Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Окисно-відновні реакції є одними з найважливіших типів хімічних реакцій, в яких передача електронів між партнерами по реакції призводить до утворення нових сполук.
У цьому експерименті на прикладі одного з найпростіших і найзрозуміліших окиснювальних процесів демонструється важливе поняття окиснювачів та їхній спосіб дії під час окисно-відновних реакцій - це синтез води.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні знати хімічну формулу води - . Крім того, учні вже повинні знати правила безпечної роботи з хімічними речовинами і бути знайомі з принципом роботи газового пальника або пальника Бунзена.
Принцип
Під час експерименту учні спостерігають за процесом отримання води. Для цього водень окислюють за допомогою окислювачів.
Точно аналізуючи процеси, учні дізнаються більше про те, як працює окисно-відновна реакція і яку роль відіграють окремі учасники реакції.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні вивчають теорію синтезу води.
Завдання
- Здійсніть реакцію між окислювачем (сульфатом цинку) і воднем.
- Спостерігайте за продуктами реакції.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
Підготовка
Для економії часу можна також використовувати водень зі сталевої пляшки. Лід повинен бути підготовлений до початку заняття.
Методичні рекомендації щодо проведення експериментів
Якщо немає достатньої кількості водоструминних насосів, експеримент можна модифікувати, спалюючи полум'я водню безпосередньо в отворі перевернутої закріпленої колби, що охолоджується зверху подачею води.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Зробіть гумово-скляні з'єднання слизькими за допомогою гліцерину. Не застосовуйте силу!
Під час випробування утворюються вибухонебезпечні суміші.
Одягніть захисні окуляри!
Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Інформація для учнів
Мотивація
Хвиля води
Оскільки понад дві третини земної поверхні вкриті водою і цей ресурс, очевидно, міститься у великих кількостях, спочатку здається безглуздим видобувати воду за допомогою хімічних реакцій.
Однак, як один з найважливіших представників окисно-відновних реакцій, синтез води дає багато інформації про характеристики та властивості такого типу реакцій.
Завдяки цьому експерименту Ви познайомитеся з окисно-відновними реакціями ближче і зможете краще класифікувати воду з хімічної точки зору.
Завдання
Експериментальна установка
- Здійсніть реакцію між окислювачем (сульфатом цинку) і воднем.
- Спостерігайте за продуктами реакції.
Матеріал
Підготовка (1/7)
1.Зберіть штатив відповідно до рис. 1 - рис. 4.
Вставте штативний стрижень між двома половинками основи штатива.
Рисунок 1
Рисунок 3
Рисунок 2
Рисунок 4
Підготовка (2/7)
Рисунок 5
Рисунок 6
2.Прикріпіть універсальний затискач (рис. 5) до лівого штативного стрижня і затисніть в ньому пробірку з насадкою для бічного кріплення (рис. 6).
Підготовка (3/7)
Рисунок 7
Рисунок 8
3.Вкрутіть прямокутну трубку (зробіть її слизькою за допомогою гліцерину) в пробку (рис. 7), а потім закрийте нею пробірку (рис. 7).
4. Переміщайте довгий кінець кутової (прямокутної) трубки так, щоб вона майже досягла дна пробірки.
Підготовка (4/7)
Рисунок 9
Рисунок 10
5.Підключіть водоструминний насос до бічного кріплення пробірки за допомогою гумової трубки (рис. 9).
6. Занурте цю пробірку в мензурку, наповнену крижаною водою (рис. 10).
Підготовка (5/7)
7.Прикріпіть воронку (лійку) до лівого штатива вихідним отвором догори, щоб під нею можна було закріпити ще одну пробірку (рис. 12). З'єднайте вихідний отвір воронки з кутовою (прямокутною) трубкою за допомогою шматка гумової трубки так, щоб утворився герметичний апарат (рис. 13).
Рисунок 11
Рисунок 12
Рисунок 13
Підготовка (6/7)
Рисунок 14
Рисунок 15
8.Прикріпіть ще один універсальний затискач під воронкою (лійкою) (рис. 14). Покладіть трохи залізної вати в скляну пробірку з наконечником і вставте її (зробіть її слизькою за допомогою гліцерину) в пробку.
9.Заповніть пробірку кальцієм за допомогою шпателя і насипте зверху приблизно 3 см піску (рис. 15).
Підготовка (7/7)
Рисунок 16
Рисунок 17
10.Змочіть пісок водою так, щоб залишилося трохи води (рис. 16).
11.Закрийте пробірку пробкою (рис. 17) і прикріпіть її до штатива під лійкою.
Виконання роботи (1/2)
1. Увімкніть водоструминний насос і перевірте апарат на герметичність.
2. Після початку реакції в насадці підпаліть газ, що виходить, деревною скіпкою (перед цим проведіть тест на наявність кисню!). Загасіть полум'я пальника і зніміть пальник.
3. Після завершення реакції закрийте водоструминний насос. Вийміть пробірку з реакційною сумішшю.
Виконання роботи (2/2)
Рисунок 18
4.Помістіть кінчик шпателя з сульфатом міді в пробірку, зневодніть його нагріванням і висипте в рідину в пробірці за допомогою спеціальної насадки (рис. 18).
Утилізація
- Дайте кальцію повністю прореагувати після додавання води і помістіть в контейнер для збору кислот і лугів.
- Утилізуйте мідний купорос як відходи важких металів.
Протокол
Завдання 1
Запишіть свої спостереження.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 4
Вставте слова в тексті! Процес створення нової речовини зі сполук та елементів називається ____. У цьому експерименті йдеться про ____. ____ може бути використана для того, щоб довести, що потрібну речовину було синтезовано за допомогою хімічних реакцій.