свинца.

Информация к действию по оздоровлению.

Уголь задерживает (адсорбирует на поверхности) в большей степени красящие вещества Кока-колы, так как в напиток добавляются красители. Красящие вещества сока биологически связаны, поэтому адсорбируются в меньшей степени. Образование осадка Кока-колы с солью свинца указывает на наличие фосфорной кислоты в небиогенной форме, которая разрушает эмаль зубов и усиливает кислотность ротовой полости. Известно, что кислая среда способствует развитию вредной микрофлоры. Натуральные соки богаты витаминами, микроэлементами, пектиновыми веществами, легко усваиваемыми углеводами.

Например, в яблочном соке много железа.

Доказательство: в две пробирки налейте по 1мл яблочного сока и добавьте 1 - 2 капли растворов K3[Fе(CN)6], K4[Ее(CN)6].

Результат. Если растворы приобрели синюю окраску, это свидетельствует о наличии катионов Fе2+, Fе3+. Железо необходимо для образования гемоглобина крови. Сравните состав соков с составом Кока-колы.

Состав Кока-колы.

1. Чистейшая вода 84%

2. Углекислый газ 3,6%

3. Сахар и глюкозный сироп 12%

4. Жженый сахар (цвет напитка) 0,2%

(Любители не узнают на вкус напиток, если нет жженого сахара).

5. Ортофосфорная кислота 0,06%

(Стимулирует выделение слюны, вкус узнается, когда вещество растворяется в слюне).

6. Кофеин теобромин 0,06%

(Бодрящее действие, в 5 - 6 раз меньше, чем в нормально заваренном кофе).

7. Растительные экстракты ореха, колы, корицы, лимона, бузины, мускат, дистилляты - эфирные масла. В следовых количествах

(Составляют собственно букет Кока-колы).

Опыт 2. Получение инвертного сахара и исследование его углеводного состава.

Цель: определить содержание глюкозы в меде.

Оборудование: пробирки, держатели, спиртовка, штатив; реактивы - раствор CuSO4, раствор NaOH, сахар; материал для исследования - мед.

Ход работы

1. В две пробирки поместите мед и сахар на высоту 0,5 см и разбавьте водой до объема 2 - 3 мл.

2. В две другие пробирки налейте по 2 мл раствора CuSO4, добавьте раствор NaOH до выпадения голубого осадка Cu(OH)2.

3. К осадкам Cu(OH)2 добавьте в одну пробирку раствор сахара, в другую раствор меда.

4. Нагрейте растворы на пламени спиртовки.

Результаты. В пробирке с раствором меда цвет реакционной массы сначала желтеет, потом краснеет. Это качественная реакция на присутствие глюкозы.

Информация к действию по оздоровлению хранится в рис. 2.

Рис. 2 Мед - бесценный дар природы

Опыт 3. Открытие катионов кальция в молоке.

Цель: выявить наличие необходимого для организма человека кальция в молоке.

Оборудование: пробирки; химическая воронка; фильтровальная бумага; реактивы - дистиллированная вода, раствор уксусной кислоты (3%); молоко.

Ход работы

1. В пробирку наливают 2,5 мл молока и 5 мл дистиллированной воды.

2. Содержимое пробирки хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют по каплям 0,5 мл 3% раствора уксусной кислоты, вновь хорошо перемешивают и оставляют отстоятся 5 - 10 минут.

3. Осадок отфильтровывают.

4. К фильтрату прибавляют 2 - 4 капли 0,2% раствора оксалата аммония.
Результат. Выпадает осадок оксалата кальция.

Информация к действию по оздоровлению.

Молоко - ценнейший пищевой продукт, так как в его состав входят важнейшие питательные вещества, в легко усваиваемой форме. Кальций является одним из биогенных элементов человека, особенно он необходим растущему организму для формирования скелета, зубов, для усвоения витамина С. В день надо обязательно выпивать по стакану молока.

Опыт 4. Определение в морской капусте иода.

Цель: определить содержание иода в морской капусте.

Оборудование: пробирки, хлоркальциевая трубка, плоскодонная колба, химическая воронка; реактивы - концентрированная серная кислота, крахмал (раствор), этиловый спирт, активированный уголь, натрия иодид (разбавленный раствор); сушеная морская капуста.

Внимание. Работу необходимо проводить в условиях вентиляции или использовать хлоркальциевую трубку с активированным углем.

Ход работы

I. Демонстрация «холостого» эксперимента.

К 1 мл раствора натрия иодида приливают 3 - 4 капли концентрированной серной кислоты и к этой смеси добавляют 1 каплю крахмального клейстера (1 г крахмала размешивают в 100 мл воды, отфильтровывают и кипятят 1 - 2 мин).

Результат. Происходит выделение иода, который обеспечивает синюю окраску крахмала.

2NaI + 2Н2SО4 = I2 + SО2^ + Nа2SО4 + 2Н2О.

II. Эксперимент с экстрактом сушеной морской капусты.

1. Порежьте мелкими кусочками сушеную морскую капусту и положите ее в коническую колбу.

2. Залейте капусту этиловым спиртом (или водкой), оставьте на 3 - 4 часа.

3. Содержимое колбы отфильтруйте через химическую воронку.

4. В фильтрат объемом 1 мл добавьте одну каплю концентрированной серной кислоты и 1 - 2 капли раствора крахмала, закройте хлоркальциевой трубкой с активированным углем.

Результат такой же, как и в холостом опыте.

Информация к действию по оздоровлению.

Продукты моря богаты кальцием, железом, калием и иодом. Иод укрепляет щитовидную железу, блокирует накопление радиоактивного иода-131. Кроме морских водорослей, иод содержится в рыбопродуктах, молоке, фасоли, ржаном хлебе, кедровых орехах, грецких орехах, редиске, черноплодной рябине. В организме может наблюдаться как гиперфункция, так и гипофункция иода. В условиях радиоактивного загрязнения необходим контроль за потреблением иода [17,18].

1.6 Внеклассная работа. Занимательные опыты на уроках химии

Внеклассная работа на уроках химии имеет большое образовательное и воспитательное значение. Она углубляет и расширяет полученные на уроке знания, приучает к самостоятельной творческой работе, вносит в нее элементы исследовательских исканий.

Каждый школьник стремится полнее и глубже познать окружающий мир, химические явления. Вот почему встает вопрос о широкой популяризации химических знаний среди учащихся. Эту задачу можно осуществить в занимательной форме во время внеклассных занятий.

При умелой постановке и надлежащей организации эти занятия могут стать важным средством формирования у школьников научного мировоззрения.

В проведении такой работы можно выделить пять разделов:

1. Опыты с газами.

2. Опыты с кристаллами и растворами.

3. Опыты с солями, кислотами и основаниями.

4. Химия взрывов и вспышек.

5. Химия «чудес» [19].

На первых этапах изучения химии занимательные опыты привлекают особое внимание учащихся 8 - 9 классов. Но нельзя забывать, что за внешними эффективными результатами (выпадение окрашенных осадков, изменение цвета, яркие вспышки или взрывы) таятся интересные в познавательном плане химические процессы, которые можно и нужно обсуждать с учащимися на уроках. Важно только выбрать соответствующие обучающим задачам урока способы подачи и проведения занимательных опытов [20].

Опыты с газами.

Танец «бабочек»

Для опыта заранее делают «бабочки». Крылья вырезают из разноцветной папиросной бумаги и приклеивают к тельцу (обломки спички) для большей устойчивости в полете.

Приготовляют широкогорлую банку, герметически закрытую пробкой, в которую вставлена воронка. Диаметр воронки вверху должен быть не больше 10 см. В банку наливают уксусной кислоты СН3СООН столько, чтобы нижний конец воронки не доставал до поверхности кислоты примерно на 1 см. Затем через воронку в банку с кислотой бросают несколько таблеток гидрокарбоната натрия NaНСО3, а «бабочек» помещают в воронку. Они начинают «танцевать» в воздухе.

«Бабочек» удерживает в воздухе струя углекислого газа, образующегося в результате реакции между гидрокарбонатом натрия и уксусной кислотой:

NaHCO3 + СН3СООН = СН3СООNa + CO2 + H2O.

Дым без огня

Пословица «нет дыма без огня» опровергается некоторыми химическими реакциями.

1. Если смешать в колбе при комнатной температуре два бесцветных газа - аммиак и хлороводород, - то сейчас же появится густой белый дым. Он представляет собой мельчайшие кристаллики хлорида аммония:

NH3 + HCl = NH4Cl

Дым вскоре осядет на стенке сосуда в виде белого налета.

2. Хлорид кремния (IV) SiС14 - это жидкость, отличающаяся большой летучестью. Достаточно открыть колбу, в которой он находится, чтобы появился белый дым.

Испаряясь, хлорид кремния (IV) реагирует с влагой воздуха:

SiС14 + 4Н2О = Н4SiO4 + 4НС1.

В результате этой реакции образуется дым, состоящий из твердых частичек кремниевой кислоты Н4SiO4.

Благодаря этому свойству хлорид кремния (IV) применяют в военном деле в качестве дымообразователя [19].

«Фонтан» в банке

Толстостенную склянку емкостью 1л заполните хлороводородом и плотно закройте пробкой со стеклянной трубкой, один конец которой внутри склянки оттянут. На другой конец наденьте резиновую трубку с зажимом. Переверните склянку вверх дном, опустите трубку в стакан с водой, подкрашенной синим лакмусом, уберите зажим. Вода с силой впрыскивается в сосуд и бьет фонтаном, цвет ее меняется на красный.

Наблюдаемое явление объясняется тем, что хлороводород хорошо растворяется в воде, поэтому в колбе образуется разряженное пространство, в которое вода бьет фонтаном. Лакмус в кислой среде краснеет [21].

Опыты с кристаллами и растворами.

Рост кристаллов

В конической колбочке готовят при нагревании насыщенный раствор сульфата магния МgSО4. Затем его медленно охлаждают (при медленном охлаждении образуются более крупные кристаллы, при быстром - мелкие) и прибавляют несколько капель столярного клея. На следующий день на дне колбочки появляются красивые крупные (до 1 см в поперечнике) длиною до 10 см призмы сульфата магния. Надо поставить охлаждаться несколько колбочек, и наиболее удачно образовавшиеся кристаллы продемонстрировать. Клей повышает вязкость жидкости, что замедляет образование зародышей кристаллов.

Берут чистую колбу с пересыщенным раствором сульфата натрия Na2SО4 и опускают в нее кристалл сульфата натрия величиной с горошину. В пересыщенном растворе внесенный кристаллик становится центром кристаллизации, которая быстро охватывает весь находящийся в колбе раствор. Образование друзы кристаллов идет при непосредственном участии воды. Состав кристаллов сульфата натрия характеризуется формулой Na2SО4 * 10Н2О.

Если по окончании этого процесса перевернуть колбу, то кажется, что маленький кристаллик «выпил» всю жидкость и превратился в плотный шар, который занял почти всю колбу.

Золотая осень

На дно стакана помещают 5--6 кусочков дихромата аммония (NН4)2Сг207. Затем приготавливают раствор нитрата свинца Рb(NO3)2 из расчета 25 г на 100 мл воды (воду подогревают). После охлаждения этот раствор выливают в стакан с кусочками дихромата аммония.

Через некоторое время в результате реакции между нитратом свинца и дихроматом аммония на кусочках последнего появляются игольчатые кристаллы бихромата свинца. Постепенно разрастаясь, они будут принимать очертания «деревьев» в золотом осеннем уборе. Через несколько дней «лесная чаща» заполнит стакан [19].

Зимний пейзаж.

Оборудование и реактивы: лабораторный металлический штатив, огнезащитная прокладка, спиртовка (электроплитка), химический стакан (1 л), круглодонная колба (500 мл), сухие древесные ветки; нафталин или йод (кристаллический).

В большой химический стакан, установленный на огнезащитной прокладке, поместите 20 г нафталина. Опустите в него несколько сухих веток. Сверху стакан накройте большой круглодонной колбой, наполненной холодной водой.

При нагревании на спиртовке нафталин возгоняется, и его пары, охлаждаясь, конденсируются и оседают на веточках и стенках стакана в виде блестящих серебристых блесток (кристалликов), напоминающих иней, получается красивый зимний пейзаж [20].

Опыты с солями, кислотами и основаниями.

Действие концентрированной серной кислоты на кристаллический перманганат калия.

В фарфоровую чашку для выпаривания насыпаем небольшое количество кристаллического KMnO4 и смачиваем кристаллы с помощью пипетки несколькими каплями концентрированной H2SO4. В результате бурной реакции хлопья образующегося оксида марганца (IV) MnO2 выбрасывается вверх и в воздухе чувствуется запах озона:

2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + 2HMnO4

2HMnO4 = H2O + Mn2O7

Mn2O7 = 2 MnO2 + O3 ^

-----------------------

2KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + 2 MnO2 + O3 ^

Чтобы убедиться, что в результате реакции выделяется озон, к стенкам узкого химического стакана приклеиваем смоченные дистиллированной водой полоски иодкрахмальной бумаги и накрываем этим стаканом реакционную смесь. Через некоторое время полоски бумаги заметно синеют в результате окисления иодид-иона выделяющимся озоном:

2KI + O3 + H2O = I2 + O2 + 2KOH [22].

Ныряющее яйцо

Для опыта готовят слабый раствор соляной кислоты НС1, в который опускают яйцо. По плотности оно тяжелее раствора соляной кислоты, поэтому и опускается на дно. В растворе начинается реакция между веществом скорлупы, углекислым кальцием СаСО3 и соляной кислотой, в результате чего образуется углекислый газ, пузырьки которого пристают к скорлупе и подымают яйцо вверх. На поверхности пузырьки срываются и уходят в воздух, а яйцо снова погружается на дно, а потом опять поднимается.

Так яйцо ныряет, пока не растворится скорлупа [19].

Золото алхимиков

Золото, которое вы получите, будет не настоящим. Это так называемое сусальное золото - дисульфид олова SnS2, но по внешнему виду очень похожее на благородный металл. Поэтому с древних времен это вещество привлекало внимание алхимиков. В течение долгого времени оно применялось как краска для дерева и других материалов. Предлагаем вам получить это вещество способом, описанным в древних рукописях китайских алхимиков.

Смещайте 2,6 г стружек олова, 1,9 г сухих алюмокалиевых квасцов (получите, обезвоживая квасцы в фарфоровой чашке при 120 °С) и 5,2 г хлорида аммония. Смесь поместите в фарфоровый тигель, закройте его крышкой и загерметизируйте крышку замазкой (ее приготовьте из толченого мела и силикатного клея, смешав компоненты до консистенции теста). После того, как замазка высохнет (3--4 часа), поместите тигель в муфельную печь, нагретую до 500 °С и нагревайте около 30 часов (т. е. 4-5 дней по 5-6 часов). Конечно, можно греть и меньшее время, но тогда выход продукта будет меньшим. Алхимики были менее ограничены во времени и могли греть вещества в течение недель и месяцев. Известен даже такой случай, когда один алхимик непрерывно 15 лет нагревал ртуть, чтобы доказать, что с ней ничего не происходит. После нагревания охладите тигель, вскройте крышку - на дне и на стенках тигля видны красивые золотистые кристаллы SnS2 в виде пластинок или чешуек. Уравнение реакции:

12Sn + 4KAl(SO4)2 = 3SnS2 + 9SnO2 + 2Al2O3 + 2K2SO4.

Хлорид аммония в этом синтезе нужен для очистки поверхности металла от оксидной пленки. Кроме того, это вещество способствует получению блестящих кристаллов дисульфида олова [21].

Рисунок на стекле

Замечательным свойством плавиковой кислоты является ее способность взаимодействовать с оксидом кремния SiO2, входящей в состав стекол, с образованием газообразного фторида кремния SiF4 и воды:

SiO2 + 4НF = SiF4 + 2Н2О.

На этом свойстве плавиковой кислоты основано применение ее для вытравливания на стекле надписей, рисунков, а также для придания матовой поверхности стеклянным предметам.

Для получения рисунка на стекле последнее покрывают слоем воска или парафина, на которые НF не действует, затем счищают воск в тех местах, где должен получиться рисунок, и подвергают обнаженные места в течение некоторого времени действию плавиковой кислоты (под тягой!).

Химия взрывов и вспышек.

«Извержение вулкана».

На асбестовую пластинку горкой насыпают 2 чайные ложки дихромата аммония (NH4)2Сг207. Стеклянную палочку нагревают над спиртовкой и вставляют ее в самую середину горки. После начала реакции палочку вынимают. Происходит бурный выброс зеленого порошка с воспламенением. Эта картина напоминает по внешнему виду извержение миниатюрного вулкана. Эффект реакции можно усилить, если дихромат аммония смешать с небольшим количеством опилок металлического магния. При этом наряду с «лавой» будут вылетать «раскаленные камни».

Дихромат аммония при легком нагревании разлагается на зеленый оксид хрома, газообразный азот и воду.

Реакция экзотермическая:

(NH4)2Сг207 = Сг2О3 + N2 + 4Н2О.

Удивительные растворы

Берут два пересыщенных раствора тиосульфата натрия (Na2S2О3) и ацетат натрия (СНзСOONа), которые имеют различную плотность и легко образуют в цилиндре два слоя. Поверх этих двух слоев наливают воду, чтобы верхний раствор не закристаллизовался раньше времени.

Слегка нагревают над спиртовкой заранее прикрепленный к концу стеклянной палочки кусочек воска и приклеивают к нему маленький кристаллик тиосульфата. Погружают кристаллик сначала в раствор ацетата натрия и показывают, что он там не вызывает кристаллизации; затем опускают его в раствор тиосульфата. Кристаллик моментально обрастает друзой кристаллов.

Палочку с кристаллами можно сейчас же смело вынуть из цилиндра и показать аудитории. Весь слой тиосульфата быстра застывает в сплошную массу кристаллов.

Таким же способом вызывается кристаллизация и в слое ацетата натрия (вторая стеклянная палочка, кристаллик ацетата натрия, воск).

После демонстрации слить с кристаллов верхний слой воды и, закрыв цилиндр хорошей пробкой, оставить до следующей демонстрации.

За день до следующей демонстрации погрузить цилиндр в большой стакан с холодной водой, зажать цилиндр в зажиме штатива так, чтобы он не касался дна стакана, и нагреть воду в стакане до кипения. Оба слоя кристаллов в цилиндре постепенно растворяются. После этого доливают сверху горячей водой и оставляют цилиндр охлаждаться при комнатной температуре.

Таким образом, один и тот же цилиндр может служить несколько раз, пока слой ацетата натрия, растворяемый постепенно водой и в силу диффузии растворов, значительно не уменьшится.

Растворы для опыта готовятся при нагревании.

Летний пейзаж

В стакане на 300 мл приготавливают насыщенный раствор медного купороса СuSО4 * 5Н2О. На дно стакана помещают средней величины кристаллы карбоната натрия (Nа2СОз).

Через некоторое время можно заметить образование зеленых отростков, напоминающих собой водоросли.

Опыт лучше провести заранее и показать уже готовые образования в стакане, так как рост кристаллов идет очень медленно.

Химия «чудес»

«Волшебная палочка»

Для опыта приготавливают кашицу, состоящую из смеси перманганата КМпО4 и концентрированной серной кислоты Н2SО4 (на 5 г перманганата 0,5 мл кислоты). Затем фитиля спиртовки, смоченного спиртом, касаются стеклянной палочкой, погруженной в приготовленную кашицу. Фитиль мгновенно загорается.

Воспламенение происходит при окислении спирта кислородом, выделяющимся при взаимодействии перманганата с серной кислотой:

2KMnO4 + 3H2SO4 = 3H2O + 5O + K2SO4 + 2MnSO4.

Исчезновение надписи

Говорят: «Что напишешь пером, то не вырубишь топором». Но это можно опровергнуть.

Приготавливают раствор крахмала, с иодом и делают им надпись заостренной лучиной. Если подержать лист со сделанной надписью над пламенем спиртовки, а затем вытереть тряпочкой - надпись исчезнет [19].

Заключение

Чтобы успешно преподавать химию, учителю необходимо овладеть школьным химическим экспериментом. В результате осуществления химического эксперимента учащиеся приобретают необходимые знания и умения, которые будут содействовать их практической и профессиональной подготовке.

Использование химического эксперимента в преподавании обеспечивает более полноценное усвоение учебного материала, так как проводимый эксперимент играет большую наглядную роль.

При обучении химии посредством эксперимента происходит осуществление связи теории с практикой, превращение знаний в убеждения

Список использованных источников

1 Аршанский Е.Я. О химическом эксперименте в гуманитарных классах // Химия в школе. - 2002. - №2. - С. 63 - 67.

2 Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. - М.: Просвещение, 1980. - 127с.

3 Беспалов П.И. Парадоксальный результат или закономерность // Химия в школе. - 2002. - №4. - С. 68 - 72.

4 Амирова А.Х. Демонстрационный и ученический эксперимент в практике обучения химии // Химия в школе. - 2004. - №6. - С. 62 - 66.

5 Румянцев Б.В. Обобщенная экспериментальная деятельность учащихся как метод решения исследовательских задач // Химия в школе. - 2004. - №7. - С. 62 - 66.

6 Сечко О.И. Химический эксперимент в 8 классе школ с 12-летним сроком обучения // Химия: проблемы преподавания. - 2005. - №3. - С. 9- 19.

7 Полосин В.С., Прокопенко В.Г. Практикум по методике преподавания химии. - М.: Просвещение, 1989. - 224с.

8 Башков Л.Н., Цобкало Ж.А. Формирование культуры здоровья младших школьников средствами химического демонстрационного эксперимента // Химия: проблемы преподавания. - 2004. - №4. - С. 50 - 55.

9 Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. - М.: Дрофа, 2002. - 432с.

10 Злотников Э.Г., Гаркунов В.П. Функция школьного химического эксперимента в условиях развивающего обучения // ВХО им. Д.И. Менделеева. - 1983. - №5. - С. 15 - 17.

11 Кузнецова Н.Е. Совершенствование содержания и методов обучения химии в школе. - М.: Образование, 1991. - 256с.

12 Вивюрский В.Я. Эксперимент по химии в средних профтехучилищах. - М.: Химия, 1980. - 236с.

13 Сурин Ю.В., Балезина С.С. Проблемный эксперимент при изучении свойств ионов // Химия в школе. - 1985. - №6. - С. 62 - 65.

14 Государственная программа по формированию здорового образа жизни населения республики Беларусь на 2002 - 2006 гг. // Здоровый образ жизни. - 2002. - №2. - С. 6.

15 Штремплер Г.И., Лабунский Ю.В., Панин Г.И. Классификация химических элементов в антропологии // Химия в школе. - 2001. -№9.- С. 50 - 52.

16 Химический эксперимент как средство формирования здорового образа жизни у школьников / Д.С. Орехова, Н.А. Степанова, Т.В. Смирнова, А.А. Чиркина // Химия: проблемы преподавания. - 2003. - №4. - С. 61 - 64.

17 Химический эксперимент как средство формирования здорового образа жизни у школьников / Д.С. Орехова, Н.А. Степанова, Т.В. Смирнова, А.А. Чиркина // Химия: проблемы преподавания. - 2003. - №5. - С. 53 - 64.

18 Ольгин О.Н. Опыты без взрывов. - М.: Химия, 1995. - 176с.

19 Трубкин А.И. Занимательные опыты по химии // Химия: проблемы преподавания. - 2004. - №5. - С. 48 - 54.

20 Першин Р.В. Занимательные опыты на уроках химии // Химия в школе. - 2001. - №5. - С. 66 - 70.

21 Орлик Ю.Г. Химический калейдоскоп. - Мн.: Народная асвета, 1988. - 112с.

22 Ефремов В.В., Дягтерев П.А. Занимательные опыты с кристаллическим перманганатом калия // Химия в школе. - 2004. - №2. - С. 62 - 63.

Размещено на Allbest.ru