Практикум по методике обучения химии - Плетнер Ю.В., Полосин В.С.

Автор: Плетнер Ю.В. Полосин В.С.

Теги: химия обучение методика обучения

Год: 1962

Похожие

Методика обучения химии в средней школе

Теория и методика обучения математике. Часть 3. Частная методика: геометрия

Практикум по биологической химии

Специальная методика обучения арифметике, алгебре и началам анализа в средней школе

Текст

v юш1. л.
ИЯ
ЛРАКТИКУМ *
иоме|одй« 1
ОБУЧЕ
, хими

10. В. ПЛЕТНЕР и В. С. ПОЛОСИН
ПРАКТИКУМ
ПО МЕТОДИКЕ
ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
УТВЕРЖДЕН
МЙНИСТЕРСТВОМ'ЪРОСВЕЩЕНИЯ РСФСР
В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ДЛЯ
ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИНСТИТУТОВ
Под общей реда^йей
В. С. ПОЛОСИНА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ
УЧЕБНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ..ИЗДАТЕЛЬСТВО.
МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ РСФСР
Москва 1962
Л
Первая и третья части руководства написаны
Ю. В. Плетнером (с участием В. С, Полосийа),
вторая часть написана В. С. Полосиным (с участием
Ю. В. Плетнера).
Все замечанвя по руководству направлять по
адресу:'
Москва, И-18, 3-й проезд Марьиной рощи, 41.
ВВЕДЕНИЕ
ПОДГОТОВКА К ПРАКТИКУМУ
ПО МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
Для подготовки к практикуму по методике обучения
химии недостаточно прочитать только данное руководство.
Помимо этого, необходимо проделать следующую работу:
1. Ознакомиться с программой курса химии восьмилет-
ней и средней школы. Надо знать, в каком классе, при про-
хождении какой темы предусмотрены выполнение хими-
ческого эксперимента, решение задач и т. д. Из програм-
мы видно, что школьный химический эксперимент прово-
дится в виде демонстраций, лабораторных опытов и прак-
тических работ. К каждой теме прилагается список необ-
ходимых демонстраций и лабораторных опытов. Следует
обдумать, какие опыты, описанные в данном практикуме,
можно проводить в виде демонстраций или лабораторных
опытов. Практические работы в программе указаны после
каждой темы, во многих случаях в виде нескольких вариан-
тов, выбираемых учителем в зависимости от окружения
школы (заводы, фабрики, шахты, сельскохозяйственное
производство и пр.).
2. Необходимо прочитать соответствующие разделы учеб-
ника химии для восьмилетней и средней школы. В связи
с этим следует подумать, в какой форме целесообразно
проводить эксперимент, какого типа решать задачи и т. д.
3. Прочитать соответствующий раздел учебников по
методике обучения химии (И. Н. Борисова или Д. М. Ки-
рюшкина). ‘ ••
4. Прочитать дополнительную литературу, рекомендо-
вайную преподавателем.
5. Решить задачи, которые были заданы на до^.
6. Ответить на контрольные* вопросы, помещённые в
конце работы.
8
ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ ПО ШКОЛЬНОМУ
ХИМИЧЕСКОМУ ЭКСПЕРИМЕНТУ
После выполнения каждого химического эксперимента
необходимо сделать соответствующие записи и зарисовки
по следующей форме!
Название работы
Цель опыта, описание опыта, уравнения реакций,, рисунки Безопасность опыта, возможные неполадки и их устранение
Опыт 1 Опыт 2 .
В описании опыта дается рецептура, ход опыта, свойства
взятых и полученных веществ. После номера надо поста-
вить сокращение, обозначающее, к какому виду школьного
эксперимента относится данный опыт: Д (демонстрация),
Л (лабораторный опыт), П (практическая работа). Возмож-
ны случаи, когда опыт рекомендуется и как демонстра-
ционный и как лабораторный. В этом случае ставят знаки
ДЛ. Если опыт рекомендуется для внеклассных занятий,
то ставят знак Вн.
Обязательно отметить безопасность и опасность опыта,
как предупредить эту опасность: например, при изучении
водорода указать, что перед тем, как его поджечь, следует
обязательно проверить на чистоту (указать, как это делает-
ся). При выполнении работы необходимо записать особые
условия проведения опытов, от которых зависит успех эк-
сперимента (концентрация растворов, охлаждение или на-
гревание, количество реактивов, порядок уборки прибора
и пр.). Обязательно отметить причины неудач и способы
их устранения. Например, при выполнении такого, каза-
лось бы, простого опыта, как получение сероводорода
взаимодействием сернистого железа с серной кислотой, газ
может не загореться в том случае, если была использо-
вана кислота не той концентрации, которая для этого
рекомендуется, или взято слишком мало сернистого
железа.
4
Не рекомендуется оформлять работу после выполнения
всех опытов, так как- в этом случае забываются особенности
провидения каждого опыта и записи получаются поверх-
ностными, малопригодными для работы учителя. Поэтому
следует проводить записи после выполнения Каждого
опыта.
УПРАЖНЕНИЯ В ДЕМОНСТРИРОВАНИИ
После выполнения ряда работ в данном практикуме
предусмотрены упражнения в демонстрировании, в резуль-
тате которых будущий учитель- получит навыки по
технике и методике школьного химического экспери-
мента.
Данные упражнения особенно полезны еще и потому,
что до активной педагогической практики студент учится
выступать и проделывать эксперимент перед аудиторией.
Это окажет большую помощь в дальнейшей работе будуще-
го учителя. При выполнении упражнений в демонстриро-
вании могут быть использованы как работы, с которыми в
виде демонстраций знакомилась вся группа, так и опыты,
ранее проделанные всеми студентами.
Каждый студент заранее получает задание. Подготовка
к демонстрации опытов проводится в течение нескольких
дней. Вжачале занятия, на котором должны проводиться
упражнения в демонстрировании, каждый собирает из го-
товых деталей прибор, испытывает его, На что затрачивает-
ся примерно 30—40 мин. Затем на демонстрационном столе .
показывают опыты. Во время демонстрации необходимо от-
метить следующее: цель опыта, в каком классе и при про-
хождении какой темы данный опыт проводится, как устроен
прибор, что должен делать учитель, если опыт длителен.
Нужно критически подходить к эксперименту, отметить
положительные и отрицательные стороны. При демонстра-
ции следует использовать различные технические приемы,
позволяющие сделать опыты наглядными, Доступными всей
аудитории (демонстрационный столйк, экран, дополнитель-
ный подсвети т. д.). Важно отметить сочетание слова и на-
глядности на уроке химии. -‘
F Студенты, наблюдающие за демонстрацией своего то-
варища, не должны пассивно относиться‘к тому, что они
видят на столе. Они обязаны подмечать все, что делает их
товарищ: расстановка оборудования на столе, всем ли хо-
б
рошо оно видно, верно ли используется штатив, правиль-
но ли проводятся химические операции, правильно ли от-
мечены цель и назначение демонстраций и пр. После окон-
чания демонстрации делаются критические замечания со
стороны студентов и общее заключение руководителя заня-
тий.
Хотелось бы предупредить о том, чтобы демонстрации не
превращались в репетиции уроков, когда студенты разыг-
рывают роль учащихся, а демонстрирующий за столом —
роль учителя. Все это будет несерьезно, надуманно и ис-
кусственно.
УПРАЖНЕНИЯ ПО МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
t,
Для успешной работы в школе учителям химии недос-
таточно владеть только общедидактическими приемами.
Это обязанность каждого учителя, преподающего любой
предмет.
В обучении химии есть своя специфика, которая заклю-
чается не только в том, что учитель должен хорошо владеть
школьным химическим экспериментом. Учитель химии обя-
зан хорошо знать задачи, уметь включить их в учебный про-
цесс, овладеть методикой решения задач. При подготовке
к урокам надо так спланировать свою работу, чтобы пре-
дусмотреть все детали, нужные для успешного проведения
урока, подобрать необходимую литературу для подготов-
ки к урокам и для внеклассного чтения учащихся. Наконец,
учитель химии организует экскурсии на различные хими-
ческие производства. Выбор объектов экскурсии, органи-
зация и проведения экскурсии — все это заранее обдумы-
вается и планируется.
Всеми вышеперечисленными особенностями в обучении
химии надо овладевать в стенах института. Для этого в на-
стоящем практикуме помещено несколько упражнений. При
выполнении этих упражнений студент заранее получает
задание (решить задачи, составить план урока и т. д.). На
занятиях по методике обучения химии эти задания прове-
ряют, обсуждают, отмечают ошибки, неточности, намечают
пути для их выполнения. Чтобы хорошо прошли эти заня-
тия, нужно точно выполнить домашние задания, прочитать
рекомендованную литературу, выполнить все указания ру-
ководителя занятий.
6
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К РАБОТАМ
Эти задания выполняются:
1., Всеми студентами на практических занятиях по методике
обучения химии, если имеется достаточное количество часов для
этих занятий.
2. Отдельными студентами, которые показывают опыты в уп-
ражнениях по демонстрации (если имеется небольшое количество
часов для практических занятий по методике обучения химии).
3. Членами кружка по методике обучения химии.
Часть первая
ХИМИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ ШКОЛЫ И ГЛАВНЫЕ
/ ПРИЕМЫ РАБОТЫ В НЕМ
РАБОТА I. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ХИМИЧЕСКОГО КАБИНЕТА
Оборудование: пробирки, колбы (плоскодонные, круглодон-
ные, конические, Вюрца), химические стаканы, воронки (для филь-
трования, делительные, капельные, предохранительные), реактив-
ные склянки и банки, реторты, фарфоровые чашки для выпаривания,
фарфоровые ступки с пестиками, фарфоровые тигли и стаканы. Ме-
таллические штативы, штативы для пробирок, держалки для про-
бирок, подъемный столик, ложечки для сжигания, тигельные
щипцы, зажимы, асбестйрованиые сетки, весы и разновесы, белая
бумага, тушь, бесцветный лак (или парафин), набор столярных и
слесарных инструментов.
Задание
1. Перечислите выставленные на столе предметы оборудова-
ния химического кабинета.
2. Зарисуйте: а) пробирку, б) плоскодонную, круглодониую,
коническую и вюрцевскую колбы, в) химические стаканы, г) во-
ронки (для фильтрования, делительные, капельные и предохрани-
тельные), д) реактивные склянку и банку.
Правильно закрепите в штативе пробирку и колбу.
4. Осмотрите все выставленные на столе реактивы и по указа-
нию руководителя опишите способы хранения некоторых из них.
5. Сдайте лаборанту изготовленные согласно образцу на
странице 20 2 — 3 втикетки для реактивов, покройте их парафином.
МАТЕРИАЛ К РАБОТЕ 1
I. Стеклянная и фарфоровая посуда
1., Пробирки. В кабинёте средней школы должно быть
достаточное количество обычных пробирок (1,5 X 15 см).
Реже-нужны для демонстрационных опытов более крупные
пробирки, удобным размером которых надо считать 2,1 X
X 20 см.
2. Колбы. По форме различаются плоскодонные, круг-
додонные и конические колбы (рис. 1). Круглодонные кол-
8
бы применяются в школьной практике довольно редко;
главным образом их употребляют пр и опытах, при которых
нужно более длительное и сильное нагревание, что встре-
чается чаше в органической химии. Наиболее ходовая их
Рис. 1. Колбы: •
а, б — плоскодонные, в, в, д—.круглодонные, е — конические, ж —Вюрца.
емкость равна 100—500 мл. Крупные колбы емкостью на
500—1000 мл и более нужны в значительно меньшем коли-
честве.
Круглодонные колбы с длинным горлом применяются
для нагревания легко разбрызгивающихся низкокипящих
жидкостей. Круглодонные колбы с широким горлом исполь-
зуются для перегонки с обратным холодильником.
Широкое применение находит плоскодонная узкогор-
лая колбас. Подобной же формы широкогорлая б нужна
для нагревания веществ с применением термометра или
для перегонки жидкостей с холодильником.
Из колб специального назначения назовем только колбы
Вюрца1, которые очень удобны для многих опытов. Для
школьных целей лучше приобретать их емкостью в 250—
300 мл.
3. Химические стаканы. В лабораторной практике час-
то приходится пользоваться химическими стаканами (де-
монстрация опытов, собирание фильтрата, приготовление
растворов и т. д.). Наиболее распространенной емкостью
стаканов надо считать 50—500.мл. Необходимы и более
крупные стаканы на 500—1000 мл.
1 В школьной практике вместо них часто пользуются колбами,
закрытыми пробками с соответствующим образом вставленными
трубками.
9
4. В школьной практике используются различные ворон-
ки (рис. 2). Для фильтрования применяют конические во-
ронки с короткой трубкой а с разверткой на 60°. Эти же
воронки нужны для вливания жидкостей в 'сосуды с’ узким
горлом. Воронки с длинной трубкой б нужны в тех случаях,
когда необходимо вливать жидкость так, чтобы она попадала
непосредственно на дно сосуда, например в реторты без
тубуса, в цилиндры с водой для демонстрации диффузии
жидкостей и т. д. Капельные воронки виг нужны для вли-
вания жидкостей по каплям. Их заполняют при помощи
обычных конических воронок. Делительные воронки д при-
меняют для разделения несмешивающихся жидкостей или
для экстрагирования различных веществ. Предохрани-
тельные воронки е используют в приборах для получения
газов, например в аппарате Киппа, который закрывают
этой воронкой через пробку. В воронку наливают воду
В петлю до шариков. Газ, например хлористый водород,
выделяющийся из~аппарата Киппа, заряженного соляной
кислотой, поглощается водой, находящейся в воронке, и,
ГЙким образом, не попадает в помещение химического ка-
бинета.
10
5. Реторты (рис. 3). В школьной практике реторты при-
меняют довольно редко, когда исходные или выделяющиеся
вещества разъедают пробки, например при получении азот-
ной кислоты.
6. Реактивные склянки и банки (рис. 4). Реактивные
склянки нужны для хранения
растворов и жидких реактивов. Их
закрывают притертыми стеклянны- /<--------
мн пробками а и б, резиновыми ( \
корковыми пробками е. Притерты- к )
ми пробками нельзя закрывать 4 '
растворы щелочей, которые разве- Рнс .
дают стекло. Наиболее употреби- ' р '
тельны в настоящее время резино- .
вые пробки. Эти пробки нельзя использовать для
тех органических веществ, которые их растворяют,
или . для сильно разъедающих неорганических реактивов,
например брома. Для хранения сильно летучих веществ,
Рис. 4. Склянки и банки:
а, б — реактивные склянки с притертой пробкой, в — склянка с резиновой проб-
кой, г — склянка для хранения летучих веществ, 8, е — реактивные банки.
например брома, применяют притертые пробки, которые
закрывают стеклянным колпачком г. Реактивные банки
д и е отличаются от склянок широким горлом. В них хра-
нят сухие реактивы и материалы. Закрывают их, как и
склянки, стеклянными, резиновыми и корковыми проб-
ками. Если реактивы гигроскопичны или реагируют с га-
зами воздуха, то для герметичнбсти банки с корковыми и
резиновыми пробками заливают парафином. В настоящее
время выпускают банки с навинчивающимися пластмас-
совыми крышками, которые во многих случаях заменяют
11
резиновые и корковые пробки. В тех случаях, когда стек-
лянные пробки или навинчивающиеся крышки трудно от-
крыть, их опускают в горячую воду или слегка нагревают
над пламенем. Обертывают пробку полотенцем и поверты-
вают ее. Если пробка все же не открывается, то ее краем
слегка постукивают о стол и снова повертывают.
Для проведения практических занятий удобны банки
из-под пенициллина и стрептомицина. Склянки и банки
нельзя закрывать бумагой, ватой, тряпками и пр. Это ока-
зывает дурное влияние на учащихся, приучает их к небреж-
ности и неаккуратности.
, 7. Стеклянные трубки и палочки. Для изготовления раз-
нообразных деталей приборов необходимы стеклянные труб-
ки, достаточный запас которых в кабинете химии должен
быть постоянным. Чаще всего употребляются. трубки из
легкоплавкого натриевого стекла диаметром в 5—6 мм.
Нужны и более широкие трубки диаметром в 10—15 мм;
желательно, чтобы они были из тугоплавкого стекла.
Стеклянные палочки имеют очень широкое применение.
Ими пользуются для помешивания при растворении и вы-
паривании, для «наливания по палочке» и т. д. Надо иметь
в виду, что нередко неопытный экспериментатор разбивает
иМи тонкостенную химическую посуду. Для предотвраще-
ния этого на конец палочки надевают небольшой отрезок
'резиновой трубки.
Посуда из фарфора (рис. й). В школьном химическом
кабинете наиболее необходимы ;,чашки для выпаривания.
''Удобнее иметь"небольшие чашки диамётром^в 5—7 см, а
также 10 см. ’
18
Для измельчения веществ употребляются фарфоровые
ступки с пестиками, диаметр которых равен 10 см. Для не-
которых целей нужны и фарфоровые тигли и стаканы.
Мытье посуды. Посуда при проведении химичес-
ких опытов должна быть всегда чистой. Поэтому учитель
и ученик должны взять за правило всегда после работы,
убирая рабочее место, тщательно мыть за собой посуду.
В лабораторной практике различают механические и хими-
ческие способы мытья посуды.
Механическое удаление загрязне-
ний:
а) Простое мытье холодной или горячей водопроводной
или колодезной водой с применением ершей.
б) Мытье водой со взбалтыванием в загрязненной по-
суде кусочков бумаги или другого мягкого материала.
Применение при мытье посуды речного песка не допус-
кается, так как она после этого делается менее прочной,
особенно при нагревании, в связи с нарушением целостности
поверхности стекла.
Химические способы мытья посуды.
Механическое удаление загрязнений не всегда- удается,
так как грубые способы соскабливания приставших к стек-
лу частиц допускать нельзя, в связи с чем очень часто при-
ходится обращаться к химическому удалению загрязнений.
Широко применяются следующие способы химического
мытья посуды:
а) Мытье с мылом.
б) Удаление осадков соляной кислотой, иногда при на-
гревании.
в) Удаление загрязнений окислением их хромовой
смесью, которая для этого всегда должна быть в химиче-
ском кабинете.
' Хромовая смесь готовится следующим образом: к раст-
вору двухромовокислого калия, в котором на 2,5 весовой
части воды приходится 1 весовая часть соли, приливается
перед употреблением смеси серная кислота удельного веса
1,84 в объемном отношении: на 3 части раствора соли
1 часть кислоты.
После промывания посуду надо споласкивать дистил-
лированной водой, так как при сушке на ней получаются
пятна от осадков тех солей, которые были растворены
в воде. Для сушки посуды употребляют особые доски С ко-
лышками и этажерки с Соответствующими гнездами (рис. 6).
13
Надо иметь в ви^у, что загрязнение1 посуды может быть
причиной неудачи опыта и даже несчастного случая при его
проведении.
Рис. 6. Доска для сушки посуды.
В отдельных редких случаях посуду после опыта при-
вести в надлежащий вид невозможно. Так, при длительном
хранении в стеклянной посуде щелочных растворов стекло
взаимодействует с ними и становится матовым.
II. Оборудование из дерева и металла
1. Металлические штативы. На рисунке 7 показаны в
собранном виде металлические штативы с укрепленными
при помощи привинчивающихся муфт кольцами и зажима-
ми к ним. Штативы рекомендуется хранить в собранном
виде И' время от времени красить асфальтовым лаком для
предохранения металла от коррозии. Зажимы снабжаются
пробковой прокладкой (ее приклеивают клеем БФ-2),
при отсутствии или плохом качестве которой зажатые ими
Стеклянные предметы должны В месте соприкосновения
аккуратно обертываться бумажной полоской или- защи-
щаться надетыми на зажиме отрезками резиновых тру-
бок. .
14
Рис. 7. Металлические штативы;
а — школьный, 6 — универсальный.
Рис. 8. Штативы для пробирок.
2. Штативы для пробирок (рис. 8). Они бывают чаще на
6 или 12 мест (ре^ёна 24). По возможности надо выбирать
более устойчивые штативы, так как ученики часто их опро-
кидывают.
3. Держалки для пробирок (рис. 9). В школе применяют
держалки двух видов;
а) деревянные держалки типа прищепки для белья (рис.
9, а). Они мало удобны, так как при на-
жиме на задний конец держалки они раз-
жимаются и пробирка может упасть;
б) более удобны держалки из двух
металлических пластинок с хомутиком,
закрепленных в деревянной ручке (рис.
Рис.
10. Подъемный
столик.
Рис. 9. Держалки для пробирок!
а — деревянная, б — металлическая.
9, б). Для работы с держалкой хомутик отодвигается к де-
ревянной ручке, пробирка вставляется между пластинами
и зажимается хомутиком. Металлические держалки можно
вместо тигельных щипцов использовать для переноса тиг-
лей и фарфоровых чашек.
4. Подъемный столик (рис. 10) нужен для подставки
спиртовки и посуды при демонстрации опытов. Для сохран-
ности столика на него нельзя ставить горячих предметов
И обливать его растворами кислот и щелочей.
б. Прочее оборудование из металла (рис. 11). Перечис-
лим наиболее применяемое в школьной практике оборудо-
вание этого рода: ложечки для сжигания, тигельные щип-
цы, различного рода зажимы (винтовой и пружинный), ас-
бестированные сетки и пр.
16
III. Измерительные приборы
В курсе средней школы не очень много работ количест-
венного характера, однако, несмотря на это, кабинет химии
должен быть достаточно снабжен измерительными прибо-
рами, которые необходимы учителю как для подготовки к
урокам, так и на самих уроках.
Весы. Техника взвешивания должна быть хорошо из-
вестна студенту из курса количественного анализа, а потому
здесь не разбирается. Надо только следить за тем, чтобы и
при прохождении практикума по методике обучения химии,
Рис. 11, Оборудование из металла:
а — тигельные щипцы, б — логкка для сжигания» в — вин-
товой зажим, « — пружинный зажим.
а затем во время практической работы в школе взвешивание
производилось согласно правилам.
На рисунке 12 показаны аптекарские весы (точность
взвешивания до 0,05 г), технические (взвешивание с точ-
ностью до 0,01 а). Для грубых взвешиваний необходимо иметь
чашечные весы (Беранже). Если они используются для де-
монстрационных опытов на уроках химии, то для лучшей
видимости на указатели их приклеивают белые бумажные
полоски с черными поперечными линиями.
1V. Реактивы и материалы
Реактивы. Школьный кабинет химии должен быть дос-
таточно снабжен реактивами по неорганической и органи-
ческой химии. В первую очередь в школе должны быть в
17
достаточном количестве: кислоты (серная, соляная и азот-
ная), щелочи (едкий" натр, едкое кали, гидрат окиси каль-
ция — гашеная иЗвесть, нашатырный спирт), наиболее важ-
ные окислы (бкись кальция — негашеная известь, окись
магния, окись ртути, окись железа и др.), а также важней-
шие соли (медный купорос, поваренная соль, алюмока-
лиевые квасцы, хлорное железо и др.).
Рис. 12. Весы:
а — аптекарские, б — технические, в—чашечные (Беранже).
Из реактивов по органической химии важнейшими яв-
ляются этиловый спирт, уксусная кислота, бензол, фенол,
формалин, глицерин, глюкоза, крахмал, нитробензол, ани-
лин и др. (см. приложение).
Химические реактивы должны храниться в определенном
порядке. Только знание реактивов, умелое обращение с ни-
ми и надлежащее хранение делают работу с ними безопасной.
Надо иметь в виду, что некоторые реактивы огнеопасны,
так как имеют низкую температуру воспламенения. К та-
кого рода реактивам относятся бензин, бензол, эфир, аце-
18
тон и некоторые другие. В химическом кабинете они должны
находиться только в небольших количествах, так как их
большие запасы могут храниться только в хорошо оборудо-
ванных противопожарными средствами складах. При работе
с ними все горелки, спиртовки, стоящие на столе, должны
быть погашены. Правильное обращение с огнеопасными ве-
ществами делает все опыты с ними совершенно безопасными.
Некоторые реактивы реагируют с материалом корковых
и резиновых пробок. На резиновые пробки действуют бром,
азотная кислота и некоторые другие вещества. Поэтому
для хранения этих веществ пользуются притертыми стек-
лянными пробками^ иногда еще прикрытыми притертым
стеклянным колпачком. В некоторых случаях применять
такие пробки тоже нельзя.
Многие реактивы летучи или реагируют с влагой, кис-
лородом и углекислым газом воздуха, почему и требуют
хранения в герметической упаковке. Так, щелочи, реаги-
руя с углекислым газом воздуха, переходят в соответствую-
щие карбонаты; некоторые окислы под влиянием влаги
воздуха гидратируются (например, окись кальция); многие
реактивы отличаются гигроскопичностью и поглощают
влагу воздуха, иногда при этом только расплываются, иног-
да же вступают с водой в реакцию (фосфорный ангидрид,
хлористый кальций и хлористый магний, натриевая селит-
ра и др,). Герметичность упаковки достигается применени-
ем резиновых и притертых стеклянных пробок, заливанием
корковых пробок парафином и снабжением склянок и банок
специальными завинчивающимися- крышками из пластмасс.
Существуют реактивы, подвергающиеся действию све-
та. Хранят их в посуде из темного (чаще коричневого) стек-
ла. К ним относятся перманганат калия, азотнокислое се-
ребро, перекись водорода и некоторые другие реактивы.
Особого хранения требуют ядовитые вещества, к кото-
рым относят, например, соли ртути. Хранить их нужно под
замком в несгораемом шкафу, опечатанными сургучной пе-
чатью. Расходование их производится по специальному ак-
ту. Все не израсходованные после опытов остатки подле-
жат или повторной сдаче в сейф, или, если они незначи-
тельны, уничтожению но акту. Нарушение правил хранения
ядовитых реактивов карается как уголовное преступление.
Наконец, надо отметить ряд реактивов, требующих осо-.
бого хранения и обращения. Натрий и калий храниться
под керосином или бензином; при работе с ними надо1 не до-
19
ц| х.л. /г. ш. |з
HNO,
_______________________V
Концентр. уд.Ь 1.Ь(65°/а)
Рис. 13. Этикетка.
пускать их случайноп/соприкосновения с водой, которое
может вызвать их воспламенение. Ртуть должна храниться
в герметически вскрытом сосуде; потерь ртути необхо-
димо избегать, так как ее пары могут долгое время отрав-
лять помещение и вызвать тяжелые заболевания.
Бертолетову соль надо хранить так, чтобы она не могла
смешиваться с каким-нибудь горючим веществом, так как
нагревание такой смеси может
быть причиной очень сильного
взрыва и серьезного несчастного
случая.
Плавиковая кислота хранит-
ся в парафиновых или парафини-
рованных с внутренней сторо-
ны бутылках.
Каждая банка или склянка
с реактивом'должны быть снаб-
жены этикетками с формулой или
названием вещества, концентрацией раствора. Этикетки
делают из обыкновенной белой бумаги (не следует брать
толстую бумагу, она плохо приклеивается и легко отстает
от стекла). Писать на этикетке удобнее всего тушью, форму-
лы надо писать большими буквами, возможно жирнее, что-
бы их было хорошо видно издалека. На этикетке надо
обозначать сокращенно название лаборатории школы (на-
пример, х. л. ш. 12 — химическая- лаборатория школы 12),
в левом углу указывается номер шкафа, в котором хра-
нится реактив (например, шкаф II или шкаф III) и номер
полки в шкафу, например 5, 6 (см. рис. 13).
Для того чтобы быстро распознать тип реактива, целе-
сообразно использовать этикетки различного цвета; крас-
ного цвета для кислот, синего для щелочей, бесцветные
для солей и желтого цвета для органических веществ.
Склянки, которые учитель выставляет на демонстрацион-
ный стол, должны иметь этикетки с двух сторон, так чтобы
надписи были обращены к учителю и учащимся.
Чтобы этикетки не портились, их покрывают бесцвет-
ным лаком или парафином. Для покрытия парафином
на конец стеклянной палочки или лучинки наматывают ку-
сочек ваты, опускают в расплавленный парафин и наносят
его на этикетку тонким ровным слоем.
При хранении реактивов и работе с ними необходимо
всегда соблюдать следующие правила:
20 '
1. Реактивы надо держать закрытыми.
2. Не допускать закрывания посуды пробками от дру-
гих реактивов.
3. При-наливании жидкостей склянку держать этикеткой
к руке, иначе капельки жидкости могут попасть на эти-
кетку и испортить ее.
4. Не оставлять'реактивов без этикетки.
В шкафах реактивы располагаются в определенном по-
рядке. Надо иметь отдельную полку для металлов и неме-
таллов. Соли целесообразно размещать пр катионам (сде-
лать надписи, например, на одной полке находятся со-
ли натрия, на другой — соли калия й т. д.). Органиче-
ские вещества также располагают в определенном поряд-
ке, отдельно ставят углеводороды, альдегиды, кислоты
и др.
Материалы. Кроме перечисленного оборудования, для
проведения химических опытов, в кабинете должны быть
и некоторые дополнительные материалы. К ним относят
вату, фильтровальную бумагу, различного рода металли-
ческую проволоку, металлические пластинки, стружки,
мыло и пр.
V. Столярные и слесарные инструменты
При изготовлении приборов и наглядных пособий ра-
ботающему часто приходится пользоваться столярными и
слесарными инструментами. Желательно в химическом
кабинете или препараторской иметь небольшой верстак,
на котором укреплены слесарные тиски и наковальня.
Перечислим наиболее необходимые столярные и слесар-
ные инструменты, которые рекомендуется иметь в хими-
ческом кабинете: молотки, напильники, острогубцы (ку-
сачки), паяльник, шило, отвертку, пилы (ножовка или лу-
чевая), тиски и наковальня. Во вторую очередь надо приоб-
ретать клещи, плоскогубцы, точильный брусок, рубанок,
стамеску, коловорот, дрель и лобзик.
Наличие в школе мастерских может освободить учителя
химии от самостоятельного приобретения инвентаря.
VI. Правила работы учащихся в химическом кабинете
Наличие в лаборатории концентрированных кислот, ще-
лочей, ядовитых и огнеопасных веществ требует от учащих-
ся особенного в нем поведения.
21
. Имеющие иногда/1лесто несчастные случаи являются
всегда следствием „нарушения основных правил поведения
и обращения с реактивами и приборами. Правила поведе-
ния в химическом кабинете должны быть четко написаны,
вывешены на видном месте и на первом уроке доведены до
сведения учащихся. Точное выполнение правил гаранти-
рует полную безопасность работы в кабинете. Ниже при-
водится пример таких правил.
Правила поведения учащихся
в химическом кабинете
Учащиеся обязаны:
1) входить в кабинет только с разрешения учителя;
2) знать, что вход в лаборантскую без разрешения для него
воспрещен;
3) спокойно входить в кабинет и .выходить из него, с тем чтобы
ие уронить стоящего на столах оборудования;'
4) занимать в кабинете всегда одно и то же рабочее место;
5) соблюдать чистоту своего рабочего места, ие оставлять на
столе сора, собирать его и выбрасывать в установленное место
(урны или специально поставленные на столах чашки), мыть после
работы за собой посуду;
6) не держать на столе во время работы ничего постороннего;
на столе, кроме оборудования для работы, могут находиться учеб-
ник, тетрадь, задачник и письменные принадлежности;
7) бережно относиться к оборудованию кабинета как государ-
ственному имуществу, неся в случае его порчи материальную от-
ветственность;
8) ничего в кабинете не есть и не пить;
9) проводить только предусмотренные учителем опыты, строго
следуя предложенным инструкциям;
10) соблюдать правила пользования водопроводом (не откры-
вать без нужды край, не засорять раковин) и электричеством (вклю-
чать его по мере необходимости);
11) знать и соблюдать правила обращения с концентрирован-
ными растворами кислот и щелочей, огнеопасными и ядовитыми
веществами;
12) знать местонахождение в кабинете противопожарных
средств, аптечки и уметь ими пользоваться при несчастных слу-
чаях.
VII. Противопожарные средства и первая помощь
при несчастных случаях
Несмотря на то что до сведения каждого учащегося до-
ведены правила поведения, в кабинете химии необходимо
предвидеть возможность несчастных случаев. Так при на-
рушении правил обращения с огнеопасными веществами
может возникнуть пожар. В это время нельзя теряться, а
22
нужно сразу использовать имеющиеся в кабинете противо-
пожарные средства. Первым противопожарным средством
является вода, запасы которой должны быть всегда под
рукой (ведро или кувшин с водой). Однако известно, что
не все горящие вещества можно гасить водой (например,
бензин, керосин и т. д.). В этих случаях чаще всего поль-
зуются песком, который хранится в известном ученику,
легко доступном месте. Наконец, надо иметь в химическом
кабинете огнетушитель, которым учитель должен уметь
пользоваться.
На случай оказания первой помощи при ранениях н ожогах в
кабинете в специальном ящике-шкафчике должна находиться ап-
течка, в которой должны быть следующие вещества:
1. Йодиая настойка — 5-процентный раствор.
2. Раствор борной кислоты (чайная ложка на стакан воды).
3. Разбавленный раствор перманганата калия.
4. Раствор двууглекислой соды.
5. Разбавленный нашатырный спирт.
6. Уксусная кислота — 3-проиентный раствор.
7. Мазь от ожога (льняное масло и известковая вода).
8. Гигроскопическая вата.
9. Бинты и марля.
Прн более серьезных. несчастных случаях необходимо обра-
щаться к врачу.
За каждый несчастный случай учитель несет ответственность.
Г
VIII. Рабочее место ученика
На одном ученическом лабораторном столе организует-
ся два рабочих места. Каждое место должно иметь обору-
дование для проведения всех предусмотренных програм-
мой лабораторных работ и практических занятий. К та-
кому обрудованию надо отнести: 1) стойку с пробирками;
2) железный штатив с кольцом и зажимом; 3) спиртовку или
газовую горелку; 4) асбестированную сетку; 5) фарфоровую
чашку; 6) воронку; 7) колбочку на 150—200 мл\ 8) стакан;
9) колбу на 500—-1000 мл для воды; 10) чашку или стакан
для сливания отработанных реактивов; 11) чашку или ко-
робку для сбора сухого мусора; 12) школьные весы; 13)
разновесы к ним; 14) мерные цилиндры на 100 мл.
Кроме того, каждое место должно быть снабжено на-я
борами стеклянных трубок, стеклянных палочек, отрезками
резиновых трубок и 2—3 пробками.
Оборудование для проведения отдельных опытов выс-
тавляется на столы по мере надобности в особых ящиках-
23
подносах. Их имеют ^/химическом кабинете по числу уче-
нических Столов. z
На практике чаще всего встречается оборудование одного
места на каждом столе (на два-три человека). Нормальным
это считать нельзя, так как надо стремиться к выполнению
практических занятий и лабораторных работ учащимися
индивидуально.
Контрольные вопросы
1. Укажите, какие измерительные приборы необходимы для
школьного кабинета химии.
2. Перечислите реактивы, которые должны храниться в осо-
бых сейфах под сургучной печатью.
3. Какие существуют правила хранения щелочных металлов,
огнеопасных веществ (приведите примеры), ядовитых и сильно-
действующих веществ? t'
4. Какие правила надо соблюдать при хранении бертолетовой 4
соли?
5. Приведите примеры реактивов, которые хранят: а) в посуде
под стеклянными притертыми пробками, б) в посуде под резиновы-
ми пробками, в) в склянках из темного стекла.
6. Перечислите противопожарные средства, необходимые для
химического кабинета.
7. Какие вещества и материалы должны находиться в аптечШ^
химического кабинета школы?
8. Какие известны вам способы мытья посуды?
9. Перечислите правила поведения учащихся в химическом
кабинете.
10. Как организуется рабочее место ученика?
11. Какое оборудование надо иметь на каждого ученика?
РАБОТА 2. НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Оборудование: спиртовка, примус, лампа Бартеля, паяльная
лампа, широкие стеклянные трубки, узкие стеклянные трубки, фи-
тиль от керосинки, резиновая груша, камера для волейбольного
мяча, зажим, резиновые пробки, керосин, газовые горелки. Элек-
трические нагреватели (электроплитки, колбонагреватели, водя-
ные и песочные бани, сушильные шкафы).
Задание
1. Спиртовая горелка
а) Зарисуйте спиртовую горелку.
б) Налейте в спиртовку спирт и заправьте ее.
в) Правильно зажгите и погасите спиртовку.
г) Нагрейте на спиртовке воду в пробирке до кипения.
24
2. Горелки, работающие на керосине
И бей з и не
а) Осмотрите выставленные на столе керосиновые и бензиновые
горелки, нарисуйте их и объясните принцип действия примуса.
б) Соберите из сотовых деталей упрощенную керосиновую
горелку и приведите ее в действие.
в) Зажгите примус и паяльную горелку.
Отметьте в тетрадях их положительные и отрицательные ка-
чества для применения в школьных условиях.
3. Газовые горелки
Зарисуйте выставленные на столах газовые горелки и зажги-
те их.
4. Электронагреватели
Зарисуйте выставленные электронагреватели, приведите их
в действие, отметьте в тетрадях их недостатки и достоинства для
применения В школьных условиях.
МАТЕРИАЛ К РАБОТЕ 2
Нагревательные приборы
1. Спиртовая лампочка (рис. 14, а). В настоящее время
в школьных условиях для нагревания чаще всего применя-
ют спиртовые лампочки, обычно называемые просто спир-
товками. Основным их достоинством является простота
устройства и обращения с ними. Емкость спиртовки чаще
, *
Рис. 14. Спиртовка.
25
всего равна 100—150 мл. В горлышко спиртовки вставле-
на, трубка из жести, в которой находится фитиль из некру-
ченых ниток (рис. 14, б). Резервуар спиртовки делается
из толстостенного стекла, реже из металла (железо, алю-
миний). К спиртовке должен быть хорошо пригнан колпа-
чок для гашения пламени.
Спиртовка не может полностью удовлетворять потреб-
ность школьного эксперимента по химии. Некоторые опы-
ты при таком способе нагревания протекают очень медлен-
но или дают недостаточные результаты. Повышать темпе-
ратуру пламени спиртовки можно путем вдувания в него
дополнительного воздуха при помощи паяльной трубки1
(рис. 14, в).
При работе со спиртовками необходимо строго соблюдать
следующие правила:
а) не подливать спирта в горящую спиртовку;
б) не зажигать одну спиртовку от другой, а зажигать
ее спичкой или лучинкой;
в) помнить, что верхняя треть пламени самая горячая;
г) при нагревании вещества в стеклянной посуде нельзя
касаться ее фителем, так как при этом она может треснуть;
д) гасить спиртовку надо всегда при помощи колпачка;
е) хранить спиртовку необходимо закрытой колпачком.
2. Бензиновые и керосиновые горелки. К горелкам, рабо-
тающим на керосине, в первую очередь надо отнести обыч-
ный кухонный примус. На рисунке 15 показан примус.
Неудобством является шум при пользовании примусом,
что делает его пригодным для применения только во время
подготовки учителя к уроку. Горелка примуса перед раз-
жиганием прочищается иголкой и разогревается спиртом,
налитым на ее тарелочку.
Работа примуса основана на том, что под действием на-
соса Н керосин по трубке Т поднимается в горелку Г. В
чашечку А наливают спирт, который поджигают для на-
чала работы. Горящий спирт нагревает горелку. Под дав-
лением воздуха керосин по трубкам аа поступает в раска-
ленную коробку К, где он испаряется. Пары керосина по
трубкам бб поступают в узкое отверстие ниппеля в и з.а-
гораются, все время накаливая коробку К; поэтому проис-
ходит напрерывное горение паров керосина.
1 См.: В. Н. Верховский, Техника и методика химичес-
кого эксперимента в школе, изд. 6, т. 1, Учпедгиз, 1959, стр.. 129—
134.
26
Лабораторные лампы Бартеля (рис. 16) дают меньше
шума. Они работают обычно на бензине или керосине. Су-
ществуют также особые лампы Бартеля, работающие и на
Рис. 15. Примус.
спирте. При пользовании лампами данного типа надо иметь
в виду, что нельзя допускать полного выгорания в них ке-
росина и бензина, так как в это время в резервуаре обра-
Рис. 16. Лампа Бартеля. ®
зуется взрывчатая смесь горючего с воздухом, которая мо-
жет подаваться в ниппель. При лампе имеется предохрани-
тельная сетка, но целиком на нее полагаться нельзя.
Можно пользоваться и обычной паяльной ' лампой
(рис. 17), работающей на бензине, но рекомендовать широкое
27
пользование ими ввиду огнеопасности горючего нельзя,
особенно при самостоятельной работе учеников.
В последнее время стали применяться специальные ла-
керосиновые
керогаза, ко-
Рис. 17. Бензиновая паяльная
лампа с насосом.
нагревания
ве-
бораторные
лампы типа
торые очень удобны для
длительного
больших количеств •
ществ.
Самодельная ке-
росиновая горел-
к а (рис. 18, горелка по-
казана в разрезе). Для го-
релки берут широкую стек-
лянную трубку длиной
12—15 см и диаметром
2 см. С одного конца труб-
ки вставляют пробку с уз-
кой стеклянной трубкой 1,
конец которой слегка оттянут. В широкую трубку встав-
ляют круглый фитиль, сшитый нз фитиля от керосинки
или какой-либо грубой материи 2. Широкая трубка Являет-
ся одновременно горелкой и резервуаром для керосина. Уз-
кую трубку 1 и фитиль ,
устанавливают на уров-
не верхнего края широ-
кой трубки. В качестве
воздуходувки использу-
ется резиновая груша
3, соединенная через
тройник 4 с горелкой и
камерой от волейбольно-
го мяча 6, необходимой
для равномерного дутья
воздуха (можно исполь-
зовать приспособление
по рис. 14, в).
Горелку заполняют
керосином, закрывают
винтовым зажимом 5 и
при помощи груши нака-
чивают воздух в волей-
больную камеру. Теперь
Рис. 18. Самодельная керосиновая
горелка.
28
поджигают фитиль и слегка открывают зажим 5, все время
надавливая на грушу 3. Пламя горелки регулируют зажи-
мом 5 и поднятием или опусканием трубки /. При боль-
шом притоке воздуха пламя становится небольшим и
острым.
Газовые горелки. Газовые горелки в школь-
ной практике встречаются двух типов — Бунзена и Теклю
(рис. 19). Снизу в горелку подается из газопровода газ, а
Муфта, регулирующая
поступление воздуха
Регулировочное
/ж /кольцо для Воздуха
Трубка горелки
Винт, регули-
рующий отступ-
ление газа
а
Рис. 19. Газовые горелки:
а —газовая горелка Теклю, б —газовая горелка Бунзена.
Газоподводя-
щий отрос-
ток
5
Гззоподводящий
отросток
Отверстие для посту-
пления воздуха
танина
горелки
через особое отверстие (горелка Бунзена) или специальную
щель (горелка Теклю) подается воздух. Путем поворота
горелки в первом случае и поворота диска во втором регули-
руется подача воздуха и тем самым температура пламени.
Если воздуха подается меньше, то температура пламени
понижается. Так, получается иногда необходимое коптя-
щее пламя. Надо иметь в виду, что неправильное соотно-
шение притока воздуха и газа ведет к «проскакиванию»
пламени, при этом газ загорается внутри горелки (у вход-
ного отверстия), что вызывает ее сильное разогревание, а
иногда и загорание каучуковых шлангов, соединяющих го-
релку с газопроводом. При «проскакивании» пламени горел-
ку надо немедленно выключить путем закрытия крана и,
если она успела накалиться, некоторое время не прикасать-
ся к ней. Зажигать горелку снова можно только после того,
когда она остынет.
Электрические нагреватели (рис. 20).
В химических кабинетах часто пользуются обычными элек-
троплитками. Они очень удобны для выпаривания растворов,
29
нагревания воды в колбах и стаканах и некоторых других
химических операций, но не пригодны для нагревания ве-
ществ в пробирках
Рис. 20- Электрические нагреватели:
а — электроплитка лабораторная, б — нагреватели для колб.
Надо указать на возможность приобретения целого ря-
да специальных электронагревателей (колбонагреватели,
водяные и песчаные бани, сушильные шкафы и пр.), но они
в школьной практике употребляются’ редко.
Контрольные вопросы
1. В какой части пламени спиртовки нужно держать предмет,
чтобы быстрее его нагреть?
2. Как можно поднять температуру пламени спиртовой го-
релки?
3. Какие преимущества и недостатки спиртовой лампочки перед
другими нагревателями?
4. Перечислите правила пользования спиртовкой.
5. Перечислите известные вам керосиновые и бензиновые на-
греватели. Укажите их преимущества и недостатки.
6. В чем преимущество газовой Горелки?
7. Объясните устройство горелки Бунзена и Теклю.
8. Как сделать пламя горелки более горячим?
9. Как понизить его температуру?
10. Какое плами отличается более высокой температурой;
светящееся или несветящееся?
11. Чем объясняется, что пламя горелки иногда «проскаки-
вает»? Почему это опасно? Как надо поступить в случае «проскаки-
вания» пламени?
12. Перечислите известные вам электронагреватели.
РАБОТА 3. РАБОТА СО СТЕКЛОМ
Оборудование: стеклянные трубки различного диаметра, бу-
тылки, влектрический стеклорез, пробирки, газовые горелки и
спиртовки-
30
Задание
1. Приготовьте по рисунку 21 набор трубок. Изготовленный
набор зарисуйте.
2. Отрежьте от стеклянной трубки большого диаметра кусок
заданной длины или разрежьте бутылку.
3. Проделайте отверстие в дне пробирки (пробирку сохраните
для последующей работы).
Рис. 21. Набор стеклянных трубок.
МАТЕРИАЛ К РАБОТЕ 3
1. Выбор стеклянных трубок. Для изготовления прибо-
ров и деталей пользуются почти всегда легкоплавкими труб-
ками небольшого диаметра от 4 до 6 мм (наружный диаметр);
внутренний диаметр зависит от толщины трубок. Выбирают
чаще тонкостенные трубки, толщина стенок которых не пре-
вышает 1—2 мм.
Измерение длины и ширины трубок можно проводить
школьной линейкой.
Для более точного измерения полезно обучиться работе
со штангенциркулем, при помощи, которого можно изме-
рить длину, внешний и внутренний диаметр трубки с точ-
ностью до 0,1 мм.
2. Резание трубок. Стеклянные трубки от торгующих
организаций поступают в школьные кабинеты нарезан-
ными на куски в 1,5—2 м, от которых для изготовления
прибора необходимо отрезать часть трубки заданного
размера.
31
Резать трубки малого диаметра до 10 мм довольно легко.
Для этого острым ребром трехгранного напильника прово-
дят несколько раз по одному и тому же Месту трубки, доби-
ваясь того, чтобы на ней получился надрез длиной в */8
или в 7в ее окружности, по
которому проводится разлом
(рис. 22).
Большими пальцами берут
трубку с противоположной
стороны от надреза. Когда
ломают трубку, то стремятся
ее как бы разорвать. Если
Рис. 22. Разламывание сделан правильный надрез, то
стеклянной трубки. трубка разламывается легко,
образуются ровные концы.
Если это без усилий не удается, то надрез делают снова и
разламывание трубки повторяют еще раз.
Труднее резать более широкие трубки (диаметром от 10
до 25—30 мм) и бутылки. Для этой цели употребляется не-
Рис. 23. Резка
толстых трубок,
бутылок, скля-
нок и банок.
сколько приемов:
а) По кругбйому надрезу трубка или бутылка обматы-
вается смоченной керосином тонкой бечев-
кой, которую поджигают, трубка (бутылка)
по месту надреза раскалывается (рис. 23).
Если не раскалывается, то капают холодной
водой.
б) Толстые трубки или бутылки мож-
но разрезать на электрическом стеклорезе
(рис. 24). Стеклорез состоит из двух стек-
лянных трубок, наискось вставленных в
корковую пробку, закрепленную в лапке
штатива. Через трубки проходит хорошо
выпрямленная проволока от электроплитки.
Проволока вытянута в виде петли, размеры
которой можно регулировать опусканием
проводов. Для резки стекла устанавливают петлю нужного
размера и вставляют в нее трубку или бутылку, которые
кладут на асбестированную сетку. Проволоку ровно и плот-
но подтягивают к стеклу, затем включают электрический
ток (схему включения см. на рис. 41, б, стр. 53.). Реос-
татом регулируют так, йтобы проволока сильно накалилась.
В таком состоянии проволоку держат 1—2 мин. Если на
раскаленную проволоку капнуть водой, то стекло лопнет в
или поднятием
32
РиСг 24. Электри-
ческий стеклорез.
местах соприкосновения проволоки с его поверхностью. Не-
ровности на месте среза выравнивают напильником.
3. Оплавление концов трубки. Края Отрезанных для со-
ставления приборов трубок должны быть оплавлены, иначе
они прорезают надеваемые на них ре-
зиновь^;,;й^^ки.’ Для того чтобы за-
круглить края трубки, ее концы надо
rib 2—3 мин держать при постоянном
вращении вокруг своей оси в пламе-
ни спиртовки или газовой горелки.
На более сильных - нагревателях эта
операция происходит почти Мгновен-
но, и надо опасаться, чтобы ’просвет
трубки не уменьшился или не запла-
вился бы совсем.
4. Сгибание трубок. Для придачи
трубке надлежащей формы ее надо
согнуть. Особенно трудно достигают-
ся хорошие результаты при работе со
спиртовыми горелками, так как она
не дает достаточно высокой температуры. При неумелой ра-
боте на трубке могут получиться складки, прогибы и впа-
дины- Начинать- сгибание можно только тогда, когда труб-
- ка без всякого усилия работающего гнется сама.
Сгибание трубки удобнее проводить на довольно боль-
шому отрезке, поэтому сначала берут трубку значительно
большего размера, чем нужно.
Для сгибания стеклянных трубок на газовой горелке
применяют насадки (рис. 25), чтобы сделать пламя широким
и плоским, Трубку помещают в самую горячую часть пла-
мени (верхняя третья часть), придерживают левой рукой
и вращают пальцами правой руки. Благодаря этому труб-
2 Зйквз 139 . зз
ка равномерно разогревается. Когда стекло размягчится —
это ощущается по самопроизвольному изгибанию трубки,
ее вынимают из пламени (если нагревают на газовой го-
релке) и сгибают до нужного угла. В случае спиртовки, сги-
бание трубок проводят в ее пламени. На спиртовке можно
изогнуть лишь трубки небольшого диаметра. Для изгиба-
ния трубок на спиртовке вытягивают фитиль подлиннее
и придают ему форму веера (рис. 14, б). Для охлаждения
трубку помещают на асбестированную сетку.
Рис. 26. Проделывания отверстия в дне пробирки.
5. Оттягивание трубок. В практике преподавания хи-
мии довольно часто приходится пользоваться стеклянными
трубками с оттянутыми кончиками. Для получения пра-
вильной формы достаточно толстостенного кончика, труб-
ку при постоянном и равномерном вращении нагревают на
горелке. После продолжительного нагревания размягчен-
ную трубку вынимают из пламени горелки, растягивают, ос-
тужают и разрезают.
При пользовании спиртовкой оттягивать можно только
самые узкие трубки, не вынимая их из пламени горелки.
Кончик при этом получается тонкостенным.
6. Проделывание отверстий в стеклянной посуде. Для
изготовления приборов иногда требуется сделать отверстие,
например в пробирке. Это можно провести так:
а) При наличии газовой горелки пробирку плбтно за-
крывают резиновой пробкой и дно пробирки подводят к
верхней части пламени. Стекло размягчается, воздух,
расширяющийся в пробирке от нагревания, пробивает не-
большое отверстие. Если нужно'увеличить диаметр «отвер-
стия, в него вставляют конец ручки напильника или острие
гвоздя. Отверстие оплавляют на пламени горелки.
34
б) На пламени спиртовки отверстие таким приемом про-
делать нельзя, необходимо увеличить температуру пламе-
ни. Это делается так. Пробирку, как и в случае с газовой
горелкой, закрывают резиновой пробкой. В пламя спиртов-
ки через стеклянную трубку с узким отверстием с одного
конца вдувают ртом воздух так, чтобы получился острый
язычок пламени, который направляют на конец пробирки
(рис. 26). Можно использовать приспособление рисунка
14, в. Когда стекло прогреется, оно пробивается расши-
ряющимся воздухом пробирки, образуется небольшое от-
верстие в дне пробирки.
Контрольные вопросы
1. Какие операции по обработке трубок вам известны?
2. Какие способы резки трубок большого диаметра вам из-
вестны?
3. Как проделать отверстие в дне пробирки?
РАБОТА 4. ОБРАБОТКА ПРОБОК. МОНТАЖ ПРИБОРОВ
Оборудование: пробки (резиновые и корковые), пробкомялка,
сверла для пробок, нож для точки сверл, стеклянное и резиновые
трубки, пробирки, колбы, стаканы с водой.
Задание
1. Познакомьтесь с имеющимися в лаборатории резиновыми
и корковыми пробками, определите их номера.
2. Подберите к выданной вам колбе пробку (корковую и рези-
новую).
3. Научитесь обжигать, сверлить, делать в пробке отверстие,
вставлять в отверстие пробки стеклянные трубки и точить сверла.
4. Изготовьте по рисунку 35 промывалку, применяя при этом
правильные приемы работы с трубками и пробками.
5. Изготовьте прибор для получения газов (рис. 33) и испы-
тайте его на герметичность.
МАТЕРИАЛЫ К РАБОТЕ 4
I. Обработка пробок
1. Подбор пробок. Корковые пробки подбираются нем
кого большего диаметра по сравнению с диаметром гор-
лышка сосуда, который они должны закрывать; резиновые
пробки подбирают точно по размеру горлышка.
Большей газонепроницаемости корковой пробки можно
добиться ее парафинированием, для чего в течение 3—5 мин
2*
35
ее кипятят в смеси расплавленного парафина с глицери-
ном.
• Номера корковых и резиновых пробок равны выражен-
ной в миллиметрах величине диаметра их нижнего основа-
ния, которые на 1—2 мм бывают меньше диаметра верх-
него.
2. Обжимание пробок. Корковую. пробку подгоняют
к размерам отверстия, которое она должна закрывать, путем
ее обжимания на пробко-
-д-- ._ мялках (рис. 27). Резино-
~ вую пробку, если она вели-
... ка, подгонять к отверстию
трубки очень трудно.
Рис. 27. Пробкомялка. Надо взять за правило,
что обматывать, обма-
зывать и заливать пробки
без крайней необходимости нельзя.
При пользовании. пробкомялками надо иметь в виду,
что обминанию подвергается вся поверхность пробки, а
не только нижняя ее часть, непосредственно закрывающая
отверстие сосуда.
3. Сверление пробок. Сверлят пробки сверлами, кото-
рые продаются наборами. В каждом наборе чаще всего бы-
вает шесть сверл и стерженек для выталкивания остатков
-Рис. 28. Набор сверл. Затачивание сверла.
пробки (рис. 28, а). Точку сверл проводят напильником или
специальным для этой цели ножом (рис. 28, б).
При сверлении пробки надо добиваться того, чтобы ка-
нал шел по всей своей длине перпендикулярно основанию ,
36
Пробки и имел гладкую поверхность, чтобы края отверстия
не были рваными. На рисунке 29 показано, как надо пра-
вильно сверлить Пробку.
Перед тем как сверлить пробку, подбирают нужного диа-
метра стеклянную трубку, а по ней подбирают размер свер-
ла- Для корковой пробки диа-
метр сверла должен быть чуть
меньше наружного диаметра '
трубки, а для резиновой проб-.
ки он должен равняться диа-
метру трубки. При сверлении
* резиновых пробок сверло сма-
чивают глицерином или водой.
Для сверления пробки ее дер-
жат в руке и сначала с узко-
го конца отмечают место для
сверления,' затем, слегка на-
жимая ла сверЛо, начинают его Вращать (рис.. 30). Внима-
тельно следите за тем, чтобы сверло сохраняло свое направ-
ление. Когда сверло приближается к концу пробки, ее упи-
.рают в небольшую дощечку или старую, ненужную пробку.
Благодаря этому края отверстия получаются ровными. Не
опирать пробку в стол! (ОтЭтого затупляется сверло и пор-
Рис. 30. Сверление пробки.
тится стол.) При помощи металлического стерженька уда-
ляют кусок пробки из 'сверла.
4. Как вставлять трубки в просверленные в пробках
отверстия. Трубка должна входить в пробку при умерен-
ном нажиме и вращательном ее движении. Для уменьше-
ния трения трубку можно смочить водой. Если трубка сво-
бодно входит в отверстие пробки, то она мала и пользо-
ваться ею нельзя. Если трубка широка, то отверстие в
пробке можно расширить. Для этого удобно применять круг-
лые напильники, можно расширять отверстие и раскаленным
гвоздем. Для этой рели нельзя применять более широкие
37.'
сверла, так как они будут только растягивать пробку, а не
увеличивать отверстие. Несоответствие диаметра трубки и
отверстия исправить нельзя.
Трубку при вставлении в отверстие пробки надо держать
около самой поверхности пробки, иначе она легко может
сломаться и поранить руку работающего (рис. 31).
Рис. 32. Закрывание
колбы пробкой.
Рис. 31. Вставление трубки
в просверленные отверстия.
5. Зыкрывание пробкой химической посуды. Пробка не
должна свободно входить в закрываемый ею сосуд. Ее
после вставления всех стеклянных трубок надо вращатель-
ным движением вдвигать с некоторым усилием в горлыш-
ко сосуда. При закупоривании колбу надо держать за гор-
лышко в левой руке (не за дно), а правой вдвигать в нее проб-
ку. Дном колбы при этом нельзя опираться на руку или
на стол, так как от надавливания колба может растрескать-
ся. На рисунке 32 показано правильное закрывание колбы
пробкой.
II. Монтаж приборов
Подготовленные для монтажа прибора колбы, пробир-
ки, трубки и пробки называют его деталями, которые ста-
раются всегда иметь в химическом кабинете в достаточном
количестве в готовом виде с тем, чтобы в любой момент
можно было бы из них собрать необходимый для работы
прибор.
Для изготовления прибора сначала начертите его
схему, по которой подбираются детали и собирается прибор
для проведения опыта. Соединение деталей между собой
производится стеклянными и резиновыми трубками. Ре-
зина реагирует с некоторыми веществами (бром, азотная
кислота и др.), поэтому при работе с ними она должна или
отсутствовать, или длина резиновой трубки должна быть
доведена до минимума.
38
Изготовленный прибор должен быть оценен с точки зре-
ния пригодности проведения опыта и внешнего изящества.
Вся посуда должна отличаться безукоризненной чистотой,
размеры отдельных частей должны соответствовать друг
Рис. 33. Испытание прибора
на герметичность.
другу и т. д.
Проверка прибора на герметичность. Если в приборе
приходится работать с
газами, то он должен
отличаться герметично-
стью. Чтобы убедиться
в этом, проверяют, как
говорят, «держит» ли
прибор.
Испытание произво-
дят чаще двояким обра-
зом: а) в прибор через
трубку продувают воз-
дух; если прибор не дер-
жит, то воздух лег-
ко проходит непрерыв-
ным потоком; б) прибор с опущенной в воду газоотвод-
ной трубкой слегка нагревают руками, выделение
пузырьков воздуха показывает его герметичность
(рис. 33).
Если приходится проверять прибор, представляющий
собой целую систему соединенных друг с другом деталей,
на герметичность в целом.
Если при этом обнаруже-
но, что прибор «не держит»,
то отключают постепенно
одну часть за другой и
испытывают каждый раз
прибор на герметичность.
Так легко удается устано-
вить неработающую часть
то сначала его испытывают
Рис. 34. Надевание резиновой
трубки на стеклянную.
прибора.
Соединение частей прибора резиновыми трубками. Про-
свет резиновой трубки должен быть немного меньше се-
чения стеклянной трубки, на которую она должна натя-
гиваться с некоторым усилием. На рисунке 34 показано,
как надо правильно надевать резиновые трубки. Резиновую
трубку берут у самого конца и держат не прямо, а немного
сбоку.
39
- Полезно конец стеклянной трубки смочить водой. На
рисунке 35 показано правильное соединение частей при-
бора при помощи резиновых трубок. Иногда резиновую
трубку приходится привязывать бечевкой
, или проволокой к трубке, на которую она
надевается. Так поступают при соедине-
' нии трубками холодильника или водо*
струйного насоса с водопроводным краном.
д Контрольные вопросы...
te/? 1. Как определяется номер пробки?
\-ЛГ~Х 2. С какой целью проводится обжимание
пробок?
Рис. 35. Про- 3. Почему нельзя увеличивать отверстия в
мывалка. пробке путем выбора большего сверла?
4. Какие вы можете указать правила заку-
поривания сосудов пробками? .
Б. Как подбираются пробки к горлышку колбы? •
6. Как проверяется герметичность прибора при работе с га-
зами?
РАБОТА 5. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Оборудование: гальванические элементы, аккумуляторы (кис-
лотные и щелочные), прибор для электролиза солей, выпрями-
тели (газотронные, купроксные, селеновые), стеклянные банки.
Провода, реостаты, трансформаторы, индукционная катушка* ка-
тодные трубки.
Задание '
1. Источники электрического тока.
Электрическая осветительная сеть
1. Познакомьтесь с устройством розеток, вилок, предохраните-
лей.
2. Включите в сеть электрические лампочки параллельно в
последовательно.
II. Гальванические элементы
1. Познакомьтесь с устройством гальванических элементов.
2. Соедините батарейки от карманного электрического фонаря
.последовательно, параллельно и смешанно».
3. Аккумуляторы. Составьте электрическую цепь. В качестве
источника тока возьмите аккумулятор и подсоедините прибор для
электролиза растворов солей.
40
III. Выпрямители
1. Познакомьтесь с устройством газотронного, селенового и
купроксиого выпрямителей.
2. Соберите упрощенный электролитический Выпрямитель.
IV. Приборы Для проведения электролиза
и об Й ар ужения электропроводности
' растворов и расплавов
1. Соберите прибор для проведения электролиза растворов и
проделайте опыты по электролизу растворов хлорной меди, медно-
го купороса, сернокислого натрия.
2. Познакомьтесь с приборами для обнаружения электропро-
водности и проведите опыты с растворами солей, кислот и щелочей.’
3. Проведите опыты по обнаружению электропроводности рас-
плавов.
V. Трансформаторы
1. Составьте цепь с включением в нее индукционной катушки,
пользуясь которой Получите искры различной длины.
2. Включите через индукционную катушку катодную трубку.
VI. Реостаты
Познакомьтесь с устройством реостатов.
МАТЕРИАЛ К РАБОТЕ 5
’ I. Источники электрического тока
1. Электрическая осветительная сеть. Различные при-
оры включают в сеть последовательно (рис. 36, а) и па-
раллельно (рис. 36, б). При последовательном включении
сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех звень-
ев: R = Rj + R2 + R3 4- .... Последовательно включают
предохранители, выключатели, реостаты, выпрямители.
При выключении одного из звеньев при последовательном
включении в цепи прерывается ток. Выключение одного
из звеньев в цепи при параллельном включении не преры-
вает тока. Параллельное включение применяется тогда,
когда надо давать ток нескольким приборам от одного источ-
ника тока, например при включении нескольких электри-
ческих выпрямителей. - 7
2. Гальванические элементы и батареи. Принцип их дей-
ствия основан на получении электрического тока за Счет
химической реакции.
Наиболее распространенными элементами, которые в
настоящее время поступают в продажу, являются элементы
41
марганцово-цинковой системы. Электрохимическая схе-
ма их: — Zn /ЫН4С1/ МпОа (С)+.
Электрический ток в них образуется за счет следующей
окислительно-восстановительной реакции:
Zn 4- 2NH4C1 -|~ 2MnOa = Zn(NH3)aCla + НаО + МпаО3.
Рис. 36. Последовательное (а) н параллельное
(б) соединение.
В условиях школы удобно пользоваться сухими или
водоналивными элементами. Сухие элементы готовы к дей-
ствию в любой момент, без предварительной подготовки,
очень удобны в обращении. Недостатком их является ог-
42
раниченная сохранность, так как они постепенно теряют
емкость в результате саморазрядки. Водоналивные' эле-
менты по своему устройству в принципе не отличаются от
сухих. Но они должны перед употреблением пройти опе-
рацию зарядки ( в них наливают воду или электролит че-
рез особое отверстие). В незалитом состоянии они хранят-
ся очень долго, в залитом же виде у них сохранность мень-
ше, чем у сухих элементов.
В качестве сухих элементов рассмотрим батарею для
карманного фонаря КБС.
Эти батареи собирают из
элементов цилиндрической
формы. Устройство их ха-
рактерно для большин-
ства сухих элементов.
Оно показано на рисунке
37, а. Элемент состоит из
цинкового стаканчика /,
служащего одновременно
сосудом и отрицательным
полюсом. Снаружи он по-
крыт бумагой, пропитан-
ной изолирующей смесью
(парафин и канифоль).-Вну-
три цинкового стаканчи-
ка установлен положитель-
ный полюс, состоящий из
Рис. 37. Гальванические элементы:
а — сухой элемент, б — батарея
из элемента.
угольного стержня 2 и спрессованной вокруг него сме-
си 3. В состав этой смеси входят: двуокись марганца
МпОа, графит, хлористый аммоний. Для придания боль-
шей прочности смесь заключена в мешочек из бязи, пере-
вязанный льняной ниткой. Промежуток между стенками
цилиндра и смесью, заключенной в бязевом мешочке, за-
лит невыливающимся электролитом — пастой, состоящим из
растворов хлористого аммония и хлористого, цинка, в ко-
торые добавлена мука или какое-либо другое клейстеро-
образующее вещество. Сверху цилиндр покрыт заливоч-
ной смолкой.
Элементы сухой карманной батареи соединяют в бата-
рею (рис. 37, б). Она состоит из трех последовательно сое-
диненных элементов КБ, заключенных в общий картон-
ный футляр. Сверху его находятся две пластины, служа-
щие пружинными контактами, когда батарея помещается
43
в корпусе фонаря. Длинная пластина является отрицатель-
ным- полюсом, а короткая — положительным. Время не-
прерывного горения фонаря примерно 3 часа.
Соединение элементов и батарей можно осуществлять
тремя способами: последовательно, параллельно и смешан-
но. При последовательном соединении положительный по-
люс одной батареи соединяют с отрицательным полюсом
другой. При параллельном соединении положительный по-
люс одной батареи соединяют с таким же полюсом другой.
То же самое делают с отрицательными полюсами. Иногда
батареи в цепи соединяют и последовательно, и параллель-
но (смешанное соединение).
Правила х р а не н й я. Сухие гальванические
элементы следует хранить в прохладном сухом помещении.
Вредно отражается резкое колебание температур, в резуль-
тате которого в элементах появляется влага, значительно
усиливающая их саморазрядку.
3., Аккумуляторы. В химических кабинетах встречают-
ся свинцово-кислотные и железо-никелевые — щелоч-
ные аккумуляторы.
Свинцовый аккумулятор состоит из свинцовых пластин»
опущенных в чистую серную кислоту (удельного веса —
1,18—1,19 При 15°С). Пластина представляет собой свин-
цовые решетки, заполненные тестом из окиси свинца. При
зарядке окись свинца на отрицательном полюсе восстанав-
ливается до металлического свинца, а на положительном:
окисляется до двуокиси свинца.
Уравнения реакций:
Катод:—РЬ5О4+2е = РЬ-}-5О4““или: РЬ +2-{-2е = РЬ.
Анод: +PbSO4+SO4~" + 2НаО = РЬОа + 4Н+ +
4-2SO4~~-|-2e или:
РЬ+2—2е « РЬ+\
При разрядке происходят обратные процессы и за счет
восстановления РЬ+4 и окисления РЬ° в РЬ+2 возникает
электрический ток.
Электродвижущая сила только что заряженного ак-
кумулятора не превышает двух с половиной вольт. При
пользовании аккумулятором нельзя допускать падение
электродвижущей силы ниже 1,8 вольта. Снижение проис-
44
ходит и при нахождении аккумулятора в покое, поэтому
один раз в 30—40 дней аккумулятор ставят на подзарядку.
Для этой цели лучше всего собирать все аккумуляторы хи-
мического и физического кабинета и ставить их на заряд-
ку одновременно. При этом через последовательно соеди-
ненные аккумуляторы пропускается постоянный (выпрям-
ленный) ток от осветительной сети с включением в цепь рео-
стата и амперметра; положительный полюс источника тока
соединяется с положительным полюсом крайнего аккуму-
лятора, а отрицательный — с отрицательным другого край-
него аккумулятора. Не надо допускать при зарядке пре-
вышения силы тока, допускаемой для этой цели (обычно
помечена на аккумуляторе или в приложенной к нему бро-
шюре). О конце зарядки Можно судить по немедленному
вскипанию электролита при включении тока.
Зарядку можно проводить в автомобильных гаражах,
мастерских РТС и,других организациях, заряжающих, свои
аккумуляторы. При пользовании аккумулятором не сле-
дует допускать короткого замыкания: это ведет к его порче.
Железо-никелевые —щелочные акку-
муляторы. Принцип действия аккумулятора тот же.
Только в этом случае при зарядке двухвалентное (железо
восстанавливается в свободное, а двухвалентный никель
окисляется вдрехвалентный. При разрядке процесс проти-
вопбложный, т. е. железо и никель становятся снова двух-
валентными.
Электролитом в этом случае служит так называемый
литиевый электролит, состоящий иа раствора едкого, кали
с добавкой на 1 л раствора 20 г гидрата окиси лития (IJOH).
Происходящие при этом процессы могут быть выражены
следующими химическими уравнениями:
при зарядке — Fe+ 2-|-2е = Fe; 2Ni+2—2e=2Ni + 3, т. е.
Fe(OH)2 + 2е = Fe -f- 2ОН~;
2Ni(OH)2 + 2ОН“ = Ni Д 4- ЗН2О 4-J2e.
г . /
При разрядке, обратно, за счет окисления Fe до Fe+2 и
восстановления Ni+3 в Ni+2 возникает электрический ток.
Э. д. с. щелочного аккумулятора меньше, чем у свинцо-
вого и равняется 1,3—1,4 вольта. Щелочные аккумуля-
45
торы требуют за собой меньше ухода, дольше могут хранить-
ся без подзарядки и не так чувствительны к короткому замы-
канию.
II. Выпрямители электрического тока
В школьных кабинетах химии и физики встречаются на-
ливные (электролитические) и сухие выпрямители. Послед-
ние значительно удобнее первых. Их основным недостат-
ком является высокая цена. Сухие выпрямители можно
Рис. 38. Выпрямители:
а — газотронный, б — купроксный, в—электролитический.
Подразделить на две группы: ламповые и полупроводнико-
вые. К первым относятся довольно широко, применяемые
'газотронные выпрямители (рис. 38, а).
46
Главной их частью является вакуумная лампа. В ней
поД влиянием нагревания током возбуждается термоэлект-
ронная эмиссия и поток электронов направляется к аноду.
При изменении заряда обратного направления тока не
получается, так как электроны отталкиваются от катода.
Ток в цепи делается пульсирующим и идущим практичес-
ки в одном направлении.
На корпусе выпрямителя смонтирован регулятор напря-
жения, позволяющий увеличивать количество введенных
в цепь секций. Поворот рукоятки направо вызывает по-
вышение, влево — понижение напряжения тока в цепи.
При выключении выпрямителя рукоятка должна стоять на
нуле.
Из полупроводниковых выпрямителей чаще всего в про-
даже встречаются селеновые.
Принцип их действия заключается в том,, что между про-
водником и полупроводником (селен) создается непроводя-
щий слой толщиной в 0,00001 см. Разница в сопротивлении
прохождению тока в прямом и обратном направлении на-
столько велика, что практически ток идет только в одном
направлении.
Купроксные выпрямители работают на том же принци-
пе, только в качестве полупроводника употребляется закись
меди (рис. 38, б).
, Электролитические выпрямители. Простейшим выпря-
мителем такого рода является железо-алюминиевый вы-
прямитель (рис. 38, в). В стеклянный сосуд опускается алю-
миниевый стерженек, на который надета плотно прилегаю-
щая резиновая трубка тац, чтобы конец стерженька нем-
ного (на 3—5 мм) выступал из нее. Второй стерженек сде-
лан из железной проволоки или гвоздя, оба стерженька
закреплены в фанерной крышке стеклянного стакана. Элек-
тролитом могут служить 7—8-процентный раствор двууг-
лекислой соды или 10-процентный раствор углекислого ам-
мония1. При включении тока сначала начинается обычный
электролиз, во время которого происходит формовка алю-
миниевого электрода.
1 Преимущество углекислого аммония (NH4)a СОз в том, что
выпрямитель продолжает работать даже при кипении электролита,
в то время как при пользовании кислым углекислым натрием
NaHCOs выпрямление тока прекращается при температуре выше
60°С.
47
Для изготовления такого рода выпрямителей мо,жно вос-
пользоваться большой жестяной консервной банкой, кото-
рая сама служит катодом. В крышку из фанеры вставляется
алюминиевый стержень.
Принцип действия электролитического выпрямителя
основан на том, что образующаяся на поверхности алюми-
ния пленка из А1(ОН)3 пронизана большим числом каналь-
цев, заполненных электролитом, в которых у поверхности
.алюминия разлагаются анионы НСОз (когда алюминий ста-
новится анодом):
4НСО./ = 2НР + 4СО2 + О2 4-4е.
Пузырьки газа вместе с А1(ОН)3 образуют непроводящий
слой. При обратном направлении тока к алюминию под-
ходят ионы Н и разряжаются. В результате чего в раство-
ре накопляются ионы ОН", благодаря чему растворяется
пленка амфотерного гидрата окиси алюминия А1(ОН)3 и
начинает проходить ток. При очередном изменений напр ав-
ления тока опять образуется пленка гидрата окиси алюми-
ния А1(ОН)3, пронизанная пузырьками газов, и ток прекра-
щается. Таким образом образуется пульсирующий постоян-
ный ток.
III. Приборы для проведения электролиза
и обнаружения электропроводности растворов и расплавов
Опыты по электролизу растворов солей проводят в U-об-
разной трубке, в которую наливают соответствующий раст-
вор и вставляют угольные электроды, которые соединяют
с источником тока (на рис. 39, с дана схема включения при-
бора с выпрямителем).
В школьном химическом кабинете довольно часто исполь-
зуют прибор для обнаружения электропроводности. Имею-
щийся в продаже готовый прибор (рис. .39, 6) состоит из
электрической лампочки, вмонтированной в трубку с элект-
ропроводами. Для работы прибора в электрическую сеть
включают вилку и нижний конец трубки с оголенными про-
водами опускают в раствор или дотрагиваются ими до твер-
дого вещества. Лампочка загорается, если изучаемое ве-
. щество проводит электрический ток. При отсутствии гото-
вого прибора можно изготовить самодельный (рис. 39, в).
Для этого берут перегоревшую электрическую лампочку
и осторожно ее разбивают. Удаляют нить накаливания,
оставляя металлические держатели. Цоколь от разбитой
лампочки ввинчивают в патрон со шнуром, один конец
которого соединен с источником тока, а другой с электри-
ческой лампочкой. При опускании металлических держа-
телей в раствор электролита лампочка ярко загорается. Если
к держателям прикрутить длинные медные провода, то
прибор можно использовать для обнаружения эЛектро-
Рис. 39. Приборы для проведения электролиза н обнаружения
электропроводности растворов и расплавов:
«—схема включения прибора для электролиза ^электролитическим выпрямите-
лем, б — прибор для обнаружения электропроводности, в — самодельный при-
бор для обнаружения электропроводности, а—* обнаружение электропровод-
ности расплавов»
проводности расплавов. Для этого в пробирку насыпают
селитру, в которую опускают электроды прибора для об-
наружения электропроводности. Лампочка не горит. Цели
расплавить селитру, то лампочка вспыхивает. • '
Электропроводность расплава удобно обнаруживать спе-
циальным- прибором (рис. 39, г). Для этого к тонкой стеклян-
ной трубке плотно прикручивают два медных электрода
на расстоянии друг от друга около 0,5 см. Один конец труб-
ки вставляют в пробку, которую закрепляют в 1цтатйве.
Провода включают в .электросеть, лампочка не горит. За-
тем промежуток между электродами на стеклянной трубке
сильно накаливают, стекло размягчается, и электрическая
49
лампочка вспыхивает. Опыт хорошо проходит при нагре-
вании 'на газовой горелке. При использовании спиртовки
следует брать самую тонкую стеклянную трубку, которая
в этом случае легко размягчается.
IV. Трансформаторы
В работе преподавателя химии встречаются случаи
необходимости трансформирования тока высокого напря-
жения в ток более низкого или обратно. Например, при
резке электрическим способом трубок приходится снижать
напряжение тока, а для проведения взрыва смеси водорода
с кислородом необходимо повысить напряжение.
Рис. 40. Индукционная катушка!
с — индукционная катушка, б—схема индукционной катушки,
в—электролитический прерыватель
1 Для этой цели применяются различного рода трансфор-
маторы. При проведении ряда химических опытов приме-
няют для повышения напряжения тока индукционную
катушку.
В школьных лабораториях встречаются катушки двух
типов: катушки (маленькая) с молоточковым прерывателем
(рис. 40, а) и с электролитическим прерывателем (большая).
Они могут давать искры длиной от 20—30 до 150 мм. Для
некоторых опытов нужна искра очень маленьких размеров:
например, при взрыве гремучего газа в эвдиометре дли-
на искры должна быть меньше 5 мм, так как в противном
случае электроды в приборе оплавляются. В других слу-
чаях длина искры должна быть велика (например, при син-
тезе окислов азота}. Маленькая катушка вполне обеспечи-
вает все предусмотренные программой опыты, поэтому ее
необходимо иметь в химическом кабинете. Большую катуш-
ку несколько раз в год можно брать в физическом кабинете.
50
Индукционная катушка устроена так (рис. 40, б): на железный
сердечник 1 наматывается небольшое число витков из толстой про-
волоки (первичная обмотка) — 2. На нее изолированно наматыва-
ется большое число витков из тонкой проволоки (вторичная обмот-
ка) — 3. Чтобы возник индукционный ток высокого напряжения,
нужен прерывистый ток в первичной обмотке. Это осуществляется
при помощи молоточкового прерывателя 4. На катушке имеется
выключатель, при помощи его можно переключать направление то-
ка. Индукционная катушка может работать на постоянном токе
от выпрямителя (газотронный, селеновый), от аккумулятора. Ка-
тушка работает и на переменном токе, но в этом случае нужно
использовать понижающий трансформатор. Для подключения при-
боров к индукционной катушке провода присоединяют к клеммам
разрядников 5. Для начала работы индукционной катушки разряд-
ники устанавливаются на расстоянии около 1,5 см. После включе-
ния переключателя регулируют винтом молоточкового переключа-
теля так, чтобы образовалась искра между разрядниками. Если
прекращается работа катушки, то надо снова отрегулировать пре-
рыватель, так как в результате резкого колебания винт все время
смещается.
Каждая катушка требует для себя тока определенной величи-
ны и определенного напряжения, что указывается в приложенном
к ней паспорте. Обычно школьные катушки рассчитаны на 6, 8
или 12 вольт.
Большая индукционная катушка имеет при себе особый электро-
литический прерыватель (рис. 40, в). Он устроен следующим обра-
зом: в большую фарфоровую пробирку с отверстием у дна и банку,
в которой она находится, опущены два закрепленных в крышке
свинцовых электрода, электролитом служит 20-процентвый раствор
серной кислоты. При включении прерывателя в цепь за счет вски-
пания жидкости между электродами и отчасти за счет выделения у
катода водорода ток размыкается, что вызывает прекращение ука-
занных явлений и повторные возникновения тока в цепи.
Недостатком прерывателей такого рода является то' что элек-
тролит очень нагревается и даже закипает, что вызывает необхо-
димость- не допускать этого явления и время от времени выклю-
чать ток.
Использование тока вторичной обмотки требует особен-
но внимательного обращения с индукционной катушкой,
так как при длине искры в 80 мм в цепи получается напря-
жение около 5000 вольт, при искре в 120 мм — 10 000 вольт,
при 250 мм — 25 000 вольт. Работы с такими высокими
напряжениями опасны для жизни работающего. Поэ-
тому при использовании в школе индукционных кату-
шек надо всегда тщательно соблюдать следующие пра-
вила:
1. Провода, при помощи которых включается прибор во
вторичную обмотку индуктора, должны по всей своей длине
находиться на достаточно далеком расстоянии друг от дру-
51
га (болЬи/е длины искры, иначе изоляция легко пробивает'
ся и разряд происходит между проводами),
, 2. В первичную обмотку нельзя- включать тока больше
указанного на ней или в паспорте напряжения, лучше вклю-
чать его через трансформатор или выпрямитель.
3. Если разряд происходит не только между полюсами
вторичной обмотки, то катушку без ремонта применять
нельзя.
4. Не прикасаться к катушке во время ее работы, даже
к изолированным ее частям, соединенным со вторичной об-
моткой, помня, что несоблюдение этого правила может пов-
лечь тяжелые увечья, а в некоторых случаях и смерть.
5. Не давать для самостоятельной работы учащихся силь-
ных индукционных катушек.
6. Не оставлять в классе без присмотра подготовленную
к работе катушку.
V. Реостаты
При проведений опытов с применением электрического
тока почти всегда приходится пользоваться реостатами во
избежание возможности короткого замыкания и порчи при-
боров. Реостат служит для введения дополнительного соп-
ротивления в цепь и понижения этим самым величины
силы тока. В школьных кабинетах химии встречаются
реостаты трех видов: а) реостаты со скользящими
контактами, б) ламповый реостат, в) рычажный реостат
(рис. 41, г).
Реостат со скользящим контактом (рис. 41, а) пред-
ставляет собой намотанную на полом цилиндре проволоку
из металла с высоким удельным сопротивлением. Реостаты
такого типа имеют дополнительное сопротивление от 5 до
80 и более омов. Реостат этого типа включается последова-
тельно в цепь, сначала на все сопротивление; далее путем
изменения положения «скользящего контакта» сопротив-
ление понижается до необходимого размера или выключает-
ся вовсе.
Для школьного химического кабинета .целесообразно
приобретать реостаты со скользящим контактом сопротив-
лением в 30—40 ом, так как чаще всего эти реостаты исполь-
зуются при включении в электрическую сеть небольших
спиралей, которые без реостата перегорят^ На ри-
сунке 41, б показана схема включения реостата со стекло-
резом.
52
Ламповый реостат (рис. 41, в) очень прост по устройству
и работе с ним. На доске монтируется три-четыре обычные
электрические лампы с патронами к ним. При включении
одной лампы создается максимальное сопротивление; вклю-
чение каждой новой лампы понижает его, так как при этом
увеличивается сечение проводника.
На протяжении всей работы об электрооборудовании
химического кабинета неоднократно применялось выраже-
ние «электрическая цепь» без достаточно точного его опре-
деления. В настоящем месте курса мы имеем возможность
выяснить его точнее. Электрической цепью называет со-
вокупность источника тока (генератора), потребителя, (при-
боров, потребляющих ток)5 подводящих проводов, всйомо-
гательных приборов (выпрямителей, реостатов, трансфор-
маторов и пр.) и приборов для включения и выключения
электрического тока. .
Контрольные вопросы
1. Какие источники тока вам известны?
2. Укажите известные вам типы гальванических элементов и-
разъясните химизм процесса Возникновения в них тока.
53.
3. Разъясните сущность работы свинцового и железо-никеле-
вого аккумуляторов.
4. Какие типы выпрямителей вам известны. Каково их назна-
чение.
5. Разъясните принцип действия индукционной катушки. Ка-
кие надо соблюдать правила при работе с нею?
6, Перечислите известные вам типы реостатов и разъясните
сущность их действия.
7. Перечислите все предусмотренные программой химические
опыты с применением электрического тока.
РАБОТА 6. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ
Задание
1. Приготовьте один из следующих растворов (по указанию
руководителя):
50 г 5-процентного раствора ВаС12 из кристаллогидрата ВаС12-2Н2О
25 г 4-процентного » » » Na2SC>4 »»»»»»> Na2SO4-10H2O
200 г 15-процентного » » » CuSOi »>»»>»»» CuSO4-5H2O
150 г 8-процентного » » » Na2COs» »»»»»»» На2СОз-ЮН2О.
2. Приготовьте раствор заданной концентрации кислоты или
щелочи из выданного вам раствора определенного удельного веса:
25 г 10-процентного раствора серной кислоты, 100 г 20-процентноге-
раствора азотной кислоты, 50 г 10-процентного раствора соляной
кислоты, 100 г 20-процентного раствора едкого натра.
3. Приготовьте раствор какой-нибудь соли заданной молярной
нли нормальной концентрации. Например, приготовьте 100 мл
0,1 н. раствора хлористого бария из его кристаллогидрата, форму-
ла которого ВаС12- 2Н2О.
4. Приготовьте по 50 мл раствора лакмоида и фенолфталеина.
Рассчитайте, сколько для этого надо взять индикатора, воды и
спирта.
МАТЕРИАЛ К РАБОТЕ 6.
1. Приготовление растворов
Концентрацию раствора, выражают: а) в процентах, б)
в единицах молярности и нормальности и в) вычисляют по
их удельному весу.
Для приготовления растворов пользуются следующей
посудой (рис. 42, а, б, в, г, д). Цилиндры без делений с но-
сиком а необходимы для вливания растворов в различные
сосуды. Цилиндры б нужны для определения удельного
веса жидкостей. Для этого в цилиндр на 3/4 его объема на-
ливают жидкость и осторожно опускают в неё ареометр.
О показании ареометра судят по совпадению его деления с
мениском , жидкости. Мерные цилиндры в бывают на 10, 25,
54
50, 100, 250, 500 и 1000 мл. Они служат для отмеривания
жидкостей. На малых цилиндрах деления бывают в 0,1 мл,
на средних от 1 до 5 мл, а на больших от 10 до 25 мл.
Мерные колбы г служат для приготовления растворов
молярной и нормальной концентраций. На горлышке колбы
имеется метка, которая показывает, до какого места следует
лить жидкость. Пипетки (Мора) бывают от 1 до 25 мл.
(Емкость указана на расширений пипетки.) Выше расши-
рения находится метка, до которой набирается жидкость.
Рис. 42. Посуда для приготовления растворов:
а — цилиндр без делений с носиком, б — цилиндр для ареометра, в — мерные
цилиндры, г — мерные колбы, д — пипетка.
1. Приготовление водных растворов твердых веществ за-
данной процентной концентрации, а) Приготовление раст-
воров твердых веществ, не содержащих кристаллизационной
воды. Расчеты в этом случае носят чисто арифметический
характер. Например, предложено приготовить 250 г 10-
процентного раствора какого-нибудь вещества (поварен-
ной соли, сахара, хлористого калия и т. д.). Находим 10% от
250 г (250 а-0,1), что равно 25 г. Следовательно^ вещества
надо взять 25 г, а воды 225 г, вещество отвешивают на весах,
а воду отмеряют мерным цилиндром (225 г воды занимаю!
225 мл), изменение объема воды от изменения температуры
не учитывают.
б) Приготовление раствора кристаллогидрата. В этом
случае сначала нужно произвести пересчет веса безводной
соли на вес соответствующего количества кристаллогид-
рата.
Пример. Предложено приготовить 100 г 10-процент-
ного раствора сернокислой меди из медного купороса.
55
Расчет таков: сернокислой меди надо взять 100 -0,1 =
10^; ,^^.5^0 = 250; г-моль = 250 a; M^so, ~ 160 г-
• Составляем пропорцию и решаем ее:
' 250 _ 250-____.с g25 /гх
160 10’ 160 1о,Ь2Ь (г).
Вычисления показывают, чтобы иметь 10 г безводной сер-
нокислой меди, надо отвесить 15,625 г, округленно—15,6 г
Медного купороса. ;
Далее вся операция проводится так же, как и в предыду-
щих случаях.
2. Приготовление водных растворов жидкостей. Чаще
всего это делается при приготовлении растворов кислот. При
этом почти всегда приходится приготовлять раствор задан-
ной концентрации из другого раствора.
Пример. Предложено приготовить 250 г 10-про-
центного раствора серной кислоты из имеющейся в школь-
ном кабинете более концентрированного раствора.
Для этого по ареометру определяют удельный вес вы-
данной кислоты. Предположим, он равен 1,824. Находим по
таблице (приложений) концентрацию кислоты. Она равна
92%. Итак, для приготовления 250 г 10-процентного раст-
вора чистой (100%) серной кислоты надо взять 25 г, а
92-процентной больше:
—^ = 27,2 (г).
Отвешивать жидкости неудобно, переводим весовые
единицы в объемные: 27,2 : 1,824 == 14,8 (мл), Отмеряем
мерным цилиндром 14,8 мл выданного раствори кислоты и
выливаем его в отмеренную другим мерным цилиндром
, 222,8 мл (250 г—27,2г) воду. Раствор готов. Проверку про-
водят путем измерения удельного веса раствора кислоты,
который в данном случае должен быть равен 1,066.
3; Приготовление растворов заданной молярной и нор-
мальной концентраций. В школьной практике приходился об-
ращаться и к иным способам выражения концентрации.
Например, для пбдбора количеств реагирующих веществ
в растворах удобнее готовить растворы заданной молярной,
а чаще нормальной концентраций.
Такое выражение концентрации растворов носит хими-
ческий характер и позволяет по уравнению реакции Судить
об объемах растворов реагирующих веществ. Например:
NaaCO3 + 2 HNO3 = 2NaNO3 -fHaO %- СО2 t.
56
Из уравнения реакции видно, что при одинаковой мо-
лярной концентрации раствора соды должно быть по объе^
му в два раза меньше реагирующего с ней райвбра азот-
ной кислоты; при одинаковой нормальной концентрации
объемы растворов реагирующих веществ всегда равны.
Приготовление растворов заданной молярной концент-
рации.
Пример. Нужно приготовить 250 мл 0,1 М раство-
ра поваренной соли. Расчет: вес грамм-молекулы хлористо-
го натрия-равен 58,5; 0,1 е-моль 5,85 г соли, а в 250 мл
в 4 раза меньше, т. е. 5,85 г : 4 = 1,4625 г.
Школьные весы допускают отвешивание с точностью,
до 0,01 г. Отвешиваем 1,46 а. Навеску переносят в мерную
колбу на 250 мл.
Соль растворяется в малом количестве воды и раствора
доливается до метки.
Приготовление растворов заданной нормальной концент-
рации* Отличается оно от описанного только начальной ста-
дией расчета. Например, задано приготовить 100 мл 0,1 н.
раствора хлористого бария, формула которого ВС12 • 2НаО.
Считаем, что молекулярный вес кристаллогидрата хлори-
стого бария равен 244; эквивалент его равен 244:2=
122. Раствор готовится 0,1 н., т. е. на 1 я раствора надо-
взять 12,2 г, а на 100 мл 1,22 г.
Далее раствор готовится так же, как и в предыдущем
случае.
4. Приготовление растворов заданной концентрации по
их удельному весу. Значительно проще готовить раствор
по его удельному весу, для чего по таблицам (см. прило-
жение) находим удельный, вес раствора заданной концен-
трации. Жидкость наливают в высокий цилиндр, в который
после этого опускают аребметр. Если нужно получить бо-
лее разбавленный раствор, то к ней приливают воду.
(Если дана серная кислота, то добавляют кислоту в;
воду.)
Ареометры по своему устройству бывают различны:
одни предназначены для’ жидкостей с удельным весом выше
единицы? другие, обратно, только для имеющих удельный
вес ниже единицы, имеются ареометры, пригодные для из- i
мерения удельного веса в довольно Ограниченных интерва-
лах (от 1 до 1,6, от 1,06 до 1,12 и т; д.). Существуют и спе-
циально градуированные ареометры для измерения серной
кислоты, спирта, нефтепродуктов, молока и. т. д.
Б7
Для прозрачных жидкостей показания ареометра отме-
чают по нижнему краю мениска (рис. 43).
При приготовлении растворов дЛя школьных целей
нужно соблюдать следующие правила:
1. Посуду, в которой готовится раствор, надо предвари-
тельно тщательно вымыть и ополоснуть дистил-
"] лированной водой.
2. Все реактивы надо готовить на дистилли-
рованной воде.
3. Начинать приготовление растворов надо
с проведения необходимых расчетов.
4. Концентрированные растворы щелочей
лучше готовить в фарфоровой посуде.
5. Концентрацию растворов в возможных слу-
чаях рекомендуется проверять по' их плотно-
сти (ареометр).
6. После приготовления раствора его надо
закупорить пробкой и на склянку наклеить эти-
кетку.
7. При выборе материала посуды и пробки
надо учитывать свойства, хранимых растворов,
подбирая соответствующего цвета стекло и со-
ответствующий материал пробки.
Рис. 43.
Арео-
метр.
II. Приготовление реактивов
специального назначения
1. Приготовление растворов индикаторов. Лак-
мус. Лакмусом называется органическая краска,
извлекаемая из некоторых лишайников. Она, подобно очень
многим растительным краскам, изменяет свой цвет в зависи-
мости от реакции среды. Снабжающие школы организации
часто продают вместо лакмуса разного рода лакмоиды — кра-
ски, изменяющие свой цвет в зависимости от реакции среды
так же, как и лакмус. Для приготовления раствора лакмо-
ида в качестве растворителя применяют разбавленный водой
спирт. Существуют лакмоиды, растворимые и вводе, поэто-
му можно сначала приготовить его водный раствор и вслу-
чае неудачи заменить воду разбавленным спиртом.
Приготовление раствора лакмоида. Раствор лакмоида
готовят так: 1 г лакмоида растворяют в 1 л. раствора
этилового спирта (на 1 часть спирта берут 4 части
воды).
58
Фенолфталеин. Это синтетическая краска, которая из-
меняет свой цвет в зависимости от реакции среды, оставаясь
бесцветной в кислой и нейтральной и принимая малиновое
окрашивание в щелочной.
Объясняется это тем, что при действии щелочей получает-
ся соль, имеющая в своем составе хиноидную группировку.
Для изготовления реактива берут 1 г фенолфталеина,
растворяют его в 1 000 мл смеси из 600 мл спирта и 400 мл
воды.
2. Приготовление известковой воды. Для обнаружения
углекислого газа употребляют известковую воду.
Известковая вода готовится растворением в воде гаше-
ной извести, растворимость которой очень мала. (При 20°С
растворяется 0,156 г.) Поэтому раствор готовится не совсем
обычно: колбу до половины наполняют гашеной известью,
наливают водой почти до краев ее горлышка с тем, чтобы
поверхность соприкосновения жидкости с воздухом была
минимальной. Такую закрытую пробкой смесь оставляют
стоять несколько дней, по временам взбалтывая. По мере
надобности раствор фильтруют и совершенно прозрачную
известковую воду применяют для работы.
При долгом стоянии известковая вода можёт стать не-
пригодной к- работе из-за поглощения ею углекислого газа
из воздуха, поэтому сосуд с известковой водой лучше за-
крывать пробкой.
3. Приготовление крахмального клейстера. Крахмаль-
ный клейстер, как известно, служит наиболее распростра-
ненным реактивом на свободный йод. Для работы гото-
вится очень разбавленный коллоидный раствор крахмала
в воде, носящий название крахмального клейстера.
Для приготовления 150—200 мл раствора берут около
0,5 г хорошо размельченного крахмала. Из него готовят
на холодной воде довольно жидкую кашицу, которую тон-
кой струей при постоянном помешивании вливают в 150—
180 мл кипящей воды. Можно и обратно, при помешивании
приливать кипящую воду в крахмальную кашицу.
При стоянии крахмальный клейстер вследствие постепен-
ного гидролиза делается непригодным для работы. Поэтому
надо всегда пользоваться свежеприготовленным клейсте-
ром. Если клейстер стоял несколько дней, то перед работой
его необходимо проверить. ' ;
Крахмальным клейстером пользуются для изготовления
йод«крахмальной бумаги. Фильтровальную бумагу об-
5»
рабатывают раствором йодистого калия и крахмальным клей-
стером. йод-крахмальная бумага употребляется в качестве
реактива на свободный хлор, который вытесняет из йодисто-
го калия йод, что вызывает посинение бумажки.
Контрольные вопросы
1. Какие способы выражения концентрации .растворов должны
быть известны учащимся средней школы согласно программе по
химии?
< 2. Запишите, какими правилами приготовления растворов надо
пользоваться при выполнении задания.
3. Выпишите из школьных задачников по химии 4 задачи иа
приготовление растворов и решите их.
4. Решите следующие задачи:
а) Сколько надо взять воды и кристаллической соды (Na2COa-
10 HgO) для получения 200 г 5-процентного раствора соды?
б) Сколько граммов кристаллического медного купороса надо
взять для приготовления 250 мл децимолярного и децинормального
раствора?
в) Вычислите по таблице (приложение 260), сколько нахо-
дится воды в 100 г раствора; азотной, соляной и серной кислот,
если их удельные веса соответственно равны: 1,303; 1,100; 1,35.
г) Вычислите, сколько надо взять миллилитров,воды и раство-
ра серной кислоты удельного веса 1,83 для получения 250 а 20-про-
центного ее раствора.
5. Какие индикаторы на ионы Н+ и ОН~ знакомы учащимся
средней школы? Как готовят их растворы?
6. Какое значение имеет известковая аода? Как она готовится?
7. Как. готовят йод-крахмальную бумагу?
РАБОТА 7. ЭКСКУРСИЯ В ХИМИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ
ШКОЛЫ
Для ознакомления с оборудованием кабинетов химии
проводится экскурсия в школу.
План экскурсии.
1. Общий осмотр кабинета.,
2. Размеры кабинета (площадь, кубатура.)
' 3. Мебель и ее расстановка.
4. Снабжение кабинета водой.
' 5. Тяга.
6. .Оборудование кабинета (посуда, предметы из метал-
ла и дерева, реактивы и материалы, столярные и слесар-
ные инструменты, нагревательные приборы и пр.).
60
После проведения экскурсии составьте отчет по следую-
щему плану:
1. Начертите план кабинета.
2. Охарактеризуйте соответствие помещения химичес-
кого кабинета требованиям школьной гигиены.
3. Охарактеризуйте соответствие мебели, снабжение во-
дой,-вентиляции, тяги и главнейшего оборудования требо-
ваниям методики обучения химии к организации химичес-
кого кабинета.
4. Есть Ли В кабинете условия для использования на
уроках экрана и постановки опытов с применением элект-
рического тока?
5. Какие противопожарные средства имеются в кабинете?
6. Имеются -ли в кабинете (и какие) столярные и слесар-
ные инструменты?
7. Имеется ли аптечка для первой помощи? Ее состав
и состояние.
8. Опишите рабочее место ученика.
9. Как Ведется кабинетное хозяйство?
10. Охарактеризуйте состояние оборудования кабинета.
ЛИТЕРАТУРА
Бор и ,с о .в Ц.Н., Методика преподавания химии в средней
школе, Учпедгиз. М-. 1956.
Верховский В. Н., Техника и методика химического
зксперимента в школе, изд. 6, т. 1, Учпедгиз, М., 1959, стр. 3—409.
Г л о р и о з о в П. А., Опыт организации школьного каби-
нета химии, Учпедгиз, М., 1953.
Глазырин А. И., Та с те в М. М. и д р., Кабинет
естествознания семилетней школы, изд. АПН РСФСР, М., 1951.
Грабецкий А. А. и Парменов К- Я., Учебное
оборудование по химии для средней школы, изд. АПН РСФСР,
М., 1955. . • . .
Дубинин Л. А,, Руководство для школьных лаборантов
по химий, изд. 2, Учпедгиз, М., 1952.
Дубинин Л. А., Краткое руководство по методике пре-
подавания химии в седьмом классе, Учпедгиз, М., 1955, стр. 101—131.
Дубинин Л. А., Химический кабинет средней школы,
изд. АПН РСФСР, М., 1962.
Кирюшкин Д. Мм Методика преподавания химии в
средней школе. Учпедгиз, М., 1958,
К а т а л о г-с п р а р о ч и и к. У чебное оборудование по
химии для средней школы, Учпедгиз, М.\ 1958.
А г а ха й я н ц Е. А., Самодельные газометры, «Химия
в школе», 1957, № 2, стр. 50.
Б а л а е a VT. И., Изготовление капельниц-для работ с при-
менением малых количеств некоторых реактивов, «Химия в школе»,
1958, № 1, стр. 68. I (
61
В а с и к Г. Е. Сверление стекла на сверлильном станке,
«Химия в школе», 1960, № 3, стр. 77.
Вираховский А. С., Устройство тяги в вытяжвых
шкафах, «Химия В школе», 1951, № 6, стр. 60.
Григорьева Ю. М., Оборудование химического каби-
нета, «Химия в школе», 1960, № 3, стр. 41.
Дубынин Л. А., Организация химического кабинета в
школе, «Химия, в школе», 1953, № 4, стр. 44.
Д ь я к о в и ч С., В., Из опыта организации кабинета хи-
мии в сельской школе», «Химия в школе», 1958, № 2, стр. 38.
Егоркин В. Ф., О снабжении школ химическими реакти-
вами, «Химия в школе», 1954, № 1, стр. 79.
Железнрв П. С., Изготовление эластичных пробок из
древесины, «Химия в школе», 1951, № 4, стр. 74.
Зданчук Г. А., Электрический стеклорез, «Химия в шко-
ле», 1954, № 3, стр. 56.
Зданчук Г. А., Электросверло для стекла, «Химия в
школе», 1956, Кв 2, стр. 56.
Кроткое В. В., Автогазометр, «Химия в школе», 1956,
№ 1, стр. 54.
Левашов В. И., Усовершенствованная спиртовка для
школьных химических опытов, «Химия в школе», 1952, №.2,
стр. 59.
Левашов В. И., Вытяжное устройство для демонстрации
опытов с вредными газами, «Химия в школе», 1956, № 5, стр. 56.
Л^ихайлюк А. И., О газификации химической лаборато-
рии средней школы, «Химия в школе», 1954, № 5, стр. 45.
П а г у р С. Й., Из опыта работы по оборудованию кабинета
химии, «Химия в школе», 1958, № 5, стр. 67.
Перепелица П. И., Химическая лаборатория средней
школы, «Химия в школе», 1956, № 1, стр. 35.
Решетников А. В., Химический кабинет в сельской
школе, «Химия в школе», 1957, № 5, стр. 68.
Садовичий Б. Е., Назарова В. С., Переносный
вытяжной шкаф, «Химия в школе», 1960, № 1, стр. 71.
Темп А. Н., Упрощенная паяльная горелка для стекло-
дувных работ, «Химия в школе», 1953, № 3, стр. 61.
Темп А. Н., Самодельная высокотемпературная кероси-
новая горелка, «Химия в школе», 1956, № 3, стр. 55.
Федосеев П. Н., Приспособление к электрической плит-
ке для нагревания пробирок, «Химия в школе», 1953, № 6,. стр. 60.
Черняк И. А., П а п р и ц А. Г., Приспособления для
получения высокотемпературного пламени в горелках, «Химия
В школе», 1957, № 6, стр. 35.
Ш е й м а н С. М., Из опыта работы по оборудованию каби-
нета химии, «Химия в школе», 1958, № 2, стр. 44.
Часть вторая
ШКОЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
РАБОТА 8. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ
И СОСТАВЕ ВЕЩЕСТВ
Оборудование: пробки,, лучина, прибор для разложения основ-
ной углекислой меди, стакан с водой, магиит, асбестированная
сетка, стеклянная палочка, фарфоровый тигель, стеклянный ци-
линдр, стеклянная пластина, воронка, бюретка, металлический
штатив.
Окись ртути, основная углекислая медь, известковая вода,
сера, восстановленное железо, раствор хлорной меди, бром, йод,
бумага, пропитанная крахмальным клейстером, раствор марган-
цовокислого калия КМпО4.
1. Реакции разложения, соединения и замещения
О и ,ы т 1. Разложение окиси ртути. Для проведения
опыта в пробирку кладут немного окиси ртути, так чтобы
она при нагревании полностью разложилась. Пробирку за-
крепляют в лапке штатива слегка наклонно и сильно ее
накаляют. Определяют кислород по вспыхиванию тлею-
щей лучинки. Разложение окиси ртути требует высокой
температуры, поэтому тлеющая лучинка слегка раскаляет-
ся, но не всегда вспыхивает. Отметить вьщеление капелек
ртути на холодных стенках пробирки. Пары ртути ядовиты,
после уроков пробирки с капельками ртути должны быть
тщательно очищены, например при помощи лучинок.
Эту. работу нужно проводить над большим кристаллизато-
ром или железным протвинем так, чтобы ни одна капелька
ртути не попала на стол. ~
О п ы т 2. Разложение основного карбоната меди, а) Для
разложения основного карбоната меди собирают прибор
по рисунку 44. После проверки прибора на герметичность
соль нагревают. На дне пробирки после нагревания остает-
ся черный порошок (окись меди),- на ее стенках обнаружи-
63
ваются капельки воды, а пропусканием выделяющихся при.
этом газов через известковую воду доказывается наличие
В продуктах разложения углекислого газа. Не рекомен-
дуется брать много соли и продолжительно нагревать, так
как при этом известковая вода сначала помутнеет, а затем,
Рис. 44. Разложение основного карбоната медн.
вследствие образования бикарбоната кальция, осадок раст-
ворится. Учащиеся VII класса еще не знакомы с кислыми
солями, поэтому объяснить наблюдаемое явление на дан-
ном этапе изучения химии невозможно и учитель окажется
в затруднительном положении. Не забудьте после прекра-
щения нагревания вынуть газоотводную трубку из стака-
на с известковой водой. Иначе воду засосет в нафетую про-
бирку, которая лопнет!
б) Для проведения опыта по разложению основной уг-
лекислой меди, можно воспользоваться и пробиркой (рис.
44). В нее наливают 1—2 мл известковой воды и опускают
проволоку с прикрепленной к ней канцелярской кнопкой.
На кнопку насыпают немного соли и Нагревают ее. От об-
разующегося уклекислого газа известковая вода мутнеет,
На кнопке остается черная окись меди, а выше, на стенках
пробирки, конденсируются пары воды.
Из проделанных опытов учащиеся делают вывод, что
реакция, в результате которой из одного вещества полу-
чаются два или больше веществ, называется реакцией
разложения. .
Сравнение полученных продуктов двух последних опы-
тов приводит к выводу, что в первом опыте мы встречаемся
с получением при реакции разложения простых, а во вто-
ром — сложных веществ.
О п ы т 3. Реакция Соединения серы и железа, а) (Опыт
в пробирке.) Наиболее доступным для первого ознакомле-
ния учащихся с этим типом реакции может быть соедине-
ние серы и железа.
Сначала готовят смесь веществ в весовом отношении
7 : 4 (отношение атомных весов железа и серы — 56 : 32),
например, достаточно взять 2 г серы и 3,5 г железа. В по-
лученной смеси на глаз заметны отдельные частицы серы
и железа, цвет этих веществ.
z Если небольшое количество смеси бросить в стакан с во-
дой, то сера всплывает (не смачивается водой), железо то-
нет (смачивается водой).
Смесь можно разделить магнитом. Для этого к смеси на
часовом стекле или стеклянной пластине, покрытой бума-
гой, подносят магнит, который притягивает железо, сера
остается на часовом стекле. Далее смесь переносят в про-
бирку, закрепляют ее в лапке штатива слегка наклонно и
нагревают. Досточно добиться начала реакций (раскале-
ния докрасна) в одном месте смеси — и реакция продолжает-
ся сама собой (процесс экзотермический). Для извлечения
полученного сернистого железа пробирку приходится раз-
бивать.
В полученном продукте не удается заметить отдельных
крупинок серы и железа, и разделить эти вещества при по-
мощи опускания растертого сернистого железа в воду или
действия на него магнита1. Итак, из'двух веществ получи-
лось одно новое, имеющее свои собственные, отличные от
наблюдаемых вначале Свойств.
б) Опыт взаимодействия серы и железа можно проводить
без пробили. Для этого заранее приготовленную смесь
насыпают на асбестированную сетку или на кусок жести.
Сильно Накаливают конец стеклянной палочки или трубки
и дотрагиваются им др смеси. Сразу .же начинается реакция.
Если стеклянную палочку: не выводить из смеси во время
реакций,-то после остывания полученное сернистое железо
остается на палочке «легко отделяется от поверхности ас-
бестированной сетки. 1 * 3
1 Это может случиться, если не все железо прореагировало
(оно было взято в избытке).
3 Заказ .139
65
Этот способ получения сернистого железа имеет то
достоинство, что у учащихся не остается сомнения в том,
что реакция сопровождается выделением тепла. В случае
же проведения ее в пробирке, которую приходится
сильно накалять, у учащихся иногда создается ложное
представление, будто реакция идет с поглощением
тепла.
Слабая сторона данного опыта заключается в том, что
реакция идет на открытом воздухе. У учащихся может
возникнуть сомнение, не произошла ли реакция за счет
взаимодействия смеси с,воздухом?
В постановке опыта (реакция соединения серы с же-
лезом) возможны неудачи. Причины их заключаются в
следующем:
1. Для опыта надо брать только восстановленное желе-
зо. При использовании обычных опилок реакция не идет,
так как каждая крупинка их покрыта тончайшей плен-
кой окислов железа, которая мешает'соприкосновению по-
верхности железа с серой.
2. Реакция не пойдет или будут наблюдаться отдельные
вспышки, если смесь плохо перемешана и нет хорошего
контакта серы с железом.
3. Реакция не пойдет, если крупинки железа очень ве-
лики и, следовательно, поверхность соприкосновения его
с серой мала.
О п ы т 4. Реакция замещения. Для опыта взять раст-
вор хлорной меди, а не медного купороса, так как в этом
случае проще объяснить сущность наблюдаемой реакции
(учащиеся еще не имеют понятия о кислотах и кислотных
остатках).
Опыт вытеснения меди железом из хлорной меди ставят
следующим образом. В пробирку или стакан наливают раз-
бавленный раствор хлорной меди (голубого цвета} и опус-
кают несколько маленьких обезжиренных гвоздиков или
канцелярских скрепок. Окраска из голубой превратилась
в бледно-зеленую (ионы Fe”). Надо брать избыток железа,
ийаче мы можем наблюдать только выделение меди, а ос-
тавшаяся хлорная медь (голубая окраска) маскирует об-
разование бледно-зеленой окраски хлористого железа. Для
наблюдения за образовавшейся медью раствор с нее сливают
в другой сосуд.
При проведении опыта необходимо позаботиться о том,
чтобы учащиеся могли наблюдать оба исходных и оба полу-
66
ченных вещества, и отметить, что одно из них сложное, а
второе — простое.
Такая постановка опытй делает ясным вывод, что реак-
ция замещения характеризуется взаимодействием сложного
и простого вещества, при котором получаются новые —
сложное и простое вещества.
II. Диффузия
Опыт 5. Диффузия паров брома (рис. 45, а). Под
тягой в тигель или фарфоровую чашку наливают несколь-
ко капель брома. Тигель ставят на стеклянную пластину
и закрывают цилиндром без носика, края которого смаза-
. Рис. 45. Опыты по диффузии:
а — диффузия паров брома, б — Диффузий паров йода, в — диф-
фузия раствора КМпО. в цилиндре с водой, а — диффузия раст-
вора КМпО, в бюретке с водой.
ны вазелином, чтобы он плотно примыкал к стеклу. Теперь
опыт можно вынести из-под тяги на демонстрационный
стол. Для лучшей видимости сзади цилиндра целесообраз-
но поставить белый экран или большой лист бумаги. В
течение нескольких минут бурые пары брома постепенно
распространяются снизу вверх, хотя пары брома более
чем в пять раз Тяжелее воздуха.
О п ы т 6. Диффузия паров йода (рис. 45, б). На дно ци-
линдра бросить несколько кристалликов йода и до дна ци-
линдра опустить полоску из бумаги, пропитанной крахмаль-
ным клейстером (шириной 1,5-г2 см), конец полоски оста-
3*
вить наверху цилиндра, который прикрыть стеклянной плас-
тиной.
Так как учащиеся из курса ботаники знают, что крах-
мал синеет от йода, то им будет понятно наблюдаемое яв-
ление: полоска бумаги, пропитанная крахмалом, начинает
синеть. Эта окраска постепенно поднимается снизу вверх
вследствие диффузии паров йода. Разумеется, йод в цилиндр
нельзя бросать заранее, до урока. В этом случае в резуль-
тате накопления паров йода в цилиндре бумажка сразу же
посинеет.
О п ы т 7. Диффузия в жидкостях, а) В цилиндр с водой
опускают длинный конец воронки (если нет такой воронки,
то наращивают короткий конец при помощи резиновой и
стеклянной трубок). Через воронку осторожно наливают
насыщенный раствор перманганата калия так, чтобы между
окрашенным раствором и водой образовалась резкая гра-
ница (рис. 45, в). Эта часть опыта наиболее важна, так как
при неумелом вливании раствора в результате быстрых дви-
жений жидкости может не образоваться резкой границы
между раствором и водой.
Постепенно, через 30—40 мин, граница между окра-
шенным раствором и водой вследствие диффузии размы-
вается.
б) Опыт можно провести в бюретке, заполненной водой
(рис. 45, г), соединенной при помощи резиновой трубки с
воронкой, заполненной раствором перманганата калия.
При осторожном открывании краника бюретки раствор
медленно входит в бюретку. Когда он поднимается на 10—
12 см, краник бюретки закрывают. Резкая граница между
водой и раствором постепенно размывается.
III. Малые величины молекул и атомов
О п ы т 8. Наблюдения за растворением марганцовокис-
лого калия. В 1 л Дистиллированной воды растворяют на-
веску (например, 0,2 а) марганцовокислого калия. Вода
при этих условиях имеет розовую окраску. В 1 мл такого
раствора содержится 0,2 : 1000 = 0,0002 а, а в 1 капле,
считая в среднем 20 капель в 1 мл, 0,0002 : 20 = 0,00001 а.
Эта незначительная величина во много раз больше' веса
молекулы растворяемой соли.
Пблученный раствор можно разбавлять и далее. Напри-
мер, если 500 мл раствора разбавить 500 мл воды, то ро-
ба
зовый цвет раствора еще заметен, а в 1 капле находится уже
0,00001 : 2 = 0,000005 г. Разбавление можно повторить
два-три раза: розовую окраску приходится обнаруживать
на фоне белого экрана (листа бумаги). Приходящееся на
1 каплю раствора количество соли измеряется уже десяти-
миллионными долями грамма, и все еще это значительно
больше массы одной молекулы.
Атом, являясь частью молекулы, должен быть по мас-
се меньше ее, поэтому описанные опыты иллюстрируют и
незначительность размеров атомов.
Описанные опыты играют важную роль в формирова-
нии и конкретизации самих понятий «атом» и «моле-
кула» и понятия о единице атомного и молекулярного
веса.
I.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге В. Н. Верховского
«Техника и методика химического эксперимента в школе», т. 1,
1959;
1. Примеры физических явлений (стр. 413—416).
2. Примеры химических превращений (стр. 416—420).
II. Проделайте опыты по книге В. С. Полос и н а «Школь-
ный эксперимент по неорганической химии», 1959:
1. Диффузия паров кислот (стр. 2Q—21).
2, Диффузия аммиака (стр. 21).
3. Диффузия в жидкостях (стр. 24—30).
Контрольные вопросы
1. Как проводят опыт разло'жения окиси ртути?
2. Почему при опыте с разложением основного карбоната меди
пробирку слегка наклоняют в сторону ее отверстия?
3. В чем проявляются сильные и слабые стороны опытов реак-
ции соединения серы и железа в пробирке и на открытом воз-
духе?
4. Почему в опыте реакции замещения надо брать избыток же-
леза?
5. Какое учебное значение имеют опыты по реакциям разло-
жения, соединения и замещения?
6. Как проделывают опыты: а) по диффузии паров брома и йо-
да, б) диффузии цветных растворов солей в воде?'
7. Какова цель проведения опытов по диффузии?
8. Какое учебное значение имеет опыт по разбавлению раство-
ра перманганата калия?
Решите задачи: 1—56; 1—59; 1—61.
(Здесь и далее задачи даны пр задачнику Гольдфарба и
С мо pro некого «Задачи и упражнения по химии для средней
школы», изд. начиная с 1957 г.)
69
РАБОТА 9. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ МАССЫ
И ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА
Оборудование: весы, химические стаканы, пробирки, прибор
для разложения малахита в замкнутом сосуде, прибор для погло-
щения продуктов горения свечи, круглодоиная колба, пробка с
газоотводной трубкой, прибор Гофмаиа, эвдиометр.
Растворы медиого купороса, едкого натра, фенолфталеина,
известковая вода, основной карбонат меди, раствор серной кисло-
ты (1:10).
В связи с тем что в школе при изучении законов сохра-
нения массы и постоянства состава требуется основательное
подкрепление их опытами, учитель должен хорошо владеть
техникой эксперимента этого раздела школьного курса хи-
мии.
Проведение этих опытов осложняется тем, что они яв-
ляются количественными— приходится взвешивать исход-
ные и полученные вещества, измерять объем газов. Поэто-
му работа должна проводиться исключительно точно. Необ-
ходимо обдумать мельчайшие подробности проведения опы-
тов. Так, например, небезразлично, как брать приборы для
опытов по закону сохранения массы. Если поставить на ве-
сы стаканы или колбы для сливания реактивов сухими ру-
ками, а при проведении опыта руки будут влажными, то
вместо неизменности веса взятых и полученных веществ
произойдет увеличение их веса. В опытах по закону сох-
ранения массы весы уравновешивают не обязательно раз-
новесами. Удобно использовать для этого речной песок.
1. Закон сохранения, массы
О п ы т 1. Реакция между растворами. На весах уравно-
вешиваются два стаканчика с жидкостями, которые при сли-
вании растворов дают хорошо заметную реакцию (растворы
медного купороса и едкого натра, едкого натра и фенолфта-
леина и т. д.). Наблюдения показывают, что вес вступивших
в реакцию веществ равен весу веществ, полученных после
реакции, так как после сливания растворов равновесие ве-
сов не нарушается, а наличие признаков химической реак-
ции показывает, что она произошла.
Опыт 2. Наиболее доступным опытом для VII клас-
са является разложение основной углекислой меди, так
как учащиеся знакомы с этим веществом и продуктами его
разложения.
70
Насыпают немного основной углекислой меди в пробир-
ку, которую уравновешивают на весах. После сильного про-
каливания и остывания пробирки ее вторично взвешивают.
Обнаруживают уменьшение веса пробирки.
Вторично проводят разложение основной углекислой
меди в приборе, изображенном на рисунке 46. В пробирку
кладут немного соли. В колбу наливают 30—40 мл извести
Рис. 46. Прибор для дока-
зательства закона сохра-
нения массы веществ при
помощи разложения ос-
новной углекислой меди.
Рис. 47. Горение свечи на весах
с поглощением продуктов ее
горения.
ковой воды. Прибор устанавливают на весах и уравнове-
шивают. (Лучше взять весы Беранже.) Затем прибор ус-
танавливают на демонстрационном столе и нагревают про-
бирку с основной углекислой медью. Соль чернеет, на стен-
ках пробирки образуются капельки воды. Колбу встряхи-
вают, известковая вода мутнеет. Таким образом, по внеш-
ним признакам обнаруживают выделение окиси меди, воды
и углекислого газа. После охлаждения пробирки прибор
снова устанавливают на весах—обнаруживают неизменность
его веса после прокаливания основной углекислой меди.
О п ы т 3. Важно поставить опыты, которые показывают
кажущееся отклонение от закона сохранения массы веществ.
Учащиеся должны разобраться в том, куда же «исчезают»
вещества. Для этого удобно продемонстрировать опыты
со свечой.
а) Свечу уравновешивают иа весах и поджигают. Че-
рез некоторое время происходит уменьшение веса свечи.
• б) Свечу помещают в особом приборе для поглощения
продуктов ее горения (рис. 47). Широкая трубка прибора
71
наполняется до сетки большими кусками натронной извес-
ти и едкого натра. Собранный прибор уравновешивают на
весах и зажигают свечу. Через 3—4 мин чашка весов, на
которой находится прибор, заметно опускается вниз.
Опыт хорошо идет в том случае, когда известь и едкий
натр помещены рыхло, так чтобы создавалась тяга воздуха.
Иначе свеча погаснет.
Опыт 4. Прокаливание металлов в замкнутом сосуде.
В круглодонную колбу насыпают 3—4 г порошка меди. Кол-
бу закрывают пробкой с газоотводной трубкой и зажимом.
Рис. 48. После наг-
ревания меди в кол-
бе создается разре-
жение.
Рис., 49. Сгорание веществ
в замкнутом сосуде.
Важно, чтобы в колбу не проходил воздух. Для проверки
конец газоотводной трубки берут в рот и втягивают в себя
воздух. Когда колба закрыта герметично, то трубка плотно
присасывается к кончику языка. Если этого не наблюдает-
ся, то более плотно вставляют пробку или проверяют зажим,
хорошо ли он закрывает резиновую трубку, и снова испы-
тывают прибор на герметичность. Колбу уравновешивают
на весах. Затем снимают ее с весов и нагревают так, чтобы
медь почернела. После остывания колбы её повторно урав-
новешивают на весах. Отмечается неизменность веса колбы.
Для демонстрации разрежения в колбе кончит газоотводной
трубки помещают в стакан с водой (рис. 48^После откры-
вания зажима вода поднимается по трубке.
По окончании опыта из колбы выливают воду с образую-
щейся окисью меди, отфильтровывают и черный порошок
.прокаливают до полного превращения неокислившейся
меди в окись меди. Сухой порошок окиси меди сдать лабо-
ранту. -
72
О п ы т 5. Горение фосфора в замкнутом сосуде (рис. 49).
На дно склянки насыпают немного речного Песку. Склян-
ку закрывают пробкой, через которую пропущены две тол-
стые железные или медные проволоки. Проволоки соедине-
ны с небольшой спиралькой от электроплитки. В спираль-
ку кладут горючее вещество — красный фосфор, завернутый
в бумагу. СклянКу уравновешивают на весах. Затем склян-
ку снимают с весов и спиральку через реостат включают в
электросеть. Спиралька накаляется, и фосфор загорается.
Как только произойдет загорание фосфора, спиральку сле-
дует сразу же выключить из электросети. Склянка запол-
няется густым белым дымом фосфорного ангидрида. Го-
рячий фосфор отчасти может упасть на дно склянки, на
песок, поэтому склянка не пострадает. После охлаждения
склянку повторно взвешивают на весах. Можно показать
образование вакуума в склянке. Для этого ее опрокиды-
вают в кристаллизатор с водой и под водой открывают проб-
ку. Примерно пятая часть склянки заполнится водой.
II. Закон постоянства состава
Опыт 6. Разложение воды электрическим током, а)
Имеющийся в продаже прибор для разложения воды элект-
рическим током (типа прибора Гофмана) состоит из двух
стеклянных' трубок с делениями и краниками, соединен-
ных с узкой стеклянной трубкой, заканчивающейся рас-
ширением (рис. 50, а). Снизу стеклянные трубки с крани-
ками закрыты резиновыми пробками, через которые про-
пущены электроды (свинцовые или никелевые). Для запол-^f .
нения прибора подкисленной водой (на 10 весовых частей
воды 1 весовая часть концентрированной серной кислоты)
открывают краники и через среднюю трубку сверху вли-
вают электролит. Когда раствор дойдет до краников, прек-
ращают заполнение и краники закрывают.
Для электролиза воды в данном приборе применяют ток
напряжением в. 10—12 в. Можно использовать следующие
источники тока: аккумуляторы, сухие батереи от карман-
ного фонаря (соединить три батареи последовательно —
плюс с минусом), ток от электросети (в этом случае исполь-
зуют один из выпрямителей, имеющихся в распоряжении
школы).
После включения электрического тока начинается раз-
ложение воды. В одной трубке собирается газа в два раза
больше (водород), в другой трубке собирается кислород.
Через 10—15 мин, когда соберется около 20 мл водорода,
можно приступить к испытанию полученных газов. Для
этого обязательно надо осмотреть верхние трубочки над
краниками. Если в них находится жидкость, то ее удаляют
при помощи тонкосвернутых трубочек из бумаги. Это необ-
ходимо сделать потому, что при открывании краников под
Рис. 50. Приборы для разложения воды электрическим током.
давлением газов жидкость вырвется наружу и погасит го-
рящую лучину или тлеющий уголек. К верхней части труб-
ки, в которой собрался водород, подносят Горящую лучи-
ну и осторожно открывают краник — сразу же загорает-
ся водород. К другой трубке подносят конец тлеющей лу-
чины, при открывании краника лучинка вспыхивает.
Неполадки при работе прибора для разложения. воды.
Иногда при включении электрического тока он не про-
ходит через прибор. После проверки источника электри-
ческого тока надо внимательно осмотреть прибор. Чаще
всего наблюдается плохой контакт между проволочками,
подводящими ток, и электродами. Если эти проволочки
совсем отошли, их хорошо зачищают и прикручивают к
электродам, которые должны быть также зачищены.
Иногда наливают в прибор чистую воду, забывая, что
она практически не проводит тока. Нельзя при испытании
газов резко открывать краники. В этом случае из трубок
74
вылетает жидкость, которая попадает на горящую лучинку
или тлеющий уголек.
Если прибор только начинает работать, то вследствие
неодинакового растворения водорода и кислорода показа-
ния прибора будут не совсем точны. Поэтому для насыще-
ния электролита выделяющимися газами прибор включают
минут на 6—8 при открытых краниках в обоих трубках. За-
тем краники закрывают, и прибор работает хорошо.
Рис. 51. Синтез воды.
б) Электролиз можно показать в самодельных приборах
(рис. 50, б, в, г, д, е). Во всех этих приборах в качестве элек-
тродов используется железная- проволока, для электроли- .
та готовится 5—7-процентныЙ раствор едкого натра. Для
заполнения стеклянных трубок или пробирок раствором
щелочи используют следующее приспособление (рис. 50, д).
В пробирку или Трубку, опущенную в раствор, помеща-
ют резиновую трубку, соединенную в качестве предохра-
нителя с хлор кальциевой трубкой. При втягивании воз-
духа в себя засасывается раствор. В последнее мгновение
вместе с воздухом попадет немного раствора в хлоркаль-
циевую трубку, этим обеспечивается безопасность экспе-
риментатора.
Опыт 7. Синтез воды. Чтобы показать учащимся,
что при синтезе воды вступают в реакцию два объема во-
дорода и один объем кислорода, опыт приводят в эвдио-
метре.
а) Эвдиометры, имеющиеся в настоящее время в продаже,
представляют собой толстостенную стеклянную трубку, за-
75
паянную с одного конца (рис. 51, а). Другой, узкий конец
во время взрыва смеси закрывают резиновой пробкой со
сквозным отверстием. В верхней части эвдиометра впаяны
два электрода, которые при проведении опыта соединяют
с индуктором.
В начале опыта эвдиометр заполняют водой и опроки-
дывают его в высокий стакан или банку с водой. После
закрепления эвдиометра в лапке штатива его заполняют
равными объемами водорода и кислорода (например, по
два объема газов). Нельзя набирать слишком много газов,
так как при поджигании их эвдиометр может разорваться!
Заполняют эвдиометр двумя объемами водорода и кислоро-
да потому, чтобы учащиеся наблюдали после взрыва смеси
один объем непрореагировавшего газа. Учащимся легко по-
казать, что это кислород. Значит, в реакцию вступили два
объема водорода и один объем кислорода.
Заполняют эвдиометр так. В сосуд с водой, в котором
находится эвдиометр, опускают изогнутую газоотводную
трубку с оттянутым концом, соединенную с газометром или
прибором для выделения водорода. Сначала под водой вы-
деление газа регулируют так, чтобы он поступал медлен-
но. Теперь на мгновение подводят конец трубки под эвдио-
метр и затем трубку отводят в сторону. Так, небольшими
порциями, постепенно заполняют эвдиометр нужным объе-
мом газа.
После заполнения газа эвдиометр снизу закрывают проб-
кой с отверстием и устанавливают его так, чтобы пробка бы-
ла на расстоянии около 0,5 см от дна сосуда с водой. Благо-
даря пробке при сильном взрыве воду не выбрасывает из
эвдиометра и в случае удара эвдиометра о дно сосуда с
водой он не разбивается.
К электродам эвдиометра подводят провода от индуктора.
После включения индуктора между электродами проска-
кивает искра, происходит взрыв смеси водорода с кисло-
родом, вода не заполняет одно деление эвдиометра. Подво-
дой вынимают трубку, отверстие закрывают пальцем или
пробкой без отверстия и эвдиометр опрокидывают. При
поднесении тлеющей лучинки к отверстию эвдиометра она
слегка разгорается, что указывает на присутствие кисло-
рода.
Для правильной работы эвдиометр необходимо хорошо
закрепить в лапке штатива, иначе он взрывом будет выб-
рошен из воды* Индуктор рекомендуется включать при
76
-=
неразведенных разрядниках так, чтобы искра проскакивала
между разрядниками индуктора и электродами эвдиометра.
Иначе между электродами проскакивает слишком мощная
искра и они перегорают.
б) Эвдиометр можно сделать из широкой толстостенной
стеклянной трубки с разверткой с одного конца (рис. 51, б)
длиной 15—20 см. Трубку закрывают резиновой пробкой,
в которой пропущены два толстых медных или железных
провода (или два гвоздика). Между этими проводами натя-
гивается очень тонкая медная проволока. Пробку обяза-
тельно надо очень хорошо привязать толстыми нитками или
бечевкой к трубке, иначе при взрыве ее вышибет. После
закрепления трубки в лапке штатива и заполнения ее га-
зами к электродам присоединяют шнур с вилкой, которую
вставляют в розетку электросети. Тонкая медная проволока
перегорает, образуется искра, за счет этого поджигается
смесь водорода и кислорода.
На самодельном эвдиометре при помощи воскового ка-
рандаша делают деления на расстоянии 1—1,5 см друг от
друга или надевают тонкие резиновые колечки.
в) На дно небольшого стеклянного цилиндра кладут в
виде петли медную проволоку так, чтобы она держа-
лась, когда .цилиндр опрокидывают вверх дном. Цилиндр
заполняют водой,' затем водородом и кислородом, как и в
предыдущих случаях. К верхней части цилиндра (снаружи)
присоединяют провода от индуктора (рис 51, <?) на таком
расстоянии, чтобы-между ними не проскакивала искра, ког-
да включают индуктор. При включении индуктора произой-
дет разряд тока между внешним проводом от индуктора и
медным колечком, находящимся внутри цилиндра, в резуль-
тате чего образуется взрыв смеси водорода и кислорода.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Проделайте опыты по книге В. Н. Верховского «Тех-
ника и методика химического эксперимента в школе», т. 1, 1959:
1. Окисление металлов на воздухе (стр. 440—443).
2. Окисление' железа в закрытом сосуде без взвешивания
(стр. 446—447).
ЗлРазложение углемедной соли со взвешиванием и поглоще-
нием продуктов разложения (стр. 4-17—449).
II. Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. С. А. Наполнений, Опыты, иллюстрирующие закон
М. В. Ломоносова, 1952, № 5
77
2. М. М. Павленко, Демонстрационные опыты, иллю-
стирующие закон М. В.«Ломоносова, 1956, № 6.
3. Е. Ф. Омельченко, Демонстрация закона сохране-
ния веса веществ, 1968, № 1.
Контрольные вопросы
1, Каково назначение опытов по закону сохранения массы?
2. Как провести опыт с растворами для подтверждения закона
сохранения массы?
3. Как проводят опыты с основной углекислой медью?-
4. Какова цель опытов со свечой?
5. Как устроен прибор для электролиза воды (типа Гофмана)?
6. Напишите в виде уравнений, какие процессы протекают
на электродах при электролизе воды, подкисленной серной кисло-
той.
7. Для чего демонстрируют опыт по электролизу воды?
8. Как устроен эвдиометр,-в котором поджигание смеси водо-
рода и кислорода происходит от индуктора?
9. За счет чего происходит поджигание смеси газов в самодель-
ном эвдиометре (рис. 51, б)?
10. ,„Какова цель демонстрации взрыва смеси водорода и кисло-
рода в эвдиометре?
Решите задачи: 1—65; 1—66; 1—68; 1-70; 1—75; 1—77; 1—79;
1—80.
РАБОТА 10. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Работа состоит из трех частей:
а) Опыты с окислами.
б) Опыты с основаниями. При проведении всех этих опы-
тов происходит знакомство с кислотами и солями.
в) Решение экспериментальных задач.
Каждый студент получает один из вариантов этих за-
дач, сначала решает их на бумаге, советуется с руководи-
телем занятий, который отмечает, правильно ли намечен
путь решения задачи, и, наконец, задача эксперименталь-
но выполняется каждым студентом.
1. Окислы
Опыт 1. Гидратация основных окислов. Взаимодей-
ствие основных окислов с водой удобнее всего демонстри-
ровать на реакции гидратации- окиси кальция.
В стеклянный стакан кладут несколько кусочкбв не-
гашеной извести, наливают воду, которая сначала заметно
впитывается в них. Затем начинается бурная реакция,
Признаками которой являются сильное разогревание, вы-
78
деление'обильного количества водяных паров и характер-
ное шипение.
В результате реакции из кусков негашеной извести по-
лучается мелкий порошок гашеной извести (пушонка).
На взвесь полученного порошка в воде действуют раст-
вором красного лакмуса или бесцветного фенолфталеина.
Изменение цвета индикатора доказывает наличие ще-
лочи.
О п ы т 2. Доказательство того, что не все основные окис-
лы гидратируются. Берется окисел (окись меди, железа,
алюминия и т. п.) и высыпается в воду. Внешних признаков
реакции ие наблюдается; взвесь их в воде с растворами ин-
дикаторов не реагирует, так как взятый окисел не гидра-
тируется.
Большинство основных окислов не гидратируется; реак-
цию взаимодействия их с водой нельзя считать характер-
ным свойством.
О п ы т 3. Взаимодействие основного окисла с кислотой.
К небольшому количеству (на кончике перочинного ножа)
окиси меди прибавляют разбавленной соляной или серной
кислоты, пробирку нагревают. Изменение окраски раство-
ра показывает, что образовалась растворимая соль меди.
Целесообразно взять избыток кислоты, чтобы окись меди
полностью прореагировала. Иначе не вступившая в реак-
цию окись меди в виде суспензии черного цвета долго мас-
кирует окраску полученного раствора. При избытке кисло-
ты учащиеся сразу же видят окрашенный раствор соли.
Способность окислов к взаимодействию с кислотами с
образованием соли и вода является характерным свойством
основных окислов, на базе этого свойства дается их опре-
деление, в восьмилетней школе.
О и ы т 4. Гидратация кислотных окислов. Лучше всего
эту реакцию демонстрировать на примере взаимодействия
фосфорного ангидрида с водой. В пробирку кладут 1 г
форсфорного ангидрида и приливают 1 мл воды, при этом
наблюдается разогревание, характерное шипение, выделе-
ние паров испаряющейся вода; происходит реакция сое-
динения фосфорного ангидрида с водой.
Испытание полученного раствора синим лакмусом по-
казывает наличие кислоты.
Опыт 5. Доказательство того, что не все кислотные
окислы гидратируются. К хорошо промытой двуокиси крем-
ния (речной песок) приливают дистиллированной воды,
79
Рис. 52. Взаимодействие
кислотного окисла с твер-
дой щелочью.
взбалтывают получившуюся взвесь и испытывают раство-
ром синего лакмуса. Цвет не изменяется.
Следовательно, как и в случае с основными окислами,
реакцию гидратации нельзя считать характерной для всех
кислотных окислов.
О п ы т 6. Взаимодействие кислотных окислов с основа-
ниями. а) Продувание воздуха, обогащенного углекислым
газом, через известковую воду.
б) Взаимодействие твердой щелочи с кислотным окислом
можно показать, используя для этого прибор, изображен-
ный на рисунке 48 (стр. 72). Ко-
лбу заполняют углекислым га-
зом. Закрывают колбу пробкой
с газоотводной трубкой, опуска-
ют конец этой трубки в сосуд с
водой. Никакого засасывания во-
ды не наблюдается. Затем газо-
отводную трубку плотно закры-
вают зажимом, открывают проб-
ку и в колбу высыпают 2—3 г
хорошо измельченного едкого
натра или кали. Закрывают кол-
бу пробкой и несколько раз энер-
гично ее встряхивают. Замечает-
утренние стенки ее отпотевают.
Углекислый газ вступил в реакцию со щелочью. Для до-
казательства конец газоотводной трубки опускают в сосуд
с водой, открывают зажим, вода энергично входит в
колбу.
Ценность опыта заключается не только в том, что он по-
казывает взаимодействие углекислого газа со щелочью,
но и в том, что при этом выделяется вода, реакция
сопровождается выделением тепйа.
в) Плоскодонную колбу заполняют углекислым газом. В
колбу насыпают 7—8 г хорошо истертой твердой щелочи
(КОН или NaOH) и закрывают пробкой с газоотводной труб-
кой, соединенной с аппаратом Киппа, в котором получает-
ся углекислый газ (рис. 52). Цели открыть краник аппара-
та Киппа, то вследствие того, что углекислому газу нет вы-
хода, раствор поднимается в верхний шар. Но стоит не-
сколько раз встряхнуть колбу, начинается реакция между
щелочью и углекислым-газом и аппарат Киппа начинает
работать, так как в колбе все время расходуется углекислый
ся разогревание колбы,
80
газ, он реагирует со щелочью. Реакция идет энергично,
ко дну колбы прилипает щелочь и продукты ее реакции,
выделяются капельки воды. Колба сильно раскаляется, й
если на дно положить кусочек парафина, то он плавится и
растекается. Выделение тепла удобно демонстрировать при
помощи приложенной ко дну колбы бумаги, смоченной
водой. Наблюдается выделение паров воды.
После остывания колбы в нее вливают немного разбав-
ленной соляной или серной кислоты, наблюдается вспе-
нивание, так как получившийся в колбе карбонат при взаи-
модействии с кислотой дает углекислый газ.
О п ы т 7. Взаимодействие основных и кислотных окис-
лов. а) В ступке хорошо растирают речной песок. Готовят
смесь из 1 весовой части речного песка и 4 весовых частей
окиси свинца. На конце железной проволоки делают петель-
ку (диаметром около 1 мм). Накаливают ее в верхней части
пламени газовой горелки и быстро опускают в смесь из
окиси свинца и речного песка. Затем петельку снова нака-
ливают в пламени. Так делают раз 10—15. В пламени
сплавляются окислы свинца и двуокиси кремния, обра-
зуется силикат свинца, который постепенно заплав-
ляет железную петельку. Получается перл из силиката
свинца.
б) Более сложный опыт можно сделать в хорошо обору-
дованной лаборатории. Vs пробирки заполняют истолчен-
ной негашеной известью (истолочь перед самым опытом;
если это сделать заранее, то она постепенно гасится парами
воды из атмосферы). Пробирку закрепляют горизонталь-
но, вставляют в нее газоотводную трубку от аппарата Кип-
па, заряженного на углекислый газ, и сильно накаливают
известь на газовой горелке (удобно использовать для этого
насадку «ласточкин хвост»). Когда пробирка- будет раска-
лена докрасна, в нее пропускают углекислый газ. Через
несколько секунд можно отставить горелку, пробирка ос-
тается в раскаленном состоянии, так как образование кар-
боната кальция СаСОз из окислов — реакция экзотерми-
ческая. Пропускают углекислый- газ в течение нескольких
минут. После охлаждения пробирки содержимое ее пере-
сыпают в большой стакан или колбу, в которую приливают
соляной кислоты, и горящей лучинкой доказывают
наличие углекислого газа. Если это проделать с нега-
шеной известью, то выделение углекислого газа не наблю-
дается.
81
Опыт ценен не только тем, что он показывает реакцию
мджду основным и кислотным окислом, но и тем,что эта реак-‘
Й&я экзотермическая (для сравнения учащиеся могут вспом-
иить противоположную реакцию — разложение карбоната
кальция как эндотермический процесс).
II. Основания
Опыт 8. Растворимость оснований в воде, действие
растворов едких щелочей на ткани, а) В пробирку кладут
несколько кусочков щелочи (КОН или NaOH), добавляют
немного воды, после встряхивания пробирки отмечается
выделение тепла, щелочь растворяется в воде.
Рис. 53. Дей-
ствие едких
щелочей на
б) В пробирку из предыдущего опыта
опускают в виде длинной петли шерстяную
нить (рис. 53). После нагревания пробир-
ки из нее вынимают шерстяную нить, беря
ее за концы, и слегка растягивают на воз-
духе, нить расползается.
в) В пробирку насыпают немного (на
кончике перочинного ножа) гашеной изве-
сти. Пробирку наполовину заполнить во-
дой и хорошо ее взболтать. После отстаи-
вания извести не видно заметного раство-
рения ее. Но если добавить несколько ка-
пель -раствора фенолфталеина, то окраска
его указывает на то, что известь немного
ткани. растворилась.
О п ы т 9. Получение нерастворимых ос-
нований. Четверть стакана заполняют насыщенным раст-
вором медного купороса, к которому приливают раствор
едкого натра до выпадения густого осадка киселеобразно-
го гидрата окиси меди. Полученный гидрат окиси меди
следует отфильтровать на воронке Бухнера, используя во-
доструйный насос или насос Камовского (можно взять в ка-
бинете физики). Осадок несколько раз промыть водой, до-
биваясь того, чтобы фильтрат с фенолфталеином не давал
щелочной реакции.
Опыт 10. Свойства нерастворимых оснований. (Для
опытов используется гидрат окиси меди из предыдущего
опыта.) а) В стакан положить немного гидрата окиси меди,
прилить воды и добавить 3—4 капли раствора фенолфталеи-
на. Окраска фенолфталеина не изменяется.
82
б) В пробирку (на дно) положить немного гидрата окиси
меди. Пробирку закрепить в лапке штатива слегка наклон-
но-в сторону ее отверстия и сильно нагреть. Выделяется вода,
гидрат окиси меди превращается в окись меди.
Этот же опыт Можно проделать на слюдяной пластине.
На пластину кладут гидрат окиси меди, берут ее тигель-
ними щипцами или металлической держалкой для проби-
рок и сильно прокаливают на пламени спиртовки или газо-
вой горелки. Гидрат окиси меди чернеет, превращаясь в
окись меди.
в) В стакан с гидратом окиси меди прилить раствор со-
ляной или серной кислоты. Происходит реакция нейтрали-
зации гидрата окиси меди кислотой.
О пыт 11. Получение амфотерных соединений и их
свойства, а) В стакан налить 10—15 мл 0,1 н. раствора ед-
кого натра, к которому добавить раствор той же концентра-
ции сернокислого или хлористого цинка до образования
осадка. Полученный осадок разделить на равные порции
в два стакана. В один стакан прилить 1 н. раствор кислоты
(HGI или H2SO4), а в другой 1 н. раствор едкого натра до
растворения осадков. Объяснить наблюдаемое явление.
б) Как и в предыдущем пункте «а», проделайте опыты
с другими солями — сернокислым алюминием и серно-
кислым, хромом.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге В. Н. Верховского «Техни-
ка и методика химического эксперимента в школе», т. II, I960.
1. Получение фосфорного ангидрида и опыты с ним (стр. 96).
2. Получение серного ангидрида из серной кислоты (стр. 96).
3. Вытеснение металлов друг другом (етр. 100—104).
III. Экспериментальные задачи
Как практически осуществить следующие превращения:
1. СпО —> CuSO4 —> Cu(OH)j CuO —► Си.
2. СиС12 Си(ОН)8 CuSO4—► Си СиО.
3. Fe->FeSO4—*.Fe(OH)a->FeClj.
4. FeCl3 —>Fe(OH)s -* FeaOs->Fe.
I
Fe2(SO4)3 .
83
5. Fe(NO3)3 -> Fe A -> FeCl3 -> Fe(OH)3 -> Fe2O3 -> Fe.
6. MgCO3 -> MgO -> MgCl2 Mg(OH)2 ->
-> Mg(NO3)2-> MgCO3.
7. Mg ->MgO->Mg(OH)2 -> MgSO4 — Mg(OH)2 -> MgO.
8. ZnO—>Zn(OH)2—>ZnSO4—>Zn(OH)2—>-ZnO—>-Zn(NO3)2.
9. P —> PA -> H3PO4 -> Ca3(PO4)2,
10. Cu(NO3)2 -> CuO Cu(OH)2 -> CuO -> Cu.
11. Pb(NO3)2 —> Pb O—> Pb(OH)2.
12. CaO -> Ca(OH)2 -> CaCl2~* Ca(OH)2.
СаСОя —> Са(НСОя)„.
13. CaCO3-*CaO.
CaCl2 —> Ca(OH)2 —> CaCO3 —> Ca(HCO3)2.
14. Pb(NO3)2 —► PbO-* Pb(NOs)2.
PbSO4 Pb(OH)2
15. Al A1C13 -> A1(OH)3 -> A12(SO4)3 -> A1(NO3)3.
AlaO3
zCa(OH)2
16. Ca -> CaO Ca(OH)2 -> Ca(NO3)2.
Контрольные вопросы
1. Как изучаются окислы в VII и VIII классах?
2. Как показать гидратацию основных, кислотных окислов?
3. Почему при показе взаимодействия окиси меди с кислотой
рекомендуется брать избыток кислоты?
4. Как показать взаимодействие щелочи с кислотным скислом,
чтобы было видно выделение воды и тепла?
5. Как получить гидрат окиси меди, не содержащий примеси
щелочи?
Решите задачи? 4—51; 4—52; 4—64; 4—69; 4—82; 4—121;
4—129; 4—140.
РАБОТА 11. ОБЩИЕ ПРИЕМЫ РАБОТЫ С ГАЗАМИ. ВОДОРОД
Оборудование: колбы, капельная воронка, приборы для полу-
чения газов, аппарат Киппа, промывные склянки, пробирки, весы,
цилиндр, прибор для диффузии водорода, металлическая консерв-
ная банка с небольшим отверстием в дне.
Раствор серной кислоты (1 : 5), раствор соляной кислоты (1 : 1),
цинк, мыло, окись меди.
84
Сначала практически выполните следующее:
а) Соберите прибор для получения водорода, состоящий
из пробирки с отверстием в дне, опущенной в банку с кис-
лотой;
б) Зарядите аппарат Киппа для получения водорода;
после окончания работы аппарата Киппа разрядите его.
По второй части выполните опыты, описанные в данной ра-
боте.
I. Общие приемы работы с газами
Согласно программе учащиеся получают основные све-
дения о целом ряде газов. В восьмилетней школе они зна-
комятся с кислородом, водородом и воздухом; в средней
школе — с хлором, хлористым водородом, озоном, серо-
водородом, сернистым газом, азотом, аммиаком, окислами
азота, углекислым газом, окисью углерода, метаном, эти-
леном, ацетиленом.
Изучение каждого из перечисленных нами газов тре-
бует индивидуального подхода и специальных приемов
работы с ними. Однако, у всех перечисленных веществ од-
но общее свойство — все они при обычных условиях газы.
Работа с ними и должна иметь некоторые общие приемы, сис-
тематизация которых и является задачей работы студента
над данным заданием.
1. Получение, газов. Некоторые газы получаются путем
взаимодействия нескольких твердых веществ при нагрева-
нии их смеси или путем прокаливания одного твердого
вещества (кислород, аммиак, двуокись азота и др.). Такое
получение удобно производить прокаливанием реагирую-
щих веществ в пробирке или реторте.
В других случаях газы получают путем взаимодействия
твердого вещества с жидкостью при нагревании (хлор,
хлористый водород и др.) или без него (водород, серово-
дород, углекислый газ и др.).
В этих случаях удобно пользоваться колбой с газоотвод-
ной трубкой или колбой, закрытой пробкой с двумя отвер-
стиями, в одно из которых входит капельная воронка, а в
другое — газоотводная трубка (рис. 54, а, б). Если газы
собирают вытеснением воздуха, то используют колбу, от
которой отходит прямая газоотводная трубка а, а при со-
бирании газов над водой используют изогнутую гаоотвод-
ную трубку б. В данных приборах газы можно получить
как без нагревания, так и при нагревании. Эти же приборы
85
пригодны для получения газов взаимодействием одной жид-
кости с другой, например для получения окиси углерода
при реакции муравьиной кислоты с концентрированной
серной кислотой.
Для получения газов взаимодействием твердого вещест-
ва и жидкости без нагревания, особенно на практических
занятиях и лабораторных опытах, можно пользоваться про-
биркой, в которую кладут исходные вещества и закрывают
пробкой с газоотводной трубкой. Неудобство такого при-
бора заключается в том, что при окончании работы для
прекращения реакции необходимо сливать жидкость с твер-
дого вещества, например раствор кислоты с цинка при по-
лучении водорода.
Во избежание этого употребляются приборы автомати-
ческого действия: некоторые из приборов этого типа пока-
заны на рисунке 55. Принцип действия их заключается в
том, что путем закрытия крана или зажима или поднятая
одйой нз соединенных друг с другом склянок достигается
разделение реагирующих веществ и прекращение реакции.
На рисунке 55, а показан прибор, состоящий из пробирки
с отверстием в дне, помещенной через пробку в сосуде с
раствором кислоты. В пробирку можно положить, «напри-
мер, цинк и получить водород. Для прекращения реакции
пробирку приподнимают так, чтобы не было контак-
та Цйнка с кислотой.
Две склянки соединяют при помощи резиновой трубки
86
(рис. 55, б). В одну склянку насыпают до нижнего тубу-
луса битое стекло или крупный песок, на который кладут
гранулированный цинк. Во вторую склянку наливают
раствор кислоты. Если поставить вторую склянку повыше,
то кислота соприкасается с цинком и начинается реакция.
Для прекращения реакции закрывают зажим и под дав-
лением газа кислота переходит во вторую склянку. Можно
Рис. 55. Получение газов в приборах автоматического
действия.
работать и без зажима: склянку с цинком ставят повыше, и
из нее вытекает кислота во вторую, склянку. Третий прибор
(рис. 55, в) имеется в продаже. Он состоит из большой про-
бирки с боковой трубкой и высокой цилиндрической ворон-
кой. В пробирке имеется резиновая прокладка, на которую
кладется твердое вещество,' например цинк или мрамор.
В воронку наливают немного кислоты так, чтобы покрыть
ею твёрдое вещество. Для прекращения работы закрывают
зажим на газоотводной трубке, и газ вытесняет кислоту из
пробирки в воронку.
Из приборов автоматического действия широко известен
аппарат Киппа. Он состоит из двух частей (рис. 56): верх-
ней шарообразной воронки « и нижней, разделенной пере-
тяжкой на две части б. Через верхний тубулус в в прибор
загружается твердое вещество (например, цинк). Тубулус
закрывается резиновой пробкой с газоотводной трубкой
с краном. При Открытом кране через воронку а в прибор
наливается жидкость (например, серная кислота). Ниж-
ний тубулус г служит для сливания отработанной жидкос-
87
ти. На рисунке 56 показан аппарат Киппа в разобран-
ном и собранном виде, в покое и в действии.
Описанные нами приборы для большей прочности из-
готовляют из толстостенного стекла, так как при их эксплу-
атации не требуется нагревания, а кроме того, они должны
выдерживать и большие давления находящихся в них газов.
Рис. 56. Аппарат Киппа:
а, б, в, г —части аппарата Киппа: д, е, яс—зарядка и разрядка аппарата
Киппа.
2. Собирание газов. При собирании газов необходимо
учитывать три их свойства: а) плотность газа по воздуху,
б) растворимость его в воде, в) наличие или отсутствие у
него способности реагировать с газами воздуха.
Рис. 57. Собирание газов:
а—вытеснением воздуха (газы тяжелее воздуха), б — вытеснением воздуха
(газы легче воздуха)* в—собирание ядовитых газов, е — собирание газов иад
водой.
На рисунке 57 показаны четыре приема собирания газов.
Первый из них а пригоден для собирания газов, не реа-
гирующих с воздухом, плотность которых по воздуху-более
1, независимо от их растворимости в воде: Например, дву-
88
окись азота — плотность по воздуху — — 1,58, с газами
воздуха не реагирует, хорошо растворяется в воде.
Вторым приемом б можно пользоваться для собирания
газа, плотность которого по воздуху менее 1, при условии
отсутствия у него способности реагировать с газами воз-
духа независимо от их растворимости в воде. Например,
17
аммиак—плотность по воздуху равна — = 0,58 с газами
воздуха не реагирует, хорошо растворяется в воде.
Третий прием в применяют в тех случаях, когда соби-
раемый газ ядовит. В этом случае в колбу (банку или ци-
линдр) вставляют пробку с двумя газоотводными трубка-
ми — одна доходит почти до дна (в нее впускают газ), ко-
нец другой опускают в стакан илн банку с раствором ще-
лочи (для поглощения хлора, сернистого газа, сероводорода
и др.). После заполнения колбы газом из нее вынимают проб-
ку с газоотводными трубками и закрывают целой пробкой
или стеклянной пластиной. В этот момент газоотводную
трубку опускают в раствор щелочи.
Благодаря данному приему ядовитые газы, частично
вытесняемые вместе с воздухом не попадают в атмосферу
химического кабинета, а поглощаются раствором щелочи.
Четвертый прием г можно использовать для собирания
газов независимо от их плотности по воздуху при условии
их инертности по отношению к воде и независимо от их от-
ношения к газам воздуха. Пример, окись азота — плотность
30
по воздуху — = 1,03, в воде газ очень мало растворим,
с кислородом воздуха реагирует. Для собирания газов
над водой цилиндр или банку наливают водой, закрывают
стеклянной пластиной и опрокидывают в кристаллизатор
или простоквашницу с водой, где стеклянную пластину
отнимают от отверстия сосуда, в который собирают газ. Ког-
да сосуд заполнен газом, его под водой снова закрывают
стеклянной пластиной и вынимают на воздух. Если газ лег-
че воздуха, то цилиндр ставят вверх дном, на пластину. Ес-
ли газ тяжелее воздуха, то цилиндр ставят дном на стол,
сверху его закрывают, стеклянной пластинкой. Газы можно
собирать и в пробирки, которые Наливают водой, закры-
вают пальцем и опрокидывают в стакан илн банку с водой.
Для собирания газов чаще всего применяют цилиндры с
притертыми к ним стеклянными пластинками для их закры-
89
вания или реактивные банки, закрывать которые можно
пробками или привинчивающимися к ним крышками из
пластмасс.
3. Очистка и поглощение газов. Чистота полученного
газообразного продукта при проведении большинства школь-
ных опытов по химии не имеет решающего значения, поэ-
тому им пользуются чаще всего без специальной очистки.
Рис. 58. Промывные склянки:
а — самодельная промывная склянка, б — двугорлая склянка, в — склянка с га-
зоотводной трубкой, соединенной через резинку, г — склянка Дрекселя, д — скля-
нка Тищенко, е — склянка Тищенко для сухих веществ, ж — колонка для су-
шения газов.
Так, собранный путем вытеснения, воздуха кислород, не-
смотря на содержание в нем азота и других примесей, впол-
не пригоден для проведения опытов сжигания в нем серы,
фосфора и других веществ.
Для просушки газа из жидких веществ пользуются кон-
центрированной серной кислотой, а из твердых веществ —
хлористым кальцием, фосфорным ангидридом и некото-
рыми другими веществами. Для очистки газов применяют
растворы перманганата калия, бихромата и др. Промывать
и очищать газы можно только теми веществами, кото-
рые с этими газами не реагируют. Газы, обладающие
кислыми свойствами, например SO2, можно пропускать че-
рез серную кислоту или над фосфорным ангидридом, и
этот газ нельзя подсушивать щелочью.
На рисунке 58 показаны промывные и осушительные
склянки различных систем. При отсутствии этих склянок
можно использовать самодельную склянку из колбы или
банки.
90
. Необходимо иметь в виду возможность засасывания в
силу изменения давления газа во время реакции жидкости
из промывной склянки в прибор, что может повлечь за со-
бой нежелательные, явления — разбрызгивание реагирую-
щих веществ, ворчу приборов и даже несчастные случаи
(например, если в колбу, где находится горячая концент-
рированная серная кислота, будет «переброшена» вода).
Во избежание подобных случаев рекомендуется на пути
между поглотительной склянкой и прибором присоединить
предохранительную склянку, гарантирующую невозмож-
ность «перебрасывания» жидкости в прибор.
Существуют поглотительные склянки, при пользова-
нии которыми «перебрасывание® жидкости в прибор не-
возможно. В этом отношении удобны склянки Тищенко.
Жидкости надо наливать не более */4 ее объема с таким рас-
четом, чтобы она свободно умещалась по одну сторону ог
перегородки внутри склянки.
Поглотительные склянки можно заправлять и тверды-
ми веществами (рис. 58). Иногда применяют для этого и
твердые вещества, смоченные жидкостями. Для увеличе-
ния поверхности соприкосновения газа с поглощающей
влагу жидкостью можно ею пропитывать куски пемзы или
смачивать ею стеклянные бусы.
Поглотительные склянки могут служить и для защиты
помещения от проникновения в него вредных для здоровья
учащихся газов. Так, прибор для получения хлора, хло-
ристого водорода, сернистого газа можно заканчивать пог-
лотительной склянкой с раствором едкого натра, а для по-
лучения аммиака — с водой. • .
Заправленные поглотительные склянки при надлежа-
щем хранении могут употребляться очень долго без пере-
зарядки. Для того чтобы поглотитель ие реагировал с га-
зами воздуха, на отводные трубки надеваются закрытые с
одного конца стеклянной палочкой каучуки. В таком виде
поглотитель сохраняется даже несколько лет без всякого
изменения.
II* Водород
1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
Наиболее распространенным в школьной и лаборатор-
ной практике способом получения водорода является вза-
имодействие цинка с серной кислотой.
&1
Работа начинается с подготовки для этого кислоты.
Пользуются разбавленной серной кислотой в объемных
отношениях 1 : 5. Необходимо помнить, что надо всегда при-
ливать серную кислоту в воду, а не наоборот, пользуясь
при этом обязательно тонкостенной химической посу-
дой. Соляную кислоту разбавляют в объемных отношени-
ях 1 I 1.
После приготовления кислоты необходимо выбрать соот-
ветствующий целям опыта прибор. Если целью опыта яв-
ляется выяснение сущности реакции получения водорода,
то прибор должен отличаться максимальной простотой,
чтобы не отвлекать внимание ученика от самого главного —
сущности получения водорода.
О п ы Т 1. а) Получение водорода в пробирке. В пробир-
ку на */4 ее объема наливается разбавленная кислота и кла-
дется 3—4 кусочка цинка. Подождав до вытеснения из нее
воздуха, получающийся водород поджигают.
В оставшейся после реакции жидкости доказывают при-
сутствие растворенного сернокислого нли хлористого цин-
ка, что делается путем выпаривания капель раствора на
стеклянной или слюдяной пластине.
б) При получении большого количества водорода для
изучения его свойств применяются приборы, например
аппарат Киппа.
Испытание водорода на чистоту. Перед поджиганием
у газоотводной трубки прибора, из которого его получают,
или перед собиранием его в цилиндр для демонстрации го-
рения необходимо предварительно убедиться в его чистоте.
В противном случае при проведении опыта может произойти
очень сильный взрыв.
Для испытания водорода на чистоту им наполняют пу-
тем вытеснения воздуха пробирку (держать вертикально
вверх дном), которую в отдалении от прибора подносят к
пламени спиртовки или газовой горелки. Если слышится
резкий взрыв, то это означает, что водород смешан с возду-
хом. В этом случае нельзя поджигать водород непосредст-
венно у прибора, так как может наступить сильный взрыв.
Необходимо повторно испытать водород на чистоту, до-
биваясь того, чтобы при поджигании водорода в пробирке
слышался лишь легкий хлопок. Только после этого мож-
но поджигать водород у выхода из прибора.
При условии тщательного испытания водорода на чис-
тоту работа с ним совершенно безопасна.
S2
I -- ----- -- - -- -- - -- -- - -- -- - --
2. СВОЙСТВА ВОДОРОДА
Физические свойства. Отсутствие у водорода цвета, за-
паха наблюдаются учениками при получении водорода; од-
нако в связй с содержанием в цинке примесей получаемый
‘ обычным Способом водород имеет неприятный вкус и запах.
Поэтому .лучше брать водород, полученный электролизом
воды или очищенный пропусканием через щелочной раст-
вор перманганата калня.
Легкость водорода может быть показана на многих опы-
тах или подтверждена ими (зависит от целей).
Опыт 2. а) Доказательство легкости водорода путем
взвешивания его на весах. Для проведения опыта на весах г/
тарируют подвешенную вверх дном колбу с воздухом, в ко- г
торую пускается струя водорода, лучше предварительно
высушенного. Чашка весов, на которой находится колба с
водородом, поднимается вверх. Это хорошо заметно потому,
что водород в 14,5 раза легче воздуха (1 л воздуха весит
1,29 а, 1 Л водорода — 0,09 г).
б) Переливание водорода из одного сосуда в другой.
Водородом наполняют небольшой цилиндр путем вытесне-
ния из него воды. Затем над ним помещают другой с
воздухом, в который и переливают водород. (Второй
цилиндр лучше брать немного меньшего размера.) Боль-
шой цилиндр ставят на стол, а меньший подносят к огню.
Происходит вспышка находящегося в нем водорода. Во
втором при внесении в него огня вспышки не происходит.
в) Наполнение водородом мыльных пузырей. Сначала
готовят мыльную пену. Для этого в фарфоровую чашку
настругивают туалетного мыла или, еще лучше, кладут
мыльный порошок для бритья и приливают немного воды.
Испытывают мыльную пену путем выдувания обычных мыль-
ных пузырей (через прямую стеклянную трубку, которую
берут в рот). Для того чтобы стенки мыльных пузырей сде-
лались более прочными, в мыльную пену полезно добавить
несколько капель глицерина. На газоотводную трубку от
аппарата Киппа лучше При помощи резинки надставить ал-
лонж или просто отрезок широкой стеклянной трубки. В
широкую Трубку или. “аллонж полезно вставить ватный
тампон. Вата Йоглощает мельчайшие капельки кислоты,
которые содействуют разрушению мыльных пузырей.
Пускают сильный ток водорода и конец газоотводной труб-
ки опускают в мыльную пену. Конец трубки держат слегка
-98
наклонно и регулируют краником аппарата Киппа так,
чтобы надувались небольшие пузыри (диаметром 4—5 мм).
Теперь резким движением руки*пузырь отрывают от кон-
ца газоотводной трубки. Мыльный пузырь поднимается к
потолку.
О п ы т 3. Диффузия водорода через пористые перегород-
ки (рис. 59). Для опыта в U-образную трубку наливают
Рис. 59. Диффузия водорода.
подкрашенную воду, В одно
колено трубки вставляется
доходящая до дна трубка с
оттянутым концом, в дру-
гое— соединенная с пори-
стым сосудом (изготовлен-
ный из необожженной гли-
ны) трубка, конец которой
не должен доходить до по-
верхности воды. Пористый
сосуд покрывается стака-
ном с водородом. Из труб-
ки с оттянутым концом бьет
фонтан.
Объясняется это тем,
что окружающий пористый
сосуд водород проникает в
него быстрее, чем выходит
из него воздух. В результате чего давление, оказываемое
на воду, делается выше атмосферного и она вытесняется
из трубки.
При снимании стакана с водородом наблюдается обрат-
ное явление — воздух пробулькивает через воду в U-образ-
ную трубку, так как теперь водород выходит из пористого
сосуда быстрее, чем проникает в него воздух.
U-образную трубку закрепляют в лапке штатива или
на деревянной подставке. Рядом с Прибором ставят кристал-
лизатор или простоквашницу для собирания разбрызги-
ваемой воды.
3. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДОРОДА
. В теме «Водород» изучают только немногие его хнми-
четкие свойства:
р а) рёйкция горения водорода и обнаружение продуктов
горения;

б) свойства гремучего газа;
в) восстановительные свойства водорода.
Многие другие его свойства, например способность к
соединению с хлором, серой и др., рассматриваются позднее
в соответствующих местах данного руководства.
• Горение водорода. Способность водорода к горению
наблюдается при проведении опытов его получения, так
как почти каждый из них сопровождается поджиганием во-
дорода. Однако для обнаружения продуктов горения ста-
вятся специальные опыты.
Рис. 60. Горение водорода и взрыв гремучей смеси:
а—горение водорода в кислороде, б—горение водорода в воздухе, в— взрыв
гремучей смеси в цилиндре, г взрыв гремучей смеси с воздухом в жестяной
банке.
Опыт 4. Горение водорода в кислороде (рис. 60, с).
Начинать в школе знакомство с горением водорода целе-
сообразнее всего с опыта сжигания его в кислороде.
В цилиндр или материальную банку набирают киело-
род и вносят в него зажженный у конца изогнутой газоот-
водной трубки водород. Происходящее иногда при этом
гудение объясняется затягиванием в банку воздуха взамен
затраченного на горение кислорода. На стенках банки за-
метны капельки воды, что и приводит учащихся к выводу,
что при горении водорода получается вода.
95
О п ы т 5. Горение водорода на воздухе. Как и в преды-
дущем опыте, получается и поджигается проверенный на
чистоту водород, пламя направляется внутрь стакана (рис.
60, б). Наблюдается отпотевание стенок стакана.
О п ы т 6. Взрыв гремучей смеси, а) Для формирования
понятия о гремучей смеси ее готовят смешиванием водорода
и кислорода в объемных отношениях 2:1.
Цилиндр для собирания газа наполняют соответствую-
щим количеством кислорода (’/8) и водорода (2/3). Под во-
дой полученную смесь закрывают стеклянной пластиной,
цилиндр обертывают полотенцем и ставят на стол. Снимают
пластину с цилиндра и гремучую смесь поджигают при по-
мощи длинной лучины (рис. 60, в).
Хотя опыт в цилиндре совершенно безопасен, обертыва-
ние полотенцем является необходимой предосторожностью,
так как причиной несчастного случая может быть незаме-
ченное нарушение целостности поверхности стекла (цара-
пина, трещина и т. п.).
/ О п ы т 7. Взрыв смеси водорода с воздухом в консервной
банке (рис. 60, а). Для этой цели лучше выбрать довольно
высокую и узкую жестяную банку (такие часто бывают
из-под какао). Тонким гвоздем в дне банки делается неболь-
шое отверстие, которое заклеивается влажной бумажкой,
или закрывается заточенной спичкой. Такую банку с
подложенной под ее край лучиной для свободного досту-
па воздуха ставят на стол вверх дном и наполняют водо-
родом.
При сильной струе водорода только что заряженного
аппарата Киппа наполнение продолжается 2—3 мин. За-
крывают аппарат Киппа,из-под банки убирают газоотводную
трубку. Отверстие банки открывают и быстро на длинной
лучине к нему подносят огонь. Сначала водород загорает-
ся спокойно, далее слышно гудение — банка начинает
«петь», звук постепенно повышается и, наконец, раздается
оглушительный взрыв. Банка летит к потолку и падает
на стол приблизительно на то место, на котором стояла.
Перед проведением опыта со стола все должно быть убра-
но, а производящий опыт должен немного отойти от стола.
Если при поджигании банка была только частично на-
полнена водородом, то взрыв происходит сразу при под-
несении огня.
Описанный опыт очень нравится учащимся, но его ме-
тодическая ценность невелика. Допустима его демонстра-
|9S
ция только после того, как учащиеся выяснили на менее
эффектных опытах сущность явления.
Опыт может быть использован для показа учащимся
силы взрыва при поджигании смеси водорода с воздухом и
(необходимости осторожности в обращении с ним.
Q л Ы т 8. Восстановление окиси меди водородом. Свой-
ства водорода восстанавливать металлы из окислов обыч-
но демонстрируют на реакции его взаимодействия с окисью
меди. Для этого проверенный на чистоту водород- пропус-
кают над нагреваемой окисью меди. Пробирку закрепляют
в штативе немного наклонно вниз отверстием с тем, чтобы
образующаяся при реакции вода стекала.
Для лучшего обнаружения красной меди остаток после
опыта растирают в фарфоровой ступке, на которой при этом
можно заметить налет металлической блестящей меди. На-
ДО иметь в виду, что охлаждать полученную медь надо в токе
водорода, иначе часть восстановленной меди снова окис-
взять побольше окиси меди, то после пропускания
да и сильного нагревания ее можно на некоторое
отставить нагревательный прибор. Наблюдается
раскаливание.юкиСй меди, так как восстановление
эи/1йдаййтсй реакцией экзотермической.
“ ЙгЪпыт кладется в основу формирования
Ыислительно-восстановительных процессах.
Весе Сущность окислительно-восстановительных
воспринимается -как результат присоединения и
Йя кислорода. Здесь Же дается первое понятие об
е (веществе, отдающем свой кислород) и вос-
(Веществе, отнимающем кислород).
$^№ЬСЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
, дЗ^'Зтроделайте опыты и соберите приборы по книге В, С. П о -
Л^Ина «Школьный эксперимент по неорганической химии»,
Д'М- Самодельные приборы для получения--.водорода (стр. 110,
рнс. 5—7). »'
" 2. Прибор для получения водорода электролизом воды.
(стр. 111, рис. 5—9).
3. Опыты доМ^ншо«врдор!ода (стр. ИЗ, рис. 5—11).
II. Ск^рнтё, ...Приборы . для электролиза воды по книге
А. А..Г ft к ° т о «Опыты по химии», 1957 (стр. 66—69,
рис, 26, А; 27, 28). ’ . *
4 Заказ 139
97
Контрольные вопросы
1. Какое преимущество аппарата Киппа в сравнении с други-
ми приборами для получения газов?
2. Как проверяют водород на чистоту? Для чего это нужно?
3. Следует ли пользоваться аппаратом Киппа при выяснении
сущности реакции получения водорода взаимодействием цинка с
кислотой?
4. Почему при формировании понятия о гремучей смеси газов
неправильно начинать с опыта взрыва смеси газов в консервной
банке?
5. Разъясните причину, вызывающую возникновение фонтана
при диффузии водорода через пористые перегородки.
6. Опишите известные вам способы получения газов.
7. Какие приборы используются для очистки и осушки газов?
8. Какими жидкими и сухими веществами можно пользоваться
для осушки газов?
Решите задачи: 1—147; 1—170; 3—47; 4—51,
РАБОТА 12. КИСЛОРОД. ОЗОН. ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА
Оборудование: газометр, банки, колба, весы, озонатор, индук-
ционная катушка, аккумулятор (или выпрямитель).
- Сера, фосфор, натрий, железо, бертолетова соль, марганцово-
кислый калий, парафин, известковая вода, лакмус, крахмальный
клейстер, раствор йодистого калия, перекись водорода, азотно-
кислый свинец Pb(NOs)2, сероводородная вода, двуокись марганца
МпОа. '
Перед изучением эксперимента по данному разделу
необходимо познакомиться со способами хранения газов и
научиться работать с газометром. Заполните газометр кис-
лородом.
Хранение газов. В практической работе часто прихо-
дится пользоваться предварительно собранным газом.
Это важно потому, что в большинстве случаев изучение
свойств газа предшествует знакомству со способами его
получения.
Самым простым способом сохранения предварительно
собранного до урока газа является оставление его в. плотно
закрытых материальных банках. Хранение таким способом
большого количества газа в течение длительного времени
невозможно.
Для этой цели удобно пользоваться специальным прибо-
ром для хранения газов — газометром. Последний пред-
ставляет собой большую (на 3—5—8 и более литров) бутыль
с тубулусами в верхней и нижней ее частях; в горло буты-
ли вставлена воронка с краном (рис. 61).

Верхний тубулус закрывается резиновой пробкой е
вставленной в нее стеклянной трубкой с краном, который
может быть заменен зажимом на резиновой трубке. Нижний
тубулус закрывается резиновой или притертой стеклянной
пробкой, которая после заполнения газометра газом при-
вязывается к нему, так как в противном случае ее может
вытолкнуть давление поступающей воды.
Перед собиранием газа газометр заполняют водой так,
чтобы воздух в трубке его воронки был полностью вытес-
нен водой.
Наполнение газометра газом (рис. 61, г) проводят пу-
тем вытеснения воды; подачу газа удобнее проводить
через нижний тубулус газометра при закрытых его кранах.
Рис. 61. Газометр:
в—воронка с краном» б — собранный газометр, в — бутыль с нижИим и верх-
ним тубулусами, е—заполнение газометра, д — заполненный газометр, е —га-
зометр в действии.
Если в школе есть водопровод, то при заполнении газо-
метра его ставят в водопроводную раковину. При отсутствии
водопровода для заполнения газометра газом его ставят на
стол или табуретку, в нижний тубулус вставляют длин-
ный кусок марли так, чтобы она спускалась из газометра.
Под марлю подставляют ведро. Когда в нижний тубулус
вставляют газоотводную трубку и пускают газ, то под его
давлением вода стекает по марле в подставленное ведро. Не
следует слишком быстро подавать газ, иначе вода будет
сильно выливаться из газометра и попадет на пол.
. Нельзя переносить газометр одной рукой, так как по
ошибке можно ваять за воронку и разбить его. Газометр
берут двумя руками: одной поддерживают за дно, а
другой — за горло бутыли.
В школьной практике не следует в газометре хранить го-
рючие газы (водород, метан, ацетилен и др.), так как это
99
4*
может стать причиной серьезных несчастных случаев. Га-
зометр можно применить в качестве, аспиратора,.— прибо-
ра, используемого для просасывания газов. Для этого в
нижний тубулус вставляют резиновую пробку с длинной
резиновой трубкой, конец которой опускают в раковину
или в ведро. Стеклянную трубку с краном из верхнего ту-
булуса соединяют с каким-либо прибором (например, при-
бором для получения синтетической соляной кислоты). При
открывании крана из нижнего тубулуса вытекает вода, в
результате чего из присоединенного прибора в газометр
засасываются газы. Скорость отсасывания газов регулиру-
ют краном газометра.
I. Кислород
Эксперимент по кислороду согласно школьной прог-
рамме сводится к трем основным разделам: а) получение
кислорода; б) свойства кислорода; в) озон. На реакциях по-
лучения кислорода и озона можно дать понятие об эндо-
термических, а на реакциях горения — об экзотермических
процессах.
О п ы т 1. Получение кислорода, а) В три пробирки кла-
дут немного (на кончике перочинного нбжа) бертолето-
вой соли, марганцовокислого калия, окиси ртути и сильно
их нагревают. Во всех случаях выделяется кислород, ко-
торый обнаруживают тлеющей лучиной.
б) Так же прокаливаются сода, сернокислый калий и
окись меди. При испытании тлеющей лучиной кислорода
не обнаруживается. ' :
Вывод: при нагревании только определенных, содержа-
щих кислород веществ выделяется кислород.
в) Готовят смесь из 4 весовых частей бертолетовой соли
и 1 весовой части двуокиси марганца. Такую смесь насы-
пают в пробирку так, чтобы образовался слой высотой
1—1,5 см. В, другую пробирку кладут столько же чистой
бертолетовой соли. Каждую пробирку вверху обматывают
железной или медной проволокой. При помощи проволоки
соединяют обе пробирки так, чтобы каждая из них на-
ходилась друг от друга на расстоянии около 1 см. Пробир-
ки вешают на стержень кольца или лапки штатива и под-
ставляют под них пламя спиртовки или газовой горелки
так, чтобы они одинаково обогревались (рис. 62)Л- Когда
расплавится бертолетова соль, в пробирку опускают тлею-
щую лучину. Она или немного разгорается, или остается
100
без изменения. При опусканий же тлеющей лучины во вто-
рую пробирку (смесь бертолетовой соли и двуокиси марган*
ца) лучина ярко вспыхивает.
г) Так как учащиесй могут сделать вывод, что кислород
выделяется /при нагревании двуокиси марганца (катализа-
тора),тов одну пробирку насыпают не-
много бертолетовой соли, а в другую — дву-'
окиси марганца и- опыт проводят, как в
н в предыдущем случае (в). При одинако-
вом /нагревании, когда бертолетова соль
расплавится, испытывают выделение кис-
лорода в обеих пробирках. Его не, обнару-
живают в пробирке с двуокисью марганца1.
. О п ы т. 2. Получение кислорода в боль-
ших количествах, а) В пробирку насыпа-
ют смесь бертолетовой соли с,двуокисью
марганца8 (в:рТВ!мЬвН1Й 4 :1)к Эту смесь
нельзя раОтиратьступке! Если нужно, то
эти вещ^ства размельчают в ступке в отдель-
ности. С бертолетовой солью надо поступать
особенно осторожно. Ее нельзя растирать
пестиком, а им или ложкой = раздавливают
Рис. 62. Одно-
временное наг-,
ревание пробир-
ки, с бертолето-
вой солью и
смесью ее с ка-
тализатором.
' пробирки приготовленной смеси и, дер-
жа'пробирку горизонтально, осторожно постукивают ее о
ладонь, так, чтобы над смесью образовался зазор, необходи-
мый для выхода кислорода.. Пробирку закрепляют гори-
. зонтально, закрывают пробкой г газоотводной трубкой и
осторожно нагревают. Не перегреть, иначе кислород нач-
Шурно вь^йя^я; так как эта реакция слегка экзотер-.
мйчна. При перегревании горелку или спиртовку временно
отставить.
Кислородом заполняют газометр или материальные бан-
ки (вытеснением воды или воздуха, во втором случае пол-
ноту заполнения банки проверяют тлеющей лучиной).
б) Пробирку с марганцовокислым калием закрепляют
Двуокись Марганца может выделять кислород лишь при очень
сильном нагревании. В этом случае реакция идет так: -
4 MnOg = 2Мп2О8 +‘О2.
а Для удаления органических веществ двуокись- марганца
перед смешиванием ее с бертолетовой солью надо предварительно
прокалить.
101
слегка наклонно и нагревают. Разложение начинается уже
при 240°С. Так как при нагревании марганцовокислый ка-
лий распыляется и летит вместе с кислородом, то полезно
в верхней части пробирки положить рыхлый тампон из ваты.
Вата не должна соприкасаться со всей массой марганцо-
вокислого калия, иначе при нагревании она вспыхивает.
10 г марганцовокислого калия дают около 0,7 а кисло-
рода (такое же количество бертолетовой соли дает 3 г кис-
лорода).
Из проделанных опытов можно сделать вывод, что са-
мыми удобными для получения кислорода в школьных ус-
ловиях веществами из испытанных являются марганцово-
кислый калий (наиболее доступен) и бертолетова соль.
Преимущество последней, с одной стороны, заключается
в том, что она отдает весь свой кислород, с другой — в прос-
тоте уравнения протекающей реакции. Недостатком яв-
ляется ее малая доступность (часто отсутствует в продаже)
. и необходимость соблюдать осторожность в обращении.
На рабочих столах учащихся нельзя допускать одновремен-
ного наличия бертолетовой соли и веществ для сжигания в
кислороде (серы, фосфора, угля и т. д.).
1. СВОЙСТВА КИСЛОРОДА
Для изучения свойств кислорода обычно пользуются
заранее собранным в банках или газометре кислородом, так
как по методическим соображениям правильнее начинать
ознакомление с простыми веществами с изучения их
свойств, а на основании их формировать понятие об их по-
лучении.
Физические свойства: агрегатное состояние, отсутствие
цвета и запаха можно наблюдать, собрав кислород в банку
или газометр.
Опыт 3. Доказательство того, что кислород тяжелее
воздуха, а) На весах уравновешивается пустая жколба (с
воздухом), которую наполняют из газометра кислородом
(лучше просушенным). При этом равновесие нарушается,
колба с кислородом перевешивает.
б) Кислородом заполняют банку в 500 мл. .Собранный
кислород медленно переливают в другую банку емкостью
меньше первой (250—300 мл). Банку, из .которой перели-'
вали кислород, оставляют стоять вверх дном. Испытанием
тлеющей лучиной присутствие кислорода обнаруживается
102
только в меньшей банке. Если в первую очередь испытыва-
лось содержимое большей банки, то лучина может и в ней
воспламениться, но менее интенсивно, чем в меньшей банке.,
2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КИСЛОРОДА
О п ы т 4. Горение серы в кислороде. Подожженный на
воздухе кусочек серы вносят на ложечке в кислород. Она
горит в нем’.ярким синеватым пламенем.
Опыт 5. Горение фосфора в кислороде. Опыт проводит-
ся аналогично предыдущему.
.Опыт 6. Горение натрия в кислороде. Отрезают кусо-
чек натрия размером с горошину* тщательно просушивают
фильтровальной бумагой, очищают от корки окислов и кла-
дут на ложечку для сжигания (под кусочек натрия подкла-
дывают немного асбеста). Зажженный на воздухе натрий
ярко горит в кислороде.
Каждую из банок после сжигания ополаскивают водой,
получившийся раствор исследуют лакмусом. Горение ве-
ществ хорошо демонстрируется на черном экране (лист чер-
ной бумаги, классная доска).
Опыт 7. Горение в кислороде железа, а) К тонкой,
свернутой спиралью стальной проволоке прикрепляют ма-
ленький уголек или кусочек лучины. Приготовленную
спиральку закрепляют в пробке материальной банки, ко-
. торую наполняют кислородом. После этого в банку вносят
спиральку с раскаленным на воздухе угольком, от которого,
красиво разбрасывая искры* загорается и железо. (На дно
банки предварительно насыпают, песок, чтобы она не лоп-
нула от раскаленных капель окислов железа.)
. Аналогичный опыт можно сделать со стальным пером
или швейной иголкой.
Для опыта надо брать большую (не менее 0,5 л) банку.
Опыт приводит к выводу, что в кислороде горят некоторые
.вещества, не способные гореть на воздухе.
'^Ыб) Хорошо происходит горение железа при непрерыв-
ном поступлении кислорода, в .сосуд. В этом случае, даже
когда в банку с кислородом слишком рано опущена желез-
ная проволока с горящей лучинкой или угольком, опыт все
же-удаегся, так как все врёмя поступают все новые и новые
порции кислорода. Опыт можно проводить в небольшом со-
суде, в который опускается стеклянная газоотводная трубка
от газометра или от пробирки с марганцовокислым калием
(рис. 63, а). (В этом случае пробирку нагревают непрерывно.)
.103
в) Наиболее простой способ сжигания железа заключает-
ся в том, что его проводят в пробирке (риС. 63, б). Пробирку
с марганцовокислым калием закрепляют горизонтально
в лапке штатива.. Нагревают марганцовокислый кадий и к
отверстию пробирки подносят железную проволоку с кусоч-
ком дерева (от спички), который поджигают. Сначала горит
дерево, а затем—железо.
Рис. 63. Взаимодействие кислорода с различными веществами:
а — горение железа в сос уде с кислородом, бгорение железа в пробирке
с кислородом, а —горение кислорода в водороде.
Опыт 8. Горение кислорода в водороде (рис. 63, в).
Обычно свойства кислорода противопоставляют свойствам
водорода, утверждая, что водород горит, но не поддерживает
горение, а кислород поддерживает горение, но сам не горит.
Такой вывод хотя и верен, но односторонен. Сами поня-
тия «горючее вещество» и «вещество, поддерживающее его
горение» переместимы. Это может быть подтверждено
нижеописанным опытом. Путем вытеснения воды водородом
наполняют большой цилиндр, закрепляют в кольце и под-
жигают водород. Через Торящий водород в цилиндр быстро
вносится газоотводная трубка от газометра1. Кислород
ярко горит в водороде. Горение прекращается только после
того, когда весь.водород будет израсходован на горение.
Итак, горел кислород, а водород поддерживал горение.
При этом опыте наблюдается два пламени: одно у. края
К.Чтобы не опоздать с введением трубки, по которой идет кисло-
род, надо заранее открыть краны газометра — в воронке и в верхнем ;
тубулусе.
104
цилиндра горящего водорода, второе внутри цилиндра го-
рящего кислорода.
О п ы т9. Сжигание в кислороде сложных веществ. В ка-
честве примерасложного вещества можно взять парафин,
из которого состоят обычные свечи. Парафиновую свечу зак-
реплящт на проволоке, зажигают и вносят в кислород, в ко-
трром она горит значительно энергичнее., чем на воздухе.
В результате горения получается углекислый газ и вода,
наличие которых устанавливается наблюдением запотевания
стенок стакана й помутнения прилитой известковой воды.
Вывод: сложное вещество при горении образует окислы
тех элементов, йз которых оно состоит. *
11. Получение и свойства озона
Превращениелащда^ода в озон и обратный его переход
в кислород используются в преподавании химии для фор-
' мирования понятия об аллотропии и аллотропических видо-
п в в
Рис. 64. Получение озона:
а —заводской озонатор, б — самодельный озонатор, в—цилиндр для нолуче-
z . ния озона. у
изменениях.Позднеето жесамое может быть продемонстр и-
рованд на опыте перехода красного фосфора в белый. Само
Понятие об аллотропии весьма важно для выяснения разли-
чия в понятиях «простое вещество» и «химический элемент».
Опыт 10. Озон можно Получить в озонаторе, имеющем-
ся в продаже (рис. 64, а). Озонатор состоит из широкой стек-
лянной трубки, в которую впаяна узкая. В нее вставлена же-
105
лезная проволока, нижний конец которой остается свобод-
ным, а верхний соединен при помощи клемм с деревянной
подставкой. Наружная широкая трубка обмотана проволо-
кой, верхний конец ее остается свободным, а нижний соеди-
нен с клеммой. Для работы озонатора к верхней и нижней
клеммам присоединяют провода от вторичной обмотки ин-
дукционной катушки, дающей ток высокого напряжения.
Между железной проволокой, находящейся в узкой труб-
ке, и проволочной обмоткой широкой трубки возникают ти-
хие разряды электрического тока, под действием которых
кислород частично превращается в озон.
Для проведения опыта к озонатору через провода присо-
единяют индукционную катушку, пускают ее в действие и,
убедившись в хорошей работе катушки, выключают ее.
В сосуд с пробкой и газоотводной трубкой (а иногда прос-
то маленький стакан) наливают V2 объема воды, в которую
добавляют 8—10 капель заранее приготовленного раствора
крахмала и столько же раствора йодистого калия. Верх-
нюю газоотводную трубку соединяют с газометром, из ко-
торого пропускают кислород с такой быстротой, чтобы можно
было считать его пузырьки, проходящие через йод-крах-
мальный раствор.
Обращается внимание на то, что йод-крахмальный раст-
вор не изменяет своей окраски. Теперь включают индукцион-
ную катушку, и через некоторое время замечается посине-
ние йод-крахмального раствора, так как под действием
озона выделяется йод.
Неполадки в работе озонатора. При пропускании кис-
лорода могут не пробулькивать пузырьки газа через йод-
крахмальный раствор. Объясняется это тем, что резиновая
трубка, соединяющая озонатор с сосудом, в котором нахо-
дится йод-крахмальный раствор, под действием озона раз-
рушается, пронизывается массой отверстий. Эту трубку на-
до сменить. При повторном опыте (например, в параллель-
ных классах) надо через озонатор продуть воздух для уда-
ления оставшегося в нем озона от предыдущего опыта. В
противном случае эти остатки озона приведут к посинейию
йод-крахмального раствора при- пропускании кислорода
без включения индуктора.
При повторном опыте надо промыть сосуд, в котором на-
ходился йод-крахмальный раствор, и конец газоотводной
трубки, по которой проходил озон'.
Опыт 11. При отсутствии озонатора и газометра опыт
106
можно провести в упрощенном приборе (рис. 64, б). В про-
бирку насыпают 3—4 г перманганата калия. В верхнюю
часть пробирки кладут рыхлый тампон из ваты для погло-
щения пыли, образующейся при нагревании перманганата.
Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой, в го-
ризонтальной части которой помещают медную проволоку.
Конец газоотводной трубки опускают в стакан с йод-крах-
мальным раствором, как и в опыте 10. К горизонтальной
части газоотводной трубки присоединяют провода от индук-
ционной катушки на таком расстоянии, чтобы между ними
не проскакивали искры. Нагревают пробирку с перманга-
натом. Кислород пробулькивает, но изменения йод-крах-
мального раствора не наблюдается. При включении индук-
ционной катушки быстро наступает посинение йод-крах-
мального раствора. Это объясняется тем, что при включении
индуктора между внешними проводами трубки и проволоки,
находящейся в трубке, возникают тихие разряды тока, под
действием которых часть кислорода превращается в озон.
О п ы т 12. Образование озона можно наблюдать не толь-
ко в потоке кислорода, но и в спокойном состоянии. Для
этого в два цилиндра набирают кислород. В один цилиндр
опускают широкую спираль из проволоки и закрывают его
пробкой. Снаружи цилиндра сверху и снизу обматывают
два провода, которые соединяют с индукционной катушкой
(рис. 64, в). Через 2—3 мин работы катушки из цилиндра
вынимают пробку и вливают в него йод-крахмальный раст-
вор, который синеет. При вливании йод-крахмального раст-
вора в контрольный цилиндр с кислородом никакого изме-
нения окраски не наблюдается.
III. Перекись водорода
По новой программе перекись водорода изучается в сред-
ней школе в теме «Кислород и сера», после изучения темы
«Озон». Опыты с перекисью водорода должны отражать сос-
тав и свойства этого вещества. Исходя из свойств учащим-
ся будет понятно применение перекиси водорода.
При описании.опытов в большинстве случаев исполь-
зуется название «перекись водорода» без указания концен-
трации ее. Во всех случаях берут 3-процентный раствор
перекиси, имеющийся в продаже в любой аптеке. Если для
опыта требуется более концентрированная перекись водоро-
да, то на это специально указывается в описании опытов.
107
О п ы т 13. Перекись водорода как кислота. Опыт важен
тем, что он показывает, к какому классу неорганических
соединений относится это вещество. Перекись водорода рас-
сматривается как слабая кислота, а перекиси металлов —
как ее соли.
а) В пробирку налить немного раствора нейтрального
лакмуса, к которому добавить перекиси водорода. Лакмус
приобретает розовую окраску. При отсутствии раствора лак-
муса в перекись водорода опускают синюю лакмусовую бу-
мажку и убеждаются в кислотных свойствах изучаемого
соединения.
б) К насыщенному раствору гидрата окиси бария при-
ливают перекись водорода. Выпадает осадок перекиси бария.
Эту реакцию можно рассматривать как процесс нейтрали-
зации кислоты — перекиси водорода щелочью — гидратом
окиси бария:
НА + Ва(ОН)2 = ВаО2 + 2Н2О.
i
О п ы т 14. Разложение перекиси водорода под влиянием
катализаторов, а) В пробирку с перекисью водорода доба-
вить немного двуокиси марганца. Сразу начинается разло-
жение перекиси водорода, в результате которого выделяет-
ся кислород. Его обнаруживают по вспыхиванию тлеющей •
лучины.
‘ v б) В качестве катализатора можно взять аммиачный
раствор солей двувалентной меди. (В пробирку с раствором
медного купороса добавить нашатырного спирта до обра-
зования раствора интенсивно синего цвета.) При добавле-
нии этого раствора в перекись водорода она энергично раз-
лагается с выделением кислорода.
Опыт 15. Окислительные свойства перекиси водорода,
а) В пробирку с раствором азотнокислого свинца добавить
немногб сероводородной воды или сернистого натрия.
С полученного черного осадка сливают раствор, добавляют
воды, взбалтывают осадок и раствор после отстаивания сли-
вают с осадка. К промытому сернистому свинцу (взять его
немного) добавляют перекись водорода. Осадок приобре-
тает белый цвет.
Опыт иллюстрирует применение перекиси водорода в
реставрации картин, написанных красками со свинцовыми
белилами. <
б) В пробирку с небольшим количеством воды, слегка
подкрашенной фиолетовыми чернилами, прилить перекись
108
водорода. При нагревании пробирки в течение 1—2 мин
чернила обесцвечиваются. Если это происходит медленно,
то в пробирку добавляют немного двуокиси марганца —
начинается бурное разложение перекиси водорода, окрас-
ка раствора быстро исчезает.
в) Окрашенную шерсть или прядь волос обработать 10-
процентным раствором соды (при нагревании) и- опустить в
30-процентный раствор перекиси водорода. Пробирку ос-
тавить на некоторое время, когда будет заметно отбели-
вание волос.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
•<
Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. Я. Д. М о г И л я н с к и ft, Е. П. Костюченко,
Получение кислорода из перекиси водорода, 1953, № 6.
2. Ф. С. Стефкин, Катализаторы при получении кисло-
рода, 1956,. № 2. '
3. Ю. т:8 е р. Экспериментальное доказательство
того, что кислород тяжелее воздуха, 1957, № 6.
4' . И. И. Балаев, Получение кислорода из перекиси во-
дорода с применением жидких катализаторов, 1960, № 3.
5. В. И. С е м и ш и н, Получение кислорода в аппарате
Киппа, 1953, № 6.
&
' вопросы
1. Какие вещества удобнее всего использовать для получения
кислорода в школьной практике?
- 2. Какие недостатки и положительные стороны в этом отноше-
нии имеют маргаицовокислыш_калий ц бертолетова соль?
3. Какова методическая цель- опыта получения кислорода из
окиси ртути? /
4. Как экспериментально можно доказать, что двуокись мар-
ганца при цолучемийкислорода не является источником кислорода,
а служит катализатором?
5. Почему при открытии нижнего тубулуса газометра при
закрытых кранах вода из него не вытекает? По сделанным вами
рисункам покажите положение кранов газометра в процессе его
наполнения и использования хранящегося в нем кислорода.
6. Какие свойства озона отличают его от кислорода?
Решите задачи: 6—6; 6—'7; 6-—17; 6—19; 6—-25; 6—27.
- ' ‘ г РАБОТА 13. ВОЗДУХ. ГОРЕНИЕ
Оборудование: Стеклянный колокол, кристаллизатор, пробка
С газоотводной трубкой, стакан, пробирки, металлический тигель,
спиртовка, бумага, паяльная трубка, прямая стеклянная трубка.
Красный фосфор, известковая вода, медь (в виде порошка),
свеча, спички, древесный уголь, окись меди.
109
I. Состав воздуха
Опыт 1. Сжигание фосфора под стеклянным колоколом
(рис. 65). Стеклянный колокол размечают на шесть равных
по объему частей. Делают это следующим образом: колокол
закрывают резиновой пробкой и наполняют водой, объем
которой измеряется переливанием ее в мерный цилиндр.
Далее рассчитывают число миллилитров, равное одной шес-
той объема колокола, например, объем колокола равен
2,4 л, значит, одна шестая его объ-
ема равна 2,4 л : 6 = 0,4 л. Теперь
в колокол наливают найденное коли-
чество миллилитров воды, делая каж-
дый раз пометку ее уровня при по-
мощи воскового карандаша или на-
клеиванием цветных полосок бумаги,
которые покрывают парафином. Под-
готовленный таким образом стеклян-
ный колокол ставят в большой кри-
сталлизатор, открывают резиновую
пробку и приливают в кристаллиза-
тор воды до первого деления. Коло-
Рис. 65. Определение
состава воздуха.
кол вынимают из воды и на ее поверхность опускают
большую корковую пробку, на которую кладут крышку от
тигля или фарфоровую чашечку с небольшим количеством
фосфора. Фосфора надо брать столько, чтобы он соединил-
ся с кислородом, находящимся в объеме колокола, пример-
но 0,25 г на 1 л объема колокола. При очень большом коли-
честве фосфора сразу выделяется слишком много тепла;
воздух сильно расширяется, и часть его пробулькивает через
воду. Для поджигания фосфора сильно накаляют конец
стеклянной палочки, которой дотрагиваются до фосфора. ,
Горло колокола быстро закрывают резиновой пробкой (за-
крыть плотно, чтобы не проходил воздух!). Колокол посте-
пенно наполняется белым дымом — фосфорным ангидри-
дом, который затем растворяется в воде. Минут через 10—
15, когда рассеется белый дым и охладятся газы под коло-
колом, вода поднимается примерно на ’/5 объема колокола.
Для исследования оставшихся газов в чашку наливают
воды до ее уровня под колоколом, что необходимо для пре-
дотвращения затягивания при открывании пробки в со-
суд окружающего воздуха. Далее на короткое время проб-
ку открывают и содержимое исследуют горящей лучиной,
ПО
которая в нем гаснет. Для доказательства того, что остав-
шийся газ — азот, быстрым движением пробка заменяется
другой, со вставленной в нее газоотводной трубкой, конец
которой опускают в стакан с небольшим количеством из-
вестковой воды. При подливании воды в кристаллизатор
газы, находящиеся под колоколом, пробулькивают через
известковую воду, но никакого помутнения не наблюдается1
Опыт 2. Градуируют большую пробирку и отмечают
на ее поверхности приклеиванием узких полосок бумаги
пять равных объемов.
В пробирку насыпают немного порошка меди и плотно
закрывают резиновой пробкой. Пробирку встряхивают в
нагревают медь до почернения. После остывания пробирки
ее опускают в стакан с водой и вынимают пробку (под во-
дой). Пробирку приподнимают. Пятая часть ее заполняется
водой. Если воды засосалось меньше, то это происходит
по двум причинам: 1. Пробирка еще как следует не остыла.
Для быстрого охлаждения ее поливают водой. 2. Мало наг-
ревали медь, и не весь кислород с ней соединился. В этом
случае пробирку надо вытереть ватой, слегка подсушить
над пламенем и опыт снова повторить.
О п ы т 3. Для доказательства того, что в воздухе на-
ходится углекислый газ, в пробирку наливают 2—3 мл из-
вестковой воды и пробулькивают воздух при помощи резино-
вой грузи. Через несколькоминут известковая вода мутнеет.
Опыт 4. Подтверждение наличия в воздухе паров воды.
В стакан кладется снег или наливается очень холодная вода.
При внесении такого стакана в теплую комнату стенки его
покрываются мелкими каплями воды (стакан запотевает).
Z
II. Горение
О п ы т 5. Значение воздуха для горения, а) В большой
химический стакан (без носика) ставят маленький фарфо-
ровый тигель, в котором налито 2 мл бензина. Зажженной
лучиной поджигают бензин, стакан покрывают куском кар-
тона или фанеры. Сразу же прекращается доступ воздуха
и бензин гаснет.
б) На стеклянные пластины ставят две небольшие свечи. -
Свечи поджигают и одновременно прикрывают маленькой
и большой стеклянными банками. Под маленькой банкой
свеча быстро гаснет, под большой банкой (больше воздуха)
свеча горит продолжительнее.
ill
Рис. 66. Выделение
воды и углекислого
газа при горении ор-
ганических веществ.
On ы т 6. Выделение воды и углекислого газа при горе-
нии органических веществ (рис. 66). Стеклянным колоколом,
закрытым пробкой, или стеклянным колпаком накрывают
горящую свечу или спиртовку. При горении выделяются
водяные пары, от которых внутренние стенки колокола по-
крываются капельками воды. Когда горение вследствие из-
расходования, кислорода прекратится, колокол быстро пе-
ревертывают отверстием вверх и вливают в него 40—50 мл
известковой воды, которая заметно
мутнеет, если колокол несколько раз
встряхнуть.
Опыт 7. Вещества загораются
при определенной температуре нагре-
вания. а) В большой химический ста-
кан наливают 1/а пробирки кероси-.
на. Зажигают длинную лучину и нро-
буют ею поджечь керосин. Он не зато- ’
рается. Теперь в стакан наливают
кипящей воды (на */5 часть стакана).
При поднесении, горящей лучины к
поверхности керосина, всплывшего, из
воды, он загорается. Стакан прикры-
вают картоном или фанерой. Горение
прекращается. Почти дополна налива-
ют в стакан холодной воды. Керосин охладился. При под-
несении к нему горящей лучины он не горит.
б) В большой металлический тигель наливают 8—10 мл
скипидара. При поджигании лучиной скипидар не загорает-
ся. Тигель берут тигельными Щипцами и слегка нагревают.
При поднесении горящей лучины к поверхности горячего
скипидара он загорается. Погружают тигель в воду щип-
цами на г/з его высоты (не залить водой!). При погружении
слегка встряхивать скипидар . Постепенно пламя.уменьшает-
ся и, наконец, совсем гаснет. Тигель можно снова подогреть
и поджечь скипидар. При охлаждении тигля водой скипидар
опять гаснет. Не следует слишком перегревать тигель со
скипидаром. В этом случае его приходится очень продол-
жительно охлаждать в воде, чтобы скипидар погас.
О п ы т 8. Строение пламени. Внимательно рассмотрите
пламя спиртовки, свечи, газовой горелки. Зарисовать их.
Для опыта берут спиртовку, большую свечу и газовую горел-
ку (пламя ее делают маленьким). '
а) Быстрым движением головку спички Вносят в тем-
112.
ную (холодную) часть пламени спиртовки или газовой горел-
ки. Спичка довольно продолжительное время не загорается.
При передвижении, спйчкц в более горячую часть пламени
она моментально вспыхивает.
б) Сбоку, как бы разрезая пламя, внести лучинку, (рис.
67, а) и подержать ее в пламени несколько секунд (но не
до воспламенения ее!). Она обгорает в двух местах, середи-
на Же не обгорает.
• /’ д
‘2 f->'рйс. 67. Пламя:
а— йцесевие в пламя лучины, б — обугливание бумаги. ’
е—горючие газы внутренней части пламени, г —окисли-
тельное пламя, д — восстановительное пламя.
в) Берут толстую белую бумагу и ’вносят ее в пламя, как
бы разрезая его. Держать бумагу в пламени надо горизон-
тально несколько секунд. На бумаге остается черное коль-
цо (рис. 67е Ф- Если этот опыт проводится с газовой горел-
кой, то пламя делают совсем маленьким, .иначе бумага мо-
ментально вспыхивает.
О п ы т 9. Процессы, наблюдаемые в пламени, а) Не-
большую прямую стеклянную трубку (длиной 8—10 см)
взять тигельными щипцами и обогреть в пламени. Один
конец трубки внести в темную часть пламени (рис. 67, в).
По трубочке идет подогретое горячее вещество (пары спир-
та в спиртовке, пары парафина в свечке, газ газовой горел-
ки). У другого конца трубки горючие газы поджигают.
б) При поднимании конца трубки выше в пламени имеют- ’
ся продукты горения, и поэтому горение у конца трубки
сразу же прекращается.
ИЗ
в) Подносят стеклянную пластину к верхней части све-
тящегося пламени (свечи или газовой горелки с закрытой
воздушной заслонкой). На стекле осаждается копоть —
не сгоревшие частицы угля.
Опыт 10. Окислительное и восстановительное пламя.
При введении конца паяльной трубки внутрь пламени све-
чи и продувании воздуха возникает окислительное пламя
(рис. 67, г), а при касании его лишь с внешней стороны об-
разуется восстановительное пламя (рис. 67, д).
а) В большом куске древесного угля делают небольшое
углубление, в которое насыпают немного порошка окиси
меди. Конец паяльной трубки подводят к пламени свечи, в
которое слегка вдувают воздух. Получается светящееся
восстановительное пламя (рис. 67, д). Пламя направляют
на окись меди, которая восстанавливается до меди.
б) На получившийся в углублении угля порошок меди
направляют окислительное пламя. Для этого конец паяль-
ной трубки вводят в пламя свечи и сильно вдувают воздух,
так, чтобы образовалось острое несветящееся окислитель-
ное пламя (рис. 67, г). Медь чернеет, превращаясь в окись
меди.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Проделайте опыты по книге В. С. П о л о с и н а «Школь-
ный эксперимент по неорганической химии», 1959:
1. Растворение воздуха в воде (стр. 34—35, рис. 1—27, 1—28).
2. Определение состава воздуха (стр. 36—37, рис. 1—31).
3. Горение свечи под ламповым стеклом (стр. 39).
И. Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. А. В. Халов, Демонстрационный опыт по исследованию
температуры пламени свечи при помощи термопары, 1957, № 2.
2. Д. П. Королев, Лабораторная работа по определению
количества кислорода в воздухе, 1958, № 1.
3. М. П. Пятницкий, С. Ганина, Н. Гудимо-
в а, Количественное определение кислорода в воздухе, 1958, № 1.
Контрольные вопросы '
1. Наличие каких газов в воздухе подтверждает опыт сжига-
ния фосфора под стеклянным колоколом?
2. Как доказать присутствие углекислого газа в воздухе?
3. Как показать выделение углекислого газа и воды при горе-
нии органических веществ?
4. Сравните два опыта, доказывающие то, что вещества заго-
раются при определенной температуре (опыт с керосином и скипи-
даром). Какой из этих опытов протекает более быстро, наглядно
и доступно для учащихся?
5. Как доказать, что внутренняя, темная часть пламени более
холодная, по сравнению с другими частями пламени?
114
6. Каковы свойства окислительного и восстановительного пла-
мени? Как это показать на опыте?
Решите задачи: 10—45; 10—46; 10—48; 10—51.
РАБОТА 14. СЕРА И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ
Оборудование: пробирки, стакан с водой, хлоркальциевая
трубка, аппарат Киппа, прибор для получения сероводорода, при-
бор для получения сернистого газа, цилиндр, прибор для окисле-
ния сернистого газа, весы, тигли, кристаллизатор.
Сера, серная кислота (конц. и раствор 1 : 5), растворы щело-
чи, азотнокислый свинец (РЬ (МОз)г), соляная кислота (1 : 2), лак-
мус, бромная вода, сернистое железо, сульфит натрия (NasSOs),
медь, фуксин, железный купорос, бихромат аммония, сахар, раствор
хлористого бария.
При работе с серой и ее соединениями надо принимать
необходимые предосторожности, чтобы не отравиться (работа
под тягой, поглощение газов щелочью и др.).
При работе с концентрированной серной кислотой надо
следить за тем, чтобы не создавались условия засасывания
воды в прибор, в котором происходит реакция, так как это
может привести к взрыву (взаимодействие концентрирован-
ной серной кислоты с водой), в результате которого брызги
серной кислоты могут причинить серьезные ожоги, испор-
тить одежду, а осколки — поранить работающего.
I. Сера и ее свойства
Опыт 1. Особенности плавления серы. В пробирку
на Vs ее объема положить мелких кусочков серы (серный
цвет для этих целей менее пригоден, так как при его плавле-
нии наблюдается сильное вспенивание). Пробирку взять
держалкой и нагреть серу до плавления ( + 119°С). При
дальнейшем нагревании сера темнеет и начинает загусте-
вать (максимальное загустевание при + 200° С), в этот
момент пробирку можно, на мгновение опрокинуть отвёрсти-
ем вниз и сера не выльется. Еще при более сильном нагре-
вании сера снова разжижается и при 445°С кипит. Кипя-
щую серу выливают в стакан или кристаллизатор с водой,
делая при этом пробиркой круговое движение. В воде
застывает пластическая сера. Если вынуть ее из воды (при
помощи стеклянной палочки), то она растягивается подоб-
но резине.
О п ы т 2. Химические свойства серы. Опыты по взаимо-
действию серы с металлами и кислородом были уже про-
115
деланы. Большой интерес и значение для учащихся пред-
ставляют опыты по взаимодействию серы с водородом.
а) В хлор кальциевую трубку кладут немного серы. Один
конец трубки закрывают пробкой с изогнутой газоотвод-
ной трубкой, которую опускают в стакан с раствором азот-
нокислого свинца или медного купороса (рис. 68, а). С дру-
гого конца трубку соединяют с прибором для получения во-
дорода (аппаратом Киппа или каким-либо другим прибором).
Проверяют водород на чйстоту (не у выхода прибора для
Рис. 68, Получение сероводорода:
а — опыт в трубке, б — опыт в. пробирке, е-~ взаимодействие серы с
водородом в пробирке.
получения водорода, а у конца газоотводной трубки соб-
ранного прибора, для этого на время эту трубку поворачи-
ваютотверстием вверх). После проверки водорода на чисто-
ту нагревают серу. Водород реагирует с серой, образуется
сероводород. Это обнаруживается по выделению чёрного
осадка сульфида свинца или меди.
Если учащиеся еще не знают реакций между сероводоро-
дом и солями, то целесообразно в стакан наливать не раст-
воры солей свинца или меди, а воду. После образования
сероводородной воды ее дают понюхать учащимся^
б) Взаимодействие водорода с серой можно показать на
лабораторном опыте в пробирке (рис, 68, в). >! ’
В пробирку кладут кусочек серы величиной сТорошину
и чуть-чуть подогревают дно пробирки, чтОбысера прилип-
116
ла к стеклу. После остывания пробирки в ее отверстие вкла-
дывают синюю лакмусовую бумажку так, чтобы она прилип-
ла к стенкам пробирки. Пробирку опрокидывают дном вверх
и заполняют водородом при помощи вытеснения воздуха.
После заполнения водородом отверстие пробирки закрывают
вдвое; сложенным листком чистой белой бумаги, смоченной
раствором азотнокислого свинца (в это время пробирку дер-
жат дном вверх!). Бумагу вдавить большим пальцем в про-
бирку. Затем пробирку перевертывают отверстием вверх и,
продолжая держать отверстие пробирки пальцем, нагре-
вают, серу до кипения. Лакмусовая бумажка краснеет, филь-
тровальная бумага покрывается темным налетом сульфида
свинца. Если отнять палец от пробирки и понюхать, то ощу-
щается'запах сероводорода.
II. Сероводород
Опыт 3. Получение сероводорода. Сероводород мож-
но получить в любом из приборов для получения водорода,
взаимодействием сернистого железа с раствором серной кис-
лоты (1 : 5) . или соляной кислоты (1 : 2). Получите серово-
дород в пробирке (рис. 68, б). Возьмите 5—6 кусочков сер-
:ни^1®:^Й^а’иелй§йной с горошину и 1/2 пробирки за-
полните раствором соляной или серной кислоты. Если сна-
чала реакция идет плохо, то пробирку слегка подогрейте.
Сероводород сильно ядовитый газ. Поэтому все опыты с ним
делайте под тягой! После опытов с сероводородом содержи-
мое пробирки вылейте в склянку для отработанных реак-
тивов (под тягой). .у '
O n ыт 4.Горение сероводорода. Пробирку для полу-
чения Сероводорода закрыть пробкой с прямой газоотвод-
ной трубкой, с оттянутым концом. Выждать время, когда
весь воздух вытеснится из пробирки, поджечь сероводород.
Какого цвета пламя? При горении сероводорода выделяет-
ся вода и сернистый газ. Образование сернистого газа под-
тверждаюттем, что над пламенем горящего сероводорода
держат влажную синюю лакмусовую бумажку, которая
краснеет. Если догронутьсй до плцменй сероводорода хо-
лодной фарфоровой чашкой, на.ней останется налет серы,
так как при охлаждении пламени сероводорода он сгорает
не до сернистого газа, а до серы.
Опыт б. Сероводородная вода и сернистые металлы,
а) В пробирке сменить пробку с прямой газоотводной труб-
117
кой на пробку с изогнутой газоотводной трубкой. Конец
этой трубки опустить в стакан с водой. Пропустите в тече-
ние нескольких минут сероводород через воду, которую'
затем налейте в три пробирки.
б) В пробирку с сероводородной водой подлить немного
бромной воды. Наблюдается выделение серы.
в) При подливании к сероводородной воде раствора азот-
нокислого свинца выпадает осадок сульфида свинца.
г) С медным купоросом, сероводородная вода дает тем-
ный осадок сульфида меди.
Ш. Сернистый газ и сернистая кислота
О п ы т 6. Получение сернистого газа. В школьной хи-
мической лаборатории сернистый газ получают одним из
двух способов:
а) В колбу кладут твердый сернистокислый натрий.
Колбу закрывают пробкой с капельной воронкой (см. стр.
86, рис. 54, а или б). При подливании концентрированной
серной кислоты выделяется сернистый газ (кислоту надо под-
ливать каплями, когда наблюдается сильное выделение га-
за, то приливание кислоты прекращают). Реакция идет без
нагревания.
б) К меди (стружки, опилки или проволока) подливают
концентрированную кислоту и. нагревают. Опыт удобно
проводить в приборе, изображенном на рисунке 54, а (стр.
86). Собирают сернистый газ вытеснением.воздуха (см. стр.
88, рис. 57, в).
Опыт 7. Растворение сернистого газа в воде. Поста-
вить цилиндр отверстием вверх и заполнить его сернистым
газом. Полноту заполнения контролируют как и с угле-
кислым газом — горящая лучина в сернистом газе гаснет.
Цилиндр закрывают стеклянной пластиной и отверстием
вниз опускают в кристаллизатор с водой. При покачива-
нии цилиндра' вода постепенно в него заходит. Раствори-,
мость сернистого газа в воде очень велика и при комнат-
ных условиях равна в среднем 40 объемам газа на 1 объем
воды, что составляет приблизительно 10% по весу. Боль-
шая растворимость всегда позволяет учащимся делать вы-
вод, что в таком случае между растворяющимся газом и
растворителем происходит химическая реакция. '
On ы т 8. Химические свойства сернистой кислоты. В
склянку налить 100—150 мл воды и пропустить в нее в те-
118
чение нескольких минут сернистый газ, так чтобы раствор
имел сильный запах. Такую склянку закрывают пробкой.
Сернистая кислота потребуется для последующих опытов,
в частности в разделе о серной кислоте.
а) В пробирку налить 3—4 мл воды, добавить несколь-
ко капель раствора щелочи и 1—2 капли раствора фенол-
фталеина. Нейтрализовать полученный раствор сернистой
кислоты.
б) */8 объема пробирки заполнить водой, подкрашенной
фуксином. Добавить в подкрашенную воду сернистой кис-
лоты и размешать раствор. Сернистая кислота дает бесцвет-
ный раствор с органическими красителями. Нагреть раст-
вор до кипения. Окраска фуксина снова восстанавливает-
ся. Почему?
IV. Серная кислота
Опыт 9. Получение серной кислоты контактным спо-
собом, а) В большую банку наливают концентрированный
раствор сернистой кислоты. Банку закрывают корковой
Рис. 69. Получение серной кислоты:'
| а-—катализатор—раскаленная спираль с кусочком кирпича,
б— катализатор —окись*хрома или двуокись марганца.
пробкой, в которой в середине просверлено отверстие для
входа воздуха и пропущены два железных или медных элек-
трода, соединенных вйизу кусочком электроспирали (рис.
69, а). В спираль помещают небольшой кусочек красного
кирпича. Его предварительно несколько раз опускают в
119
раствор железного купороса и сильно прокаливают в пла-
мени. При нагревании железный купорос обезвоживается
и разлагается:
2FeSO4 = Fe2O3 + SO3 + SO2.
Кирпич покрывается мелко раздробленной окисью желе-
за, являющейся хорошим катализатором для окисления
сернистого газа. Кроме того, в состав кирпича входят окис-
лы железа и других металлов, а спираль покрыта окисла-
мй, которые катализируют окисление сернистого газа.
Для опыта спираль включают в электросеть через реос-
тат или электроплитку (схему включения см. на стр. 53,
рис. 41, б),
Когда накалится спираль и кирпич, нагревается сер-
нистая кислота, летит сернистый газ, который окисляет-
ся кислородом воздуха до серного ангидрида, дающего во
влажных условиях мельчайшие капельки серной кислоты.
Банка заполняется белым туманом, состоящим из капе-
лек серной кислоты. . Если несколько раз встряхнуть бан-
ку, то через 3—4 лшн в ней Накапливается немного серной
кислоты. Это обнаруживается тем, что раствор из банки
переливают в стакан и добавляют раствор хлористого ба-
рия. Выпадает осадок сульфата бария. Успех опыта зависит
главным образом от двух причин:
1. Раствор сернистой кислоты надо брать концентриро-
ванным, от него должен ощущаться резкий запах сернисто-
го газа.
2. Надо взять побольше спираль, погуще сомкнуть ее
кольца, чтобы лучше нагревался кусочек кирпича.
б) Можно обойтись и без электрообогревания. Для этого
собирают прибор по рисунку 69, б. В небольшую колбу
наливают немного концентрированного раствора сернис-
той кислоты. В колбу вставляют пробку с двумя трубками.
Одна из них соединена с резиновой грушей для нагнета-
ния воздуха (ее можно заменить газометром), а другая —
со стеклянной трубкой, в которой находится катализатор
со свежеприготовленной окисью, хрома1 или двуокисью мар-
ганца. Катализатором заполняют трубку так: кладут рых-
лый тампон асбеста и на него насыпают окись хрома.
В начале опыта сильно нагревают окись хрома, затем
при помощи резиновой груши энергично прогоняют воз-
1 Приготовление смотрите на стр. 181, .«Хром».
1» '
дух, который захватывает двуокись серы. Смесь этих газов,
проходя над нагретым катализатором, и дает серный ан-
гидрид: сернистый газ окисляется кислородом воздуха.
Серный ангидрид проходит через воду (небольшая колба или
банка с водой). Над водой образуется густой белый туман,
состоящий из мельчайших капелек серной кислоты. Кол-
бочку с водой можно прикрыть тампоном из ваты, чтобы в
воздух не летел туман из капелек серной кислоты. После
проведения опыта в течение 3—4 мин в колбе-приемнике
при помощи хлористого бария можно обнаружить образо-
вание серной кислоты.
Возможные неполадки в проведении опыта
1. Если взять раствор сернистой кислоты небольшой
концентрации, то опыт‘не Шет, так как при продувании
воздуха не летит двуокись серы (ее мало в воде).
2. Иногда пробулькивает воздух только через раствор
сернистой кислоты, но не пробулькивает через воду в кол-
бе-приемнике. Это происходит по следующим причинам:
прибор негерметичен. Слишком плотно утрамбован асбест
и катализатор, так что через трубку не проходит воздух;
иногда лри; этом Вылетает пробка из каТализаторной труб-
ки. В этом случае надо проволокой разрыхлить асбест и
окцсь хрома.
. После прекращения нагревания катализатора не забудь-
те газоотводную трубку вынуть из колбы-приемника, иначе
раствор засосет в горячую катализаторную трубку и она
лопнет! - -
Олнт 10. Свойства серной кислоты, а) Обугливание
лучимы, Серная кислота разрушает древесину, отнимая
воду и выделяя свободный углерод, при опускании лучины
в концентрированную кислоту наблюдается ее обуглива-
ние. После ополаскивания в воде лучину демонстрируют
учащимся, которые делают вывод, что серная кислота спо-
собна отнимать элементы Ноды и от Сложных веществ, что
работы;^: нею.
Обугливание бумаги. На бумаге что-нибудь пишется
г или рйсуется рйй^а&йнным раствором серной кислоты.
После осторожного Нагревания водй Испаряется, а серная
кислота делается более кднцёйтрированнОй, вследствие
чего бумага обугливается и на ней появляется надпись или
рисунок.
I
121
в) Обугливание концентрированной серной кислотой са-
хара. В стакан на 100—150 мл кладут 10 г истертого в поро-
шок сахара. К тонко растертому сахару приливают 1 мл
воды до образования густой кашицы; после этого к сахару
приливается 5 мл серной кислоты. После перемешивания
сахар обугливается, а получившийся углерод частично окис-
ляется в углекислый газ за счет восстановления серной
кислоты до сернистого газа. Выделяющиеся газообразные
продукты вспучивают всю массу, которая выходит из ста-
кана.
Взятый для опыта стакан с сахаром, из предосторожности
следует поставить на асбестированную сетку, так как часто
из стакана выходит пористая масса угля и падает на стол.
V. количественное определение кристаллизационной
воды в кристаллогидратах
Опыт 11. На школьных весах взвешивают тигель с
точностью до 0,01 afy. Затем в него кладется отвешиваемый
кристаллогидрат, например медный купорос (около 2 а),
и проводится взвешивание тигля с веществом б. Тигель с
солью в течение 10—12 мин прокаливают (удобно на элект-
роплитках или газовой горелке) до полного удаления воды,
до исчезновения синей окраски медного купороса. После
этого тигель ставят остывать; Охлажденный тигель с ве-
ществом взвешивают в. После повторного прокаливания
производится новое взвешивание, совпадение результа-
тов двух взвешиваний показывает полноту удаления воды.
В тетради делается запись, например:
Вес пустого тигля....................аг. Пример 17,12 г.
Вес его с веществом до прокаливания . б г. » 19,12 г.
» » » после прокаливания .в г. » 18,40 г.
Эти данные позволяют сделать нужные расчеты и вы-
вести формулу кристаллогидрата:
вес кристаллогидрата . . , «б—а» . . 19,12—17,12*=2(г).
» безводной соли .... «в—а» . . 18,40—17,12=1,28(г).
» воды в кристаллогидрате........ ’2— 1,28==0,72(г).
Вес г-моль CuSCU — 160 г. Найдем вес воды в грамм-мо-
лекуле кристаллогидрата:
122
На 1,28 г безводной соли приходится 0,72 г воды.
На 160 а » » » ха»
160-0,72 пп,.
так как 1 г-моль воды весит 18 г, то 90 г составляют 5 г-моль
и формула кристаллогидрата будет CuSOe • 5Н2О.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Соберите и опишите модель по производству серной кисло-
ты. (Модели заводских химических установок, Главучтехпром.
Прибор и руководство составлены проф. Д. А/ Эп ш те й
н о м.)
II. Проделайте опыты по книге В. Н, Верховского
«Техника и методика химического эксперимента в школе», т. II,
1960:
1. Сжижение сернистого газа (стр. 306—308).
2. Обжигание пирита (стр. 315—316).
III. Соберите установку для каталитического окисления сер-
нистого газа по книге А. А. Грабенкого «Опыты по химии»,
1957 (стр. 39—40, рис. 16).
IV. Соберите модель камеры для электрической очистки сернис-
того газа (по книге К. Я- Парменова «Опыты с электриче-
ским током по химии н средней школе», Учпедгиз, 1948).
Экспериментальные задачи
1. Проделайте реакции, характерные для медного купороса.
2. Проделайте реакции, характерные для сульфита натрия.
3. Докажите, что выданное вам вещество — хлористый барий.
4. Докажите, -что выданное вам вещество — сульфат натрия.
5. В трех пробирках находятся бесцветные жидкости. Опреде-
лите, в какой из них вода, в какой из них раствор серной и в ка-
кой соляной кислоты..
6. Вам выданы пакетики со следующими твердыми веществами:
сернокислым, сернистокислым и сернистым натрием. Определите,
в каком пакетике какое вещество находится.
7. В закрытых пробирках вам выданы порошки хлористого
и сернокислого натрия. Распознайте их.
8. В техническом сульфате натрия содержится примесь серно-
кислого железа. Очистите его от этой примеси.
9. Смешаны сернистокислый и сернокислый натрий. Освобо-
дите-сульфат натрия от примесей сульфита.
10. Получите сернокислый барий из выставленных веществ
всеми возможными способами.
И. Получите из выставленных реактивов сернистый газ тремя
способами.
12. Осуществите следующие превращения:
HaSO4 -+ SO2 -> NagSOg —> SOa —> BaSOg.
123
К о нт doль ныв вопросы
1. ' Сравните по составу воду и сероводород, окйслы металлов
и их сульфиды. Какое имеет отношение это сравнение для формиро-
вания понятия о естественной группе серы й кислорода?
2. Перечислите физические и химические свойства сернистого
газа, с которыми знакомятся учащиеся средней школы.
3. Перечислите свойства сернистой кислоты, изучаемые уча-
щимися средней школы.
4. Какую характерную реакцию на сернистую кислоту и ее
соли знают учащиеся средней школы?
5. Почему нельзя вливать в концентрированную серную кис-
лоту воду?
6. С какими способами производства серной кислоты знакомят-
ся учащиеся средней школы?
7. Перечислите известные вам кристаллогидраты и напишите
их формулы.
8. Как производится экспериментально расчет содержания
кристаллизационной воды в кристаллогидрате?
9. Какие общие принципы химического производства изучают-
ся учащимися при их ознакомлении с кОнтактным'способом получе-
ния серной кислоты?
Решите' задачи: 6—34; 6—35; 6—46; 6—48; 6—60; 6—71; 6—
75; 6—102; 6—107.
РАБОТА 15. ХЛОР. ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД
Оборудование: прибор для получения хлора, банки (или кол-
бы) для собирании хлора, цилиндры, аппарат Киппа, пробирки,
кристаллизатор; толстостенная банка или колба для демонстрации
растворимости хлористого водорода в воде, поглотительная колон-
ка с тремя тубулусами. “ - - '
Соляная кислота, двуокись марганца (или марганцовокислый
калий), бертолетова соль, натрий, лакмус, раствор щелрчй, сурьма,
медь, железо, фосфор, фуксин, цветная тряпочка, скипидар, кар-
бид кальция, поваренная соль, концентрированная серная кисло-
та, азотнокислое серебро.
При выполнении данной работы следует принять во вни-
мание то, что хлористый водород и особенно хлор являют-
ся ядовитыми газами. Поэтому при работе с ними надо при-
нять меры к тому, чтобы эти газы возможно в меньшем ко-
личестве попадали в атмосферу химического кабинета. Для
этого используют приемы поглощения этих газов раствором
щелочи, например при собирании их в сосуды (см. стр. 88,
рис. 57, в). В случае отсутствия вытяжного шкафа ра-
боту проводят в пробирках. . 5
Особое внимание обратите на технику безопасности прн
работе с хлором; < ’ '
184
1. При получении хлора на окислитель действуют концен-
трированной соляной кислотой. Не перепутывайте склянки
н ни в коем случае не берите концентрированную сер-
ную кислоту! (В. этом случае может произойти сильный
взрыв!) .
2; Нё? вдыхайте в себя хлор из сосудов, заполненных
этимгЙОМ. В случае отравления хлором надо смочить пла-
ток заранее приготовленный смесью 10-процентного вод-
ного раствора аммиака и 96-процентного спирта и нюхать
эту смесь».
• 3. 1*ТрИС5оры для проведения опытов должны быть
проверены на герметичность, чтобы не было утечки
хлора.
I. Получение хлора
Все лабораторные способы получения хлора основаны
на взаимодействии соляной кислоты с различного рода окис-
лителями, Согласно учебнику и программе средней школы
для этой цели применяют Только двуокись Марганца, но
могут, особенно при подготовке учителя к уроку, приме-
няться и другие окислители (перманганат калия, берто-
летова ср ль и др.). Получать хлор в больших количествах
можно тол1жршод тягдй! '
• . Вюрца кладут 20—30 г окислителя.
В качестве Окислйтёля используют двуокись марганца,
марганцовокислый калий, остаток после цагревания пер-
манганата калия для получения кислорода (они состоят из
смеси манганата калия. KjMnOi и двуокиси марганца
МпОа.) В случае пр.имененйЖдвуокиси марганца реакцию
ведут при нагревании, ВрСтЯльнЫх случаях реакция хорошо
идет
"Собирают хлор в банки, колбы или цилиндры. Для этого
газоотводную трубу колбы Вюрца соединяют с банкой или
колбой, Как указано на рисунке 70, а. Колба закрыта рези-
новой пробкой, из которой выходит газоотводная трубка,_
помещаемая в расгвор .щелочи для поглощения хлора, час-
тично выходящего йз колбы вместе с вытесняемым возду-
. небольшими порциями -приливают кон-
цё^йраёЙ^и^^яа^;кислоту. Заполнение сосуда хло-
ром видно по желто-зеленой окраске ^поставить сзади кол-
бы лист белой бумаги). Окраска хлора мало заметна при
электрическом освещёнии. Если под тягой поставить синюю
лампочку, то в синем свете окраску хлора видно хорошо.
125
После заполнения сосуда хлором его плотно закрывают ре-
зиновой пробкой, так как в это время из колбы Вюрца про-
должает выделяться хлор, то газоотводную трубку поме-
щают в раствор щелочи. Затем новую колбу Закрывают проб-
кой с газоотводными трубками и заполняют ее хлором. На-
полните хлором колбы или банки (в две из них предваритель-
но на дно насыпать немного песку) и одну пробирку (ее, как
и колбы, закрывают резиновой пробкой). Хлор потребует-
ся для дальнейших опытов.
Для предотвращения выделения хлора в атмосферу его
получают в приборе по рисунку 70, б, состоящем из кол-
бы для получения хлора Л, сосуда Б с концентрирован-
ным раствором поваренной соли, тройника с краником В и
банки Г. Открывают краник на тройнике и конец газоот-
водной трубки опускают в сосуд для собирания хлора.
Если хлор не нужен, то закрывают краник и под давлением
хлора раствор поваренной соли перемещается в банку Г.
Таким образом сосуд Б заполняется хлором. При откры-
вании краника на тройнике раствор из банки Г поступает
в сосуд Б и вытесняет из него хлор.
При получении и собирании хлора учащиеся знакомят-
ся и с главнейшими физическими свойствами: физическое
состояние, цвет, запах, относительный его ₽ес (плотность
по воздуху as 2,5).
126
II. Свойства хлора
хлором. Водород
Рис. 71. Горение
водорода в Хлоре.
1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ХЛОРА С ПРОСТЫМИ
ВЕЩЕСТВАМИ
О п ы т$РВзаимодействие хлора с водородом, а) Горение
водорода в хлоре (рис. 71). Проверенный на чистоту водород
поджигают у конца газоотводной трубки от прибора, в ко-
тором он получается и вносят в сосуд с
продолжает гореть и в хлоре, но харак-
тер пламени резко изменяете^ — оно
становится белесым. Надо сжигать во-
дород до полного удаления хлора. Затем
в банку прилить раствор синего лакму-
са* окраска которого становится крас-
ной. Надо иметь в виду, что если в банке
остались следы хлора, то он разрушает
лакмус и раствор обесцвечивается.
б) Взрыв смеси хлора и водорода.
, При изучении гремучего газа учащиеся
уже встречались со взрывом при под-
жигании смеси горючих газов е кислородом. На нижеопи-
санном опыте учащиеся еще раз встречаются с теми же
самыми явлениями. В дальнейшем у них должен выра-
ботаться навык осторожного обращения со всякой смесью
такого рода.
Для проведения опыта в один из двух небольших-(не
более 75 мл) одинакового размера цилиндров собирают во-
дород (путем вытеснения воды), в другой из них — хлор
(путем вытеснения, воздуха). Цилиндры закрываются стек-
лянными пластинами и ставятся один на другой. Далее
стеклянные Пластины удаляют и после неоднократного пе-
ревертывания соединенных друг с другом цилиндров от-
верстия их подносят к пламени. Происходит взрыв. Пере-
мешивание газов можно проводить только на рассеянном
свету, в противном случае взрыв может быть вызван яр-
ким освещением. После взрыва в цилиндры наливают нем-
ного раствора синего лакмуса, который приобретает крас-
ное окрашивание. Для опыта необходимо брать, небольшой
избыток водорода, чтобы прореагировал весь хлор. Иначе
лакмус от следов хлора обесцветится. Для этого - водородом
цилиндр заполяется полностью, а хлором наполняют не
до конца (если цилиндры равные по объему). Если взяты
127
цилиндры неодинаковые, то меньший из них заполняют хло-
ром, а больший водородом.
О п ы т 3. Взаимодействие хлора с натрием (рис. 72). В
пробирку а положить хорошо очищенный при помощи филь-
тровальной бумаги кусочек
очистить от керосина, то пр
натрия. Если натрий плохо
i горении его в хлоре вместо
ожидаемых белых кристаллов
поваренной соли наблюдает-
ся черная сажа.
В пробирку вставляют
изогнутую под углом газоот-
водную трубку почти до ее дна
и закрывают ее ватным тампо-
ном, слегка смоченным раст-
вором щелочи (с тампона не
должна стекать жидкость, ко-
торая может попасть на нат-
рий!). На другой конец газо-
отводной трубки надевают ре-
зиновую пробку такого раз-
мера, чтобы она могла вхо-
дить-в пробирку.
В пробирку б заранее кла-
Рис. 72. Горение натрия
в хлоре.
, дут 1—2 г двуокиси марганца.
Пробирку а закрепляют горизонатально в лапке штатива.
В начале опыта нагревают до плавления натрий. Затем в
пробирку б наливают 2—3 мл концентрированной соля-
ной кислоты и вставляют ее в пробку на конце газоотвод-
ной трубки, проходящей в пробирку а. Пробирку б не
закрепляют в штативе, она просто висит. Ее нагревают,
выделяющийся хлор взаимодействует с натрием, он ярко
горит. Если натрий не вспыхивает, то его подогревают снова.
Предосторожности при выполнении опыта. Под'пробир-
ку а следует положить асбестированную сетку, так как
при горении натрия пробирка иногда растрескивается. Не
следует в пробирку б наливать много1 концентрированной
кислоты и сильно ее греть, так как хлор начинает энергич-
но выделяться. Происходит вспенивание, и жидкость может
перебросить в пробирку а с натрием. В этом случае надо
сразу же снять с пробки пробирку б.
Опыт можно проводить и без тяги, так как избыток хло-
ра поглощается ватой, пропитанной раствором щелочи.
По окончании опыта пробирку б опускают в сосуд с раство-
128
рем щёлочи. Нельзя сразу после опыта мыть водой пробирку
с, так как в ней может оказаться непрореагированный нат-
рий. Пробирку надо прокалить, тем самым выжечь следы
натрия. *’ ‘ .
Оп ы т 4. Горение в хлоре сурьмы. Истертая в фарфо-
ровой ступке в порошок сурьма небольшими порциями, с
бумажной полоски, всыпается в банку с хлором. Частич-
ки Сурьмы при этом воспламеняются, образуя трех- и пяти-
хлористую сурьму (SbCla и SbClJ.
/Йй пуьй?в хлоре меди. Лучше всего для этой
целивзятьб—6 тонких медных волосков из электропро-
вода. Пучок из них после сильного нагревания тигельными
щипцами опускают в банку с хлором. Медь сильно раска-
ляется и.сгорает, наполняя банку бурым дымом из мельчай-
ших твердых частичек хлорной и хлористой меди. В бан- .
ку следует насыпать немного песку, иначе при горении
меди рна/мвдет^пайьлйа ДОЮ и банка лопнет.
• Оп Шт&Жбренйей хлоре железа. В железной ложеч-
ке сильно нагревают небольшое количество (2 а) порошка
железа и понемногу высыпают в сосуд с хлором. Железо
л горит, разбрасывая в разные стороны искры. На дно банки
насыпают песок для г -
Щ ее от растрескивания
горения.
В ложечку для сжигания
«MS
‘астворимость хлора в воде и приготовление

перочинного ножа) красного
^'фосфрфа й! опускают его в сосуд с хлором. Фосфор горит в
без Предварительного нагревания..
-С- ..
' ' <•
2. to сложными
Jr Е Е Щ Е С ТВ А М И
т/Й^Растворимость хлора в воде и приготовление
хлорной воды. В 1 объеме воды при комнатной температуре
растворяется 2,5 объема хлора. Раствор хлора в воде„носит
название хлорной воды. Дда приготовления хлорноймзоды
через холодную даду.б^:^0й пропус-.
____________.вода хранит-
®ЙЙ^^ц^^^^;)@фйй^афытой- склянке,
лучше с при^1ф®;^^ййедАробкой и притертым кол-
пачком. В отсутствие тягихлориую воду можно получить-
в приборе, изображенном на рисунке 70, а. В колбу нали-
вают воду, излишек хлора поглощается раствором щелочи.
' 5 Заказ Й» 129
О п цт9. Обесцвечивание хлором органических краси-
телей. вдРВ стакан наливают слегка подкрашенной воды
(фуксином или фиолетовыми чернилами). В подкрашен-
ную воду добавляют до обесцвечивания хлорную воду, по-
лученную в предыдущем опыте.
б) Чтобы показать учащимся разрушающее действие хло-
ра на органические красители, в колбу бросают цветную
тряпочку и закрывают сосуд с хлором пробкой. Можно вы-
ждать несколько минут и заметить, что тряпочка не обесцве-
чивается. Теперь в сосуд с хлором приливают 1—2 мл во-
ды так, чтобы смочить тряпочку. Колбу закрывают пробкой.
Цветная тряпочка обесцвечивается.
О п ы т 10. Горение в хлоре скипидара. Полоску из филь-
тровальной бумаги окунают в подогретый скипидар и опус-
кают в банку с хлором. Происходит воспламенение, ски-
пидар горит с большим выделением копоти. С поверхности
бумаги поднимается белый туман, получающийся от взаи-
модействия хлористого водорода с влагой воздуха.
Опыт 11. Горение в хлоре ацетилена. В пробирку с
хлором опускают кусочек-карбида кальция в объеме гороши-
ны и при помощи пипетки или стеклянной трубочки вводят
несколько капель воды. Сразу же происходит вспышка
ацетилена и энергичное выделение копоти. При взаимодей-
ствии карбида с водой выделяется ацетилен, с которым реа-
гирует хлор. Хлор отнимает от ацетилена водород (обра-
зуется хлористый водород), а углерод выделяется в виде
сйжи.
III. Пробирочные опыты
без предварительного собирания хлора
При отсутствии вытяжного шкафа опыты с хлором можно
проводить в пробирках, без предварительного собирания
' газа.
В пробирку кладут немного, так чтобы лишь прикрыть
дяо, окислителя и капают при помощи пипетки 3—-4 капли
.концентрированной соляной кислоты. В качестве окисли-
теля, лучше всего взять бертолетову соль. Но в крайнем
случае можно использовать и перманганат калия, который
в отличие от бертолетовой соли дает темный раствор и во
многих случаях мешает разглядеть продукты , реакции
взаимодействия хлора с некоторыми веществами, напри-
мер медью и железом,
130 ' _
При добавлении к окислителю концентрированной со-
ляной кислоты выделяется хлор. Не торопитесь, не делай-
те сразу опыты с различными веществами. Поставьте по-
зади пробирки лист белой бумаги и выждите, когда она за-
полнится хлором. Только теперь опускайте в пробирку нуж-
ное вещество. Когда опыт будет проведен, то для поглоще-
ния хлора и продуктов его реакции'с другими веществами
погружайте пробирку в сосуд с раствором щелочи. При
описании опытов опущены операции получения хлора
взаимодействием концентрированной соляной кислоты с
окислителем, а просто приводится название «пробирка с
хлором».
Опыт 12. В пробирку с хлором всыпать немного
порошка сурьмы. Она горит в хлоре без нагревания.
Опыт 13. Опустите конец стеклянной трубки в
красный фосфор так, чтобы его немного осталось на
трубке. При внесений конца этой трубки в пробирку
с хлором фосфор загорается без предварительного нагре-
вания. , ’
Опыт* 14. Взять тонкую железную проволоку дли-
ной 12—15 см. Небольшой кусочек спички или тонкой
лучинки обмотать проволокой. Поджечь лучинку и, вы-
ждав несколько секунд, когда накалится проволока, опу-
ститьре в 'пробирку с хлором. «Пучинка гаснет, а железо
раскаляется, образуя бурое хлорное железо.
О п ы т 15. Для сжигания меди в хлоре используют-
: ей следующие два приема:
а) Сжигают тонкую медную проволоку, как железо в
опыте 14. г
б) В пробирку с хлором высылают немйого порошка
М^.*^^ 4Ч^ит€ез предварительного нагревания.
В случае Избытка Хлора образуется хлорная медь, при
нехватке хлора Образуется хлористая медь.
Опыт 16. Полоску бумаги величиной с лакмусовую
бумажку смочить скипидаром, взять тигельными щипца-
ми и слегка подогреть ее* держа над пламенем. Делают
это осторожно, не 'поднося полоску близко к пламени, в
ЙЧ^^5Н^0й горёЛки пламя- регулируют так, чтобы оно
было очень маленьким. Подогретую полоску опускают в
пробирку с хлором. Скипидар загорается в хлоре с выде-
лением большого количества копоти.
5*
'131
Хлорная ийеогк
-Учащимся средней 'школы не говорят б полном составе
; хлорной извести, а .указывают лишь на то, что в состав ее
входит гипохлорит кальция Са (ОС1)2, который я является
окислителем. В самом деле, состав хлористой извести
более с.ложный. При взаимодействии хлора с гашеной из-
вестий происходит следующая реакция:
ЗСа(ОН)2 + 2С1Й = Ca(QCl)a-+ СаС12 -f- Са(ОН)г Ц-
/ Помимо гйпохдорйТакальция, зде<^= ^t^syetf^ о^вовиая
хлористо-каЛьцйевая соль Са(П2Са(ОН)? • Н2Ь; она не
гигроскопична, как хлористый кальций СаС12. Чтобы не
разлагалась хлорная известь, ее хр^ят, в тёмном. месте,
в хорошо закрытой склянке. ' '7 £-<-'л-
O n ы т 17.:., Получение хлорной извести, кониче-
скуюколбу иди материальную банку заполнить хлором.
В сосуд с I хлором врыпаТь-чсуХую порошкообразную из-
весть в объеме 1—2 чайных Дожек, росле/закрытия проб-
кой сосуд хороню встряхнуть-.
хлора. Вследствие того, что при реакции пкщ^ЙЩД}Шдр^й
ной извести образуется вода, известь бтанбвитсй влажной^ ‘
прилипает к стеклянным стенкам сосуда,, в котором про-г."
7'Ходит реакция.-Когда исчезнет окраска хлора, полученную^
хлорную йзв©ж<«в^^.ун< лист' бумаги, следы изгести .
- со стенок Сосуда удалитй при ПомоЩилучины. Обратите
внимание на то, как пахнет хлорная K3B^^;<^gaggje,c
запахом хлора). - .
Опыт, 18., Действие хлорной Мйстм на оргайиче-
ские красители. Хлордая известь отбеливает в присутст-
вии кислоты,-при этом выделяется хлорноватистая кислота
НОС1, она разлагается с выделением/атомдр^рго кислорода,
который и разрушает красители. - z ‘1 ’ ,
В три стакш14,.цййЙЙ^:;^Жк^::^^^?Ш^а под’
. крашенной фиолетовыми чернилами'иЛИ ка^им-ЛйбоДругим
Органическим красителем. Во все стакйй^пс^лёйте равные
Ь О^емы раствора хлорной извести, например по 8-7-10 м,л,
(Раствор хлорной изверти готовят так: в стакан или колбу 1
:у кладут хлорной извести, наливают' воды и размешж^г,
.отстаивания -раствор сливает.ег.
рдщй стакан прилейте несколько капёпь'раствора серной
1';:'д^<йють1 в другой сдакан-'Г^^^^^фи ’етеклян-
' ,г '
’ , Л -i V - . 1 ’ I 'l' f ':'Г ’ '
ную трубку воздух. Отметьте, в каком стакане быстрее
обесцвечивается раствор.
Опыт 19. Отбеливание целлюлозы при помощи
хлорной извести. Три пробирки заполните на V2 их объе-
ма раствором хлорной извести. В две пробирки гГалейте
по нескольку капель раствора серной кислоты (1 : 5) или
соляной кислоты (1 : 2). Во все пробирки опустите поло-
ски из грубой оберточной бумаги. Одну пробирку, в кото-
рую добавляли раствор кислоты, нагрейте до кипения
раствора. Отметьте, в каких пробирках быстрее всего
произошло отбеливание бумаги.
V. Получение и свойства хлористого водорода
Опыт 20. Получение хлористого водорода. Для
получения хлористого водорода может быть использован
такой же прибор, как и для получения хлора (рис. 54, а,
стр. 86). В колбу насыпают 15—20 г поваренной соли.
Из кайельной воронки приливают концентрированной сер-
ной кислоты. Реакция начинается без нагревания. Для
ускорения реакции колбу подогревают. Нужно следить
за тем, чтобы масса реагирующих веществ не очень сильно
пенилась, иначе она будет переброшена в приемник для
собирания газов. Хлористый водород, как газ более тяже-
лый, чем воздух, собирают в сосуды, стоящие отверстием
вверх. Конец газоотводной трубки при этом опускают до
дна сосуда. Выделение белого тумана у выхода сосуда
показывает, что он заполнился хлористым водородом.
Когда необходимый для опыта сосуд заполнят хлористым
водородом» то следует, прекратить нагревание колбы для
получения. хлористого водорода, а конец газоотводной
трубки опустить в колбу с водой, чтобы поглощать выде-
ляющийся газ. Газоотводную трубку не следует опускать
,в воду, ее держат близко над поверхностью воды, иначе
в случае прекращения выделения хлористого водорода
вода может быть переброшена в колбу для получения хло-
ристот^ водовода.
'"^уЖы Т^Тр Свойства хлористого водорода, а) Раство-
римость хлористого водорода в воде очень велика, при
комнатных условиях в 1 объеме воды его растворяется
500 объемов. Для демонстрации этого свойства цилиндр с
хлористым водородом опускают в чашку с водой; вода
устремляется в него и почти полностью его заполняет.
52 Заказ 139
133
Раствор разделяют на две части. В одну приливают раствор
синего лакмуса или опускают лакмусовую бумажку. В
другую добавляют раствор азотнокислого серебра, чтобы
доказать наличие ионов хлора. Таким образом будет по-
казано, что раствор хлористого водорода- в воде — это
соляная кислота.
б) После выяснения сущности процесса растворения
хлористого водорода учащимся может быть продемонстри-
рован опыт хлористоводородного «фонтана» (рис. 73, а).
Рис. 73. Растворение хлористого водорода в воде и получение
соляной кислоты.
Для этого большую толстостенную склянку, заполняют
хлористым водородом и закрывают хорошо подобранной
резиновой пробкой, с вставленной в неегазоотводной труб-
кой. Конец газоотводной трубки опускают в сосуд с водой,
подкрашенной синим лакмусом, закрывают этот конец
под водой указательным пальцем и* держа палец на от-
верстии газоотводной трубки, опрокидывают склянку дном
вниз, встряхивают несколько раз банку так. чтобы несколь-
ко капель воды из газоотводной трубки попали в склянку
(пальцем все время плотно прижимать отверстие трубки!).
Теперь снова опрокидывают склянку Дном вверх й конец
газоотводной трубки опускают в сосуд с водой, подкрашен-
ной синим лакмусом. Под водой отнимают палец от газоот-
водной трубки. Вследствие того, что в каплях воды, по-
павших В склянку ИЗ газоотводной Tpy6K^V'|):^^
много хлористого водорода, то в склййке создается
разрежение и жидкость . под давлением атмосферы
134
в виде фонтана входит в колбу. Раствор из синего цвета
становится красным.
Опыт можно проводить не только в склянке, но и в
круглодонной толстостенной колбе. Для опыта нельзя
брать тонкостенную стеклянную посуду, так как она мо-
жет быть раздавлена атмосферным давлением.
п ы т Получение соляной кислоты, а) Чрезвы-
чайно важно показать учащимся принцип противотока,
применяемый, в производстве соляной кислоты. Для этого
собирают прибор по рисунку 73, б. Имеющуюся в продаже
поглотительную колонку с тремя тубулусами' заполняют
обрезками стекла, играющего роль насадки. Сверху колон-
ку закрывают пробкой с капельной воронкой, заполненной
водой. К нижнему тубулусу присоединяют изогнутую
стеклянную трубку, конец которой опускают в стакан
для собирания, соляной' кислоты.' Средний тубулус сооб-
щается с Прибором для получения хлористого водо-
рода. В начале опыта пускают воду из капельной во-
ронки и одновременно пропускают хлористый водо-
род, который идет навстречу воде, в которой и раство-
ряется. . Соляная кислота собирается в подставленный
стакан. Ее испытыватбг^акмусом и раствором азотнокисло-
основных принципов производства
синтетической соляной кислоты собирают прибор по ри-
сунку 73, в. В, качестве горелки берут стеклянный трой-
ник, Внутри которого находится узкая стеклянная труб-
ка, соединенная с резиновой трубки.
Тройник при помощи резиновых трубок присоединяют к
апп^р^^^рфййааря^нному на , водород,. и к прибору
длЯ идауЙёнйй хлОра. Тройник укрепляют в лапке штатива
под большой воронкой, которая при помощи резиновой
Трубки сообщается с колонкой, заполненной в качестве
Насадки мелкими стеклянными трубочками. В начале опы-
та Проверяют водород на чистоту и затем поджигают' его
у конца тройника, отведя ,в сторону воронку, затем пламя
на1йр«Фйют:дорюцкой, ? Краном аппарата Киппа регулируют
пламя водорода. Затем сверху
колонки из вороики пускают каплями воду, в горелку вклю-
чают хлор и сразу же пускают в. действие водоструйный
насос или аспиратор. (В Качестве аспиратора можно ис-
пользовать газометр, см. стр. 100, чтобы газы засасыва-
лись в колонку.)
5»
.135
При горении водорода в атмосфере хлора появляется
белесое пламя. Если хлористый водород идет из-под ворон-
ки, то следует увеличить тягу водоструйного насоса или
уменьшить в прибор доступ хлора.
Прежде чем закончить работу, необходимо прекратить
доступ хлора. Выждать, когда пламя из белесого станет
желтоватым. Это означает, что водород горит в воздухе.
Выключить аппарат Киппа и водоструйный насос. В ста-
кане из-под нижнего тубулуса испытать раствор на соля-
ную кислоту.
Меры предосторожности. Нельзя включать водоструй-
ный насос при открытом кране аппарата Киппа, когда
водород не горит. В этом случае водород засосет в колонку
и при поднесении огня к тройнику произойдет взрыв!
Водоструйный насос следует включать только тогда, когда
появится пламя водорода. Если оно погаснет, то сразу
выключают аппарат Киппа и дают поработать некоторое вре-
мя водоструйному насосу, чтобы были удалены следы водо-
рода. Только после этого можно снова поджигать водород.
Необходимо следить за тем, чтобы пламя было неболь-
шое и не касалось стенок воронки, которая в этом случае
может лопнуть. Опыт лучше проводить в вытяжном шкафу.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Проделайте опыты и соберите действующие установки по
книге В. Н. Верховского «Техника и методика химиче-
ского эксперимента в школе», т. II, 1960:
1. Получение хлора и сжигание в нем веществ (стр. 212—213,
рис. 132).
2. Взаимодействие хлора с водой под влиянием света (стр.
237—239).
3. Электролитическое получение хлора (стр. 242—243).
II. Соберите действующие установки по журналу «Химия в
школе»:
1. П. Д. М о ж е й, Демонстрационный опыт получения со-
ляной кислоты синтетическим способом, 1955, № 5.
2. И. А. Новиков, Прибор для электролиза водного
раствора поваренной соли, 1956, 6.
Контрольные вопросы
I. Как разъясняется в учебнике для средней школы химиче-
ская сущность реакции полученного хлора?
2. С какими физическими свойствами хлора знакомятси уча-
щиеся при наблюдениях над собранным хлором?
3. Вычислите плотность хлористого водорода по воздуху и
136
объясните на этом основании способы, применяемые для собирания
этого газа.
4. Перечислите, с какими химическими свойствами хлора зна-
комятся учащиеся в курсе химии средней школы.
5 Укажите способы поглощения хлора (приборы и поглощаю-
щие вещества).
6. Как можно заменять в случае необходимости тягу вытяж-
ного шкафа?
7. Как расширяется понятие о горении, полученное учащимися
в VII классе, при изучении ими свойств хлора?
8. С какими физическими и химическими свойствами хлори-
стого водорода и соляной кислоты знакомятся учащиеся средней
школы?
Решите задачи: 5—7; 5—12; 5—13; 5—24; 5—25; 5—38; 5—39;
5—41.
РАБОТА 16. ФТОР. БРОМ. ЙОД
Оборудование: стеклянная пластина, пробирки, кристаллиза-
тор, воронка, фильтр, стакан, фарфоровая чашка, цилиндры,
хлоркальциеваи трубка.
Фтористый натрий, парафин (или воск), концентрированная
серная кислота, бромистый натрий (или бромистый калий), орга-
нические растворители (бензин, бензол и др.), алюминий, магний,
раствор азотнокислого серебра, гипосульфит, йод, крахмальный
клейстер, древесный уголь.
I. Фтор
Опыт 1. Получение и свойства фтористого водорода.
Для получения фтористого водорода используют взаимодей-
ствие серной кислоты с каКим-нибудь фторидом. Так как
фтористый водород сильно ядовит, то его отдельно не со-
бирают, а изучают свойства в момент получения: разъеда-
ние стекла, действие на лакмус. Это можно показать так.
Стеклянную пластину покрывают ровным слоем парафина
или воска. (Пластину подержать над пламенем и натереть
парафином или воском.) Концом гвоздя на парафине сде-
лать какую-либо надпись, например «Фтористый водород
HF». Надпись следует сделать так, чтобы процарапать
покрытие до поверхности стекла.
Надпись при помощи стеклянной палочки покрывают
концентрированной серной кислотой, затем посыпают по-
рошком фтористого калия. Реакция образования фтори-
ctoro водорода начинается без нагревания. Если подер-
жать близко над стеклом влажную синюю лакмусовую
бумажку, то она краснеет. Минут через 15 стеклянную
пластину опускают, в горячую воду, затем оставшиеся сле-
ды парафина удаляют тряпочкой. На поверхности стекла
видна вытравленная надпись.
137
II. Бром
О^ащаться с бромом надо особенно осторожно, имея в
виду, что он очень летуч и его пары сильно действуют на
органы дыхания; при попадании жидкого брома на кожу
получаются долго не заживающие, очень болезненные
ожоги. Работать с бромом преимущественно надо под тягой
или с поглощением его паров.
а ' о
Рис. 74. Получение и свойства брома:
а —получение брома, б — взаимодействие брома с алюминием.
Противоядием от йаров брома являются те же веще-
ства, что и в случае хлора. При попадании жидкого брома
на тело необходимо сразу же смыть его, большим количе-
ством воды, затем раствором соды и снова водой.' После
обмывания водой сделать компресс из раствора гипосуль-
фита (NaaS2O3). Так как после ожогов бромом кожа твер-
деет и трескается, то ее следует смазывать вазелином.
Опыт 2. Получение брома. В пробирку кладут смесь
равных по объему количеств хорошо истертого бромистого
калия (или бромистого натрия) и двуокиси Марганца. Об-
щий объем смеси не должен занимать более чем ча-
сти пробирки. В пробирку наливают раствор серной кисло-
ты (3 : 2) так, чтобы образовалась кашицеобразная масса.
Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой,
конец которой опускают в пробирку-приемник с водой
(рис. 74, а). При нагревании пробирки для,, получения
брома образуются пары его, которые конденсируются под
Водой в пробирке-приемнике. - ' Л "
138
После окончания работы бром с водой из пробирки вы-
ливают в общую склянку. Прибор для получения брома
хорошо МОЮТ. '
Опыт 3. Растворение брома в воде. Если в лаборато-
рии имеется жидкий бром, то под тягой в стакан с водой
наливают Несколько капель брома. При отсутствии брома
его получают, как указано в опыте 2, только газоотводную
трубку опускают в стакан с водой, в котором и получается
бромная вода. Бромную воду хранят в склянке с притер-
той стеклянной пробкой.
Опыт 4. Растворение брома в других растворителях.
Бром растворяется и в органических растворителях (бен-
зин, бензол, эфир, хлороформ и др.).
Для демонстрации этого свойства брома в пробирку
наливают 8—10 мл бромной воды, к которой прибавляется
бензин или Другой органический растворитель (бензол,
хлороформ, эфир'и-Т^ П.). После взбалтывания содержимого
пробиркййЖИДкбсТь расслаивается и большая часть брома
извлекается органическим растворителем. Такой про-
цесс -может быть повторен несколько раз, что позволит
почти полностью извлечь, бром из -его водного раст-
вора. Л :-
>.jj?Взаимодействие брома с металлами, а) В
П1»б^ф^Жа^йют- ^*-2 мл брома и закрывают пробкой
С Йбркальциёвой^ трубкой с кусочками древесного угля .
(для.‘-Ноп!лощения брома). Пробирку закрепляют в лапке
штатива и на случай, если она лопнет, подставляют кри-
сталлизатор с водой (ри£; ^4,^ пробирку и '
бросают в нее небольшой кусочек алюминиевой проволоки
или фольги (взять
об^^у-^Й^ШйфЙг). Пробирку снова закрывают проб-
кбЙс трубкой. Через несколько секунд кусочки алюминия
начинают реагировать с бромом, раскаляются и передви-
гаются по поверхности брома. В хлоркальциевой трубке *
пары брома поглощаются углем, Поэтому опыт проводят z
без ТЯГИ. ...
*б) ;В бромную воду! насьйают немного порошка -магния.
: ^^й^-^йа-^с^пен^'жчезает.
! - 0^ быть подтверж-
дено приливанием ^Отфильтрованной, обесцвеченной, по-
лученной после опйа^йдкбстй' (1^1,5 мл) хлорной воды,
которая вытесняет бром. Последний можно извлечь соот-
ветствующим органическим растворителем.
139
Опыт 6. Получение и свойства бромистого серебра,
а) В пробирку наливают раствор бромида (КВг или NaBr),
к которому добавляют раствор азотнокислого серебра. Вы-
падает слегка желтоватый осадок бромистого серебра.
б) Свойства бромистого серебра. Кроме нерастворимо-
сти этой соли, надо отметить и ее светочувствительность,
лежащую в основе ее применения в фотографии. Это свой-
ство бромистого серебра может быть продемонстрировано
нижеописанным опытом.
На вложенный в воронку и смоченный раствором азот-
нокислого серебра фильтр наливают до краев раствор бро-
мистого натрия или калия. На фильтре и в его порах осе-
дает бромистое серебро. Влажный фильтр с осадком рассти-
лают на стекло, покрывают черной (для фотоматериалов)
бумагой с вырезанной на ней фигуркой или надписью и
выставляют на яркий свет или освещают магниевой вспыш-
кой. Открытые от черной бумаги места фильтра темнеют
от действия света.
Далее, во избежание потемнения всей поверхности
фильтра его переносят на 2—3 мин в раствор гипосульфи-
та, в котором растворяется избыток бромистого серебра.
Получается комплексное соединение по следующему уращ
нению:
AgBr + 2NaaS2O3 = N aBr + Na3 [Ag(S2O3)2].
, О п ы т 7. Вытеснение брома хлором. В пробирку на-
ливают раствор бромида (NaBr и КВг) и приливают немно-
го хлорной воды. В результате выделения брома раствор
приобретает темно.-желтую окраску.
III. Йод
’Опыт 8. Растворимость йода, а) Растворимость в
воде. Для демонстрации приготовляется, йодная вода. В
колбочке несколько кристалликов йода заливают 50 мл
воды. При встряхивании йод растворяется. Растворимость
йода в воде значительно меньше, чем брома (0,3 г на 10 мл
воды).
б) Растворимость йода в других растворителях. Йод
хорошо растворяется в органических растворителях. Легко
приготовить раствор йода в спирте — йодная тинктура.
Для экстрагирования йода из растворов применяют те же
140
растворители, что и для брома, и демонстрация этого свой-
ства проводится так же.
Особое значение в химических лабораториях имеет
растворение йода в избытке йодистого калия. В этом слу-
чае получаются полииодиды — KJ3 и др.
Опыт 9. Возгонка йода. Возгонку йода можно про-
вести разными способами.
а) В сухой пробирке нагревают 2—3 кристаллика йода.
При этом пробирка наполняется фиолетовыми парами йода,
которые, охлаждаясь, оседают на ее холодных стенках, в
виде блестящих мелких кристалликов.
б) На дно стакана, покрытого фарфоровой чашечкой
с водой, поставленного на асбестированную сетку, поло-
жить несколько кристалликов йода. После осторожного
нагревания снизу появляются фиолетовые пары, а на хо-
лодных стенках стакана и на дне чашки собираются
кристаллы возогнанного йода.
Опыт 10. Взаимодействие йода с металлами. На
жестяной или стеклянной пластинке смешивают равные
объемы истертого в порошок йода и порошка алюминия.
Смесь собирает шпателем в небольшую кучку, в углубле-
ние которой капают из пипетки воду. Между йодом и алю-
минием под каталитическим действием воды немедленно
начинается бурная реакция с образованием йодистого
алюминия.
Выделяется большое количество фиолетовых паров
йода, иногда отмечаются отдельные вспышки. Реакцию
лучше проводить под тягой. При отсутствии последней надо
брать небольшое количество веществ. Подобный опыт
можно проделать с цинковой пылью.
Опыт 11. Вытеснение йода из йодидов другими
галогенами. В две пробирки наливают понемногу раствора
йодистого кдлия или натрия. В одну пробирку прибавляют
хлорной, в другую бромной воды. И в том, и в другом слу-
чае выделяется йод. Обнаружить его можно по цвету
раствор.а, извлечением из раствора йода бензином (харак-
терная фиолетовая окраска) или крахмальным клейстером.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Соберите действующие установки по книге В. Н. Верхов-
ского «Техника и методика химического эксперимента в школе»,
т. II, 1960:
1. Получение брома и бромной воды без тяги (стр. 270—271).
141
2. Получение бромистого водорода (стр. 274—276).
3. Прибор для получения йодистого водорода (стр. 284—285,
рис. 199).
Контрольные вопросы
1. Объясните химическую сущность процесса вытеснении гало-
генов из их солей.
' 2. На каком свойстве галогенов основано их экстрагирование
из водных растворов органическими растворителями?
3. Опишите опыт получения бромида серебра. Как можно де-
монстрировать его светочувствительность?
4. Сопоставьте все изученные свойства галогенов и составьте
таблицу, показывающую их' изменение в связи с ростом атомного
веса галогенов.
Решите задачи: 5—58; 5—69; 5—84; 5—86; 5—90.
УПРАЖНЕНИЕ В ДЕМОНСТРИРОВАНИИ
(работы 8 — 16)
1. Реакция соединения (на примере соединенижжеле- ,
за с серой). ' t
2. Диффузия паров йода. -
3. Закон сохранения массы веществ (на примереопытов
разложения малахита в замкнутом пространстве).
4. Синтез воды в эвдиометре.
5. Взаимодействие твердой щелочи с кислотным окис- ,
лом.
. 6. Физические, свойства водорода.
' 7. Восстановление меди * ив; окиси меди при помощи
водорода. • ' . ? ' * ,
8. Взрыв смеси водорода с кислородом, v . "
9. Разложение бертолетовой соли при нагревании (с
катализатором и без катализатора).
10. Горение кислорода в водороде.
11. Получение и свойства озона.
12. Установление состава воздуха путем сжигания фос-
фора в стеклянном колоколе. /' Л, ''
13. Значение воздуха для горения.
14. Загорание веществ при определенной температуре
(опыт с керосином или скипидаром).
15. Строение пламени.
16. Синтез сероводорода из серы и водорода.
17. Получение и свойства сероводорода.
18. Сернистая кислота, ее свойства. "
19. Получение серной кислоты контактным способом.
20. Химические свойства серной кислоты;
142 ~
21. Горение в хлоре простых веществ.
22. Взаимодействие хлора со сложными веществами.
23. Получение синтетической соляной кислоты.
24. Взаимодействие брома с алюминием.
25. Взаимодействие йода с алюминием (или цинком).
• ; -
РАБОТА 17. АММИАК И СОЛИ АММОНИЯ
Оборудование; газометр, промывная склянка, прибор для по-
лучения азота, пробирки,, прибор для синтеза аммиака, колба, ци-
лийдр, прибор для растворения аммиака, прибор для разложения
аммиака, прибор для горения аммиака в кислороде, широкие стек-
лянные- трубки.
Хлористый аммоний, нитрит натрия, сернокислый аммоний,
бихромат калия, концентрированная серная кислота, восстановлен-
ное железо, раствор фенолфталеина, лакмус, едкий иатр, водный
раствор аммиака, хлористый аммоний, гашеная известь, асбест.
. , I. Синтез аммиака
О Л ы т 1. Получение азота. Так как для синтеза амми-
' аКа необходим азот, то следует научиться получать его в
, лаборатории.
[ . а) На холоде готовят насыщенный раствор хлористого
аммония (на 100 мл воды берут 35 г NH«CI) и азотистоки-
с^о^^те;(на-4^;-Ш'вбдЫ'25 г NaNOa). Колбу с газоот-
вбдй^^т^Жой.-зщЩлняют На !/з раствором хлористого
аммония и Закрывают пробкой с капельной воронкой, в
,, налит раствор азотистокислого натрия. Нагревают
; хлористый аммоний, до 80 — 90° С- Горелку или спиртов-
ку убирают и в кол(^ир\ад^Й^^авляют раствор азоти-
стокислого натрия. Происходит реакция:
NH.NOj + NaCI;
| NH4NOa = 2H2O+N2f.
При разложений нитрита аммония, помимо азота, полу-
чаются следы аммиака и окислов азота. Не следует соби-
рать азот сразу, как только появятся пузырьки газа при
подливании раствора азотистокислого натрия, иначе в
®удег- присутствовать примесь воздуха. Азот начинают
. собирать ipTAa, когда из колбы вытеснится весь воздух.
Перед собиранием азота В газометр его обязательно надо
пропустить через нагретую трубку с медью, смешанную
с асбестом, чтобы освободить от окислов азота, которые
могут помешать при синтезе аммиака.
143
Так как реакция разложения нитрита аммония экзо-
термична, то не следует приливать сразу много раствора
азотистокислого натрия, иначе реакция пойдет слишком
бурно, начинается сильное вспенивание. В этом случае
колбу надо опустить в холодную воду.
б) При отсутствии в школе нитрита натрия азот можно
получить из более распространенных реактивов, например
из смеси равных объемов грубо истолченных солей — серно-
кислого аммония и бихромата калия. Смесью заполняют
на 8/4 пробирку, которую закрывают пробкой с газоот-
водной трубкой (пробирку закрепляют почти горизонталь-
но, слегка с наклоном в сторону пробки). При нагревании
пробирки выделяется азот (в результате реакции обмена
образуется бихромат аммония ^ЫН^гСгаОу, который и
разлагается с выделением азота). При собирании азота
данным способом его обязательно надо пропускать через
промывалку с концентрированной серной кислотой, так
как при реакции выделяется значительное количество ам-
миака, следы которого нежелательны, так как азот исполь-
зуется для синтеза аммиака.
' Опыт 2. Синтез аммиака. Собирают прибор по ри-
сунку 75. Водород получают в аппарате Киппа, азот берут
из заранее заполненного газометра. Газы обязательно про-
мывают концентрированной серной кислотой, которая по-
глощает влагу. Без промывания кислотой опыт может не
удаться, так как катализатор быстро вступает в реакцию
с водой и отравляется.
144
В начале опыта пропускают по трубке водород и азот.
Раствор фенолфталеина не изменяет своей окраски. При
нагревании катализатора (восстановленное железо, пере-
мешанное с асбестом) до 450—500°С раствор фенолфталеи-
на приобретает малиновую окраску. Опыт хорошо идет
при умеренном нагревании; если трубку очень сильно рас-
калить, то получающийся аммиак будет разлагаться и не
произойдет изменения окраски раствора фенолфталеина.
Для опыта надо брать спиртовой раствор фенолфталеина,
разбавленный водой, например в воду добавить 8—10
капель спиртового раствора фенолфталеина. Если взять
раствор фенолфталеина в чистом спирте, то изменения
окраски его от действия аммиака не произойдет, так как
в отсутствие воды не образуется NH«OH, а следовательно,
не будет ионов ОН'.
Vi!. Получение аммиака в лаборатории
♦ ' О п ы т 3. а) Получение аммиака нагреванием наша-
тырного спирта. В колбе нагревается нашатырный спирт,
который при этом разлагается на аммиак и воду. В пробку
колбы вставляется доврльйо длинная трубка, которая
служит не только для выхода аммиака, но и для конденса-
ции образующихся водяных паров. Аммиак собирается
в опрокинутый вверх дном цилиндр или колбу (плотность
по воздуху 17/29).
б) Получение аммиака взаимодействием нашатыря с
гашеной известью. Смесь равных объемов нашатыря и
гашеной извести насыпают в пробирку (Ч2 ее объема).
Пробирку закрепляют с небольшим наклоном в сторону
пробки. Чтобы пошла реакция, смесь в пробирке нагре-
вают.
III. Свойства аммиака
Опыт 4. Растворение в воде, а) При комнатной тем-
пературе 1 объем воды растворяет 700 объемов аммиака.
Такая большая растворимость показывает, что, кроме
обычного растворения, в данном случае имеет место и хими-
ческая реакция. Для демонстрации растворимости аммиака
можно провести опыты, аналогичные описанным на стра-
нице 133—135 для хлористого водорода. Только при «аммиа-
чном фонтане» жидкость из красной (лакмус) делается си-
ней или из бесцветной — малинового цвета (фенолфталеин).
145
С большим количествам аммиака' опыт происходит
очень эффективно. При постановке опыта необходимо вы-
полнять все указания, данные при описании «хлористово-
дородного фонтана». " .г
б) То, что при растворении аммиака наблюдается хими-
ческий процесс, сопровождаемый выделением тепла, мож-
но наблюдать наследующем опы-
те (рис. 76). i Большую пробир-
ку закрывают резиновой пробкой, в
которой вставлена тонкая изогну-
тая стеклянная трубка, заполнен-
ная подкрашенной водой. Пробир-
ку плотно обертывают влажной
фильтровальной бумагой, смочен-
ной несколькими .каплями раство-
ра фенолфталеина. Над пробиркой
опрокидывают цилиндр ; с аммиа-
ком. Вследствие того что аммиак
растворяется в воде, которой.смо-
чена фильтровальная бумага, про-
исходит разогреванад подкрашен-
ная вода в изогнутой трубке под-
нимается (отмечают кольцом из ре-
зиновой трубки). Фильтровальная
бумага приобретает малиновую ок-
раску.
ч О п ы т 5. Разложение аммиа-
ка. (рис. 77)» а) Учащимся надо
реакции синтеза аммиака, что
поКазать обратимость
при одних и тех же условиях происходит и синтез, и
разложение аммиака. Чтобы продемонстрировать это| вос-
становленное железо кладут в широкую стеклянную труб»
ку, которую: через изсцщутукигазос)тводну1о трубку соеди-
няют с кристаллизатором^ кристаллизаторе, заполненном
водой, находится цилиндр -с. ноллй (рис. 77, а). Пробирку
нй ®/4 ее объема заполняют смесью для получения аммиа-
ка. Одновременно нагревают смесь для. Получения аммиака
и сильно накаливают железо. Выжидают некоторое время,
когда из трубки вытеснится воздух, и конец, хазоотводной
трубки подводят под цилиндр с Водой, над которОй'србй»
раетсясмесь водорода с азотом. К цилиндру, после запол-
нения его смесью газов, * подносят горящую лучинку,
вспыхивает водород.
146
б) Опыт разложения аммиака хорошо протекает при
электрообогреве. Для этого собирают прибор по рисунку
77, б. В коническую колбу объемом в 250—300 мл нали-
вают 25-процентный водный раствор аммиака в объеме 1—
2 пробирок. Колбу закрывают резиновой пробкой, через
Рис. 77. Разложение аммиака при нагревании.
которую пропущены две толстые медные или железные
коТдрых соединены спиралькой от элект-
отходит. газоотводная трубка, опу-
щенйая в ббсуд с водой. Спираль через реостат включают
в электросеть. Сначала дают небольшой накал, выжидают,
когда из колбы вытеснится воздух. Затем накал спирали
сильно увеличивают. Из водного раствора улетучивается
аммиак и, проходя над раскаленной спиралью, разлагает-
147
Рис. 78. Горение аммиака в кислоро-
де и воздухе:
а — горение аммиака в кислороде, б — горе-
ние аммиака в воздухе.
ся на водород и азот. В это время над концом газоотводной
трубки опрокидывают цилиндр с водой, в который и соби-
рается азотоводородная смесь. Когда цилиндр полностью
заполнится смесью газов, конец газоотводной трубки вы-
нимают из-под цилиндра на воздух (не забудьте это сделать,
иначе в колбу засосет воду!), затем выключают прибор из
электросети. Цилиндр
закрывают стеклянной
пластиной, перевертыва-
ют отверстием вверх и
поджигают водород го-
рящей лучиной.
Опыт 6. Горение
аммиака в кислороде
(рис. 78, о). При обыч-
ных условиях горение
аммиака происходит
только в кислороде. На-
гревают колбу с рас-
твором аммиака. Когда
будет ощущаться силь-
ный запах аммиака,
впускают кислород, под-
носят горящую лучину,
— аммиак вспыхивает.
Для успеха опыта
нельзя сильно перегре-
вать нашатырный спирт.
£ этом случае выделя-
ются водяные пары, ко-
для горения аммиака, и
торые конденсируются в трубке
пламя его гаснет. Эту трубку надо брать широкой так,
чтобы по ней стекали капельки воды обратно в колбу. Ес-
ли взять узкую трубку, то образующиеся капельки воды
закрывают ее и пламя горящего аммиака гаснет.
Для окончания опыта прекращают нагревать нашатыр-
ный спирт, колбу поднимают над асбестированной сеткой,
чтобы она быстрее охладилась, прекращают ток кисло-
рода.
j Опыт 7. Горение аммиака в воздухе. При обычных
условиях аммиак на воздухе не горит, так как выделяется
мало теплоты, чтобы эта реакция поддерживалась. Поэто-
му надо аммиак предварительшгнагреть, и он будет гореть.
148
Дляэтого в пламя спиртовки или в небольшое пламя горел-
ки вводят, слегка загнутый, оттянутый конец стеклянной
трубки, по которой пропускают аммиак (рис, 78, б), Трубка
нагревается, й аммиак загорается. Наблюдаются два пла-
мени — спиртовки (горелки) и длинный язык пламени го-
рящего аммиака. '
< Он ы т 8. Взаимодействие аммиака с кислотой, а) К
сТСкЛйнной палочке, смоченной соляной кислотой, подно-
сят стеклянную палочку, смоченную нашатырным спиртом.
Наблюдается выделение обильного дыма, образующегося
аМмония (нашатыря). '
Опыт может быть, поставлен и иначе. Тигель с кон-
цецтриррванн1^:Н^й^рй^М сЙИртбм (Ь-2 мл) покры-
; вае^^сйо*ййййм соляной кислотой стаканом, который
сейчас же ' наполняется белым дымом образовавшегося
нашатыря. < /"
в) Дна^т^^-^^йе;ХЙжет,быть поставлен путем сме-
ши^й^й|й|^жа "ЙкЙтЬристого водорода в двух цилинд-
ТЙ.нйбторых споласкивается концентрированным
:'^^кй»< :аммиака, а другой — концентрированным раст-
Йор'бм соляной кислоты. Цилиндры покрываются стеклами
вставятся друг на друга^ снятия, разделяющих ци-
Линдрыстекол и неоднократногоих перевертывания оба
дымом из мелких частичек хлори-
Йс^оШ^ййя? Отрывание цилиндров друг от друга произ-
". ^ЦЙ|Ш^некоторым усилием.
!V. Солиаммония i
Опыт, i При.Нагревании в пробирке небольшого
-к^^^вШШ^й^'з'амётно выделение белого дыма и
г даЩйбвашй налета соли на холодных ее стенках, так как
получившиеся при разложении хлористого аммония газы
снова соединяются.
Опыт 10.. На примере термической диссоциации
хлористого а^монця можно показать смещение обратимой
одного из продуктов реакции:
s »
У - z нагревайте
- NH4C1 = NH3 + HC1;
< . охлаждение
КН34-НС1 = NHp.
149
В чистую сухую пробирку кладут немного (около 0,5 г)
нашатыря. Сверху пробирки на ее внутренние стенки опу«
скают влажную фенолфталеиновую бумажку. При нагре-
вании нашатыря эта бумажка или совсем не изменяет свое-
го цвета, или вначале по краям ее появляется легкая мали-
новая окраска, вследствие того что аммиак быстрее Диф-
фундирует, чем хлористый водород. Но окраска эта быстро
исчезает при дальнейшем нагревании,- так как хлористый
водород, несколько замедлившийся в своем движении,
успевает подняться вверх и вступить в реакцию с аммиаком.
Заранее к концу тонкой железной проволоки прикручи-
вают кусочек цинка, который слегка нагревают и опускают
в пробирку с нашатырем (пробирку продолжают нагревать).
Сейчас же фенолфталеиновая бумажка окрашивается в яр-
кий малиновый цвет, так как хлористый водород реаги-
рует с цинком:
Zn + 2НС1 = ZnCla + Haf
и реакция вследствие удаления хлористого водорода сме-
щается в сторону образования аммиака.
Опыт 11. Но нельзя ли удалить один из продуктов
распада нашатыря физическими методами? Для этого удоб-
• Влажная красная
лакмусовая бумажка

Рис. 79. Разделение аммиака и хлори-
стого водорода при термической дас-
сониании нашатыря.
но использовать разницу в скорости диффузии — аммиак,
как более легкий газ, диффундирует значительно быстрее
хлористого водорода. Для иллюстрации этого проделывают
опыт по разделению аммиака и хлористого водорода при
термической диссоциации нашатыря в стеклянной трубке
(рис, 79).
В середине стеклянной трубки длиной 10—15 см (лю-
.бого диаметра) делают пробку из асбестовой, ваты толщи-
ной примерно в 1,5 см. Для этого с одного конца трубки
до ее середины вставляют деревянную палочку, насыпают
150
на нее асбестовую вату и с другого конца хорошо утрамбо-
вывают другой палкой. Затем с одной стороны от полу-
ченной асбестовой пробки насыпают около 2 г нашатыря
и трубку плотно закрывают резиновой пробкой. С другого,
открытого конца трубки кладут влажную красную лакму-
совую бумажку.
Сначала нагревают часть трубки ближе к резиновой
пробке, так как если она останется холодной, то на ней
будет оседать нашатырь. А затем сильно нагревают наша-
тырь. При этом создается давление и через пористую асбе-
стовую пробку пойдут с различной скоростью аммиак и
хлористый водород. Так как через эту перегородку быстрее
диффундирует аммиак, то довольно быстро лакмусовая
бумажка синеет. После охлаждения трубки можно пока-
зать, что хлористый водород задержался с другой стороны
асбестовой пробки. Если открыть резиновую пробку и бро-
сить -в трубку влажную синюю лакмусовую бумажку до
соприкосновения с асбестом, то она сразу краснеет.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ.
Соберите действующие установки по журналу «Химия в шко-
ле»:
Э п ш т е й й и др., 'Опыты и наглядные пособия для
С производством синтетического аммиака
ИЙзЬтЙбй’йислоты, 1954, № 2.
2. Л. IH. Софьи н, Действующая модель завода синтети-
ческрГО' ЗММиака, 1960, № 4.
Контрольные вопросы
. 1. Сравните физические свойства азота и аммиака.
2..,. Почему а^мивк не горит в Воздухе? Что нужно сделать,
। чтобы' аммиай з'агорелся в воздухе?
- 3. Перечислите все Способы получения аммиака, изучаемые
в школе.
4. Как доказать, что при взаимодействии азота с водородом
происходит как синтез, так и разложение аммиака?
6. Как показать химическим путем смещение термической дис-
социации нашатыря в сторону образования аммиака?
6. Как показать физическими методами разделение аммиака
в хлористого водорода при; термической диссоциации нашатыря?
Решите эадачи: 9—19; 9—22; 9—23; 9—33; 3—36.
РАБОТА 18. ОКИСЛИ АЗОТА И АЗОТНАЯ КИСЛОТА
Оборудование; прибор для получения окислов азота, цилиндр,
колба, прибор для окисления аммиака, газометр с кислородом,
• реторта, пробирки.
151
Азотная кислота, медь, окись хрома; асбест, 2Б-процентный
раствор' аммиака, лакмус, Селитра (натриевая или калиевая), кои» -
центрированная сериая кислота, азотнокислый свинец,., скипидар,
уголь, сера,
I. Окислы азота
Опыт 1. Получение окиси азота. Для получения
окиси азота в колбу кладут медь (в виде стружек, опилок
или проволоки) и приливают слегка разбавленную азотную
кислоту — на 1 объем концентрированной азотной кисло-
ты берут 1 объем воды (см. стр. 86, рис. 54). Для нача-
ла опыта колбу слегка подогревают. Так как в колбе содер-
жится кислород воздуха, то сначала она заполняется
двуокисью азота (образующаяся окись азота окисляется).
Надо выждать, когда из колбы вытеснятся газы, затем
собрать окись .азота над водой в цилиндр или банку, ко-
торые закрывают стеклянной пластиной и ставят на стол, .
Получать окись азота надо под тягой ввиду ядовитости
образующейся двуокиси азота.
Небольшое количество окиси азота можно получить-в
пробирке, закрытой пробкой с газоотводной трубкой.
Опыт 2. а) С цилиндра или бййкй,' §а|КЙвенной
окисью азота, снимают стеклянную пластйну. 'В ^рульта-
те окисления окиси азота сверху сосуда появляется газ
бурого цвета —- двуокись азота. Если сосуд передвигать
в воздухе вверх и вниз, то в результате перемешивания
с воздухом’быстро наступает.побурение во всем сосуде,
б) Можно показать быстрое окисление окиси азота: кис-
лородом,- ДЛЯ ЭТОГО на ЦИЛИНДР С OKHebKJi 'I^^fflyS^^TeK-
лянной пластиной, ставят цилиндр с'кислорбдЪм^йкйЕё'за-
крытый стеклянной пластиной. Пластины вынимают, на-
чинается окисление окиси азота кислородом. . ,
Опыт 3. Получение двуокиси азота, а) Предыдущий
опыт показывает учащимся получение двуокиси азота, но
он неудобен для собирания газа и изучения его свойств.
б) Получение двуокиси азота взаимодействием концент-
рирован ной азотной кислоты с медью. Для л^овЙйетйя опы-
та могут быть применены такие же приборы, как и при
получении окиси азота. Только к меди в колбе приливается
концентрированная азотная киСлота (удельный вес <sr 1>4).
Реакция идет без нагревания. Собирать двуокись азота
над водой нельзя, так как она с нею реагиру^Т-уФна хоро-
шо собирается путем вытеснения воздуха из стоящих вниз
ДНОМ сосудов. ’
152
Опыт 4. Химические свойства двуокиси азота. В со*
суд с собранной двуокисью азота наливают воды; бурая
окраска газа исчезает,' так как двуокись азота, являясь
кислотным окислом вступает во взаимодействие с водой.
. Полученный раствор исследуется синей лакмусовой бумаж-.
кой цлираствором лакмуса.
< Опыт 5. Получение двуокиси азота окислением ам-
миака. Опыт важен в том отношений, что он иллюстрирует
Промышленный способ получения азотной кислоты при
помощи окисления аммиака.
Риб. 80. Окисление аммиака:
а — кислородом воздуха, б — кислородом.
а) Окисление аммиака кислородом воздуха (рис. 80, а).
В колбу" иди склянку. наливают разбавленный водный
(Р^^Щ^й|^^сд^^5?;йроцентный водный раствор аммиа-
£'3' раза водой, следовательно, концентра-
цйя полученного водного раствора аммиака 8—9%). Кол-
бу ’ закрывают резиновой пробкой с двумя газоотводными
трубками. Одна нужна для вдувания воздуха, а вторая со-
единена с катализаторной трубкой Лучшим катализатором
является двуокись марганца, перемешанная с асбестом.
В кййейтЗё’-отгьпизатора можно использовать и свежепри-
готЬвЛенНуюоОсь хрома (нагревают несколько кристал-
лов бихромата аммония). Катализатор с двух сторон за-
крыт тамИонаМИ из асбеста 3.'
Катализатор ная трубка соединена с пробиркой, в кото-
рой налито 2—3 мл раствора нейтрального лакмуса В на-
чале опыта сильно нагревают катализатор, затем из газо-
6 Заказ 139 158?
метра или при помощи резиновой груши продувают воздух
с такой скоростью, чтобы пузырьки его, проходящие через
раствор лакмуса, можно было считать. При энергичном
продувании воздуха раствор лакмуса довольно быстро
приобретает красную окраску. Таким образом, аммиак,
дающий с водой щелочь, при окислении превращается в
двуокись азота, которая и придает воде кислотную среду.
Воздух нельзя продувать очень сильно, так как окислится
не весь аммиак и лакмус посинеет.
б) Окисление аммиака кислородом. В вышеописанном
опыте учащиеся не видят непосредственно двуокиси азота
и того, что эта реакция экзотермическая. Это можно наблю-
дать на следующем опыте (рис. 80, б). В небольшую колбу
или пробирку с отводной трубкой наливают немного кон-
центрированного (25%) водного раствора аммиака. Данный
опыт идет только с 25-процентным раствором аммиака,
при небольшом разбавлении его водой опыт уже не по-
лучается. Так как смесь аммиака с кислородом взрыва-
ется, для предотвращения взрыва одну, трубку заполняют
битым стеклом /, с левой стороны от битого стекла кладут
плотный тампон из ваты 2. Если кислород не пробульки-
вает черёз водный раствор аммиака, то ватный тампон сле-
дует разрыхлить. С правой стороны от битого стекла встав-
ляют тампон из асбеста 3, затем кладут катализатор: мед-
ную сетку или комочек из тонкой медной проволоки, ко-
торую засыпают свежеприготовленной окисью хрома, сме-
шанной с асбестом 4 (на 2/s объема окиси хрома взять г/з
часть асбестовой ваты). Катализаторная трубка сообщается с
колбой для собирания двуокиси азота. Горло колбы за-
крыто ватой.
В начале опыта сильно' нагревают катализатор. Затем
из газометра начинают пропускать кислород через раствор
аммиака. Кислород смешивается с аммиаком и проходит
над катализатором, который начинает раскаляться. В этот
момент нагревание катализатора прекращают. Следует
регулировать ток кислорода так, чтобы катализатор рас-
калялся докрасна. Нельзя пропускать кислород слишком
энергично, иначе катализатор раскалится добела и трубка
лопнет. Колба быстро заполняется двуокисью азота. Иног-
да вначале появляется белый дымок, состоящий из нитра-
тов и нитритов аммония, которые постепенно вытесняются
двуокисью азота.
Для прекращения опыта перестают подавать кислород.
154
В колбу с двуокисью азота приливают немного воды и пос-
ле взбалтывания добавляют несколько капель лакмуса,
который краснеет.
II. Азотная кислота
Опыт 6. Получение азотной кислоты в химической
лаборатории, а) В сухую реторту насыпают 15—20 г нат-
риевой или калиевой селитры и приливают столько кон-
центрированной серной кислоты, чтобы образовалась ка-
шицеобразная масса. Реторту закрепляют, как показано
на рисунке 81, а. При сильном нагревании реторты летят
пары азотной кислоты, которые конденсируются в колбе,
помещенной в сосуде с холодной водой.
Рис. 81. Получение азотной кислоты в химической лаборатории:
а — получение азотной кислоты в реторте, б — получение азотной кисло-
ты в пробирке.
Соберите 4—5 мл концентрированной азотной кислоты
и сохраните ее для последующих опытов.
Когда реторта остынет, налейте в нее воду и как следует
промойте. Влажную реторту надо поместить в сушильный
шкаф, так как при получении азотной кислоты во влажной
реторте она оказывается разбавленной водой.
б) При отсутствии реторты небольшое количество азот-
ной кислоты можно получить в пробирке (рис. 81, б), за-
крытой пробкой с газоотводной трубкой. Пары азотной
кислоты, собираются в пробирке, охлаждаемой в стакане
с водой.
6*
155
Недостаток данного опыта заключается в том, что
пробка довольно быстро разъедается парами азотной кис-
лоты. Чтобы предотвратить это, пробку обматывает тон-
кими листами асбеста или самою пробку делают из асбе-
ста, предварительно размочив его в воде.
Опыт 7. Окислительные свойства азотной кислоты.
Для показа окислительных свойств азотной кислоты сле-
дует использовать концентрированную
азотную кислоту, полученную взаимо-
действием селитры с серной кислотой,
Продажная азотная кислота, имеюща-
яся в распоряжении школьной, химичес-
кой лаборатории, для этих целей не при-
годна, так как она содержит много
воды.
а) Воспламенение тлеющей лучины
В азотной кислоте. Концентрированную
азотную кислоту в вертикально зажа-
той в штативе пробирке нагревают и
угольком тлеющей, лучины касаются
ее поверхности. Лучина разгорает-
ся; отмечается выделение- двуокиси
Рис. 82. Окисле-
ние скипидара
азотной кислотой.
азота.
б) Горение скипидара в азотной кислоте. В поставлен-
ную в большой стакан чашку для выпаривания на-
ливают смесь концентрированных азотной и серной кис-
лот (в объемных отношениях 1 ; 1), к которой по каплям
прибавляется скипидар (рис. 82), Скипидар; вапо^ает4
ся; наблюдается выделение газа бурого цвета дй^киси
азота. ,
При проведении опыта необходимо соблюдать мера..
предосторожности'. 1. Стакан обязательно накрывать' *
фанеркой с отверстием, через, ксйюрое приливают скипидар,
так как иногда пламя получается большим и может ожечь
экспериментатора. 2. Не наклоняйтесь над стаканом, в *
котором ’ проводится опыт. jS:
Описанные опыты приводят к выводу, что азотная кис-
лота — сильный окислитель и что потому неосторожное
обращение с нею может вызвать пожар, ожогн, порчу
одежды и т. д.
в) Обесцвечивание азотной кислотой органических кра-
сок; После приливания к раствору лакмуса или индиго кон-
центрированной азотной кислоты наблюдается почти пол-
166
-Л
ное обесцвечивание жидкости. Можно каплю концентри-
рованной азотной кислоты нанести на лоскуток окрашен-
ной материи, происходит обесцвечивание последней.
III. Соли азотной кислоты
Оп ыт- 8. Разложение солей азотной кислоты тяже-
лых металлов. Эти соли при нагревании разлагаются на
окись металла, двуокись азота и кислород *(например,
нитраты свинца, меди, Железа и др.). В пробирку кладут
несколько кристаллов нитрата свинца и нагревают их на
пламени. Выделяется бурая двуокись азота.
Опыт 9. Разложение, солей азотной кислоты легких
металлов. Эти соли разлагаются на нитриты и кислород.
Пробйрку на,7в часть ее объема заполняют нитратом калия
и вертикально закрепляют в лапке штатива. Соль расплав-
ляют и, когда в. расплаве появляются пузырьки кислорода,
в пробирку бросают кусочек угля. Он ярко горит, бегая
по расплавленНой поверхности нитрата. Теперь в пробир-
ку бросают кусочек серы, которая горит ослепительно
ярко. Если Взять большие количества селитры и Серы, то
пробирка может расплавиться и упасть. Поэтому из предо-
сторожности под нее следует положить асбестированную
сетку иЛИ'Чайжу с песком.
’ ',г' •
... iX -ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
. Соберите действующую установку для каталитического окис-
ления аммиака по книге А. А. * Г р а б е И к о г о «Опыты по хи-
мии», изд. АПН РСФСР, 1957 (стр. 52—53, рис. 20).
II. .Соберите прибор для окисления аммиака по работе Г а р -
к;у:;<^а'Ш;«ЭДЙ>йборы для окисления аммиака и получения ам-
ЙИЙЦ'Ж <Й«йтры»: <«ХЙмия в школе», 1957, № 6).
Контрольные вопросы
I. Перечислите общие и специфические Свойства азотной кис-
лоты, изучающиеся учениками средней школы.
2. На чем основаны специфические свойства азотной кислоты?
Какими опытами пользуются в школе для их изучения?
3. Как получаются окись и двуокись азота? Какие их хими-
ческие и физические свойства изучаются в средней школе?
4. Какими опытами иллюстрируется химизм промышленных
способов получения азотной кислоты?
5. Чем объясняется, что при проведении опыта /Горения серы
и угля на селитре пробирка может расплавиться?
Рещите задачи: 9—37; 9—58; 9—79;. 9—81; 9—85.
157
РАБОТА 19, ФОСФОР. МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ
Оборудование: пробирки, паяльная трубка.
Красный фосфор, раствор фосфорной кислоты (1 : 10), извест-
ковая вода,. разбавленная азотная кислота (1 : 2), известь, наша-
тырь, раствор серной кислоты (1 : 2), минеральные удобрения,
уголь.
I. Фосфор и его соединения
Опыт m Превращение красного фосфора, в белый.
В сухую пробирку кладут красного фосфора в объеме пол-
горошины. В пробирку до дна опускают стеклянную палоч-
ку. Сильно нагревают дно пробирки, где Находится красный
фосфор. Сначала появляется белый дымок — это фосфорный
ангидрид, образовавшийся за счет окисления фосфора
кислородом воздуха пробирки. При дальнейшем нагрева-
нии на холодных внутренних стенках пробирки появляют-
ся желтоватые капельки белого фосфора. Он осаждается
и на стеклянной палочке, вложенной в пробирку. После
прекращения нагревания пробирки из нее вынимают стек-
лянную палочку, на которой загорается белый фосфор.
Если концом стеклянной палочки дотронуться до внутрен-
них стенок пробирки, где находится белый фосфор, и снова
вынуть палочку на воздух, происходит повторная вспыш-
ка.
Ввиду опасности работы с фосфором в школе не прово-
дят с ним лабораторных опытов. Учитель только сам де-
монстрирует опыт превращения красного фосфора в белый.
О п ы т 2. В пробирку налить 2—3 капли сильно раз-
бавленной ортофосфор ной кислоты (1 : 10),- ополоснуть
стенки пробирки этим раствором (избыток раствора вы-
лить). Затем налить известковой воды до образования
мути (третичный фосфат кальция). Если к образовавшему-
ся третичному фосфату кальция добавить несколько капель
фосфорной кислоты, то осадок растворяется.
Опыт важен потому, что учащиеся должны знать о не-
растворимости третичного фосфата кальция и растворимо-
сти кислых фосфатов кальция.
II. Получение минеральных удобрений
Опыт [Эх Получение аммиачной селитры. В пробир-
ку налить мл разбавленной азотной кислоты (1 : 2) и
положить лакмусовую бумажку. Через . раствор пропу-
158
скают аммиак до тех пор, пока лакмусовая бумажка не
посинеет. (Аммиак можно получить в пробирке нагрева-
нием смеси нашатыря с известью.) Для выделения в твер-
дом виде аммиачной селитры полученный раствор перели-
вают в небольшую фарфоровую чашку и осторожно над
пламенем испаряют воду. Когда начнут появляться отдель-
ные кристаллы соли, нагревание прекращают. Нельзя силь-
но перегревать раствор, так как селитра начнет разлагать-
ся (признак этого — появление над чашечкой белого дым-
ка). Чашечку ставят для охлаждения. Когда соль закри-
сталлизуется, ее палочкой переносят на лист фильтроваль-
ной бумаги. .
On ыт (lj Получение сульфата аммония. В пробирку
наливают 4—5 мл раствора серной кислоты (1 : 2) и через
раствор, как и в опыте 3, пропускают аммиак до тех пор,
когда начнет ощущаться его сильный запах. В пробирке
образуются кристаллы сульфата аммония. Их вынимают
стеклянной палочкой и подсушивают между листками
фильтровальной бумаги.
Окончание опыта. После приведения в порядок рабоче-
го места полученные соли положите в бумажные пакетики,
напишите название соли, свою фамилию и сдайте пакети-
ки преподавателю,-
111. Распознавание минеральных удобрений
Получите от руководителя занятий минеральное удоб-
рение и определите, к какой группе удобрений оно отно-
сится и как называется.
Удобрения. распознают в следующей последовательно-
сти:
- I. Сйачала определяют, к какой группе относится ис-
следуемое удобрение. Для этого:
1. Знакомятся с внешними признаками удобрения
(цвет, запах, кристаллическая структура).
Томасшлак — черный тяжелый порошок.
Суперфосфат — порошок серого цвета, слеживается в
комки.
Сильвинит — розовые кристаллы.
Аммиачная селитра — белая кристаллическая, иногда
желтоватая масса или гранулы.
Натриевая селитра — крупные бесцветные кристаллы.
, Сульфат аммония—мелкие светло-серые кристаллы..
159.
2. Определяют растворимость удобрений в воде. Для
этого Va чайной ложки мелко истолченного удобрения раз-
мешивают в 60—80 мл воды. Полностью растворяются азот-
ные, калийные удобрения и аммофос.
3. Исследуют индикатором.
4. Разжечь древесный уголь с помощью паяльной или
стеклянной (с оттянутым концом) трубкой. На разожжен-
ный уголь бросить щепотку исследуемого удобрения. Если
вещество: '
а) вспыхнет и сгорит, то это селитра. Обратите внимание
на характер пламени: желтое (соль натрия), фиолетовое
(соль калия); ‘ '
б) расплавится и даст дымок с запахом аммиака, то
это мочевина или аммонийное удобрение (аммиачная селит-
ра, сульфат аммония, хлористый аммоний, аммофос);
в) потрескивает без видимых изменений — калийные
удобрения (хлористый калий, сульфат калия, сильвинит);
г) обугливается, с запахом жженой кости — костная
мука;
д) внешне не изменяется, но ощущается запах резины —
суперфосфат; - • .
е) не дает никаких внешних изменений — фосфаты
или известковые удобрения.
5. На мало или практически нерастворимые в воде
удобрения с плохо выраженной кристаллической системой
действуют раствором соляной кислоты:
а) сильное вспенивание (без запаха) указывает, на изве-
стковое удобрение; - ,, .,4.,
б) выделение сероводорода — на томасшлак^®^ ...
в) отсутствие вскипания — на гипс и фосфорные удоб-
рения.
II. Устанавливают состав удобрения. Это можно едет
лать на основе следующей таблицы:
Катионы, анионы Характерные реакции г."11” 'е'ли-.'/г Чтойсшает открытию •V
Na+ Желтая окраска пламени —
К+ Фиолетовая .окраска пламени . .Соли нат- .рия —’— На пламя смотрят че- рез синее стекло
Катионы, анионы Характерные реакции Что мешает открытию 1
Са++ . Окраска племени кирпично- красная — —
н+ Индикаторы, —
NH4* •Действуют раствором щело- чи при. нагревании (запах аммиака) — —
он_; Индикаторы ”. —
СО3— Действуют соляной кисло- . .. ,той„ раз пропускают через известковую воду (белый . «да)
РО4~“~ HSPO." \ ПрйЛ';‘ действии раствора .1 AgNO:, образуется осадок желтого цвета —
С1- " AgNO. и HNO8 (осадок бе- логоЦвета) Фосфаты и карбрнаты дают бе- лый оса- док, если - рас^арр слабо под- кисден Добавить HNOS
>. if ВаС12 и HG1(белый осадок) При слабом подкисле- нии белый осад ок да- ют фосфа- ты и кар- бонаты Добавить НС1
NO3~ С конц... На504 и медью об- .„. разуется бурый, газ — NO2 —
Примечание. Для испыт^ия удобрение берут в пробирку и
действуют нужными реактивами. При испытании на пламя удобре-
ние-смачивают соляной кислотой, пробу берут железной проволоч-
кой и вносят в пламя, определяя его окраску»
161
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Соберите действующую установку для получения аммиачной
селитры по книге А. А. Грабецкого «Опыты по химии»,
изд. АПН РСФСР (стр. 60—61, рис. 23, а).
II. Прочтите статью Д. А. Выше городского «На-
учите школьников распознавать минеральные удобрения», «Химия
в школе», 1957, № 6.
* Контрольные вопросы
1. Какие фосфорные удобрения изучают учащиеся средней
школы?
2. Как получить аммиачную селитру?
3. Как получить сульфат аммония?
4. Какие правила обращения с белым фосфором?
Решите задачи: 9—93; 9—95; 9—96; 9—106; 9—115.
РАБОТА 20. УГЛЕРОД. ОКИСЬ УГЛЕРОДА
Оборудование: пробирки, прибор для адсорбции газов углем,
колба, склянка, прибор для получения хлора, цилиндр, кристал-
лизатор, промывная склянка, аппарат Киппа, прибор для сухой
перегонки дерева.
Окись меди, двуокись марганца (или марганцовокислый ка-
лий),. концентрированная соляная кислота, уголь, известковая
вода, муравьиная кислота, концен-
трированная серная кислота, щаве-
левая кислота, раствор едкого натра,
цинковая пыль, малахит (или угле-
кислый магний), древесные опилкн.
I, Углерод
Опыт Адсорбция углем ’
красящих веществ из раствора.
В колбу наливают слегка под-
крашенный водный раствор (фук-
сина или фиолетовых чернил) и
добавляют 2—3 чайные ложки
древесного угля. После взбал-
тывания раствора и Отстаивания
угля отмечается исчезновение
окраски. Для опыта можно ис-
пользовать обычный древесный
медицинский (карболен).
газов
Рис. 83. Адсорбция
углем.
уголь (из печки)
Опыт 24) Алс
уголь (из печки) или
Опыт 24) Адсорбция углем газов, а) В склянку наби-
рают хлор, "всыпают 1—2 чайные ложки древесного угля
и быстро закрывают пробкой, соединенной при помощи
’ резиновой трубки, с бюреткой, опущенной в подкрашенную
,Щ2
воду (рис. 83). При встряхивании склянки хлор адсорби-
руется углем, создается вакуум и в бюретку засасывается
подкрашенная вода.
б) В колбу набирают двуокись азота и всыпают древес-
ный уголь. Горло колбы плотно закрыть ладонью. После
встряхивания отмечается исчезновение окраски и колба
присасывается к ладони.
О п ы т З. Восстановление углем меди из окиси меди.
ОТвеСйГБТ['Тъкиси меди и 0,6 г хорошо истертого угольно-
го порошка. Смесь тщательно перемешать стеклянной па-
лочкой на листе бумаги, пересыпать в пробирку, закрыть
ее пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустить
в стакан с известковой водой (см. рис. 44, стр. 64). Про-
бирку сильно нагреть. От выделяющегося "углекислого
газа известковая вода мутнеет. Нагревание вести до тех
пор, пока не- прекратится выделение углекислого газа.
Вынуть газоотводную трубку из стакана с известковой во-
дой, прекратить нагревание. Надо -выждать, когда про-
бирка охладится (ее можно будет брать руками). Только
теперь можно открыть пробирку (иначе горячая медь окис-
лится). Иногда уже сразу видно, как внутренние стенки
пробирки покрыты медью. Но это наблюдается не всегда.
Смесь из пробирки высыпать на лист белой бумаги и осто-
рожно сдуть легкий порошок угля. Остается восстановлен-
ная медь. Особенно хорошо брать для опыта гранулирован-
ную окись меди.
II. Окись углерода
Окись углерода является сильным ядом. Опыты с ней
нужно проводить под тягой. Только при получении неббль-
ших количеств окиси углерода в приборах, хорошо прове-
ренных на герметичность, опыты можно проделывать без
тяги. Но в этих случаях остатки непрореагировавшей
окиси углерода сжигают или собирают над водой.
Опыт 4. Получение окиси углерода взаимодействием
органических веществ с концентрированной серной кис-
лотой. .
Получение окиси углерода из муравьиной кислоты.
В колбу наливают 5—7 Мл муравьиной кислоты и по кап-
лям добавляют концентрированную серную. кислоту (см.
рис. 54, б, стр. 86). Серная кислота отнимает от му-
равьиной кислоты воду, образуется окись углерода. Вы-
жидают, когда из коЛбы вытеснится воздух, и окись угле-
f Д63
рода собирают над водой в" цилиндр, который закрывают
стеклянной пластиной; цилиндр открывают и поджигают
окись углерода. Если в цилиндр быстро лить водуто по*
лучается большое голубое пламя горящей окиси углерода.
б) Получение окиси углерода разложением щавелевой
кислоты. Опыт проводится почти так же, как и предыдущий:
в колбу кладут около 5 а щавелевой кислоты и приливают
по каплям концентрированную серную кислоту. Получаю-
щиеся газы в этом случае надо пропускать через раствор
щелочи, так как при разложении щавелевощкислоты, кро-
ме окиси углерода, получается и его двуокись.
В случае отсутствия тяги окись углерода можно полу-
чить в пробирке и поджечь у отверстия газоотводной труб-
ки, не собирая ее. к .
Кислоты могут быть заменены и солями. В лаборатори-
ях, .например, муравьинокислый натрий встречается зна-
чительно чаще, чем свободная кислота.
Оба 'описанных способа получения окиси углёроДа
очень удобны (особенно первый), но они не могут быть,
разъяснены учащимся, еще не знакомьий^с,. исходными ве-
ществами; кроме того, оба способа совсем не отражают
получения окиси углерода в технике. ’> •
- Опыт 5. Получение окиси углерода восстановлением
углекислого газа цинком. При нагревании цинк восстанав-
ливает .углекислый газ до окиси углерода (подобно раска-
ленному углю): л
• Zn 4-СОа = ZnO-f-СО|,
Эти химические процессы понятны даже учащимся-вось-
милетней школы. v
В качестве Источника для получения углекислого газа
берут углекислый магний или малахит, которые при на-
гревании разлагаются, с выделением углекислого газа.
В пробирку кладут хорошо приготовленную смесь 1 весо-
вой части цинковой пыли и 4 весовых частей (по объему)
углекислого магния. Пробирку закрывают пробкей с газо-
отводной трубкой. Газ собираюту над водой или пропу-
скают в прибор для восстановлений окислов металлов. При
нагревании пробирки из нее выделяется ркйсь углерода.
Опыт 6. Получение окиси углерода восстановлением
углекислого газа раскаленным углем. Опыт ценен, тем, что
этот процесс используется в технике и разбирается на
уроках химии. '
164
'•Описанные в литературе опыты восстановления угле-
кислого Раза в окись углерода при наружном обогревании ,
дают плохиерезультаты, так как для этого требуется вы-
сокая температура. Хорошие результаты Получаются при
внутреннем электрообогреве. Для этого собирают следую-
щий прибор (рис. ;В4). В длинную фарфоровую трубку встав-
ляют спираль от электроплитки, прикрепляя ее к медным
Рис. 84. восстановление углекислого rasa в окись
z углерода (^саленным углем/
или Железным электродам, пропущенным через резиновые
пробки. Чтобы эти пробки сильно не нагревались, спираль
прикрепляют к электродам, выступающим из пробок на
расстоянии 5—7 см. Сначала вставляют одну пробку и в
трубку кладут уголь так, чтобы спираль не соприкасалась
с ее стенкам#. Трубку Закрывают другой пробкой и зд-
крепляютйй Конец газоотводной трубки
йрме(Ца^. Вкрййдализатор с подщелоченной водой. Спи- ’
раль'включаютрАлектросеть. Когда трубка сильно раска-
лится, через Мее пропускают углекислый газ так, чтобы
пузырьки газМ можно было считать в кристаллизаторе с
водой. Над крнцом газоотводной трубки опрокидывают
цилиндр с подщелоченной водой (для поглощения непро-
реагир4жафй^углекислого газа). Цилиндр наполняется
Окисью углерода. /Если ток углекислого газа хорошо от-
• регулироВать. 'То окись углерода можно поджечь прямо
на воздухе ужонца газоотводной трубки. 9
Для успёст опыта важно то, чтобы на раскаленную
фарфордвую трубку Пи в коем случае не попадала влага,
так как от Зтого она может лопнуть. Это может произойти
; - 165
даже в том случае, если до трубки на миг -дотронуться
влажными руками.
Опыт 7. Получение водяного газа. Опыт проводят
в том же приборе, который используется для восстано-
вления углекислого газа в окись углерода, с той
только разницей, что в раскаленную трубку пропу-
скают не углекислый газ, а водяные пары из колбы, в
которой нагревают воду; так как эта реакция сильно эндо-
термична, то газ собирается более медленно, чем в опыте 6.
О п ы т 8^ Восстановление окиси меди окисью углеро-
да. Восстановление окисью углерода металлов является
важнейшей реакцией в тех-
Рнс. 85. Сухая перегонка дерева.
нике выплавки металлов
из руд (например, домен-
ный процесс). Опыт про-
делывается так же, как и
опыт восстановления оки-
си меди водородом — в про-
бирке, если он проводится
под тягой. Без вытяжного
шкафа окись меди насы-
,Лдают неширокую стеклян-
f ную трубку, закрывают ее
пробками с газоотводны-
ми трубками. Нагревают
окись меди'и с одного
конца трубки пропускают
окись углерода, с другого-
конца поджигают непро-
• реагировавшую окись угле-
рода. После охлаждения
меди в слабом токе окиси углерода прекращают ее доступ
и учащимся показывают восстановленный металл.
Можно восстановить не только окись мзвщ, но и оки-
слы железа. Под тягой конец газоотводшлЖрубки следует
опустить в известковую воду, чтобы показДъ образование
углекислого газа при восстановлении Металлов из их
окислов при помощи окиси углерода. ’
III. Сухая перегонка дерева
Опыт 9. На 3/4 объема пробирку заполняют сухими
древесными опилками или мелко измельчёнными лучинка-
ми. Пробирку закрывают прйбкой с газоотводной трубкой,
166
проходящей в другую пробирку, помещаемую в холодную
воду для охлаждения продуктов сухой перегонки (рис. 85).
От нее отходит прямая трубка, по которой выходят газо-
образные продукты сухой перегонки дерева. Нагревают
пробирку с древесными опилками, газы и жидкие продукты
проходят в пробирку-приемник, здесь накопляются смоли-
стые вещества и другие жидкости. Когда из этой пробир-
ки вытеснится воздух и из прямой газоотводной трубки
появится дымок, можно поджигать газы.
Для окончания опыта прекращают нагревание пробир-
ки с опилками и исследуют жидкие продукты сухой пере-
гонки дерева, в частности лакмусом.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. В. С. Полосин, Опыты по адсорбции газов углем,
19.53, № 2.
2. К. Ф. Скребков, Демонстрация свойств окиси угле-
рода,. 1958, № 1.
Контрольные вопросы
1. Какие методические недочеты опытов получения окиси угле-
рода из муравьиной и щавелевой кислот?
2. Какое 'айаретгйвчшыта восстановления металлов из их окис-
лов при помощи оккси углерода? '
3. Как получают окись углерода и водяной газ прн использо-
вания внутреннего электрообогрева?
- Решите задачи: 10—12, 10—15, 10»г-18, 10—19.
РАБОТА 21., УГЛЕКИСЛЫЙ ГА^ УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА.
’А,., КРЕМНИЙ
-
Оборудование: аппарат Киппа, стаканы, воронка, пробирки.
Мрамор, соляная кислота (1 : 1), карбонат магния, свеча,
беизии, магний,-лакмус, бикарбонат натрия, 10-процентный раст-
вор силиката натрия, раствор фенолфталеина.
j-,4. I. Углекислый газ
,.^Оп Получение углекислого газа в лаборатории. [
а). Для получения углекислого газа используют те же при-
боры, что и Для получения водорода, например аппарат
Киппа. j
В аппарат Киппа кладут мрамор (он очень удобен, в
отличие от мела не расплывается) и наливают раствор
I
167
соляной кислоты (1 : 1). Серная кислота для этих целей
не Пригодна, так как реакция быстро прекращается вслед-
ствие покрытия кусочков мрамора малорастворимым суль-
фатом кальция. jpi
Iб) В пробирку насыпают карбонат магния и закрывают
пробкой с газоотводной трубкой. Уже при слабом нагрева-
нии хорошо идет реакция разложения .карбоната магния.
Получается чистый сухой углекислыйгаз.
Рис. 86. Углекислый газ тяжелее воздуха:
а — переливание углекислого газа из стакана в стакан, б— га-
шение свечи при помощи вливания углекислоте^ гаЗа ' через
воронку. ..
Опыт 2. Переливание углекислого газа из стакана
в стакан (рис. 86). На одном большом химическом стакане
восковым карандашом ставят цифру I,,другом — II
(это нужно сделать для того, чтобы учащиЦя не перепу-
тали стаканы). Стакан I заполняют .углекислым газом пу-
тем вытеснения воздуха. Полноту заполнения юпределяют
по погашению горящей 'лучины, внесенной вибтакан. Из
стакана I, словно жидкость, переливают углекислый газ
в стакан II (рис. 86, а). Затем при помощи торящей лучи-,
ны убеждаются в том, что углекислый газ-находится в
стакане II. Опыт показывает, что углекислый газ тяжелее
воздуха.
" К
Опыт 3. Гашение свечи при помощи углекислого
газа (рис. 86, б). В штативе укрепляют большую воронку,
конец ее наращивают при помощи резиновой и стеклянной
трубок. Конец вороики опускают в банку или стакан с го-
рящей свечой. Углекислый газ набирают в большой ста-
кан и опрокидывают его в воронку. Свеча гаснет. Вместо
опрокидывания стакана в воронку можно опустить трубку
от аппарата Киппа, заряженного на углекислый газ.
Опыт 4. Гашение горящего бензина углекислым га-
зом. В высокой стеклянной банке поджигают 5—10 мл
бензина. Пламя сначала пробуют залить водой, но бензин
всплывает над нею и разгорается сильнее. После этого над
горящим бензином опрокидывают большой, наполненный
углекислым газом стакан. Горение мгновенно прекращается.
Опыт 5. Горение в углекислом газе магния, а) Опыт
заслуживает внимания, так как показывает учащимся,
что, несмотря на очень слабую окислительную способность,
двуокись углерода может быть газом, в котором происхо-
дит горение, если способность окисляться у горящего ве-
щества проявляется очень сильно. В банку или стакан с
углекислым газом тигельными щипцами опускается заж-
женная, свернутая спиралью магниевая лента, которая
Продолжает в нем гореть. На стенках банки оседает белая
окись магния и выделяется углерод в виде сажи. Если
отсутствует лента магния, то берут полоску бумаги, сма-
чивают ее канцелярским клеем и густо посыпают порош-
ком магния. После просушивания такая полоска бумаги
с успехом заменяет ленту магния.
б) Можно показать горение порошка магния. Для этого
немного порошка магния насыпают в пробирку, закреп-
ляютее горизонтально в штативе. В пробирку вставляют
трубку, по которой пропускают углекислый газ, и магний
сильно накаливают. Когда магний загорится, то нагрева-
ние его прекращают. На стенках пробирки отлагается
сажа, внутри пробирки можно обнаружить окись магния.
^П. Угольная кислота и ее соли
Опыт (б.УРастворение углекислого газа в воде. Угле-
кислый газ довольно хорошо растворяется в воде (при-
мерно 2 объема газа на 1 объем воды).
Для проведения опыта ток углекислого газа пропу-
скают через фиолетовый раствор лакмуса, в пробирке,
7 Заказ 139
169
цвет которого становится красным. (Для сравнения на
белом фоне поставить пробирку о нейтральным лакмусом.)
При нагреваний полученного раствора красный цвет
переходит снова в фиолетовый, так как от нагревания рав-
новесие реакции, происходящей при растворении двуокиси
углерода, смещается влево:
СО2 + Н2О ±7 Насоз I7 Н* + НСО3' 5* 2Н‘ + СО3".
Опыт 7. Разложение карбонатов при нагревании.
Тигельными щипцами кусочек мрамора, лучше с тонкими
и острыми краями, вносится на 4—5 мин в пламя горелки.
Прокаленный кусок в фарфоровой чашке поливается не-
большим количеством воды (2—3 мл), которая далее испы-
тывается раствором фенолфталеина; за счет гидратации
образующейся окиси кальция получается щелочь, чем и
объясняется розовый цвет жидкости.
Исключение в этом отношении представляют, нор-
мальные карбонаты щелочных Металлов, которые при
таких условиях не подвергаются термическому разло-
жению.
t Опыт 8. Термическое разложенце бикарбонатов, а) В
пробирке с пробкой и газоотводной трубкой нагревают
немного бикарбоната натрия. При пропускании выделяю-
щегося при этом газа через известковую воду наблюдается
помутнение (см. рис. 44, стр. 64). ‘ На стенках про-
бирки появляются капли воды.
.Прокаливание доводился до конца выделения чистого
карбоната, который при дальнейшем нагревании не раз-
лагается. ' '*
б) Простой лабораторный опыт разложения бикарбона-
та можно провести в пробирке с известковой водой, поме-
щая соль на канцелярскую кнопку,, как при разложении
малахита (см. рис. 44, стр. 64).
Вывод: нормальные карбонаты при нагревании значи-
тельно устойчивее, чем кислые.
Опыт *9. Получение Теля кремниевой кислоты. В
пробирке к 10-процентному раствору кремневокислого
натрия (разбавленный (1 : 1) раствор продажного раство-
римого стекла или специально приготовленный раствор
из сухой соли) приливают половину объема разбавленной
соляной кислоты (1 : 1). Быстро перемешать палочкой и
вынуть ее. Выпадает гель кислоты. Надо избегать избытка
кислоты. Пробирку с полученной кремниевой кислотой
170
Можно перевернуть вверх дном и показать, что гель при
этом не выливается.
о. Опыт 10. При иных соотношениях кислоты и рас-
твора соли получается золь. Для этого к раствору кремне-
вокислого натрия или калия приливают концентрирован-
ной соляной кислоты, в результате получается прозрачный
золь кремниевой кислоты.
О п ы т -11. Выделение из силикатов кремниевой кисло-
ты угольной кислотой. Через 10-процентный раствор кре-
мневокислого натрия (растворимого стекла) пропускают
сильный ток углекислого газа. Через 3—4 мин происходит
выпадение геля кремниевой кислоты. Опыт подтверждает
.слабость кремниевой кислоты, так как она вытесняется
такой слабойкислотой, Как угольная.
Опыт 12. Гидролиз солей кремниевой кислоты. Сла-
бость кислоты подтверждает и реакция гидролиза ее со-
лей. Для 'проведения опыта на раствор силиката натрия
• или ,калия действуют раствором фенолфталеина. Растворы
[’^(икЙтрй' показывают щелочную реакцию.
13. Растворимость силикатов. Таблица ра-
створимости "показывает учащимся, что все скликать!, за
исключением силикатов щелочных металлов, нераствори-
при проведении опытов с раствори-
! известно^
• Можнё 'Й^ОДемрнстрировать опыт частичного растворе-
ния в воде оконного стекла. Для этого берут осколок
стекла м растирают его в ступке в порошок, к которому
I приливают 2—3 Ал дистиллированной воды. Растворимый
; ' в воде силикдт.натрия гидролизуется, что можно подтвер-
дить^..^^йвЙнием раствора фенолфталеина. Появление
1МОМ^а!^$ркрафк^ййэкадывает наличие в растворе гидро-
' лййуяедйхся силййатов. •-
Оп ы т 14. Пропитывание материалов растворимыми
• Силикатами. В пробирку с раствором силиката натрия
L, опускают тряпочку. Через несколько минут тряпочку вы-
ниМают из раствора, подсушивают над пламенем и затем
вносят.в пламя. Для сравнения в пламя вносят тряпочку,
. Не ’пропитанную силикатом натрия.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. Е. И. Быкова, Ю. В. П л е т н е р, Использование
Сухого льда на уроках химнн, 1955, № 2,
171
2. А. С. Москаленко, Прибор для получения и демон-
страции свойств углекислого газа, 1955, № 6.
3. А. Н. Тем п, Оцыт разложения известняка на уроках
химии 1956, № 6.
К онтрольные„вопросы
1. Какую соль угольной кислоты и какую кислоту выбирают
для получения углекислого газа? Чем это объясняется?
2. Почему для получения углекислого газа пригодны все при-
боры, описанные для получения водорода действием кислоты на
металл?
3. Что легче подвергается термическому разложению: бикар-
бонаты или карбонаты металлов?
4. Как получить гель и золь кремниевой кислоты? В чем за-
ключается отличие в понятиях «гель» и «золь»?
5. Напишите в молекулярной и ионной форме уравнение реак-
ции гидролиза кремневокислого калия.
Решите задачи: 10—27; 10—31; 10—40; 10—41; 10—47;
10—50.
РАБОТА 22. ЩЕЛОЧНЫЕ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Оборудование: стеклянные трубки, пробирки, воронка, кри-
сталлизатор, прибор для электролиза хлористого натрия? желез-
ная проволока, цилиндр, фарфоровая чашка, колба, аппарат Кип-
па, бюретка. ‘
Натрий (металл.), калий (металл.), раствор фенолфталеина,
концентрированная соляная кислота, 0,1 и. раствор соляной кис-
лоты, хлористый натрий (раствор), фуксин, йодистый калий, крах-
мальный клейстер, хлористый калий, хлористый литий, кальций,
магний, гашеная известь, раствор метилоранжа.
I. Щелочные металлы
При работе с натрием и особенно с калием надо иметь
в виду, что реакция взаимодействия их с водой и кисло-
тами протекает очень бурно, поэтому для этих опытов
нельзя брать большие количества металлов, выбрасывать
остатки после опытов в раковины, что может привести к
взрывам. Тем более не следует сразу приливать воду в кол-
бы и пробирки, в которых проводились опыты с щелочны-
' ми металлами.
Опыт 1. Демонстрация металлического блеска нат-
рия и калия. Так как поверхность щелочных металлов
быстро окисляется и поэтому тускнеет, то целесообразно
на каждый ученический стол приготовить образцы щелоч-
ных металлов так, чтобы они продолжительное время не
тускнели. Делают это так. Отрезают стеклянную трубку
172
длиной около 20 см и диаметром 7—8 мм (концы не оплав-
лять). Трубка должна быть чистой и сухой. Из керосина
вынимают кусочек натрия (калия). Его тщательно выти-
рают фильтровальной бу-
магой, обрезают корку оки-
слов. Вырезают пластину
толщиной 5—8 мм, кладут
ее на фильтровальную бу-
магу и трубку вдавлива-
ют в металл (рис.87, а).
Когда пластина будет про-
давлена насквозь, металл
при помощи стеклянной
палочки проталкивают до
середины трубки, вставля-
ют палочку с другой сторр-
а
, 6
Рис. 87. Демонстрация металлического блеска и легкоплавкости
щелочных металлов.
ны трубки и отжимают металл (рис. 87, б). Поверхность ме-
талла сохраняет металлический блеск в течение нескольких
дней. Если же концы трубки оттянуть и наглухо запла-
вить, то получится постоянный образец натрия или калия,
который может быть использован в течение многих лет.
173
Опыт 2. Легкоплавкость натрия и калия. Сухую
пробирку с небольшим кусочком калия (величиной с го-
рошину) опустить в воду, нагретую до кипения. Калий
плавится (температура плавления +63,5бС). Если имеется
образец натрия или калия, заплавленный в трубке,' то
его держат над пламенем, щелочной металл легко плавится
(рис. 87, в).
Опыт 3. Взаимодействие натрия с водой. Пробирку
с водой закрепляют вертикально в штативе, бросают в воду
очищенный при помощи фильтровальной бумаги кусочек,,
натрия величиной с горошину и накрывают из предосто-
рожности воронкой (рис. 88, а). Выжидают несколько
Рис. 88. Взаимодействие натрия и калия с во-
дой (или концентрированной соляной кислотой):
а—взаимодействие натрия с водой, б—взаимодей-
ствие калия с водой.
секунд и поджигают водород у конца воронки. Когда весь
натрий прореагирует, то'в воду капают раствор фенолфта-
леина, чтобы показать образование щелочи.
Опыт 4. Взаимодействие калия с водой. В кристал-
лизатор наливают воду и с листа бумаги бросают малень-
кий кусочек калия (Осторожно! Отойти в сторону!) (рис.
88, б). Калий загорается, давая характерное фиолетовое
пламя. Особенно бывает опасно, когда кусочек калия при-
липает под конец реакции к поверхности стекла и с треском
разбрызгивается. В кристаллизатор добавляют несколько
капель фенолфталеина.
174
Рис. 89. Электролиз
раствора поваренной
соли.
Опыт 5. Взаимодействие натрия с концентрирован*
цой соляной кислотой. Опыт проводят в пробирке (см.
рис. 88, а). Кусочек натрия бросают в соляную кислоту
и пробирку прикрывают воронкой. Поджигают водород.
На дно пробирки опускаются, белые кристаллы поварен-
ной соли, Опыт можно проводить только с концентрирован-
ной соляной кислотой. Реакция натрия с разбавленной со-
ляной кислотой или другими кисло-
тами, например серной или азотной,
чрезвычайно опасна. Опыт взаимо-
действия калия с другими кислота-
ми проводить не следует, так как
может произойти взрыв.' ,:'-
> О й ы т 6. Получение едкого нат-
ра электролизом раствора поваренной
I соли, а) В U-образную трубку налива-
ют насыщенный раствор поваренной
Соли, В который бйускают угольные
электроды/К ним хорошо прикручена
медная. проволока (рис. 89). Элек-
, тррды соединяют с аккумулятором
(н^да?ен^е.,::,8^-1й .вольт) или
*^Йа4^^>;;^^ЙТрйческуЮ сеть> (Схему включения см.
49). в катодном пространстве выделяются
пузырьки водорода й едкий натр. Щелочь обнаруживают
, путем прибавления раствора фенолфталеина (образуется
’ Малиновая окраска). В анодном пространстве накопляется
Ялор, присутствие которого доказывают приливанием ра-
створа какого-либо красителя, например фуксина (он обес-
цвечив§^ся). Если учащиеся уже знают, что хлор более
,.йй|й^Й^.?йем''^ЙбД;?лТО в анодное пространство приливают
немногб растВоря йодистого калия и крахмала. В резуль-
тате выделения йода происходит посинение раствора. Опыт
не следует проводить слишком долго, так как произойдет
перемешивание растворов у катодного, и анодного про-
странства, образуются гипохлориты и малиновая окраска
в катодном пространстве начнет исчезать.
б) Электролиз раствора поваренной соли учащиеся
могут проделать сами..Надо взять узкую изогнутую труб-
ку, в которую вставлены в качестве электродов грифели
от простого карандаша.
В трубку наливается раствор поваренной соли и до-
бавляют индикаторы при помощи пипетки. Электроды при-
175
соединяют к сухой батарее от карманного электрического
фонаря. Трубку вставляют в пробку, которую закрепляют
в лапке штатива.
Опыт 7. Окраска пламени от соединений щелочных
металлов. Для опыта готовят растворы солей: хлористого
натрия (NaCl), хлористого калия (КС1) и хлористого лития
(LiCl). В пламени несколько раз прокаливают железную
проволоку. Смачивают ее в растворе хлористого калия и
вносят в пламя спиртовки или газовой горелки. Наблюда-
ем фиолетовое окрашивание.
Проволоку промывают в соляной кислоте, хорошо
прокаливают, затем смачивают в растворе соли LiCl и
вносят в пламя. Появляется красно-фиолетовое окраши-
вание. После обработки в соляной кислоте и прокаливания
проволоку, смоченную в растворе поваренной соли, вно-
сят в пламя. Наблюдаем желтое окрашивание.
П. Щелочноземельные металлы
Опыт 8. Физические свойства кальция. Кусок каль-
ция зачищают напильником и рассматривают его блеск.
Пробуют отломить кусочек кальция при помощи куса-
чек. Этим убеждаются в его твердости.
-Опыт 9. Взаимодействие кальция с водой. Кусок
кальция зачищают напильником или наждачной бумагой,
небольшой кусочек бросают в кристаллизатор с водой и
накрывают его цилиндром пли пробиркой с водой (рис.
90, а). Последнюю целесообразно заполнить водой только
на 2/з объема, чтобы водород перемешался с воздухом и
при сгорании был слышен хлопок. Если взять значитель-
ное количество кальция, то видно, как в виде легкой мути
опускается вниз малорастворимый гидрат окиси каль-
ция. Выделяющийся водород заполняет цилиндр (пробир-
ку). Его поджигают. В воду добавляют раствор фенолфта-
леина.
'’О п ы т 10. Взаимодействие магния с водой, а) В
пробирку при помощи пипетки наливают около 2 мл воды
так, чтобы не замочить водой внутренние стенки пробирки.
Затем насыпают такое количество речного песку, чтобы
была поглощена вся вода. В этом случае пробирку можно
держать горизонтально. При помощи лучинки в пробир-
ку вносят немного порошка магния, располагая его рядом
с влажным песком (рис. 90, б). Пробирку закрепляют в
176
лапке штатива, вставляют пробку с газоотводной трубкой,
конец которой опускают в сосуд с водой. Сначала сильно
нагревают магний и время от времени пламя переносят на
влажный песок. Как только вспыхнет магний, то нагрева-
ют только влажный песок. Пары воды проходят над маг-
нием, и он ярко горит. В этот момент конец газоотводной
Рис. 90. Взаимодействия с водой кальция и магния:
а — взаимодействие -кальция с водой, б— взаимодействие магния
с водой»
трубки подставляют под цилиндр или пробирку с водой,
где и собирается водород.
Как только прекратится реакция между магнием и
водой, сразу же вынимают газоотводную трубку из сосуда
с водой. Собранный водород поджигают.
б) Опыт можно провести без собирания водорода. Для
этого пробирку с влажным песком и порошком магния
закрепляют горизонтально. После нагревания магния и
влажного песка, когда начнется реакция, водород поджи-
гают у конца пробирки, он горит до окончания реакции
между магнием и водой. •
sJ Опыт 11. Получение негашеной извести. Негаше-
ная известь при долгом хранении обычно гасится за счет
атмосферной влаги, поэтому в школьные химические каби-
неты поступает уже гашеная известь. В школьных условиях
затруднительно 'получить значительное количество нега-
шеной извести (ее получают прокаливанием мела в муфель-
177
ных печах). Наиболее просто получить ее из имеющейся
в любой школе гашеной извести. Для этого в фарфоровую
чашку кладут 8—10 г гашеной, извести и прокаливают ее
на огне в течение 15—20 мин (температура обезвожива-
ния гашеной извести 580° С). Такую известь надо гасить
осторожно, так как происходит сильное разбрызгивание.
Опыт 12. Устранение жесткости воды. Присутст-
вие бикарбоната кальция придает воде временную жест-
кость, которую можно устранить одним из следующих
способов:
а) к жесткой воде приливают известковую воду, выпа-
дает осадок карбоната кальция.
б) к жесткой воде добавляют раствор соды.
Опыт 13. Окрашивание пламени солями щелочно-
земельных металлов. Опыт проводят так же, как и окра-
шивание ’пламени солями щелочных металлов. Окраска
пламени: от солей кальция — кирпично-красная, от солей
стронция — карминово-красная, от солей бария — желто-
зеленая.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге В. Н. Верховского «Техни-
ка и методика химического эксперимента в школе», т. П, I960:
1. Приготовление препаратов калия и натрия (стр. 530—531).
2. Свойства перекиси натрия (стр. 538).
3. Строительные материалы (стр. 546).
Контрольные вопросы '
1. Как можно демонстрировать металлический блеск и Легко-
плавкость щелочных металлов?
2. Как натрий и калий взаимодействуют с водой?
3. С какой кислотой показывают взаимодействие натрия? Ка-
кова цель этого опыта?
4. Как показать, что при электролизе раствора поваренной
соли образуются хлор, едкий натр?
5. Как проще всего получить негашеную известь в школьной
химической лаборатории?
Решите задачи: 11—53; 11—62; 11—69; 11—71; 11—73;
11—96; «11—97.
РАБОТА 23. АЛЮМИНИЙ. ХРОМ. МАРГАНЕЦ
Оборудование: пробирки, стеклянная палочка, железная кон-
сервная банка с песком, асбестированная сетка, фарфороваяступка,
фарфоровый тнгель, ложечка для сжиганйя, большая колба или бу-
тыль.
178
Алюминий, окись ртути, азотнокислая ртуть, едкий натр,
азотйая кислота (1 : 1), серная кислота (1 : 5), соляная кислота
(1 : 1), окись железа, перманганат калия-(или бертолетова соль),
бихромат аммония, бихромат калия, этиловый спирт.
Алюминий подробно изучается в курсе химии средней школы.
Хром и марганец специально не изучаются, но на протяжении все-
го курса химии соединения этих элементов используются на уроках
в качестве катализаторов или окислителей (двуокись марганца, пер-
манганат калия, окись хрома и др.). Особенно часто соединения мар-
ганца и хрома применяются при проведении вечеров по химии (раз-
личные вспышки, «вулкан» и пр.). Поэтому учитель должен хорошо
знать свойства, марганца и хрома, уметь проводить классный и
внеклаСсный эксперимент, связанный с этими элементами.
I. Алюминий
Для опытов с алюминием берут алюминиевую проволо-
ку, алюминиевую фольгу (ее часто используют для завер-
тывания конфет), алюминиевый порошок.
Опыт 1. Окисление алюминия на воздухе, а) Алю-
миний энергично окисляется на воздухе, если удалить с
его поверхности пленку окиси алюминия и создать усло-
вия, при которых она не будет возникать. Для этого в
пробирку кладут кусочек алюминия, подливают 2 н. рас-
твор едкого натри. Через 2 мин сливают раствор едкого
натра, алюминий' тщательно промывают водой и опускают
в раствор азотнокислой ртути (при отсутствии этой соли
в прббирку кладут окись ртути в объеме пшеничного зерна
й приливают 2 н. раствор азотной кислоты). Через 2—3 мин
алюминий вынимают из р.аствора азотнокислой рту-
ти, промывают водой и протирают досуха бумагой.
Алюминий вытесняет ртуть из ее соли, на поверхно-
сти образуется амальгама алюминия, препятствующая
образованию плотной окисной пленки алюминия. Поэто-
му алюминий окисляется на воздухе, постепенно разруб
шается.
б) Более упрощенно опыт проводится так. На алюми-
ниевую фольгу наносят 1—2 капли раствора-едкого нат-
ра. Стеклянной палочкой раствор щелочи растирают по
поверхности фольги. Через 2—3 мин щелочь смывают во-
дой, на фольгу кладут окись ртути (в объеме пшеничного,
зерна) и добавляют 2—3 капли раствора азотной кислоты,
растирают ее с окисью ртути по поверхности фольги при
помощи стеклянной палочки. Через 2—3 мин фольгу про-
мывают водой и тщательно протирают бумагой. Алюми-
ний начинает окисляться.
179
Опыт 2. Взаимодействие алюминия с водой. Алю-
миний, лишенный окисной пленки, вытесняет водород и2
воды. Для этого амальгамированный алюминий, остав-
шийся от предыдущего опыта, опускают в пробирку с во-
дой. Сразу же появляются пузырьки водорода. На дне
Рис. 91. Алюминоте-
рмия.
осаждаются хлопья гидрата окиси алюминия.
Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами.
В три пробирки наливают по 2—3 мл растворов кислрт:
серной (H2SO4, 1 : 5), соляной (НС1,
1 : 1), азотной (НЫОз, 1 : 1). Во все
пробирки кладут по ,маленькому ку-
сочку алюминия. Сразу же начинает-
ся реакция с соляной кислотой, не-
сколько медленнее идет реакция с сер-
ной кислотой и совсем не идет реак-
ция с азотной кислотой, в которой
алюминий пассивируется.
Опыт 4. Взаимодействие алю-
миния с щелочами. В пробирку на-
ливают 2—3 мл 2 н. раствора едкого
натра, в который кладут небольшой
кусочек алюминия. После небольшо-
го нагревания реакция идет энер-
гично, выделяется водород.
Опыт 5. Алюминотермия. Готовят смесь из 3 весо-
вых частей окиси железа РегОз и 1 весовой части порошка
алюминия, например, берут 3 г РегОз и 1 г алюминия.
Смесь тщательно перемешивают на листе бумаги при помо-
щи стеклянной палочки так, чтобы порошок алюминия
равномерно смешался с окисью железа. Смесь высыпают
в бумажный кулечек, который помещают в сухой песок,
насыпанный в железную консервную банку (рис. 91).
В качестве запала берут смесь порошка алюминия с хоро-
шо истолченным перманганатом калия или бертолетовой
солью (на 1 часть алюминия отвешивают 1 весовую часть
окислителя, например, на 0,4 г порошка алюминия берут
0,4 г перманганата калия). Запал рассыпают по поверхно-
сти смеси алюминия с окисью железа, вставляют в него
ленту магния и поджигают ее. Наблюдается ослепительно
яркая вспышка, огненный столб искр. Тигельными щип-
цами из песка вынимают раскаленный королек металла,
покрытый шлаком.. После остывания шлака его разбивают
и вынимают кусочек железа.
180
Затруднения в проведении опыта. При отсутствии ленты
магния ее заменяют так. Лист бумаги покрывают канце-
лярским клеем, на него насыпают густой слой порошка
магния, к которому примешивают */з (по объему) истол-
ченного перманганата калия или бертолетовой соли. Слой
магния наклеивают и с другой стороны бумаги. Такую бу-
магу оставляют сушиться на воздухе, затем разрезают
на узкие полоски, которые и используют вместо ленты
магния.
Рекомендуется брать алюминий в виде крупинок, если
брать алюминий в виде пыли, эта реакция идет слишком
бурно, продукты реакции разбрызгиваются и обычно не
удается обнаружить монолитного кусочка железа.
Надо иметь в виду, что опыт небезопасен. Если он про-
водится в классе, то следует учащихся с первого ряда пере-
садить, банку с песком поставить на лист жести или асбе-
ста, так как огненные брызги падают на стол и портят его.
II. Хром
Опыт 6. Получение окиси хрома. На демонстрацион-
ном столе расстилаю^ большой лист бумаги, например
газету, на который кладут асбестированную сетку с тонко
измельченным в ступке бихроматом , аммония, насыпан-
ным в виде горки. До бихромата аммония дотрагиваются
раскаленной стеклянной палочкой. Сразу же наступает
реакция разложения:
(NH4)2Cr2O7 = Cr2Os + N2 + 4Н2О.
Образуется большое количество окиси хрома, рыхлого
темно-зеленого вещества. Опыт используется на вечерах
занимательной химии для имитации вулкана и для получе-
ния катализатора — свежеприготовленной окиси хрома
(в этом случае бихромата аммония берут немного).
Опыт 7. Получение хромового ангидрида. В пробир-
ку наливают 1—2 мл насыщенного раствора бихромата
калия К2Сг2О7. Пробирку опускают в стакан с холодной
водой и в раствор бихромата приливают 1,5—2 мл концен-
трированной серной кислоты. При хорошем охлаждении
выпадают темно-малиновые кристаллы хромового ангидри-
да СгОз. С кристаллов хромового ангидрида сливают избы-
ток кислоты.
181
Опыт 8. Окислительные свойства хромового ангидри-
да. Несколько кристаллов хромовбго ангидрид?' помещают
в фарфоровый тигель или чашку. К хромоног^ ангидриду
добавляют несколько капель этилового спцрта, который
сразу же вспыхивает.
Опыт 9. Каталитические свойства окиси хрома.
В большую колбу или бутыль наливают несколько милли-
литров концентрированного водного раствора аммиака.
Сосуд с раствором аммиака хорошо взбалтывают так,
чтобы образовалась смесь аммиака с воздухом. В ложечку
для сжигания насыпают свежеприготовленную окись хро-
ма, сильно накаляют ее и опускают в только что приго-
товленную смесь аммиака с воздухом. В присутствии оки-
си хрома аммиак окисляется — образуется туман из час-
тичек нитрита и нитрата аммония, окись хрома сильно
раскаляется.
III. Марганец
Опыт 10. Получение марганцового ангидрида (Мп2О7).
В фарфоровую чашку~поместить немного (около 0,5 г) пер-
манганата калия и добавить несколько капель концентри-
рованной серной кислоты. Образуется темно-зеленая жид-
кость — раствор марганцового ангидрида в серной кислоте.
-Опыт 11. Окислительные свойства марганцового
ангидрида, а) В фарфоровую чашку с марганцовым аигид?
ридом добавить несколько капель спирта. Он загорается.
б) Окислительные свойства марганцового ангидрида
можно показать в более занимательной форме. Стеклянную
палочку обмакнуть в марганцовом ангидриде и дотронуть-
ся, ею до фитиля спиртовки. Спиртовка сразу же загорается.
Опыт 12. Окислительные свойства перманганата
калия. В пробирку насыпать около 1 г хорошо истолченно-
го перманганата калия и добавить из пипетки несколько
капель безводного глицерина. Через несколько секунд
глицерин загорается, так как он окисляется.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
I. Р. Я. Антоновская, Реакция алюминотермии, 1954,
Яз 2.
2. Ф. В. Колесник, Опыт алюминотермии в пробирке,
1960, № 4.
3. И. Т. Сыроежкин, Демонстрация алюминотермии на
уроках, 1957, Ns 4. ' . -
182
Контрольные вопросы
1. Как показать реакцию окисления алюминия на воздухе?
2. Какое значеине имеет для учащихся показ опытов по алю-,
минотермии?
3. Назовите уроки, на которых используются соединения хрома
и марганца.
4. Для каких целей на внеклассных занятиях используются хро-
мовый и марганцовый ангидриды?
Решите задачи: 11—147; 11—151; 11—159; 11—161; 11—166.
РАБОТА 24. ЖЕЛЕЗО И ЕГО СПЛАВЫ. КОРРОЗИЯ
Оборудование: пробирки, аппарат Киппа, магнит, прибор
для взаимодействия, железа С водой, школьный галцваиометр, ста-
каны, кристаллизатор;, воронка. Лезвие безопасной бритвы (или
швейная игла), чугун.
Концентрированная соляная кислота, азотнокислый свинец,
окись железа, хлорная медь, железные опилки, раствор серной кис-
лоты(1 ; 5), азотная кислота, роданистый калий, едкий натр, хлор-
ное железо, цинковая пластина,Тйедная пластина, формалин, йодис-
тый калий.
Опыт I. Закалка и отпуск стали. Для ознакомления
с процессами закалки и отпуска стали можно проделать
опыт с'лезвйем безопасной бритвы (или швейной иглой).
; а) Сдельно накаленному лезвию безопасной бритвы дают
постепенно охладиться. После этого оно теряет свою упру-
гость, хрупкость и легко гнется.
б) Вторично нагревают докрасна это же лезвие и, не
дав ему остыть, бросают в холодную воду. Лезвие бритвы
делается упругим, а при попытке его согнуть.— ломается.
. О п ы т 2. В состав чугуна входйт углерод. В пробир-
ку кладут несколько кусочков чугуна и наливают 8—ГО мл
концентрированной соляной кислоты. Для начала реакции
соляную кислоту нагревают так, чтобы энергично выде-
лялся водород. Через несколько минут в пробирке появ-
ляются черные частички угля.
О п ы т 3. В состав чугуна входит сера. При выполне-
нии второго опыта в отверстие пробирки вставляют поло-
ску бумаги, смоченную раствором азотнокислого свинца.
Довольно быстро она покрывается сернистым свинцом.
Иногда ощущается резкий запах сероводорода.
-О п ы т 4, Восстановление железа из его окислов.
Опыт проводят как и в случае восстановления меди из ее
окиси (см. стр. 97). Только нагревать надо сильнее и про-
водить реакцию более продолжительно (минут 10—15).
1S3
Не следует брать слишком много окиси железа, /£ак как
в этом случае восстановление займет много времени. После
восстановления железо надо охладить в слабом токе водо-
рода. Получается черный порошок железа. Наличие же-
леза можно показать следующими приемами:
1. К порошку поднести магнит, к которому притяги-
вается железо. Но у учащихся может возникнуть подозре-
ние, что восстановление прошло до образования закиси-
Рис. 92. Получение водорода действием железа иа воду.
окиси железа FesCU, которая тоже притягивается к
магниту.
2. Для устранения этого сомнения полученное железо
бросают в раствор соляной кислоты — сразу же выде-
ляются пузырьки водорода, чего не может наблюдаться
с окислами железа.
3. Полученное железо насыпают в раствор хлорной
меди или медного купороса. Наблюдают выделение меди.
Опыт 5. Взаимодействие железа с водой. В середину
водопроводной трубки длиной около полметра насыпают
слой крупных железных опилок, которые с обеих сторон
закрывают асбестовой ватой, снаружи трубку отмечают
мелом, где находятся опилки. Трубку с обеих сторон
закрывают резиновыми пробками с газоотводными трубка-
ми, одна из них сообщается с колбой, заполненной водой,
а конец другой опускают в воду (рис. 92). Сначала сильно
нагревают опилки на газовой горелке или каком-либо
подобном источнике нагревания. Кипятят воду в колбе.
Пары воды проходят над раскаленным железом и реаги-
184
руют с ним. ри этом образуется закись железа, закись-
окись железа и водород.
«Опыт 6. Взаимодействие железа с кислотами.
, а) При опускании железа в растворы соляной и серной
кислот идет реакция с выделением водорода.
В пробирку положите 2—3 канцелярские кнопки или
маленькие железные гвоздики. Налейте 4—5 мл раствора
соляной кислоты (1 : 1). Пробирку слегка подогрейте (но
не до кипения), чтобы наблюдалось энергичное выделение
водорода, Когда реакция закончится (пузырьки водорода
выделяются медленно), обратите внимание на окраску
раствора хлористого железа. Раствор хлористого железа
оставить для последующих опытов (разделите его на три
пробирки).
• б) При взаимодействии железа с концентрированными
азотной и серной кислотами реакция не идет. Железо
пассивируется.
• Опыт 7. Качественные реакции на двух- и трехва-
лентное железо. Для учащихся на уроках не следует реко-
мендовать реакции с желтой и красной кровяной солью,
так как они сложны. Эти реакции можно использовать на
внеклассных занятиях. На уроках же ограничиваются
роданистым калием KCNS (или роданистым аммонием).
а) К раствору хлорного железа прилить несколько
капель роданистого калия. Образуется кроваво-красное
окрашивание от слабо диссоциирующей соли Fe (CNS)a.
б) В пробирку налить около 1 мл раствора хлористого
Железа (из опыта 6). Добавить раствор KCNS. Если взято
чистое хлористое железо, то никакого окрашивания не
наблюдается. В присутствии следов хлорного железа видно
розоватое окрашивание.
в) Чтобы показать наличие двухвалентного железа в
хлористом железе, в пробирку с хлористым железом до-
бавляют несколько капель хлорной воды. Хлористое же-
лезо окисляется в хлорное и теперь при добавлении рода-
нистой соли наблюдается кроваво-красное окрашивание.
• О п ы т 8. Получение гидрата закиси железа. В про-
бирку с хлористым железом добавить раствор едкого
натра, который предварительно следует прокипятить для
удаления из него воздуха. В этом случае образуется гид-
рат закиси железа, осадок белого цвета, который посте-
пенно темнеет, зеленеет и, наконец, окисляется в гидрат
окиси железа, осадок коричневого цвета.
' 185
Если брать не чистое хлористое железо, а с примесью
хлорного железа и не кипятить раствор едкого/натра, то
сразу же выпадает некоторое количество гидрата окиси
железа, который и маскирует белую окраску.; гидрата за-
киси железа.
. Опыт 9. Гидрат окиси железа. Получают его взаимо-
действием щелочи с солями трехвалентного железа — хлор-
ного или сернокислого окисного железа. Полученный оса-
док распределяют на три пробирки, в которые приливают
соляную, серную и азотную кислоты. Во всех этих кисло-
тах гидрат окиси железа растворяется. Следует иметь в
виду, что иногда с этими кислотами гидрат окиси железа
реагирует не сразу. Это происходит тогда, когда его не
отфильтровывают и не отмывают от щелочи. В этом случае
в осадке окажется значительное количество щелочи и
сначала кислота идет на нейтрализацию этой щелочи. По-
этому в случае неполного растворения гидрата окиси желе-
за к нему надо добавить избыток кислоты.
Коррозия металлов
Опыт 10. Коррозия в электролитах сопровождается
электрическим током. В стакан наливают раствор серной
кислоты (1 : 5) и опускают медные или железные электроды
(в виде медной проволоки или железного гвоздя), соеди-
ненные с гальванометром (рис. 93, а). Стрелка гальвано-
метра сразу же отклоняется, что, указывает на возникнове-
ние электрического тока. Это объясняется тем, что при
нахождений в электролите двух металлов более активный
металл разрушается, отдает электроны, сам превращается
в ионы'. В нашем опыте: '
! Fe — 2с == Fe”.
Железо окисляется, окислителем являются ионы Н’:
2Н' +2е = 2Н; 2Н = Н2.
Электроны по проводам переходят на менее активный
металл — медь, где и превращают ионы водорода — в
атомы.
Опыт 11. Поляризация и деполяризация, В преды-
дущем опыте видно, как постепенно стрелка гальванометра
186
приближается к нулю, поток электронов уменьшается
вследствие поляризации, медный электрод покрывается
слоем водорода и, таким образом, к поверхности меди
не могут подходить ионы водорода и принимать электроны.
Поэтому электрический ток затухает. Можно провести де-
поляризацию — удалить пу-
зырьки, добавив окислитель.
В стакан с электролитом
(опыт 10) наливают раствор
окислителя — бихромат ка-
лия или перманганат калия.
Рис. 93. Коррозия металлов в электролитах.
Опять стрелка гальванометра сильно отклоняется. Значит,
окислители (в том числе и кислород) содействуют корро-
зии в электролитах.
Опыт 12. При контакте двух металлов разрушается
более активный металл, на менее активном металле соби-
рается водород. Собирают прибор по рисунку 93, б. В стек-
лянный сосуд / наливают раствор серной кислоты (1 : 10).
В раствор опускают стеклянную воронку 2 с узкой стеклян-
ной трубкой 3, на которую надевают резиновую трубку 4,
закрытую зажимом 5. В кислоту опускают цинковую пла-
стинку 8 с прикрепленным к ней электрическим проводом.
Если нет цинковой пластинки, то берут несколько кусоч-
ков цинка и обматывают их проводом. Под воронку опу-
скают медную пластину с проводом 6. (При отсутствии
пластины берут просто медный электропровод.) Когда
цепь разомкнута, то водород выделяется только на поверх-
ности цинка. Но если цинковую и медную пластину присое-
динить-к гальванометру 7, то стрелка его отклоняется и
водород начинает выделяться на медной пластине и соби-
187
ратьс-я в трубке 3. В эту трубку раствор кислоты осторож-
но засасывают через резиновую трубку 4 при/открытом
зажиме. Когда трубка заполнится раствором; зажим 5
закрывают.
Опыт 13. При контакте двух металлов в электроли-
те активный металл энергично разрушается. В две пробир-
ки налить по 5—6 мл раствора серной кислоты (1 : 5).
В обе пробирки бросить по кусочку необработанного кисло-
той цинка. Водород выделяется медленно. В одну пробир-
ку добавить 2—3 капли раствора медного купороса. В
этой пробирке водород начинает выделяться более энер-
гично, так как цинк вытесняет из медного купороса медь,
которая осаждается на кусочке цинка. В результате возник-
новения гальванической пары- Zn — Си сильнее разру-
шается цинк.
« Опыт 14. Предохранение от коррозии при помощи
ингибиторов (замедлителей.) а) В две пробирки с раствором
соляной кислоты (8—10 мл) бросить по железному гвозди-
ку или канцелярской кнопке. Начинается реакция между
железом и кислотой. В одну пробирку прилейте 1 мл
формалина. В этой пробирке реакция значительно замед-
ляется.
, б) В две пробирки налить по 4—5 мл раствора серной
кислоты (1 ’ 5), положить по железному гвоздику и\ на-
греть, чтобы энергично выделялся водород. В одну пробир-
ку в качестве ингибитора добавить 2—3 капли раствора
йодистого калия. В этой пробирке реакция между железом
и кислотой почти прекращается.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1 .Ф. А. Вальков, Л. А. Нестеренко, Опыты по те-
ме «железо», 1960, № 5.
2 . С. А. Б а л е з и н, В. Б. Ратинов, Опыты по коррозии
и защите металлов, 1955, № 3.
Контрольные вопросы
1. Как доказать, что в состав чугуна входят углерод и сера?
2. Как показать, что при восстановлении окиси железа водо-
родом получилось железо?
3. В чем разница между взаимодействием железа с концентри-
рованной и разбавленной серной кислотой?
4. Как получить гидрат закиси железа? Почему он на воздухе
быстро темнеет? ... .
188
5. Как показать, что при контакте'цинковой и медной пластин
в кислоте водород получается на медной пластине. Почему?
Решите задачи: 11—178; If—192; 11—200; 11—206.
УПРАЖНЕНИЕ В ДЕМОНСТРИРОВАНИИ 2
Работы (17—24)
1. Синтез аммиака.
2. Разложение аммиака.
3. Получение аммиака в лаборатории и растворение его
в воде.
4. Горение аммиака в кислороде.
5. Взаимодействие аммиака с кислотами.
6. Термическая диссоциация хлористого аммония.
7. Получение и свойства окиси азота.
8. Получение двуокиси азота каталитическим окисле-
нием аммиака.
9. Химические свойства азотной кислоты.
10. Превращение красного фосфора в белый.
11. Адсорбция углем газов.
12. ‘ Получение и сжигание окиси углерода.
13. Сухая перегонка дерева.
14. Физические свойства углекислого газа.
15. Горение в углекислом газе магния.
16. Термическое разложение карбонатов и бикарбона-
тов.
17. Получение геля кремниевой кислоты.
- 18. Взаимодействие натрия с водой.
19. Получение едкого натра электролизом раствора по-
варенной соли.
20. Взаимодействие кальция с водой.
21. Гашение извести.
22. Окисление алюминия на воздухе.
23. Алюминотермия.
24. Выделение водорода на меди при контакте ее с цин-
ком в растворе кислоты.
РАБОТА 25. УГЛЕВОДОРОДЫ
Оборудование: пробирки, цилиндры, кристаллизатор, колба,
прибор для получения хлора.
Обезвоженный уксуснокислый натрий, натронная известь, эти-
ловый спирт, концентрированная серная кислота, речной песок, гли-
на, раствор перманганата калия, бромная вода, карбид кальция,
бензол.
189
I. Предельные углеводороды
Опыт 1. Получение метана, а) Получают/метан в ла-
боратории взаимодействием уксуснокислого натрия с нат-
ронной известью.
Уксуснокислый натрий содержит кристаллизационную
воду (CHsCOONa • ЗНаО), от которой он освобождается
прокаливанием в железной или фарфоровой чашке; снача-
ла соль растворяется в выделяющейся воде, затем твердеет.
Прокаленный уксуснокислый натрий ставят охлаждаться
в эксикатор.
Охлажденную соль смешивают с натронной известью
в объемных отношениях 1:2. Пробирка на 3/4 наполняется
этой смесью, закрепляется пробкой с газоотводной трубкой
и прокаливается. Метан собирается путем вытеснения воды
из цилиндра или газометра. Им наполняется несколько
больших пробирок или цилиндров, которые до наступле-
ния надобности оставляются в воде.
б) Получение метана из. уксуснокислого натрия затруд-
нено тем, что реакция эта идет медленно и для заполне-
ния целого газометра учитель потратит много времени.
Поэтому в тех школах, где имеется газ, целесообразно
использовать его для демонстрации на уроках химии.
Природный газ содержит более 90% метана. Для уда-
ления следов непредельных соединений природный Таз
пропускают через раствор перманганата калия. На
место газовой горелки присоединяют стеклянную газо-
отводную трубку, которую соединяют с промывной склян-
кой, заполненной раствором перманганата . калия. Газом, ’
выходящим из промывной склянки, заполняют газо-
метр.
Опыт. 2. Горение метана. Опыт используется для
установления качественного состава метана. Целесообраз-
но сжигать метан под стеклянным колоколом, как это дела-
ют для доказательства выделения воды и углекислого га-
за при сгорании органических веществ (см. стр. 112, рис.
66). Под колокол подводят газоотводную трубку с не-
большим пламенем горящего метана. На стенках колокола
образуются капельки воды, известковая вода от . углекис-
лого газа мутнеет. Все это говорит о том, что в состав ме-
тана входят углербд и водород.
Опыт 3. Взрыв смеси меТана с кислородом. По
уравнению реакции горения метана видно, что взрыв смеси
его с кислородом лучше проводится в объемных отноше-
ниях 1 : 2 (расчет доступен учащимся).
Небольшую толстостенную банку на два деления за-
полняют кислородом и на одно — метаном, обертывают
полотенцем, смесь газов в ней поджигают, происходит
довольно сильный взрыв.
Безопасно опыт проходит в полиэтиленовой фляге или
бутылке. В этом случае отпадет надобность в обвертыва-
нии сосуда полотенцем.
II. Непредельные углеводороды
песок
г/шна
Рис.
94. Получение
этилена.
Опыт 4.. Получение этиЛена. а) Заранее приготовлен-
ную смесь 1 части спирта с 3 частями концентрированной
серной кислоты налить в колбу (см. стр. 86, рис. 54).
Смесь нагревают, Когда из колбы
вытеснится воздух; этилен соби-
рают в газометр илн цилиндр.
В шкоде целесообразно соб-
рать’ этилён заранее в газометр,
а на уроках показать его свой-
ства. - . ..
б) Впробирку/наливают 2—
3-Жл этилового спирта и насыпа-
ют столько чистого сухого речно-
го песку, чтобы был поглощен весь
спирт.. Затем . насыпают слой су-
хой глины толщиной 4—5 см. Про-
бирку закрывают пробкой с газоот-
водной трубкой (рис. 94). Сильно
нагревают глину, затем время от
времени пламя переносят на ле-
гок, пропитанный спиртом. Пары
спирта проходят над раскаленной глиной,
иает от него воду, получается этилен. Его собирают над
водой в большую пробирку.
Опыт 5. Горение этилена, а) Этилен поджигают
у конца газоотводной трубки, если он был Набран в газб-
летре.
б) Если этилен собирали в цилиндр или пробирку, то
2ГО поджигают и по краям сосуда вливают воду. Образует-
:я светящееся пламя (более яркое, чем при сжигании ме-
тана).
которая отни-
191
Опыт 6. Доказательство непредельности этилена,
а) Через воду, слегка подкрашенную раствором перманга-
ната калия, пропускают этилен. Окраска исчезает (пер-
манганат превращается в двуокись марганца). В случае
когда этилен получают в пробирке (см. рис. 94), снимают
изогнутую трубку, а конец прямой трубки опускают в
раствор перманганата и нагревают пробирку для получе-
ния этилена.
б) Этилен пропускают через бромную воду. Она обес-
цвечивается. Надо взять воду с Небольшим содержанием
брома (слегка окрашенную), иначе потребуется много
этилена и реакция будет слишком продолжительной.
в) В полулитровую колбу с этиленом опускают пробир-
ку с бромной водой или слабым раствором перманганата
калия. Колбу быстро закрывают резиновой пробкой и не-
сколько раз встряхивают. Происходит обесцвечивание
окрашенного раствора. Горло колбы помещают в кристал-
лизатор и под водой открывают пробку. На место этилена
входит вода.
Опыт 7. Получение ацетилена. В колбу (см. стр. 86,
рис. 54) кладут карбид кальция.
Для этого колбу держат горизонтально и осторожно
бросают в нее несколько кусочков карбида. Нельзя этого
делать при вертикальном положении колбы, так как ее
можно разбить. В капельную воронку лучше наливать не
воду, а раствор серной кислоты (1 : 3). В этом случае каж-
дый кусочек карбида покроется коркой из сульфата каль-
ция, которая препятствует соприкосновению воды с кар-
бидом. Вода поступает к карбиду через трещиныщ сульфа-
те кальция, поэтому реакция образования ацетилена
идет спокойно. Ацетиленом нельзя заранее заполнять га-
зометр или большие сосуды, так как это может привести
к несчастным случаям — возможны взрывы. Поэтому аце-
тилен получают на глазах учащихся.
Опыт получения ацетилена можно провести в пробирке.
Для этого берут 3—4 кусочка карбида кальция величиной
с горошину и приливают 2—3 мл раствора серной кисло-
ты (1 : 3). Пробирку закрывают пробкой с газоотводной
трубкой.
Опыт 8. Горение ацетилена. Поджигание ацетилена
удобно проводить в пробирке, закрытой пробкой с прямой
газоотводной трубкой. Обращают внимание на коптящее
пламя горящего ацетилена.
192
Опыт 9. Доказательство непредельности ацетилена.
Опыты проводят так же, как и в случае этилена (см. опыт
6, а и б).
III. Бензол
О пыт 10. Физические свойства бензола, а) Темпера-
тура кипения бензола. Пробирку с бензолом (1—2 мл)
опускают в нагретую до кипения воду — бензол закипает.
Следовательно, температура его кипения ниже 100°С
(80,4° С).
б) Температура затвердевания (плавления) бензола. Про-
бирку с 1—2 мл бензола погружают на несколько минут
в тающий снег. Бензол затвердевает; следовательно, темпе-
ратура затвердевания выше 0° С (4-5,4°).
в) Удельный вес бензола. В воду наливают немного бен-
зола, который всплывает на поверхность воды, следова-
тельно, удельный вес бензола меньше единицы (0,874 прн
20° С).
Опыт 11. Горение бензола. Немного бензола на
стеклянной палочке вносят в пламя. Он воспламеняется и
горит сильно коптящим пламенем (сравнить с горением
водорода и известных учащимся углеводородов).
Опыт 12. Отсутствие у бензола реакций на непре-
дельность. В одну пробирку с небольшим количеством бен-
зола приливают бромной воды, в другую к нему прибав-
ляют раствор. перманганата калия-.
В первом случае бензол экстрагирует бром из водного
раствора. Во втором обесцвечивания раствора не проис-
ходит.
Опыты могут служить для постановки вопроса о струк-
туре бензола, так как при ненасыщенности он не дает ти-
пичных реакций для непредельности.
Опыт 13. Присоединение к бензолу хлора. Опыт це-
нен тем, что показывает реакцию присоединения при осо-
бых условиях (в отличие от непредельных соединений) и
в то же время демонстрирует принципы получения важно*
го инсектицида — гексахлорана.
Большую коническую колбу (объемом 0,8—1 л) вытес-
нением воздуха заполняют хлором. В колбу вливают
около 2 мл бензола и закрывают резиновой пробкой. На
рассеянном свету никакой реакции не замечается. Колбу
ставят вблизи мощной электрической лампы. Сразу же
появляется белый дымок, состоящий из частичек гексахло-
193
рана. Колбу несколько раз встряхивают. Минут через 25—
30 стенки колбы покрываются кристаллами гексахлорана.
Вынимают пробку. Из колбы ощущается специфический
запах гексахлорана, который можно собрать при помощи
стеклянной палочки или лучины.
Если хотят показать исчезновение хлора, то горло кол-
бы опускают в кристаллизатор н под водой вынимают проб-
ку. Вода устремляется в колбу.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге Л. А. Цветкова «Эксперимент
по органической химии в средней школе», 1959:
1. Взрыв смеси метана с кислородом (стр. 67—68).
2. Замещение в метане водорода хлором (стр. 69—71).
3. Реакция этилена с хлором (стр. 89—91).
Контрольные вопросы
1. Как в, школьной химической лаборатории получают метай?
2. Метан в средней школе проходят на первых уроках изуче-
ния органической химии. Исходя из этого определите, когда целе-
сообразно получить метан из ускуснокислого натрия: на уроке'или
до урока. Почему?
3. Как установить, что в состав метана входят углерод и во-
дород?
4. Какое значение имеют опыты взаимодействия этилена' и аце-
тилена с бромной водой й раствором перманганата калия?
5. Почему ацетилен не рекомендуется заранее собирать в газо-
метр?
6. Как показать на уроке получение гексахлорана?
Решите задачи: 13—15; 13—35; 13—44; 13—49; 13—70.'
РАБОТА 26. СВОЙСТВА И ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕПРОДУКТОВ
Оборудование: вискозиметр, мерная колба, прибор для кре-
кинга нефтепродуктов, делительная воронка, реостат.
Смазочные масла, керосин, бромная вода, марганцовокислый
калий.
В программе средней школы придается большое значе-
ние нефти и продуктам ее переработки. Учитель химии
должен знать не только демонстрационные опыты по пере-
работке нефти, но и количественные опыты, связанные с
изучением свойств нефтепродуктов, так как .эти опыты
ввёдены в практические занятия шо химии для учащихся
средней школы.
194
1. Определение вязкости нефтепродуктов
Различают три понятия вязкости: динамическая, кинемати-
ческая и относительная (удельная). Понятия динамической и кине-
матической вязкости связаны со временем истечения жидкости, ра-
диусом и длиной капилляра, давлением, при котором происходит
истечение жидкости. Если ввести все эти данные и сложные расчеты
в'практические занятия в школу, то они окажутся непосильными
для учащихся. Для практической же характеристики нефтепродук-
тов используется относительная вязкость, определить которую
не составляет большого труда. Она выражает собой отношение
вязйости при данной температуре исследуемого нефтепродукта
к Вязкости воды при 20°С. Вязкость выражают в услов-
ных градусах, представляющих собой время истечения 200 мл
испытываемого продукта при температуре испытания к времени ис-
течения такого же Количества воды при 20°С:
где: Е — условная вязкость,
Т — время истечения 200 мл нефтепродуктов,
Тщ-, —• время истечения 200 мл воды.
, Для проведения опыта дела-
ют простейший вискозиметр (при-
бор для определения вязкости).
Для этого в бутылку с отрезанным
дном .вставляют Пробку с прямой
сд^л^йной трубкой длиной 2 СМИ
внутренним диаметром около 3 мм.
Сверху горЛо бутылки закры-
вают пробкой, насаженной на сте-
клянную или деревянную палоч-
ку' (рис. 95, а). Если имеется
большая стеклянная вороика, то
простейший вискозиметр делают
из нее (рис. 95, б). В этом случае
воронку закрывают \ хорошо вы-
струганной ' деревянной палкой,
а прямую стеклянную трубку для
вытекания жидкости закрепляют
при помощи небольшого отрезка
резиновой трубки. Воронку за-
крепляют в кольце штатива. Жид-
кость собирают в колбу, которую
калибруют, отмечая на ее горлыщ-
Рис. 95. Определение вязко-
а
ке восковым карандашом уровень, сти нефтепродуктов,
равный объему 200 мл (при нали-
чии мерной посуды берут мерную
колбу на 200 мл).
Для опыта в вискозиметр наливают испытуемой жидкости не-
сколько больше 200 мл, например 220 мл, так как часть ее
останется на стенках прибора. f
195
Определите вязкость какого-либо смазочного масла.
Опыт 1. Сначала определяют водное число нашего
вискозиметра (истечение 200 мл воды в секундах). Для
этого в вискозиметр наливают 220 мл дистиллированной
воды. По часам отмечают начало опыта и одновременно из
прибора вынимают пробку (или палку). Определяют вре-
мя, необходимое для истечения воды (200 мл воды отме-
чают по метке на горле колбы, в которую стекает жидкость).
Опыт надо проделать 3 раза и водное7 число вычислить
как среднюю величину из трех определений. Теперь опре-
деляют время, необходимое для вытекания испытуемого
нефтепродукта. В вискозиметр наливают 220 мл нефтепро-
дукта и отмечают время, нужное для вытекания из виско-
зиметра 200 мл нефтепродукта. Если это время окажется
в пределах 5 мин, то опыт, как и с водой, проводят 3 раза.
Из этих трех определений берут среднюю величину. В слу-
чае, когда время истекания нефтепродукта бывает слишком
продолжительным, то достаточно провести лишь одно оп-
ределение. Полученные данные подставляют в формулу
и находят условную вязкость испытуемого продукта. За-
писи ведут в следующем порядке.
Т нао Время вытекания в секундах т Время вытекания нефтепродуктов в секундах
1. 2. 3. Средняя величина 1. 2. 3. Средняя величина
Результаты подставить в формулу:
Кроме комнатной температуры, принято определять
вязкость при 50 и 100° С. В условиях школы можно оп-
ределять вязкость нефтепродукта при 50° С. Для этого
испытуемый продукт нагревают в колбе несколько выше
50° С (до 54—55°), исходя из того, что он слегка охладится
при заполнении прибора. *
В заключение прибор тщательно моют керосином (если
на нем остались вязкие нефтепродукты), затем водой.
Меры предосторожности. При работе с керосином (на-
пример, при ополаскивании прибора) погасить все горел-
ки (спиртовки).
196
II. Крекинг нефтепродуктов
Опыт 2. Крекинг керосина. Так как учащимся по-
казывают наличие непредельных углеводородов крекин-
га, то исходные продукты следует предварительно освобо-
дить от непредельных соединений. Чаще всего для опытов
по крекингу в условиях школы используют керосин, ко-
торый очищают так. В склянку наливают насыщенный
раствор перманганата калия, слегка подкисленный серной
кислотой и керосин. Склянку встряхивают в течение 10
Рис. 96. Крекинг керосина и смазочного масла.
мин, время от времени открывая пробку для удаления
газов. После отстаивания смеси пипеткой берут пробу
керосина и испытывают на непредельные соединения с
бромной водой. В случае присутствия непредельных соеди-
нений продолжают встряхивать склянку. Если нужно,
то добавляют раствор перманганата калия. После отрица-
тельной пробы на непредельные соединения смесь разде-
ляют в делительной воронке. К керосину в воронке добав-
ляют воду, встряхивают воронку и выпускают воду. Остав-
шийся керосин используют в опытах.
Собирают прибор по рисунку 96, а. В коническую кол-
бу объемом 100—150 мл наливают очищенный керосин.
Колбу закрывают резиновой пробкой, в которой пропуще-
ны два железных или медных провода, соединенных спи-
ралькой от электроплитки. Спиральку предварительно
обмазывают глиной (лучше с добавкой асбестовой ваты),
глину нагревают до удаления воды. Колбу соединяют с
U-образной трубкой, помещенной в стакане с водой. U-
.197.
образная трубка сообщается с цилиндром, заполненным
'водой. Для проведения опыта электроды через реостат
или электроплитку включают в электросеть. (Схему вклю-
чения см. на стр/53, рис. 41, б.) Спираль должна касаться
только поверхности керосина. Благодаря раскаленной
спирали керосин нагревается, испаряется и, соприкасаясь
с раскаленной глиной (катализатор), частично подвергает-
ся крекингу. В U-обр'азной трубке собираются жидкие
продукты крекинга, а в цилиндре — газообразные (цилиндр
подводят под конец газоотводной трубки не сразу, а когда
после включения спирали из колбы вытеснится воздух).
Окончание опыта; Прибор выключают из электросети.
Жидкие продукты крекинга испытывают на непредельные
соединения, в цилиндре поджигают газы. Обращают вни-
мание на то, что глина покрывается сажей. При повторных
опытах глину прокаливают в пламени для выжигания
сажи.
Опыт 3. Крекинг керосина можно провести в виде
лабораторного опыта (рис. 96, б). Для этого в пробирку
наливают 4—5 мл очищенного керосина и насыпают реч-
ного песку столько, чтобы поглотить всю .жидкость. На
песок насыпают слой железных опилок (толщиной 3—4 см).
Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой,
соединенной с другой пробиркой, помещенной в стакане
или банке с холодной водой. От этой пробирки отходит
газоотводная трубка, опущенная в воду. Сначала сильно
нагревают железные опилки, затем время от времени пламя
направляют на песок. Керосин испаряется, пары его, про-
ходя над раскаленными опилками, подвергаются крекин-
гу. Когда соберется около 1 мл жидких продуктов, на га-
зоотводную трубку опускают пробирку с водой, которая
заполняется газообразными продуктами крекинга. По окон-
чании опыта поджигают газы в пробирке и испытывают на
непредельные соединения жидкие продукты крекинга.
Газы можно пропустить через раствор марганцовокислого
калия или бромную воду и убедиться, что они содержат
непредельные соединения.
Опыт 4. Крекинг смазочных масел. Опыт интересен
тем, что чистьте смазочные масла обычно не содержат не-
предельных углеводородов, поэтому их не надо предвари-
тельно очищать. В цачале опыта показывают, что взятый
продукт не изменяет окраски раствора марганцовокислого
калия или бромной воды. Опыт проводят в том же приборе,
198
что и крекинг керосина (рис. 99, а) 1. Обращается внима-
ние на то, что взятый, продукт крекинга был очень вязким,
а полученные жидкие продукты крекинга напоминают
керосин. После испытания с раствором марганцовокислого
калия или бромной водой убеждаются в том, что жидкие
и газообразные продукты крекинга содержат непредельные
соединения.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Соберйте действующие установки:
1. Крекинг керосина (Л. А. Ц в е т к о в, Эксперимент по орга-
нической химии в средней школе, 1959, стр. 115—118, рис. 49).
2. Простейший прибор для демонстрации крекинга нефтепро-
дуктов («Хи^ия в школе», 1954, № 5, стр. 55).
Контрольные вопросы
1. Что такое относительная вязкость? Как ее определяют в ус-
ловиях школы?
2< Как очистить керосин от непредельных соединений?
3. Как проводят школьные опыты по крекингу керосина и сма-
зочных масел?
Решите задачи: 13—53; 13—56; 13—61; 13—69.
, V У РАБОТА 27. СПИРТЫ И АЛЬДЕГИДЫ
Оборудование: прибор для количественного опыта взаимодей-
ствия натрия с этиловым спиртом, пробирки, фарфоровая чашка,
колба, стеклянная трубка, прибор для получения уксусного альде-
гида гидратацией ацетилена.
Этиловый спирт, метиловый спирт, бензол, натрий, глицерин,
медный купорос, едкий натр, азотнокислое серебро, водный рас-
твор аммиака, формалин, фуксинсернистая кислота, окись меди, мед-
ная проволока, карбид кальция, окись ртути, концентрированная
серная кислота.
I. Спирты
При изучении спиртов учащиеся начинают знакомиться
с функциональными группами в молекулах органических
соединений. Поэтому особенно важны опыты по установле-
нию строения молекул спиртов. Эти опыты вполне доступ-
ны потому, что ко времени изучения органической химии
1 Чтобы продукты крекинга масла ие стекали обратно в колбу,
газоотводную трубку для термоизоляции целесообразно обернуть
асбестом.
199
учащиеся по физике прошли газовые законы. В связи с
установлением строения спиртов приобретают большое
значение опыты, иллюстрирующие их химические свой-
ства.
Для опытов следует брать абсолютированный спирт,
который в условиях школьной химической лаборатории
проще всего приготовить так. Спирт ректификат (96%)
наливают в колбу и добавляют в него прокаленный медный
купорос (CuSOi). Колбу закрывают резиновой пробкой.
Через несколько дней спирт сливают в сухую колбу и об-
рабатывают снова сернокислой медью. Если сернокислая
медь теперь не посинеет, то спирт сливают в другую колбу.
Он пригоден для школьных опытов.
Опыт 1. Взаимодействие спирта с натрием. В про-
бирку с 2—3 мл абсолютированного спирта кладут 1—2
'небольших кусочка натрия. Пробирку закрывают проб-
кой с оттянутой на конце газоотводной трубкой и после
вытеснения воздуха поджигают водород. Если натрий не
прореагировал полностью, то. добавляют еще спирта. Кап-
лю полученного раствора этилата натрия на стеклянной
или.слюдяной пластине осторожно испаряют над пламе-
нем. После охлаждения к сухому этилату натрия добав-
ляют каплю спиртового раствора фенолфталеина. Не наб-
людается никакого изменения окраски. Если же добавить
каплю воды, то вследствие гидролиза этилата натрия
образуется щелочь и появляется малиновая окраска. Опыт
можно проделать и с раствором этилата, разбавляя его
водой.
Опыт 2. Количественный опыт вытеснения водоро-
да из спирта. Опыт важен потому, что помогает установ-
лению структурной формулы спирта. Возможны две струк-
турные формулы:
НН НН
II II
Н — С — О— С — Н или: н —С —С—О—Н
II II
НН НН
Если справедлива первая формула, то д молекуле
спирта равноценны все атомы водорода и из 1 г-моль спир-
та вытеснится 3 г-моль (водорода, а в случае правильности
200
второй формулы; где имеется особый атом водорода, соеди-
ненный с атомом кислорода, образуется только 1/2 г-моль
водорода.
Для выполнения опыта собирают прибор по рисунку 97.
В колбу А наливают из маленькой мензурки 3 мл спирта.
Чтобы удалить спирт со стенок мензурки, ее споласкивают
бензолом или керосином и раствор выливают в колбу.
Колбу закрывают пробкой с высокой холодильной трубкой,
вертикальную часть которой целесообразно обмотать по-
лоской влажной бумаги (для лучшей конденсации паров
Рис. 97. Вытеснение водорода из спирта.
спирта). Холодильную трубку соединяют с большой (лит-
ровой) колбой Б, из которой газоотводная трубка отходит
в колбу или большой стакан В. Когда прибор собран, Вы-
нимают пробку из колбы А. Самое колбу повертывают го-
ризонтально и в горлышко колбы кладут 2,5—3 г мелко
нарезанных кусочков натрия. Колбу закрывают пробкой
и устанавливают ее в вертикальном положении. Натрий
падает в спирт, начинается реакция. Выделяющийся водо-
род давит на воду в колбе Б, вода переходит в колбу В.
В конце опыта для полноты реакции между спиртом и
натрием колбу слегка обогревают, 'осторожно обводят ее
небольшим пламенем. Когда в колбу В прекратится по-
ступление воды, реакция считается законченной. Надо'
выждать несколько минут, когда охладится колба А и
вследствие сжатия газа часть воды из колбы В обратно
перейдет в колбу Б. При помощи мензурки измеряют обтаем
8 Заказ 139
201
воды в колбе В. Он соответствует объему вытесненного
водорода1 * * *. .
Скончание опыта. Разобрать прибор. Не мыть колбу А,
так как в ней есть остатки натрия! Натрий вынуть из кол-
бы и сдать лаборанту.
Расчеты на основе опыта. Например, взяли 3 мл спир-
та. Удельный вес этилового спирта 0,3, поэтому вес взято-
го спирта: 3 0,8 — 2,4 г. Определим, сколько выделилось
водорода из 1 г-моль спирта. Например, было получено
0,6 л водорода:
Из 2,4 г С2Н6ОН выделилось 0,6 Л Н2
Из 46,О,Н5ОН » хлН2
2,4 0,6 46-0,6 ,. с . ,
= *--2^-= Н,5(л).
Это соответствует примерно 0,5 г-молъ водорода.
Таким образом, формула этилового спирта —- СаН5ОН.
Опыт 3. Подтверждение наличия группы ОН в молеку-
ле спиртов. При взаимодействии- одноатомного спирта с
галогеноводородами выделяется вода и га.'югенопроизвод-
ное соединение, например:
сн3он + нс1->сн8С14- н2о.
Образующийся хлористый метил — газ.
а) В небольшую колбочку наливают по 12 мл метилово-
го спирта, концентрированных соляной и серной кислот.
Колбу закрывают пробкой с газоотводной трубкой, конец
которой опускают в сосуд с водой. При нагревании колбы
образуется хлористый метил. Выжидают, когда из колбы,
вытеснится воздух, конец газоотводной трубки подводят
1 Для точности опыта объем'водорода можно привести к нор-
мальным условиям fno формуле:
I/ « V-P-To
° Р0Т ’
где: ,
Vo — объем газа при нормальных условиях,
V — объем саза при данном давлении,
То — 273°.
Ро — нормальное давление (760 мм pm. cm.)t
Р —атмосферное давление (по барометру),
Т — абсолютная , температура (Тв + t),
202
под ‘ небольшой цилиндр, заполненный ВОДОЙ; которую
вытесняет хлористый метил. Цилиндр постепенно запол-
няется хлористым метилом., Если в цилиндре еще осталась-
вода, а хлористый метил перестал выделяться, то цилиндр
закрывают стеклянной пластиной, и перевертывают. Уби-
рают пластину, поджигают хлористый метил, для вытесне-
ния его из цилиндра в него непрерывно вливают воду.
Хлористый метил горит характерным зеленоватым пла-
менем.
Меры предосторожности. Хлористый метил — ядовитый
газ» Его не следует выпускать в лабораторию.
.6) Опыт можно провести в пробирке, в которую нали-
вают по 3 мл метилового спирта, концентрированных соля-
ной и серной кислот. Пробирку закрывают пробкой с пря-
мой газоотводной трубкой и нагревают на пламени спир-
товки или газовой горелки. У конца газоотводной трубки
поджигают выделяющийся хлористый метил.
Опыт 4;.. Горение глицерина. В фарфоровой чашке
или тигле нагревают на спиртовке немного глицерина
(луШгё'прцдварительно просушенного обезвоженным медиым
купоросом) и поджигают лучиной. Пары его горят мало-
светящимся пламенем.
0.р'Ы т 5 Взанмодействие глицерина с натрием. (Об-
раЙЙаййе' глицерата натрия.) Опыт показывает наличие
у глицерина сходного с этиловым спиртом свойства реа-
гировать с натрием и давать алкоголятоподобнЫе соеди-
нения. .
В пробирку с 2—3 мл глицерина бросают маленький
кусочек натрия; для начала реакции смесь можно слегка
нагреть, после чего реакция идет очень энергично. Глице-
рин при этой обугливается и иногда загорается.
О п ы т 6. Образование глицерата меди. Реакция с
гидратом окиси меди рассматривается как характерная
реакция многоатомных спиртов, отличающая их от одно-
атомных.
1 Для проведения опыта сначала готовят гидрат окиси
меди путем взаимодействия раствора щелочи с разбавлен-
ным раствором медного купороса. В пробирку наливают
2—3 капли раствора медного купороса и столько же раст-
вора едкого натра. К полученному гидрату окиси меди
прибавляют По каплям глицерин до полного растворения'
осадка, отмечая при этом окраску,? отличающуюся от
раствора медного купороса.
8* 203
II. Альдегиды
При изучении альдегидов выясняется постепенность
окисления органических веществ: углеводород -» спирт -»
альдегид -> кислота. Обращается внимание на практическое
применение альдегидов.
Опыт 7. Характерные реакции на альдегиды, а) В чи-
стую пробирку наливают 4—5 мл 2-процентного раствора
азотнокислого серебра, добавляют 2—3 капли раствора
едкого натра. Образующийся осадок окиси серебра рас-
творяют добавлением нескольких капель 5—8-процентного
водного раствора аммиака. К полученному аммиачному
раствору окиси серебра приливают несколько капель
формалина или уксусного альдегида. При. осторожном
нагревании на стенках пробирки откладывается зеркаль-
ный налет серебра. Опыт считается удовлетворительным,
когда не получается зеркала, а серебро выпадает в виде
черного мелко раздробленного порошка серебра (обычно
в недостаточно чистой посуде).
Учащимся опыт трактуется упрощенно. Разумеется,
не указывается на образование комплексных соединений.
Отмечается выпадение осадка гидрата окиси серебра (при
добавлении щелочи к раствору AgNOs), который неустой-
чив и сразу же разлагается:
2AgOH->Ag2O + H2O.
Осадок окиси серебра растворяется в водном растворе
аммиака. Аммиачный раствор и реагирует с альдегидом.
Окись серебра неустойчива и окисляет альдегид в кислоту,
например:
Ag2O + Н — С-*Н - С + 2Ag.
\-i \эн
б) В пробирку наливают 2—3 капли разбавленного
раствора медного купороса и столько же раствора едкого
натра. При добавлении альдегида и нагревании гидрат
окиси меди восстанавливается в закись меди (осадок кир-
пично-красного цвета).
в) Для обнаружения следов альдегидов можно использо-
2С4
вать чувствительную реакцию с фуксинсернистой кислотой1.
В пробирку с фуксинсернистой кислотой добавляют не-
сколько капель разбавленного раствора альдегида, сразу
же появляется розовая окраска. Учащимся указывается,
что фуксинсернистая кислота является характерным реак-
тивом на альдегиды, без разбора механизма реакции, как
это делается в случае лакмуса или фенолфталеина при дей-
ствии на них кислот и щелочей.
Опыт 8. Получение уксусного альдегида окислением
этилового спирта окисью меди
ливают 1 мл этилового спир-
та, который засыпают чистым
речным песком. Песок погло-
щает спирт, и пробирку мож-
но закреплять горизонтально.
Рядом с Песком насыпают
немного окиси меди, Пробир-
ку закрывают пробкой с газо-
отводной трубкой, конец ко-
торой опускают в пробирку-
приемник с небольшим коли-
чеством воды, которую опу-
скают J3 сосуд с водой. В на*
(рис, 98). В пробирку на-
чале опыта сильно накалива-
ют ОКИСЬ меди. Пламя время Рис- 98-- Окисление спирта
окисью меди.
от времени переносят на пе-
сок, пропитанный спиртом.
Пары спирта, проходя над нагретой окисью меди, окисля-
ются в уксусный альдегид, который поглощается водой.
Окись меди восстанавливается в медь, в пробирке с во-
дой ощущается характерный запах уксусного альдегида.
Полученный раствор уксусного альдегида разделяют на
две порции. С одной из них проделывают реакцию се-
ребряного зеркала или реакцию с гидратом окиси ме-
ди. Другую порцию раствора уксусного альдегида ис-
пытывают лакмусовой бумажкой. Альдегид имеет нейт-
ральную реакцию. В него добавляют 1—2 капли сла-
бого раствора перманганата калия, который обесцвечи-
1 Раствор фуксинсернистой кислоты готовят так: в воде раст-
воряют несколько крупинок фуксина. Через полученный раствор
пропускают сернистый газ до тех пор, пока раствор станет бесцвет-
ным.
205
Рис. 99. Окисление
этилового спирта при
помощи медной спи-
ральки.
вается, так как он окисляет уксусный, альдегид в уксусную
кислоту. В этом можно убедиться,. если в полученный
раствор добавить нейтральный лакмус, который краснеет.
Как видим, опыт имеет большое значение, .так как по-
казывает генетическую связь спиртов с альдегидами и
карбоновыми кислотами.
Опыт 9. Окисление этилового спирта при помощи
медной спиральки. Недостаток предыдущего опыта заклю-
чается в том, что он не показывает экзотермичности процес-
са окисления спирта в альдегид. Это .
можно показать на следующем опыте
! (рйс. 99).
На фитиль спиртовки надевают
спираль из медной проволоки. Гото-
вят ее так: одну жилку из медного
электропровода наматывают на сте-
клянную трубку так, чтрбы витки:
плотно примыкали друг к другу. Спир-
товку поджигают. Надо выждать, по-
ка верхняя часть спирали Сильно
накалится, Затем спиртовку .накры-
вают колпачком. Как только пламя
погаснет, колпачок снимают. Верхняя',
часть спиральки остается раскаленной, так как поступающие
из фитиля пары спирта проходят над раскаленной спираль-
кой, покрытой окисью меди, которая и окисляет спирт в
уксусный альдегид, а восстановйвшаяся медь все время '
окисляется кислородом воздуха. От спиртовки ощущается
запах уксусного альдегида. .
Для успеха опыта верхняя часть спирали должна по-
мещаться в более горячей верхней части пламени и со-
стоять из плотных витков. На спираль нельзя дуть, иначе
раскаливание ее сразу прекратится.
; Можно при помощи качественных, реакций показать
выделение альдегида. Для этого в аммиачный раствор
- окиси серебра опускают тонкую стеклянную трубку так,
чтобы в ее кончике осталась капля раствора. Этот конец
трубки держат почти вертикально близко над спиралью, •
Раствор быстро приобретает черную окраску (выпадает
серебро). Трубку можно еще 2—3 раза опустить в'аммиач-
ный раствор окиси серебра и снова подержать над спиралью.
Если трубка была очень чистой, то на ней остаются блестя-
щие следы серебра. Если конец трубки опустить в гидрат;
206 *
Рис. 100. Получение уксусного
альдегида гидратацией ацетилена.
окиси меди, то он восстанавливается, превращаясь в крас-
ный осадок закиси Меди.
Опыт 10. Получение уксусного альдегида гидрата-
цией ацетилена (реакция Кучерова). Собирают прибор по
рисунку 100. В круглодонную колбу кладут 4—5 г кар-
бида кальция. Колбу закрывают пробкой с капельной
воронкой, в которую наливают раствор серной кислоты
(1 : 3). В этом случае карбид кальция покрывается слоем
сульфата кальция и реак-
ция получения ацетилена
идет спокойно.
В пробирку 1 кладут
0,3—0,4 г окиси ртути, на-
ливают-4 мл. воды' и 2 мл
концентрированной серной
кислоты. Пробирку нагре-
вают до растворения оки-
си ртути. Пробирку / опу-
скают/ в/.^Йкан с водой,
нагретой до кипения, и сое-
диняют с пробиркой 2, в
которой налито 3—4 мл
воды.Пробирку2помеща-
ют’Й'/ стфкай'с . ХОЛОДНОЙ
’водой. К карбиду кальция
по каплям приливают ра-
створ серной кислоты, до-
биваясь того, чтобы был ровный ток ацетилена. Ацетилен
пропускают в течение 10 мин, затем прибор разбирают и
уксусный альдегид из пробирки 2 испытывают с фуксин-
сернистой кислотой, аммиачным раствором серебра или
гидратом окиси/меди.
. Реакция образования уксусного альдегида идет через
промежуточные стадий, сернокислая ртуть образует ртут-
но-органические соединения. Учащимся средней школы
об этом не сообщают, а говорят о том, что сернокислая
ртуть в данной реакции является катализатором.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
I. Проделайте опыты по книге Л. А. Цветкова «Экспери-
мент по органической химии в средней школе», 1959:
1. Получение этилового спирта из этилена (стр. 150—152).
v
207
2. Получение формальдегида из метилового спирта иа медном
катализаторе (стр. 167—168).
П. Проделайте опыты по журналу «Химия в школе»:
1. М. П. П я т н и ц к и й, П. С. П о п о в, Демонстрация реак-
ции М. Г. Кучерова, 1951, № 6.
2. И. К. X р и с т и ч, Получение уксусного альдегида и уксус-
ной кислоты, 1958, Кв 2.
Контрольные вопросы
1. Какое методическое значение имеет количественный опыт по
вытеснению натрием водорода из спирта?
2. На каких опытах можно показать общие свойства глицерина
и одноатомных спиртов? Из какого опыта видно, что в свойствах
глицерина и одноатомных спиртов есть различие?
3. Как объяснить учащимся реакции альдегидов с аммиачным
раствором окиси серебра, гидратом окиси меди, фуксинсернистой
кислотой?
4. Какое значение имеет опыт получения уксусного альдегида
гидратацией ацетилена?
Решите задачи: 13—76; 13—78; 13—92; 13—81; 13—94; 13—96.
РАБОТА 2 8. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ.
ЖИРЫ
Оборудование: прибор для окисления парафина, пробирки, хи-
мический стакан, бюретка, кусочек пленки из полиэтилена, весы,
фарфоровая ступка с пестиком, фильтровальная бумага, воронка,
небольшая фарфоровая чашка, стеклянная палочка.
Парафин, глина, пропитанная раствором марганцовокислого ка-
лия, лакмус, фуксинсернистая кислота, раствор едкого натра и мед-
ного купороса, бромная вода, керосин, раствор уксусной кислоты
(1 нЖ раствор фенолфталеина, стеариновая кислота, обезвоженный
уксуснокислый натрий, этиловый спирт, концентрированная сериая
кислота, обезвоженный медный купорос, бензин, подсолнеч-
ное масло, 35-процентный раствор едкого натра, мыло, раствор
серной кислоты (1 : 5), порошок «Новость», раствор хлористого
кальция.
Учащиеся должны не только теоретически, но и практи-
чески установить генетическую связь между углеводорода-
ми, спиртами, альдегидами и кислотами.
Кроме того, важно показать связь между углеводорода-
ми и кислотрми. Это все .подтверждается на опытах в дан-
ной работе.
Для укрепления связи школы с жизнью большую роль
играют опыты с веществами, которые человек повседневно
видит и применяет. Вот почему необходимо проделать опы-
ты с такими веществами, как мыло и жиры.
208
I. Карбоновые кислоты
Опыт 1. Окисление парафина, а) Для опыта собирают
прибор (рис. 101). В большую пробирку кладут 3—4 г
парафина и примерно полпробирки катализатора (глина,
пропитанная раствором марганцовокислого калия)1. За-
тем закрывают пробкой с двумя отверстиями. В одном из
них проходит трубка, соединенная с резиновой грушей, а
в другом — газоотводная трубка, конец которой опущен
в пробирку для собирания продуктов окисления пара-
фина.
В начале опыта расплав-
ляют парафин на спиртовке
или газовой горелке. Затем
сильно раскаляют катализа-
тор и грушей энергично про-
дувают воздух. Следить за
тем, чтобы парафин все время
был расплавленным и непре-
рывно испарялся.
Пары парафина, смешан-
ные с кислородом воздуха,
проходят над катализатором '
и окисляются. Реакция эта
экзотермическая, но для на-
чала требует лишь слабое на- „ 1П1 п «
' , Рис 101. Прибор для каталити-
гревание (например, на спир- ческого окисления парафина,
товке). Через несколько ми-
нут в пробирке-приемнике со-
бирается желтоватая жидкость, постепенно застывающая
на воздухе.
В полученных продуктах можно обнаружить кислоты
и альдегиды. Кончиком стеклянной трубки или палочки
перенести на влажную синюю лакмусовую бумажку или
в раствор лакмуса немного полученного продукта — окра-
ска индикатора изменяется (краснеет). Альдегиды можно
обнаружить двумя приемами. В пробирку с 2—3 мл фук-
синсернистой кислоты кладут немного продуктов окисле-
ния парафина. Пробирку сильно встряхивают. Появляется
1 Катализатор готовят так: глину замешивают на растворе мар-
ганцовокислого калия, затем прокаливат ее, положив на асбести-
рованную сетку. Прокаленную глину измельчают в кусочки вели-
чиной с горошину.
209
Рис, 102. Упрощенный прибор для
каталитического окисления парафина.
фиолетовое окрашивание. Можно проделать реакцию с
гидратом окиси меди (в пробирку взять 2—3 капли раство-
ра медного купороса и избыток щелочи). При нагревании
жидкость окрашивается в желтоватый или кирпично-
красный цвет. При остывании продукты восстановления
гидрата окиси меди адсорбируются окисленным парафином
и застывают в верхней части раствора.
Непредельность полученного продукта доказывают на
опыте с марганцовокислым калием или бромной водой.
б) Окисление парафина можно показать и В более уп-
рощенном виде, без со-
бирания продуктов оки-
сления. Для этого в про-
бирку с парафином и ка-
тализатором вставляют
стеклянную трубку сое-
диненную с резиновой
грушей (рис. 102). Пос- •
ле нагревания парафи-
на и.катализатора силь-
но продувают воздух.
Влажная синяя лакму-
совая бумажка у отвер-
стия пробирки- красне-
ет, это указывает иа об-
разование кислот.
Опыт 2. Окисле-
ние керосина. Керосин
тем же катализатором,
с
окисляют в том же приборе и
что и парафин.
Продукты окисления керосина поглощают водой в
пробирке-приемнике. Карбоновые кислоты (с помощью
индикатора) можно обнаружить только при сильном нагре-
вании катализатора. Одновременно, хотя и в незна-
чительных количествах, образуются альдегиды, которые
определяют по изменению окраски жидкости при встряхи-
вании продуктов окисления керосина с фуксинсернистой
кислотой.
Опыт 3. Основность уксусной кислоты. Знакомство
учащихся с понятием о нормальной и молярной концентра-
ции позволяет дать количественный опыт установления
основности уксусной кислоты. Для этого в небольшую
Kojj6y или химический стакан приливают 10 мл 1 н. ра-
210
створа уксусной кислоты с 2—3 каплями раствора фенол-
фталеина. К уксусной кислоте из бюретки постепенно
приливают 1 н. раствор едкого натра, до тех пор, пока
жидкость окрасится в малиновый цвет. Отмечают, что для
нейтрализации 10 мл раствора уксусной кислота пошло
10- мл щелочи, той же концентрации. А из этого следует,
что на каждую молекулу кислоты требуется для нейтрали-
зации одна молекула едкого натра, отсюда уксусная кисло-
та является одноосновной.
О п ы т 4. Стеариновая кислота имеет все общие
свойства кислот. Если учащимся показывать только ми-
неральные кислоты, как НС1, HaSO4, HNOS, то у них соз-
дастся ложное впечатление о кислотах, как о жидких
веществах. Нужно показать, что бывают и твердые
кислоты.
Для опыта в пробирку наливают 5—6 мл воды, к кото-
рой добавляют 2—3 капли 0,1 н. раствора едкого натра,
2—3 капли спиртового раствора фенолфталеина и немного
стеариновой кислоты. При встряхивании пробирки мали-
новая Окраска фенолфталеина не исчезает. При ее нагре-
вании стеариновая кислота плавится, после помешивания
нейтрализует щелочь и малиновая окраска фенолфталеина
исчезавТйЛ;^:-?'‘г ’’
II. Сложные эфиры. Жиры
Опыт 5. Реакция этерификации. При изучении реак-
ций этерификации учащимся нужно показать образова-
ние эфира (в средней школе это проводится на примере
получения уксусноэтилового эфира). Для этого берут
спирт, органическую кислоту и в качестве водоотнимаю-
щего средства — серную кислоту. Опыт имеет следующий
недостаток: в школе имеются водные растворы органиче-
ских кислот, обезводить которые трудно. Поэтому и вы-
ход эфира, в случае применения водных растворов кислот,
невелик. Можно обойтись без органической кислоты, если
взять ее соль. В пробирку кладут около 2 г обезвоженно-
го уксуснокислого натрия, приливают 1 мл этилового
спирта и столько же серной кислоты. Пробирку закрывают
пробкой с газоотводной трубкой, конец которой, помещают
в пробирку, опущенную в стакан с холодной водой. Про-
бирку со смесью нагревают. Уксуснокислый натрий с кон-
центрированной серной кислотой дает уксусную кислоту,
которая вступает в реакцию со спиртом, образуется уксус-
211
ноэтиловый ' эфир. (Реакция ускоряется в присутствии
концентрированной серной кислоты.) В пробирке-прием-
нике собирается эфир, (В нем есть смесь спирта и
кислоты.)
Опыт 6. Образование воды при реакции этерифика-
ции. Учащимся важно показать, что при реакции этери-
фикации образуется вода. Эта задача более сложная,
чем показ образования эфира — вещества, имеющего
запах.
Для обнаружения воды можно воспользоваться рецеп-
турой из предыдущего опыта. Пробирку со смесью этило-
вого спирта, обезвоженного уксуснокислого натрия и сер-
ной кислотой закрывают ку-
сочком полиэтиленового ме-
ПопиапилеиоВая
Рис. 103. Обнаружение воды
при реакции этерификации.
шочка, в котором концом
иголки сделано много от-
верстий. В мешочек поло-
жено немного обезвоженно-
го медного купороса (рис.
103). Если смесь в пробир-
ке нагревать в течение 3—
4 мин, то вода, образующая-
ся при этерификации, присое-
диняется к обезвоженному
медному купоросу, который
синеет.
Опыт 7. Растворимость
жиров и масел. Для показа
хорошей растворимости жи-
ров в некоторыхорганических
растворителях в пробирку наливают 1—2 мл бензина или
бензола и добавляют несколько капель подсолнечного
или кусочек коровьего масла величиной с полгорошины.
После встряхивания пробирки происходит растворение
масла. Если в полученный раствор опустить стеклянную
трубочку и перенести каплю на фильтровальную бумагу,
то после испарения растворителя на бумаге остается жир-
ное пятно.
III. Мыла
Опыт 8. Варка мыла. Небольшую фарфоровую чаш-
ку' ставят на кольцо штатива. В чашку наливают 1 мл
(20 капель) подсолнечного масла и 0,2 мл (4 капли) 35-про-
212
центного раствора едкого натра. Чашку осторожно нагре-
вают над небольшим пламенем и опускают в нее стеклян-
ную палочку, которой время от времени перемешивают
смесь. Когда масса загустеет, в чашку подливают 2—3 мл
дистиллированной воды и после помешивания продолжают
нагревание. Минут через 20 стеклянной трубкой берут
пробу — 1—2 капли смеси, которую растворяют в 1 мл
воды. Если произошло полное омыление жира, то полу-
ченное мыло растворится в воде. При неполном омылении
в растворе появляются капли масла. В этом случае про-
должают варку мыла. Через несколько минут берут снова
пробу. В случае окончания реакции омыления полученное
мыло полностью растворяется в воде. Если нужно, то в
процессе варки в смесь на место испарившейся воды до-
бавляют новые порции ее так, чтобы образовалась кашице-
образная масса. Когда закончится варка мыла, в чашечку
добавляют щепотку поваренной соли (высаливание). После
помешивания содержимого чашечки сверху всплывает мы-
ло. Его берут лучиной, переносят в пробирку, добавляют
несколько капель дистиллированной воды, чтобы отмыть
от избыточной щелочи. После встряхивания пробирки во-
ду из нее выливают. Добавляют 2—3 мл дистиллированной
воды. После энергичного встряхивания в пробирке обра-
зуется пена, что говорит за образование доброкачественно-
го мыла.
Опыт 9. Растворение мыла в воде, выделение из
мыла свободных жирных кислот. Кусочек мыла величиной
с горошину растворяют в 2—3 мл дистиллированной воды.
Для ускорения растворения пробирку слегка подогре-
вают,
К полученному мыльному раствору добавляют несколь-
ко капель раствора серной кислоты (1 :.5). Сразу же вы-
падает хлопьевидный осадок жирных кислот.
Опыт- 10. Определение общей щелочности в мыле.
В мыле имеется небольшая примесь свободной щелочи.
Кроме того, в состав мыла входит связанная щелочь (в
виде солей жирных кислот). Сумма свободной и связанной
щелочей является общей щелочностью. Ее определяют
так: 0,5 г мыла растворяют в 20 мл горячей дистиллирован-
ной воды. К раствору добавляют 10 капель метилоранжа
и титруют 0,1 н. раствором'соляной кислоты, до появле-
ния розовой окраски метилоранжа. Каждый миллилитр
0,1 н. раствора соляной кислоты соответствует 4 мг NaOH,
213
так как в 1 мл 0,1 н. раствора едкого натра содержится
- 4 мг NaOH.
ЦО •1000
Поэтому для определения общей щелочности затрачен-
ное число миллилитров раствора соляной кислоты умно-
жают на 4. Этим узнают, сколько миллиграммов щелочи
содержалось во взятом количестве мыла. Можно рассчи-
тать, сколько щелочи содержится в 100 г мыла.
Опыт 11. Сравнение свойств мыла с новыми моющи-
ми средствами. В настоящее время промышленность выпу-
скает новые мрющие средства, например порошок «Но-
вость», представляющие собой продукты химической пе-
реработки высокомолекулярных спиртов — натриевые со-
ли сульфоспиртов, например, такого состава:
- СН3—(СНа)п—О— SO2.
О—Na
Это моющее средство не образует в воде щелочей, не-
растворимых солей кальция или магния и поэтому не боит-.
ся жесткой воды. Сравните свойства обычного жирового
мыла и порошка «Новость».
а) В одной пробирке растворить в воде немного обыч-
ного жирового мыла, а в другой пробирке порошок «Но-
вость». При добавлении раствора фенолфталеина в цервой
пробирке появляется малиновое окрашивание, а во вто-
рой пробирке оно отсутствует.
б) В одну пробирку насыпать на кончике перочинного
ножа порошок «Новость», в другую пробирку столько же
хорошо наструганного мыла (можно взять порошок для
бритья). В обе пробирки налить по 2—3 мл воды. Обе
пробирки сильно встряхнуть, так,чтобы в них образова-
лась мыльная пена. Теперь в пробирки прилить по 3—4 мл
раствора хлористого кальция и опять сильно встряхнуть.
В пробирке с порошком «Новость» образуется пена, а
в другой пробирке этого не наблюдается, так как обра-
зуется нерастворимое кальциевое мыло.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге Л. А. Цветкова «Эксперимент
по органической химии в средней школе», 1959:
1. Свойства метакриловой кислоты (стр. 203).
2. Получение уксусноизоамилового эфира (стр. 213).
3. Экстрагирование жиров и масел (Стр. 218—220).
214
Контрольные вопросы
1. Какое методическое значение имеют опыты по окислению уг-
леводородов?
2. Как показать на опыте основность уксусной кислоты?
3. Для чего показывают опыт нейтрализации щелочи стеари-
новой кислоты?
4. Как показать при реакции этерификации образование эфи-
ра и воды?
5. "Написать все уравнения реакций, проходящие при варке мы-
ла, выделения свободных жирных кислот из мыла,
6. В чем преимущество порошка «Новость» по сравнению с жи-
ровым мылом? Как это можно показать на опыте?
Решите задачи: 13—115; 13—116; 13—Д18; 13—125; 13—123.
РАБОТА 29. АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА. АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Оборудование: .химические стаканы, стеклянная палочка, про-
бирки, бюретка, весы.
Айилщз^ рафйоры лакмуса и фенолфталеина, концентрирован-
ная соляная кислота, концентрированный раствор едкого натра,
раствор хлорной извести, бензол, концентрированная серная кисло-
та, концентрированная азотная кислота,, яичный белок, растворы
медного купороса, уксуснокислого свинца, фенола; формалин,
молоко, мука, хлеб, мясо, реактив на аммиак.
I. Анилин
Опыт 1. Отношение анилина к индикаторам. К 100
мл, воды- приливают 1 мл анилина. Смесь хорошо переме-
шивают (1 г анилина растворяется в 30 мл воды). Раствор
анилина разделяют на две порции. К одной .порции прили-
вают нейтральный раствор лакмуса, а к другой — фенол-
фталеин. Окраска индикаторов не изменяется.
Опыт 2. Основные свойства анилина. В пробирку с
5 Л4Л. анилина наливают столько же концентрированной со-
ляной кислоты. Пробирку охлаждают в холодной воде. Вы-
падает осадок хлористоводородного анилина. Часть хлори-
стоводородного анилина при помощи стеклянной палочки
переносят в другую пробирку и добавляют к нему концентри-
рованный раствор щелочи. Образуется' свободный анилин.
В пробирку с твердым хлористоводородным анилином
приливают немного воды. После помешивания хлористо-
водородный анилин растворяется в воде.
Опыт 3. Характерная реакция на анилин. В стакан
наливают 100—150 мл воды, растворяют в ней несколько
215
капель анилина и после перемешивания добавляют немно-
го водного раствора хлорной извести. Появляется харак-
терное фиолетовое окрашивание. Для лучшей видимости
сзади стакана ставят белый экран.
Опыт 4. Получение анилина из бензола. Опыт раз-
деляют на следующие операции:
1. Получение нитробензола из бензола. В пробирку
наливают 1,5 мл концентрированной серной кислоты и
1 мл концентрированной азотной кислоты. После охлажде-
ния пробирки в холодной воде в смесь осторожно прили-
вают 0,5 мл бензола. Пробирку закрывают пробкой с
длинной холодильной трубкой (для конденсации паров
бензола и нитробензола). Смесь хорошо встряхивают и
слегка подогревают над пламенем (но не в пламени!),
все время помешивают содержимое пробирки. Если реак-
ция пойдет слишком энергично (выделение бурой двуоки-
си азота), то пробирку опускают в стакан с холодной во-
дой, так как при сильном нагревании образуется побоч-
ный продукт — динитробензол (кристаллическое вещест-
во). Процесс нагревания при встряхивании пробирки длит-
ся минут 10. Содержимое пробирки выливают в стакан с
водой, на дне которого скапливаются капли нитробензола.
Раствор с нитробензола осторожно сливают в банку для
отработанных реактивов. Нитробензол промывают водой.
Капли нитробензола с небольшим количеством воды сли-
вают в пробирку.
2. Получение хлористоводородного анилина. В пробир-
ку с нитробензолом приливают 2 мл концентрированной
соляной кислоты, кладут 4 кусочка цинка. Пробирку
взбалтывают в течение 10—15 мин.
В пробирку с хлористоводородным анилином приливают
30—35-процентный раствор едкого натра. Сначала выпа-
дает осадок гидрата окиси цинка (Zn (ОН)г), который рас-
творяется в избытке щелочи. В растворе остается неболь-
шое количество анилина. Содержимое пробирки перели-
вают в небольшую колбочку и отгоняют анилин в пробир-
ку, в которой накапливается немного воды с анилином. Ани-
лин испытывают раствором хлорной извести.
11. Белки
Опыт 5. Приготовление раствора белка.' а) Для
приготовления раствора яичного белка из куриного яйца
удаляют желток. Белок переносят в колбу, в которую до-
216
бавляют 100 мл дистиллированной воды. После перемеши-
вания раствор белка пригоден для опытов.
б) Для опытов с белками можно взять молоко, творог
или другие молочные продукты.
Опыт 6. Цветные реакции на белки, а) Ксантопротеи-
новая реакция. К 1 мл раствора белка добавляют 5—6 ка-
пель концентрированной азотной кислоты. При нагрева-
нии раствор и осадок окрашиваются в ярко-желтый цвет.
б) Биуретовая реакция. К 1—2 мл раствора белка до-
бавляют столько же раствора щелочи и 2—3 капли разбав-
ленного раствора медного купороса. Жидкость окраши-
вается в красно-фиолетовый цвет.
Опыт 7. Осаждение белков, а) В две пробирки с
раствором белка добавляют по каплям растворы медного
купороса и уксуснокислого свинца. Образуются хлопьевид-
ные осадки, растворяющиеся в избытке растворов солей.
б) В две пробирки с раствором белка добавляют равные
объемы растворов фенола и формалина.
в) Нагреть раствор белка.
Опыт 8. Открытие в белках азота и серы. К раство-
ру белка добавляют крепкий раствор щелочи и нагревают.
Выделяется аммиак, который обнаруживают по посине-
нию влажной красной лакмусовой бумажки. После нагре-
вания раствора его разбавляют в 3—4 раза водой и прили-
вают растворимую соль свинца. Образование черного сер-
нистого свинца PbS указывает на наличие в белках серы.
’ III. Анализ пищевых продуктов
Опыт 9. Определение кислотности молока. Кислот-
ность молока определяют в условных градусах. За один
градус кислотности принимают 1 мл 0,1 н. раствора едкого
натра, израсходованного на нейтрализацию 100 мл молока.
Определите кислотность выданного вам молока.
Ход работы.
1. В коническую колбу или стакан при помощи пипет-
ки налейте 20 или 25 мл исследуемого молока.
2. К молоку прибавьте столько же дистиллированной
воды (можно мерным цилиндром).
3. Прибавьте 9—10 капель раствора фенолфталеина.
Раствор перемешать.
217
4. Прилить из бюретки 0,1 н, раствора едкого натра до
слабого розового окрашивания. Это окрашивание не долж-
но исчезать в течение 2 мин.
Вычисление результатов работы. Число миллилитров
раствора едкого натра, затраченного на нейтрализацию мо-
лока, умножить на 5 (если брали 20 мл молока) или на 4
(если брали 25 мл молока).
Полученное число — кислотность молока в условных
градусах.
Опыт 10. Определение кислотности муки. Кислот-
ность муки определяют в условных градусах. Под этим
подразумевают количество миллилитров нормального ра-
створа едкого натра, необходимого для нейтрализации
кислот, содержащихся в 100 г муки.
Определите кислотность выданной вам муки. ?
Ход работы.
1. В коническую колбу на 150—200 мл насыпать 5 г
муки и прилить 40 мл дистиллированной воды.
2. Смесь размешать так, чтобы образовалась одинаковая
масса.
3. В полученную смесь добавить 5 капель раствора
фенолфталеина.
4. В колбу осторожно прилить из бюретки 0,1 н. ра-
створ едкого натра до образования розового окрашивания,
которое не исчезает в течение 2" мин. Записать, сколько
миллилитров шелочи было израсходовано.
Вычисление результатов работы. Так как при опреде-
лении кислотности муки расчет ведут на нормальный ра-
створ щелочи, а титрование велось децинормальным ра-
створом едкого натра, то количество миллилитров едкого
натра, затраченного на титрование муки, делят на 10,
затем умножают на 20 (так как было взято 5 г муки, а
расчет ведут на 100 г). Полученное число и является ки-
слотностью муки.
Опыт 11. Определение кислотности хлеба. Кислот-
ность хлеба, как и муки, в условных градусах определяют
по количеству миллилитров нормального раствора едкого
натра, затраченных на нейтрализацию кислот, содержа-
щихся в 100 г хлеба.
Определите кислотность выданного вам хлеба.
Ход работы.
1. Отвесить 5 г мякиша, освобожденного от корки.
218
2. Отвешенный хлеб поместить в стакан или коническую
колбу, в которую прилить 25 мл воды. Стеклянной палоч-
кой с резиновым наконечником растирают хлеб в однород-
ную кашицу. В колбу вливают еще 25 мл воды, обмывая
ею стеклянную палочку, при помощи которой растирали
хлеб. Колбу, встряхивают в течение 4—5 мин так, чтобы
кислоты из хлеба перешли в раствор.
3. В колбу добавляют 5 капель раствора фенолфталеи-
на и полученную кашицу из хлеба титруют 0,Гн. раство-
ром едкого натра До розового окрашивания, не исчезаю-
щего в течение 2 мин.
Вычисление результатов работы. Количество милли-
литров раствора едкого натра, затраченного на титрова-
ние 5 г хлеба, делят на 10, а затем умножают-на 20. Полу-
чается. количество миллилитров 1 н. раствора щелочи, зат-
раченное на титрование 100 г хлеба. Это и будет кислот-
ность хлеба в условных градусах.
Оп Ы т . 1 2; Испытание мяса на присутствие аммиака
и сефоводброда. 1. Определение сероводорода, а) В пробир-
ку кладут небольшой кусочек мяса. Пробирку слегка при-
крывают корковой пробкой с пропущенной через нее же-
лезной или медной.проволокой, на конце которой закреп-
дера=’^ЛЙ^ 'йрЬпи!Гйнная уксуснокислым свинцом (бу-
мага должна быть влажной, не касаться мяса и стенок
пробирки). В случае присутствия сероводорода, который
образуется при гниении мяса, через 10—15 мин на бумаге
появляется бурое окрашивание; чем темнее это окрашива-
ние, тем больше выделяется 'сероводорода.
б) Для определения аммиака в пробирку кладут 3—4
кусочка мяса величиной с полгорошины, приливают 2—3
мл дистиллированной воды и стеклянной палочкой хорошо
перемешивают, мясо. Содержимое пробирки профильтровы-
вают. Берут 10 капель мясного фильтрата, к которому при-
бавляют 10 капель реактива на аммиак *. В случае при-
сутствия аммиака выделяется кирпично-красный осадок.
Этим доказывается, что мясо начинает загнивать.
1 Его готовят так: к 5-процентному раствору азотнокислой окис-
ной ртути по каплям прибавляют 5-процентный раствор йодистого
калия. Сначала образуется красный осадок, который растворится
При дальнейшем прибавлении йодистого калия. Полученный раствор
наполовину разбавляют 20-процентным раствором едкого натра.
При отсутствии в школе азотнокислой ртути ее готовят действием
азотной кислоты иа окись ртути.
219
ДОПОЛНИТЕЛЬНЕЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге Л. А. Цветкова «Эксперимент
по органической химии в средней школе», 1959:
1. Окисление анилина (стр. 256—257).
2. Прохождение светового луча через коллоидный раствор бел-
ка (стр. 167—267).
Контрольные вопросы
1. Как выполняется школьный опыт получения анилина? На-
писать уравнения реакции превращения бензола в анилин.
2. Какие свойства белков изучаются в школьном курсе химии?
3. Как определяют кислотность молока, муки, хлеба?
4. Как испытывают мясо ва аммиак и сероводород?
Решите задачи: 13—139; 13—140; 13—141; 13—144; 13—146.
РАБОТА 30. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Оборудование: пробирки, газоотводная трубка, колба, асбести-
рованная сетка, воронка Бухнера, весы, медицинский шприц, пин-
цет, стеклянная трубка.
Полиметилметакрилат, полистирол, перекись бензоила (или
перекись водорода), фенол, формалин, мочевина, концентрирован-
ная соляная кислота, раствор едкого натра, хлористоводородный
анилин, 25-процентиый водный раствор аммиака, основная углекис-
лая медь, вата, капроновая ткань, раствор серной кислоты (1 ; 5).
I. Реакции деполимеризации и полимеризации
Для работы с высокомоле-
кулярными соединениями в
условиях школы выпускается
набор № 10 «Высокомолеку-
лярные вещества», в котором
имеются образцы различных
полимеров, некоторые мономе-
ры и изделия из высокомоле-
кулярных веществ. В случае от-
сутствия этого набора для ра-
боты с высокомолекулярными
веществами можно использовать
широко распространенные изде-
лия из синтетических материа-
лов, например изоляция из поли-
хлорвинила на проводах, поли-
этиленовые мешочки для хране-
ния продуктов, ученические ручки и зубные щетки (пле-
ксиглас) и т. д. Многие из этих изделий можно подверг-
нуть деполимеризации и получить необходимые мономеры,
220
которые после очистки заполимеризовывают, используя
простейшие приемы и средства, доступные каждой школе.
Опыт 1. Деполимеризация полиметилметакрилата.
В пробирку кладут кусочки плексигласа, пробирку за-
крывают пробкой с газоотводной трубкой, конец которой
опускают в пробирку-приемник, охлаждаемую холодной
водой (рис. 104). При небольшом нагревании, даже на спир-
товке, происходит деполимеризация и в пробирке-прием-
нике конденсируется слегка желтоватая жидкость, в ос-
новном- состоящая из метилметакрилата
сн2 = с—с—о—сн3.
сн3
Для очистки полученный сырой продукт перели-
вают в небольшую колбочку и отгоняют из не-
го 2/3 содержимого колбы в пробирку, охлаждаемую холод-
ной водой. Чистый метилметакрилат — прозрачная бес-
цветная жидкость с температурой кипения 100—101° С.
Опыт 2. Деполимеризация полистирола. Опыт про-
водят в том же приборе, что и деполимеризацию полиме-
тилметакрилата, то так как полистирол деполимери-
зуется при более высокой температуре, то пробирку сле-
дует нагревать на газовой горелке или каком-либо другом
подобном источнике нагревания. Для сохранения высокой
температуры верхнюю часть пробирки полезно обвернуть
листком асбеста. В этом случае деполимеризация идет лег-
че и быстрее. Для получения чистого стирола полученный
сырой продукт, как и в случае полиметилметакрилата, от-
гоняют из колбочки в пробирку, охлаждаемую водой.
Чистый стирол С6Н6 — CH = CHS — бесцветная жид-
кость, температура кипения 4-143° С.
Опыт 3. Полимеризация стирола. В пробирку нали-
вают 2—3 мл чистого стирола, в который кладут крупинку
перекиси бензоила (величиной с булавочную головку).
При отсутствии перекиси бензоила ее можно заменить кру-
пинкой надсернокислого калия (K2S2O8) или перекисью
водорода (2—3 капли). В этом случае полимеризация идет
несколько медленнее.
Пробирку со стиролом закрепляют вертикально в лап-
ке штатива над асбестированной сеткой, которую нагре-
вают на спиртовке или на небольшом пламени газо-
вой горелки. Когда стирол закипит, то пробирку под-
221
нимают над сеткой так, чтобы все время продолжалось не-
прерывное спокойное кипение стирола. Через 25—30 мин
стирол превращается в густую сиропообразную массу.
Это,наблюдается в том случае, если пробирку охладись
в воде. Для демонстрации в школе этого вполне до-
статочно, так как учащиеся убедятся в том, что реакция
полимеризации началась, получаемый продукт стал более
вязким, чем исходное вещество.
II. Реакции поликонденсации
Опыт 4. Получение фенолформальдегидных смол в
присутствии кислот. Готовят насыщенный раствор фенола
в формалине (1 весовую часть фенола растворяют в 1 объе-
ме формалина). В пробирку наливают около' 3 мл получен-
ного раствора, который нагревают до кипения. После
прекращения нагревания раствор не кипит. Пробирку с
нагретым раствором ставят в подставку и в раствор добав-'
ляют 2—3 капли концентрированной соляной кислоты.
Сразу же начинается реакция поликонденсации. Так как
эта реакция экзотермическая, то раствор закипает. Через
несколько минут в пробирке выпадают маленькие кусочки
фенолформальдегидной смолы. :
Опыт 5. В пробирку наливают, как в опыте 4, око-
ло 3 мл раствора фенола в формалине, в который бросают
кусочек едкого натра величиной с четверть горошины. Пос-
ле нагревания раствора до кипения он продолжает кипеть
при прекращении нагревания, но не так энергично, как
в опыте 4. Раствор надо несколько раз подогревать, чтобы
закончилась реакция.
Опыт 6. Получение аминопласта конденсацией моче-
вины с формальдегидом. Сначала мочевина реагирует с
формальдегидом, образуется монометилолмочевина:
znh2 zNH-ch26h
сС О -|-СН2О->сСо
XNH2 ^NHa
Монометилолмочевина реагирует с другой молекулой
Мочевины, например:
NHa—СО—NH —СН2ОН-|- NHa—СО—ЫЙ,—►
NHa—СО — NH — СНа— NH - СО— NH2 + НаО
222
Этот продукт конденсации мочевины с монометилолмо-
чевиной реагирует опять с молекулой мочевины и т. д.
Так происходит наращивание цепи.
Для проведения опыта в пробирку наливают 4—5 мл
формалина и растворяют в нем мочевину до насыщения,
В полученный раствор добавляют одну каплю раствора
соляной кислоты (1 : 3). Раствор нагревают до кипения.
После прекращения нагревания раствор продолжает ки-
петь. Постепенно раствор мутнеет и превращается в твер-
дую массу.
Опыт можно провести в небольшом бумажном кульке
или в спичечной коробке, куда наливают кипящий раствор
мочевины в формалине. После добавления соляной кислоты
он постепенно затвердевает.
Опыт 7. Получение смолы из хлористоводородного
анилина и формалина. В бумажный кулек или спичечную
коробку наливают 10—15 мл формалина и такой же объем
насыщенного водного раствора хлористоводородного ани-
лина. Реакция идет с выделением тепла. Довольно быстро
образуется резиноподобная масса, которая через несколько
дней становится совершенно твердой.
Медно-аммиачный шелк
Опыт 8. В стакан наливают 25—30 мл 25-процент-
ногО водного раствора аммиака, в который небольшими
порциями при помешивании добавляют основную углекис-
лую медь (малахит) до тех пор, пока во взятом объеме
раствора аммиака последняя порция малахита уже не рас-
створится. После отстаивания раствор сливают в другой
стакан. В полученном медио-аммиачном растворе при пере-
мешивании стеклянной палочкой растворяют кусочки ва-
ты до образования сиропообразной массы темно-синего
цвета. В полученном прядильном растворе не должно
содержаться нерастворимых кусочков ваты. Для освобож-
дения раствора от нерастворимых кусочков ваты его филь-
труют на воронке Бухнера, в которой вместо фильтроваль-
ной бумаги берут стеклянный фильтр или тряпочку вчет-
веро сложенного капронового чулка. z
Для получения нитей из прядильного раствора в кри-
сталлизатор или широкую стеклянную банку наливают
раствор серной кислоты (1 : 5). Для выдавливания нитей
из прядильного раствора его наливают ' в медицинский
223
шприц (рис. 105, а) или в широкую стеклянную трубку,
которую закрывают двумя резиновыми пробками (рис.
105, б). В иижнюю пробку вставляют стеклянную трубку
с тонко оттянутым концом, а в верхнюю пробку — труб-
ку для продувания воздуха, под действием которого ра-
створ выливается снизу из оттянутой трубки. Конец стек-
лянной трубки (или иголку шприца) опускают в раствор
Рис. 105. Получение нити шелка из прядильного раствора.
серной кислоты, в которую выдавливают прядильный ра-
створ. Конец образующейся нити захватывают пинцетом
и вытаскивают на воздух. Нить можно намотать на стек-
лянную трубочку и постепенно вытягивать ее, все время
наматывая на стекло., Затем нить промывают в воде и
просушивают на воздухе.
Данный опыт иллюстрирует в какой-то степени техноло-
гию производства шелка.
IV. Распознавание пластмасс
Получите от руководителя занятиями пластмассу и
определите ее, пользуясь следующей таблицей:
Поли- этилен Поли винил- хлорид Поли метил метакрилат ‘ Полистирол Ами ио- ii ла сты Фенол- фор маль дегид ные смолы Капрон Целлу- лоид
1. Растворимы в органических ра- створителях (ди- » хлорэтаи и др.) — + + + —
224
Поли- этилен Поли- винил- хлорид Полимстил- 3 S а Полистирол Амино- пласты Фенол- фор- маль- дегид- ные смолы Капрой Целлу- лоид
2, Горение а) коптящим пламенем б) некОптящим пламенем в) не горит 3. Отношение к на- греванию: 4 4 4 4 4 4 4 быстро
а) плавится б) разлагается с выделением следующих продуктов 4 Запах пара- фина НС1 4 4- Амины Фенол 4 Амины
Для испытания пластмасс испытуемый предмет подож-
гите. Если горит, то обратите внимание на характер горе-
ния. Затем небольшой кусочек пластмассы нагрейте в про-
бирке. Плавится лй она? Если разлагается, то определите
продукт разложения. При помощи лакмусовой бумажки
можно узнать выделение НО (покраснение бумажки),
аминов (посинение бумажки). Амины можно обнаружить
и по покраснению фенолфталеиновой бумажки. Образова-
ние фенола определяют по запаху или возникновению фио-
летовой окраски после приливания раствора хлорного
железа в пробирку (после ее остывания).
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ К РАБОТЕ
Проделайте опыты по книге И. Н. Черткова «Экспери-
мент по полимерам в средней школе», Учпедгиз, 1961:
1. Опыты с каучуком (стр. 28—29).
2. Получение смолы в присутствии гидрата окиси аммония
(стр. 49).
3. Получение капроновой смолы (стр. 61—62).
4. Действие кислот на волокна (стр. 73—75).
Контрольные вопросы
1. На каких примерах изучаются реакции полимеризации в
курсе химии средней школы? Как можно показать на опыте эту
реакцию?
225 -
2. Как проводят реакцию деполимеризации полиметилметакри-
лата?
3. Какие из опытов 4, 5, 6 можно провести на уроке, какие —
на внеклассных занятиях?
4. Напишите уравнение реакции поликонденсации фенола с
формальдегидом.
УПРАЖНЕНИЕ В ДЕМОНСТРИРОВАНИИ
(Работы 25—30)
1. Обнаружение углекислого газа и воды при горении
метана..
2. Установление состава метана разложением его в
искровом разряде.
3. Доказательство непредельности этилена и ацетилена.
4. Получение и горение ацетилена.
5. Горение бензола. Отсутствие у бензола реакций на
непределыюсть,
6. фрекинг керосина (или смазочного масла).
7. Определение вязкости нефтепродуктов.
8. Взаимодействие спирта с натрием (количественный
опыт).
9. Получение уксусного альдегида окислейием этилового
спирта окисью меди. ,
10. Получение уксусного альдегида гидратацией ацети-
лена.
11. Окисление парафина.
12. Сравнение свойств жирового мыла с новыми моющи-
ми средствами.
13. Основные свойства анилина. Характерная реакция
на анилин.
14. Характерные реакции на белки. /
15. Деполимеризация метилметакрилата.
16. Получение фенолформальдегидной смолы.
17. Получение аминопласта.
18. Получение смолы из хлористоводородного анилина
н формалина.
ЛИТЕРАТУРА ' '
А г а х а и я н ц Е. А. иАгаханянцВ. А., Техника и
методика химического эксперимента по теме «Металлы» в средней
школе, Учпедгиз, 1956.
Борисов И. Н., Методика преподавания химии, Учпед-
гиз, 1956.
226
Верховский В. Н., Техника и методика химического
эксперимента в школе, т. I (1959) и т. II (i960), Учпедгиз.
Гостев М. М., Химический кружок В школе, Учпедгиз,
1958.
Дубинин Л. А., Краткое руководство по методике препо-
давания химии в седьмом классе. Учпедгиз. 1955. I
Егоркин В. Ф., Кирюшкин Д. М., Полосин
В. С., Внеклассные практические занятия по химии, Учпедгиз,
1959.
Зданчук Г. А., Химический кружок, Учпедгиз, 1959.
Г л о р и о з о в П. А., Сморгонский Л. М., Практи-
ческие занятия по химии в средней школе,, изд. АПН РСФСР, 1955.
Грабе ц к и й А. А., Опыты по химии в связи с ознакомле-
нием . учащихся с основами химических производств, изд. АПН
РСФСР, 1957.
Вайнштейн Б. М., Г лориозов П- А. и др., Практи-
ческие занятия по химии, Учпедгиз, 1952.
КирюшкинД М., Методика преподавания химии в сред-
ней школе, Учпедгиз, 1958.
Л е в ч е н к о В, В; и И в а и ц о в а М. А., Опыты по химии
С малым количеством реактивов, Учпедгиз, 1947.
Н о с к о в a t. А., Коррозия металлов, Учпедгиз, 1959.
«Опыт исСледопапия взаимодействия олова и наглядности в обуче-
нии» (стр. 98—163), изд. АПН РСФСР, 1954.
Пар м е и о в К. Я., Химический эксперимент в средней шко-
ле, изд. АПН РСФСР, 1959.
Парменов К. Я., Опыты по химии с электрическим током,
Учпедгцз^.Д^бГ^А/'й'';,.
И о в. К. Я и др., Экспериментальные работы уча-
щихся 'tip химии в средней школе, изд. АПН РСФСР, 1952.
По лосин В. С., Школьный эксперимент по неорганической
химия, Учпедгиз, 1959.
«Сочетание слова учителя и средств наглядности в обучении»
(стр. 289—327), изд. АПН РСФСР, 1958.
i- .Фельдт В. В., Техника и методика химического экспери-
мента в средней школе, Учпедгиз, 1949.
Цветков Л. А., Эксперимент по органической химии в -
средней школе, Учпедгиз, 1959.
«Химия в школе», Учпедгиз (1951—1961).
Чертков И. Н., Эксперимент по полимерам в средней шко-
ле, Учпедгиз, 1961.
Часть третья
УПРАЖНЕНИЯ ПО МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
УПРАЖНЕНИЕ 1. РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ
Задания к упражнению-
1. Познакомьтесь со способами решения расчетных задач.
2. Познакомьтесь с основными типами расчетных задач.
3. Решите задачи по указанию преподавателя.
ПРАВИЛА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ И ЗАПИСИ В ТЕТРАДЯХ
При решении задач в школе необходимо пользоваться
следующими правилами:
1. В случае отсутствия напечатанного текста задачи за-
писать его в ученических тетрадях.
2. До решения задачи провести ее анализ (данные, ис-
комое, типичность случая, усложнения) и составить план
ее решения.
3. Выбрать наиболее простой способ решения.
4. Избегать без необходимости перевода одних единиц
измерений в другие.
5. Стремиться, где возможно без перевода, решать за-
дачи в химических единицах веса.
6. Ответ задачи давать в полном виде (например, для
получения 2 г водорода затрачено 65 г цинка).
7. Применять общепринятые сокращения.
Приняты следующие сокращения при решении задач:
атомный вес элемента (например, меди) — ЛСи ;
молекулярный вес вещества (например, серной кислоты) —
^naso.;
грамм-атом элемента (например, меди) — г-атом Си;
грамм-молекула вещества (например, серной кислоты) —
г-моль H8SO4;
вес вещества в граммах (например, окиси меди) — т CuO;
228
объем газа (например, кислорода) — Voj
грамм-эквивалент вещества (например, серной кислоты) —
г-же H2SO4;
нормальность раствора (например, однонормальный раст-
вор серной кислоты) — 1 н. H2SO4;
молярность раствора (например, одномолярный раствор
серной кислоты) — 1 М H2SO4.
8. Запись вести в определенной, принятой в школе
системе.
Пример записи
Приведем пример одного из возможных способов запи-
си решения.'
Задача. Сколько граммов водорода получится при взаи-
модействии 6,5 г цинка с 20 г серной кислоты?
6,5 г (20 г) х
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
.б5г-^±^ 2 г
Данные задачи удобно записывать над соответствую-
щими им формулами, а молекулярные или атомные веса,
по которым будет производиться расчет, —под ними.
Если молекулярные веса громоздкие, то запись целе-
сообразно проводить не под формулами, а в стороне от
уравнения в виде сокращения, ^например:
m Zn = 6,5 г
т H2SO4 = 20 г
г-атом Zn — 65 г
г-моль H2SO4 = 98 г
г-моль Н2 = 2 г
т. Н2 = ?
Если необходимо, задача разбивается на вопросы, ко-
торые точно формулируются (обычно устно). Так, напри-
мер, в вышеприведенной задаче можно поставить два
вопроса.
Определить, какое из исходных веществ находится в
избытке.
65 г Zn реагируют с 98 г HaSO4
6,5г Zn » х г »
229
Из пропорций: 65:6,5 = 98: к находим, ч'фГ— X-
6,5-98 п о / ' UCA
х---бГ“ 9,8 H2SO4- ,
Данное количество серной кислоты в задаче избыточно.
Над уравнением оно берется в скобки, так как по нему
вести расчет нельзя.
Сколько получится водорода при взаимодействии 6,5 г
цинка с серной кислотой?
Запись ведется так -же, как и в предыдущем случае:
65 г Zn вытесняют из H2SO4 2 г Н2
А 6,5aZri » » хг »
Из пропорции: 65:6,5 = 2 :х находим, что
Далее записывается полный ответ задачи.
Ц^шн^рае^едиг ых.задач по химии
При решении расчетных задач по химии целесообразно
разбить их на несколько типов, добиваясь того, чтобы уча-
щиеся приобретали навыки в решении каждого из них.
Рассмотрим основные типы расчетных задач по химии,
предусмотренные программой.
I тип. Расчет количества растворителя и растворимого
вещества для приготовления растворов заданной концент-
рации.
Пример 1. Сколько граммов кристаллической соды
NaaCOa- 10 Н2О необходимо для приготовления 2 л 0,1 н.
раствора?
Решение.
1. Находим вес грамм-эквивалента соды:
г-же Na2CO3 = = 143 г.
Л
2. Определяем количество граммов соли для приготов-
ления 2 л 0,1 н. раствора:
для 1 л 1 н. раствора требуется 1 г-экв или 143 в Na2COa-10 Н2О
для 1 л 0,1 н. » 0,1 г-экв или 14,3 г »
для 2 л 0,1 н. » 0,1 г-акв-2 или 28,6 а »
ИЛИ
143-0,1.2 = 28,6 (г).
230
О т в 4 т. Для приготовления 2 л 0,1 и. раствора нуж-
но Взять
28,6 г кристаллической соды Na^COg-ЮНаО.
Пример 2. Какова процентная концентрация раствора,
полученного растворением 2,5 г поваренной соли в 47,5 г
воды?
Решение.
1. Находим общий, вес полученного раствора:
; - ; ;; 2,5 4- 47,5 = 50 (а).
2. В 50 г раствора содержится 2,5 г соли, а в 1 г раство-
ра будет содержаться в-50 р аз меньше, а в 100 г —•_ в 100
раз больше. Это записывается так: , г, .?
f 4 2,5-100 с '
4 ""'sir-' — 5 (а);
так как в IOO4 раствора содержится 5 г содц, тр^коцц^нт-
рация'рййТЙфЛбудет 5%'. *>'z 2.,*
‘ s®’ ХЗ * Ответ,
и ц

v-’’ Решите задачи:
1. 2—15; 2—IS; 2—22; 2—26.
2. а) Сколько граммовазотнокислого натрия №МО3 .надо взять О
ЙОТ/ль»'0;2 Н-. растаора? * .
Ответ. 5,1 г. Д
’66) Сколько граммов* елй^беровой соли NaaSO<- 10 НаО по- ]
требуется для приготовления 4 л 0,5 н. раствора соли?
' Ответ. 332 г.
./ г®) Сколько миллилитров концентрированной соляной кислоты
с удельным весом 1,19 нужно для приготовления 2 л 2 и. раствора?
Ответ. 329,4 мл.
. II тип. Нахождение объемных отношений реагирующих
газов й газообразных продуктов. Вычисление относитель-
ной плотности газов.
Пример 1. Какие объемы водорода и кислорода долж-
ны прореагировать, чтобы подучилось 0,2 г-моль вода?
Решение.
у л х л 0,2 е-моль
2На4~Оа = 2НаО
2-22,4 л 22,4л 2 г-моль
1. Определяем объем кислорода. По уравнению реакции
находим, что для получения 2 г-моль воды нужно взять
22,4 л кислорода, а для получения 1 г-моль воды — 11,2 л.
Значит, для получения 0,2 ё-моль воды кислорода пойдем
11,2- 0,2 = 2,24 (л).
2. Определяем объем водорода. Из уравнения реакций
видно, что водорода надо взять в два раза больше, чем
кислорода.
Отсюда: 2,24-2 = 4,48 (л).
Ответ. 2,24 л Оа и 4,48 л Н2.
Пример 2. Какова Плотность углекислого газа: а) по
отношению к водороду; б) по отношению к воздуху?
Решение.
Определяем плотность при помощи следующих формул:
М = 2йн, где М — молекулярный вес, йн — плотность.
газа по отношению к водороду,
М = 29 dB. dB — плотность газа по отношению к
воздуху.
1. Находим молекулярный вес углекислого газа:
Мс0; = 12+(16-2) = 44.
2. Находим плотность углекислого газа по водороду:
j Л4 г. 44
dH 2", Йн---2" — 22.
3. Находим плотность “углекислого газа по воздуху:
. М , 44 . -
“в — 29 ’ - 29 ~ 1.5-
Ответ. йвСО2^1,б.
Решите задачи: 12—68; 12—70; 12—74; 12—75; 12—78; 12—24;
12—25.
Ill тип. Нахождение молекулярного веса вещества по
весу данного объема газа (при нормальных условиях) и
установление молекулярной формулы вещества.
Пример 1. Вес 1 л неизвестного газа равен 1,25 г. Оп-
ределить молекулярный вес газа.»
Решение.
Молекулярный вес газа определяем по формуле: М =
= 22,4 d,
где: М— молекулярный вес, d — вес 1л газа при
нормальных условиях.
232
Отсюда: М = 22,4 • 1,25 — 28.
Ответ. Молекулярный вес неизвестного газа 28.
Пример 2. При горении 2,3 г вещества образуется 4,4 г
углекислого газа' и 2,7 г воды. Плотность паров этого
вещества по воздуху dB равна 1,59. Из каких элементов
состоит это вещество? Какова его молекулярная формула?
Решение.
Исходя из продуктов горения (СОа и Н2О) можно сде-
лать вывод, что в состав вещества входят углерод и водород.
Кислород же мог быть и в составе этого вещества, но мог
и прийти из воздуха при горении. Окончательный ответ
о кислороде можно получить после расчетов.
1. Определяем содержание водорода.
В 18 г Н2О содержится 2 г Н
в 2,7 з Н2О » х г Н
~ 18 2 ’ 2,7-2 п „
Отсюда: х = —jg— = 0,3(г) Н.
2. Определяем содержание углерода.
В 44 г СО2 содержится 12 a G
в 4,4 г СО2 » • х a G
„ 44 12 12.4,4 . „ . . я
Отсюда: х = —= 1,2 (г) 0.
3. Определяем содержание кислорода.
Находим сумму весов водорода и кислорода: 0,3 +
+ 1,2 = 1,5 (г). Для сгорания было взято 2,3 г, следова-
тельно, кислорода в веществе было: 2,3 — 1,5 = 0,8 (г).
4. Нахождение молекулярной формулы вещества.
Исходя из элементарного состава вещества, формула
его должна содержать СхНуОг. Так как число атомов в
соединении прямо пропорционально весовым отношениям
элементов (или их процентному содержанию) и обратно
пропорционально их атомным весам, то можно составить
следующие отношения:
1,2 0,3 0,8
х'У'г — 12 : 1 ; 16’
или
x'.y.z = 0,1:0,3:0,05.
Эти числа выражают отношения между грамм-атомами
элементов в грамм-молекуле вещества, значит, и отноше-
9 Заказ 139
233
ния между атомами. Поэтому наименьшее из этих чисел
берем за единицу, а остальные делим на' него. Так
как 0,05 — наименьшее число для кислорода, то:
у = 0,3:0,05 = 6
х = 0,1:0,05 = 2
Ответ. Простейшая формула вещества будет: СаНвО.
5. Плотность вещества по воздуху dB — 1,59; следова-
тельно,
М= 1,59.29 = 46,1.
Из сравнения молекулярных весов видно, что простей-
шая и молекулярная формулы в данном случае совпа-
дают —С2НвО.
Решите задачи: 12—54; 12—55; 12—58; 12—59; 12—65.
IV тип. Определение выхода продукта реакции в процен-
тах по отношению к теоретическому.
На практике почти никогда не приходится встречаться
с чистыми веществами и 100-процентным выходом реакции,
которые принимаются вначале, для уяснения самой сущно-
сти расчетов по уравнениям. В целях же приближения
содержания задач к практике исходные вещества в зада-
чах даются в весовых количествах смеси или раствора, со-
держащих определенный процент чистого вещества. Далее
в условиях задачи указывается и процент выхода реакции,
а иногда оба усложнения даются одновременно.
Пример. В лаборатории путем восстановления -61,5 г
нитробензола было получено 44 г анилина. Какой процент
это составляет от того количества, которое должно полу-
читься согласно расчету? '
Решение.
61,5г 44г
CeH5NO2 + 6Н CeHsNH2 + 2НаО.
г-моль СвНБЬЮ2 = 12.64- 1.5 4- 14 +16.2 = 123 (г).
г-моль CeHBNH2 = 12.6 4~ 1 • 5 4~ 14 4~ 1 • 2 = 93 (г).
1. Определяем, сколько анилина должно получиться
из 61,5 г нитробензола (теоретический выход), ч, *
Из уравнения реакции видно, что при восстановлении
1 г-моль нитробензола получается 1 г-моль анилина, а из
234
0,5 г-моль нитробензола (61,5 г нитробензола составляют
0,5 г-моль) должно быть получено тоже 0,5 г-моль, т. е.
- == 46,5 (г).
2
• 2. Вычисляем процент выхода продукта от теоретиче-
ского:
= 94,6%.
46,5 ’
Ответ. 94,6%.
Решите задачи: 13—-35; 13—63; 13—70; 13—81.
V тип. Определение количества вещества, которое будет
содержаться в продуктах реакции, если одно из исходных
веществ взято в избытке.
Пример. К раствору, содержащему 27 г хлорной меди,
прибавили 14 г железных опилок. Сколько граммов меди
। может выделиться при этой реакции?
Решение.
* 27 г 1)4 i х г '
. CuCI2-j-Fe = FeCl2 Ц-Си.
• 64
> 64-F 35,5.2 ’I
у ’ 135 г ’
1. Находим, какое из двух веществ взято в избытке.
Для этого определяем, какую долю грамм-молекулы со-
ставляют 27 г хлорной меди:
-jgg- = 0,2. (г-моль).
- , <1^7 .
долю грамм-атома составляют 14 г железа?
™ = 0,52 (г-атом).
По уравнению реакции на 1 г-моль хлорной меди при-
ходится 1 г-атом железа, следовательно, железа взято в
избытке (над уравнением берем его в скобки). -
3. Находим количество меди. Так как железо взято в
избытке, то расчет ведем по хлорной меди. Если хлорной
меди взято 0,2 г-моль (2J а), то и меди выделится 0,2 г-атом,
L или 64-0,2 = 12,8 г.
Ответ. 12,8 г Си.
Решите задачи: 5—20; 5—39; 5—40; 13—76; 13—121.
9*
235
VI тип. Определение количества вещества, которое мо-
жет быть получено из исходного вещества, содержащего
определенный процент примесей.
Пример. При обработке 30 г природного известняка из-
бытком соляной кислоты получилось 11 г углекислого
газа. Каково процентное содержание CaCOs в природном
известняке?
Решение.
30 г 11 г
СаСО3 + 2НС1 = СаС12 + Н2О + СО2.
404-124-16-3 12 4-16-2
100 г 44 г "
1. Определяем, из скольких граммов известняка можно
получить 11 г углекислого газа.
44 г СО2 получаются из 100 а СаСО3
11 г СО, » » х г
Отсюда: х = — = 25 (а).
2. Вычисляем процентное содержание СаСОз в природ-
ном известняке:
J5^°2- = 83,3%. Xr-k.
ои ——
_ ^.Ответ. 83,3% СаСОд.
Решите задачи: 6— 10$ °1-106; 9—106; 10—70.
VII тип. Вычисление количества газообразных продук-
тов реакции в объемных единицах измерения.
Пример. Какой объем сернистого газа (условия нор-
мальные) получится при сгорании 1 кг серы?
Решение.
1000 г х
S + O2 = SOa
32 г 22,4 л
Из уравнения реакции видно, что 32 г серы дают 1
г-моль SO2 (при нормальных условиях 22,4 л).
32 г S дают 22,4 л SO2
1000 aS » — х
236
„ 32 22,4 1000-22,4 7nn . , '
Отсюда: та = —; х = —= 700 (л).
Ответ. 700 л SOs.
Решите задачи: 12—74; 12—81; 13—43; 13—25; 13—76.
УПРАЖНЕНИЕ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ
ПО ХИМИИ
Задания к упражнению
1. Познакомьтесь с различными типами экспериментальных
задач.
2. Познакомьтесь с методикой решения экспериментальных за-
дач.
3. Рещите экспериментальные задачи по указанию руководителя
занятий. •
Типы экспериментальных задач. Объяснительная за-
писка к программе по химии для-средней школы обращает
внимание на то, что экспериментальные задачи должны
входить в практические занятия по химии. Ос^енно об-
ращается в ней внимание на задачи о объяснением явле-
ний, по разделению смесей, получению веществ и доказа-
тельству их свойств.
В школе используются следующие типы эксперимен-
тальных задач:
I. Задачи, связанные с • наблюдением и объяснением
происходящих явлений., Задачи этого типа являются
основой всего экспериментального изучения химии. Не
научившись наблюдать, описывать происходящее и объяс-
нять его, невозможно осмысленно к нему относиться.
Пример 1. Положите в пробирку немного окиси меди,
прилейте 2—3 мл разбавленной серной кислоты и слегка
нагрейте. Наблюдайте происходящее явление и объясните
его.
Пример 2. В пробирку с раствором щелочи прилейте
несколько капель раствора сернокислого цинка, в другую
пробирку к раствору сернокислого цинка прцлейте не-
сколько капель раствора щелочи. Наблюдайте происходя-
щие явления, сравните их между собой и дайте им объяс-
нение.
II. Задачи на проведение характерных для данного ве-
щества реакций. Задачи данного типа относятся к подго-
товительным задачам двух следующих типов.
237
Пример 3. Проведите реакции, характерные для мед-
ного купороса.
Пример 4. Проведите реакции, характерные для глю-
козы.
III. Подтверждение состава известного вещества.
Пример 5. Подтвердите характерными реакциями, что
выданное вам вещество — медный купорос. .
Пример 6. Подтвердите, что выданное вам вещество—
серная кисйотй.
IV. Распознание веществ. В задачах данного типа пред-
лагается определить с помощью характерных реакций
каждое из двух-трех выданных веществ.
Пример 7. В первой пробирке находится вода, во вто-
рой — раствор щелочи, а в третьей — раствор кислоты.
Распознайте их.
Пример 8. В трех пробирках находятся бесцветные
жидкости — растворы серной, соляной и азотной кислот.
Распознайте их. . «
Пример 9. Распознайте, выданные минеральные удоб-
рения: аммиачную селитру, сульфат аммония, калийную
соль и суперфосфат. .Г
Пример 10. В пронумерованных пробирках выданы
растворы глюкозы, сахарозы и спирта. Распознай-
те их. .
V. Задачи на получение веществ. Задачи на получение
веществ могут иметь разную сложность и преследовать
разные цели.
а) Получение вещества из назван-
ии х исходных.
Пример 11. Получите сернокислый барий взаи-
модействием растворов хлористого бария'и серной кис-
лоты.
Решение такого типа задачи сводится только к провер-
ке умения учеником проводить известные ему химические
манипуляции.
б) По л у ч ен и е веществ а из выданных
реактивов, без указания необходи-
мых исходных веществ. При этом можно-
предложить получить заданное вещество одним, несколь-
кими или всеми возможными способами.
Пример 12. Получите двумя способами сернокислый
цинк, имея в своем распоряжении следующие вещества:
ZnO, Zn, HgSO^.
238
Пример 13. Получите всеми возможными способами
хлористый калий, имея в своем распоряжении следующие
реактивы: КОН, НС1, KNO3, K2SO4, ВаС12.
При выборе возможных способов получения КС1 в
этой задаче необходимо иметь в виду только идущие до
конца реакции.
в) Получение вещества через проме-
жуточные реакции (одну или две.^
Пример 14. Получите CuCL из CuSO«, имея в сво-
ём распоряжении, остальные необходимые для этого
реактивы. "
Пример 15. Получите ZnS, имея в своем р аспор яжен ии
только растворы серной кислоты, сернистого натрия и
металлический цинк.
VI. Задачи на очистку веществ и выделение их из сме-
сей. Задачи этого типа можно подразделить на две группы:
выделение веществ физическими и химическими способа-
ми. Первая группа задач имеет значение для изучения
способов очистки веществ, формирования и закрепления
практических навыков в проведении основных химических
манипуляций.
К первой группе можно отнести следующие задачи.
Пример 16. Разделить смесь песка с медным купо-
росом на составляющие ее компоненты.
Пример 17. Очиститьбузун (загрязненный хлористый
натрий) перекристаллизацией.
Ко второй группе можно отнести следующие задачи. '
Пример 18. Выделить нитрат натрия из смеси его с
хлоридом.
Пример 19. Выделить соду из ее смеси с двуугле- _
кислой содой.
VII. Задачи на изготовление прибора для заданной це-
ли. Задачи для своего решения требуют хорошего знания
свойств веществ и умение учитывать их при выборе подхо-
дящих приборов.
Пример 20. Изготовьте три прибора и, выбрав подходя-
щие для заданной цели, получите и соберите при их помо-
щи аммиак, окись и двуокись азота 1.
1 Я. Л. То л ьд фар б, Л. М. Сморгонский, Зада-
чи и упражнения по химии для средней'школы, Учпедгиз, 1958,
стр. 78, задача 9—43.
239
УПРАЖНЕНИЕ 3. ЭКСКУРСИИ ПО ХИМИИ
Задания к упражнению.
1. Напишите в тетради названия всех рекомендованных програм-
мой объектов экскурсий по классам школы и выясните возможность
использования тематики в городе, в котором находится ваш педа-
гогический институт.
2. На основе рекомендованной литературы и материала к упраж-
нению составьте схему плана проведения экскурсии.
3. Примите участие в проводимой в вашей группе экскурсии,
предварительно ознакомившись с ее объектом по литературным
данным и разъяснениям руководителя.
4. В тетради сделайте краткий письменный отчет о ней.
1. Объекты экскурсий
Объяснительная записка программы требует проведения
в год минимально одной экскурсии в каждом классе. Объек-
тами экскурсий могут служить:
а) фабрики и заводы;
б) кустарные мастерские местной промышленности;
в) химические лаборатории;
г) природные залежи химического сырья и соответствую-
щие разработки;
д) музеи и выставки.
Из-за отсутствия перечисленных в программе объектов
экскурсий во многих местах предусмотренный ею план
полностью невыполним. В таком случае подходящие объек-
ты выбираются в зависимости от местных условий. Напри-
мер, для условий сельской школы экскурсии могут прово-
диться в РТС, склады минеральных удобрений, агрохи-
мические лаборатории, мясо-молочные контрольные стан-
ции и т. д.
На экскурсиях на заводы учащиеся знакомятся с про-
дуктом его производства, необходимым сырьем, со значе-
нием производства в народном хозяйстве, с устройством
и действием аппаратов, с технологическим процессом в
целом, с вопросами организации труда, механизации
производства и автоматизации управления.
г '
2. Методика проведения экскурсий
Работу по самостоятельному проведению экскурсий
студент осваивает во время проведения активной практики
в школе. В процессе практических занятий по методике
240
обучения химии он может быть только участником орга-
низованной для группы экскурсии, изучая при этом мето-
дику их проведения.
Ознакомимся с методикой проведения производственных эк-
скурсий на примере экскурсии на завод силикатного кирпича. Пер-
вый этап подготовки экскурсии заключается в том, чтобы обосновать,
почему именно это производство было избрано. Так, например:
1. Завод силикатного кирпича имеет большое значение для вы-
полнения стоящих перед страной задач.
2. Химическая сущность производственного процесса вполне
ясна учащимся и сводится к трем вполне понятным им реакциям,
которые выражаются уравнениями:
СаСО3 = CaO J-CO2;
CaO 4- Н2О = Са(ОН)2;
' Са(ОН)2 + 2SiO2 = Ca(HSiO3)2.
3. На заводе силикатного кирпича можно, познакомиться со мно-
гими общими принципами химического производства:'с противото-
ком, непрерывностью производственного процесса, делением его на
фазы, использованием катализатора, влиянием температуры и дав-
ления на скорость химической реакции, использованием теплоты
отходящих газов, измельчением сырья (увеличение поверхностей
реагирующих веществ) и пр.
4. Избранный объект связан с программой средней школы и мо-
жет быть использован: в VII классе — при знакомстве с примене-
ниями отдельных представителей окислов, оснований и солей, а
также обжига известняка, в VIII — при изучении вопроса о при-
менении окислов, оснований и солей и вопроса о кислых солях, в
X — в связи с ознакомлением с темой «Углерод и кремний».
Во втором этапе учащиеся подготовляются к проведению эк-
скурсии. Перед ними ставится цель экскурсии, которая определяет-
ся в зависимости от класса. Ознакомление с объектом экскурсии
проводится или путем беседы или лекции (старшие классы). При
этом выясняется химическая сущность производственного процесса,
устройство основной аппаратуры, применение продукции завода, да-
ются конкретные задания для выполнения учащимся.
На экскурсиях на заводы учащиеся знакомятся с продуктом
его производства, необходимым сырьем, со значением производства
в народном хозяйстве, с устройством и действием аппаратов, с тех-
нологическим процессом в целом, с вопросами организации труда,
механизации производства и автоматизации управления.
Подготовленные к экскурсии учащиеся направляются на завод,
где знакомятся по плану учителя с самим производством.
3. Маршрут и содержание экскурсии
1. Обычно экскурсии начинают со склада готовой продукции,
так как знакомство с ним делает всю дальнейшую работу целенаправ-
ленной. На складе выясняется вопрос о значении завода, о его основ-
ных потребителях и т. д.
241
2. Сырье и его подготовка. Учащиеся сначала осматривают по-
лученное заводом сырье до его обработки. В разбираемом случае
сырьем служит известковый камень, песок и вода. Необходимо взять
образцы сырья для коллекции.
Учащиеся узнают о месторождениях и транспортировке сырья.
Обращается их внимание на приезжающие и отъезжающие само-
свалы, связывающие завод с пристанью на реке или станцией
железной дороги, а иногда и непосредственно с месторождением
сырья.
Известковый камень поступает на завод достаточно измельчен-
ным. Песок просеивают на грохотах, после чего крупный песок в оп-
ределенных соотношениях смешивают с мелким, чтобы избежать
пустот в готовом кирпиче.
3. Обжиг известняка на заводах осуществляется в печах раз-
ной конструкции: шахтная печь или многокамерная гофманская
печь (12—18 камер). Топливом служит торф или каменный уголь.
Отходящие газы используются для обогревания сырья. Обе системы
печей относятся к агрегатам непрерывного действия.
На заводе учащиеся сталкиваются с реакцией хорошо знакомой
им из курса химии (прокаливание мрамора или мела).
4. Заготовка массы и гашение извести. Далее учащиеся наблю-
дают, как жженая известь идет в вагонетке на дробилку, а затем
по наклонному транспортеру направляется в шаровую мельницу,
откуда, размельченная, смешанная с щебнем из силикатного кир-
пича и песком, поступает в питательный бункер дозера.
В мешалке смесь, состоящая из 92% песка (избыток) и 8% из-
вести, увлажняется до содержания 8—9% воды. Из мешалки мас-
са поступает по ленточному транспортеру в силосные башка, (или
просто силосы), в которых га'сится известь -и приготовляется
масса.
5. Прессовка сырца. По системе подсйлосных транспортеров
масса поступает в горизонтальную мешалку, откуда передается на
раздаточный транспортер и после вторичного увлажнения направля-
ется в вертикальную мешалку. Готовой массой заполняют формы,
давление в которых доходит до 150. кг/л2 ат.
'6 . Запарка сырца. Запаривание проводится в автоклавах ем-
костью в 15—18 вагонеток, в них под давлением в 8 ат поступает
пар. В смесь добавляется в качестве катализатора до 1% суль-
фата натрия. При этих условиях реакция заканчивается через
6—8 ч.
Из запарного котла вагонетки поступают на склад готовой про-
дукции. Таким образом, экскурсия заканчивается там, где и начи-
налась.
4. Обработка экскурсионного материала
На основании виденного, вводной беседы в классе и
разъяснения экскурсовода проводится итоговое обсужде-
ние проработанного материала. При этом учащиеся вы-
ступают с небольшими сообщениями, освещающими от-
дельные этапы производства, демонстрируя собранный
242
на экскурсии материал, изготовленные схемы и коллек-
ции.
Ученикам можно предложить план или разработку от-
дельных вопросов. Например, для разбираемой экскурсии
могут быть следующие вопросы:
।
К Склад готовой продукции: описание склада силикатного кир-
пича, его значение, главные потребители, транспорт. Изготовление
из битого кирпича маленького кирпичика для коллекции (взять ку-
сочек кирпича).
2. Сырье и его подготовка: описание известкового камня и пес-
ка до и после его подготовки, месторождение их (карьеры), описание
грохота. Сбор образцов для коллекции.
3. Обжиг известняка; химическая реакция и условия ее тече-
ния в промышленных условиях, устройство печи, ее загрузка,
использование отходящих газов. Сбор образцов для коллек-
ции.
4. Заготовка массы, транспорт, дробилка и ее назначение,
устройство шаровой мельницы, работа мешалки, состав массы, ее
увлажнение, подача воды, силосы и их работа, химическая реакция.
Образцы для коллекции.
5. Прессовка сырца: транспорт, наполнение формы, вторичное
увлажнение, давление, контроль за сырцом. Изготовление образца
кирпича-сырца.
6. Запарка: автоклав и его работа, химическая реакция, ката-
лизатор и его концентрация, транспортировка готового продукта иа
склад.
7. Организация производства и общие научные основы его: не-
прерывность процесса в целом, деление его иа фазы, механизация
трудоемких процессов (транспортировка сырья, сырца и готовой
продукции и т. д.), подготовка сырья, оптимальные температуры
-и давление,, использование теплоты отходных газов, усовершенст-
вование технологических процессов, автоматизация, роль рациона-
лизаторской мысли и т. д.
Для достижения стоящих перед экскурсией учебно-
воспитательных задач необходимо:
1. Обоснованно сделать выбор ее объекта.
2. Подготовить учащихся к ее проведению.
3. Спланировать и провести ее по намеченному плану.
4. Распределить заранее обязанности учащихся в про-
цессе ее проведения.
5. На месте провести вступительную беседу. Если эк-
скурсия продолжается более двух часов, организовать «пе-
ремену» (красный уголок завода, столовая) и закончить
краткой итоговой беседой.
6. В школе подвести итоги экскурсии. Это могут быть
отчеты и сообщения участников, обобщающие беседы или
243
конференции, с использованием собранного материала для
иллюстраций.
7. Проверять полученные на экскурсии знания нарав-
не с материалом урока.
УПРАЖНЕНИЕ 4. АНАЛИЗ УЧЕБНОЙ, МЕТОДИЧЕСКОЙ
И НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Задания к упражнению.
1. После ознакомления с литературой, рекомендованной для
предварительной подготовки и прочтения по указанию руководителя
практикума книг и статей из журналов по различным разделам
(учебная, методическая и научно-популярная литература), сдайте
письменный отзыв на них и составьте по указанному образцу анно-
тационную карточку.
2. Примите участие в конференции по прочитанной литературе
студентами вашей группы.
1. Учебная литература.
К литературе этой категории относятся: программы
восьмилетней и средней школы, учебники, руководства к
практическим занятиям и сборники задач и упражнений
по химии для средней школы.
В первую очередь надо ознакомиться с современными
программой и учебниками:
1. Программы по химии для восьмилетней и средней
школы. Последнее издание.
2. Учебник по химии для VII—VIII классов.
3. Учебник по химии для IX—XI классов.
2. Методическая литература
При выполнении упражнения в первую очередь исполь-
зовать материал учебника по методике химии И. Н. Бори-
сова и книги Д. М. Кирюшкина. После этого ознакомиться
со списком дополнительной литературы по вопросам пре-
подавания химии.
3. Научно-популярная литература
К литературе этой категории относятся: специальные
книги для внеклассного чтения школьников, брошюры
• «Научно-популярной библиотеки»: стенограммы лекций Об-
244
щества по распространению политических и научных зна-
ний, статьи из журналов «Техника — молодежи», «Знание-
сила», «Наука и жизнь», «Успехи химии», «Природа»,
иногда и «Химия в школе», отдельные книги по истории
науки, о достижениях науки, промышленности и сельско-
го хозяйства.
4. Анализ литературы
При работе с рекомендованной литературой можно вы-
работать некоторые навыки ее рецензирования. Для этого
необходимо просмотреть рецензии на методическую литера-
туру в библиографическом отделе журнала «Химия в*шко-
ле» и аннотационные карточки в библиотеке института.
Рецензии на прочитанную литературу можно составить по
плану:
1. Фамилия и инициалы автора, название книги или
статьи, издание, издательство, год издания, том (номер
журнала, страница), количество страниц, тираж.
2. Очень краткое содержание прочитанного.
3. Применение книги (статьи) в работе учителя химии
(внеклассное чтение учащихся, подготовка учителя к уро-
кам, связь с темами курса химии средней школы).
Сделанный анализ записывается на небольшой карточ-
ке (размером 10 X 9 см). Набор таких карточек позволит
учителю легко ориентироваться в имеющейся литературе,
если он их составляет систематически.
. Карточку можно составлять по образцу.
№------ «X в Ш»
Проф. Д. А. Эпштейн «Задачи по химии с произ-
водственным содержанием. Статья в журнале «Химия в шко-
ле», Учпедгиз, 1955, № 6, стр. 28—36,
Краткое содержание: В статье даны приемы задач с
производственной тематикой по указанным разделам и их
решение.
Статья может быть применена учителем при подготов-
ке к урокам о производстве серной и соляной кислот и для
составления по образцу данных задач по другим вопросам
курса.
В левом углу записывается номер карточки, а -в пра-
вом — условный шифр; в данном случае «X в Ш» обозна-
чает название журнала, из которого взята статья.
245
УПРАЖНЕНИЕ 5. НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ
Задания к упражнению.
1. По схеме, приведенной ниже (стр. 247), проанализируйте
указанные вам руководителем наглядные пособия.
2. Запишите в тетради названия выставленных к аллоскопу се-
рий диапозитивов и фильмов. По указанию преподавателя дайте ана-
лиз одной из них, пользуясь при этом учебниками школы и прила-
гаемой к ней брошюрой.
3. Просмотрите диапозитивы, кинофильмы, демонстрируемые
вашими товарищами, и проанализируйте их.
4. Изготовьте два наглядных пособия: одно — графическое и
второе — схема-макет из картона, дерева, металла и т. д.
5. Соберите, зарисуйте и опишите модели из набора, выпуска-
емого Главучтехпромом (набор и инструкция к нему разработана
Д. А. Эпштейном): а) Модель установки для производства контакт-
ной серной кислоты.,
б) Модель установки для производства азотной кислоты.
Объяснительная записка к программе подчеркивает
значение в преподавании химии различного рода нагляд-
ных пособий (раздаточный материал, коллекции, таблицы,
схемы, диапозитивы, кинофильмы и пр.) и обязывает учи-
теля уделять им особое внимание как материалу, играю-
щему важную роль в общей системе политехничёского обу-
чения.
Программа отмечает также и учебно-воспитательную
ценность изготовления наглядных пособий учащимися в
процессе внеклассной работы. Такая работа- повышает
качества их знаний и закрепляет у них важнейшие практи-
ческие навыки.
Приведенные нами указания лрограммы показывают,
какое большое значение придается наглядным пособиям
в преподавании химии. Их роль в обучении химии особен-
но велика в связи с постепенным переходом к всеобщему
политехническому обучению, требующему от выпускни-
ков школы знакомства с ’ главнейшими химическими
производствами и с применением химии в народном хозяй-
стве.
В процессе преподавания учитель может пользоваться
различными видами наглядности: предметной или нату-
ральной (раздаточный материал, коллекции, химические
вещества),изобразительной (фотоснимки, картины, портре-
ты, некоторые иллюстрации из книг, отдельные кадры
246
кинофильмов и диапозитивы) и символической (схемы,
графики, модели, макеты).
Необходимо при этом обратить внимание на возмож-
ность в наше время широко использовать экран, поэтому
1 будущий преподаватель химии должен владеть навыками
в обращении с различными проекционными и узкопленоч-
ными школьными киноаппаратами.
Для осмысливания каждого наглядного пособия нужно
уяснить себе его место в .курсе химии, цели и пути, кото-
рые оно разрешает. Только после этого можно по-настоя-
щему оценить пособие, сделать вывод' о его достоинствах
и недостатках.
При изготовлении самодельных наглядных пособий
результат достигается только при проведении над ним
определенной работы. Эта работа заключается в том, что:
1. Определяют тему наглядного пособия, цель и место
его в курсе химии школы.
2, Выбирают тип наглядного пособия и пути для дости-
жения поставленных перед ним целей.
3. Составляют проект пособия: чертежи и ри-
сунки.
Анализ же наглядных пособий можно провести по
схеме:
1. Название пособия.
2. Группа, к которой оно относится (предметная, изобра-
зительная и символическая наглядность).
3. Характер пособия (таблица, картина, макет, коллек-
ция, раздаточный материал и т. д.).
4. Тема и раздел курса химии, к которым относится
данное пособие.
5. Целевая установка пособия.
6. Краткое описание пособия.
Например, так будет выглядеть анализ пособия по
приведенной схеме.
1. Схема установки для производства соляной кислоты
(разрез).
2. Символическая наглядность.
3. Иллюстрация' учебника.
4. IX класс, тема «Галогены»; раздел «Производство
соляной кислоты».
5. Помогает разъяснить сущность технологического
процесса производства соляной кислоты Синтетическим
способом.
247
6. Разрезы контактной печи, горелки для сожже-
ния хлора в водороде и поглотительной башни с на-
садкой.
Контрольные вопросы
1. Какие указания о применении наглядных пособий дает объ-
яснительная записка к программе школы по химии?
2. Перечислите темы курса, к которым относятся рекомендо-
ванные программой пособия.
3. На какие три основных вида делятся наглядные пособия?
4. Какие проекционные аппараты применяются в преподавании
химии?
5. Какие основные вопросы схемы для анализа наглядного по-
собия?
ПРИЛОЖЕНИЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ОТ ХИМИЧЕСКИХ опытов
Использование отходов после опытов имеет большое воспита-
тельное значение, так как приучает учащихся к бережному отно-
шению к общественной собетвенности. С точки зрения обучения хи-
мии оно закрепляет ряд необходимых навыков работы в химической
лаборатории. Работу по использованию, отходов учащиеся могут
проводить чаще всего в процессе внеклассных занятий.
Опишем несколько работ такого рода.
1. Использование остатков после прокаливания основной уг-
лекислой меди (малахита).
Остаток после окончания работы собирается в фарфоровую чаш-
ку и прокаливается до полного разложения основной углекислой
меди. После каждой работы в классе можно собрать несколько грам-
мов достаточно чистой для последующих опытов окиси меди (для
растворения в кислотах, восстановления водородом и Др.).
2. Использование остатков после реакций, связанных с полу-
чением кислорода.
а) Получение кислорода при прокаливании марганцовокисло-
го калия. Из оставшейся в пробирке смеси довольно легко выделяет-
ся двуокись марганца. Все оставшиеся в пробирке продукты реакции,
за исключением двуокиси марганца, растворимы в воде (2 КМпОа =
К2МпО4.+ МпО2 4- О2)’. Собранные после работ учащихся остат-
ки прокаливаются до прекращения выделения кислорода и после
остывания растворяются в воде. Окрашенную от присутствия солей
семи-и шестивалентного марганца жидкость сливают; двуокись мар-
ганца отфильтровывают. Полученный осадок тщательно промыва-
ют водой и сушат между листами фильтровальной бумаги или в су-
шильном шкафу. Полученный продукт может быть применен как
окислитель, при получении хлора, в качестве катализатора при полу-
чении кислорода из бертолетовой соли и т. д. Двуокись марганца,
используемая в качестве катализатора при получении кислорода из
бертолетовой соли, необходимо тщательно очищать, так как берто-
летова соль с горючими веществами при нагревании может вызвать
взрыв. Поэтому полученную двуокись марганца перед применением
прокаливают для выжигания всех горючих примесей, которые могли
1 При растворении образующейся в результате реакции смеси
сначала получается раствор зеленого цвета манганата калия, ко-
торый в присутствии воды переходит в перманганат:
3KaMnO4 + 2Н2О = 2 КМпО4 + МпО2 + 4 КОН.
249
бы попасть в процессе работы (например, волокна фильтровальной
бумаги).
Кроме того, остатки после получения кислорода нагреванием
перманганата калия можно применять без переработки для полу-
чения хлора путем окисления хлористого водорода.
б) При получении кислорода из смеси бертолетовой соли с дву-
окисью -марганца остается смесь непрореагировавшего исходного
вещества с хлористым калием и катализатором. Собранные после
работы остатки дополнительно прокаливаются в фарфоровой чашке
до прекращения выделения кислорода. Оставшуюся смесь из хло-
ристого калия и двуокиси марганца можно разделить, растворением
в воде (двуокись марганца нерастворима);
3. Переработка остатков после получения водорода при взаи-
модействии цинка с кислотой.
Оставшаяся после получения водорода жидкость нагревается до
прекращения выделения водорода и отфильтровывается от остат-
ка цинка и других примесей, слегка выпаривается и немного под-
чкисляется серной кислотой. Кристаллизацию проводят при комнат-
ной температуре и заканчивают в сушильном шкафу при 60—70°С.
Если для получения водорода применяется соляная кислота,
аналогичным способом можно получить хлористый цинк.
4. Сернистое железо, полученное при реакции соединения, мо-
жет быть использовано в дальнейшем при получении сероводорода.
5. Огромное количество калийной селитры расходуется при
изучении растворимости твердых веществ. В этом случае соль по-
лучается выпариванием раствора.
6. Особое внимание надо обратить на собирание остатков се-
ребра, потери которого недопустимы.
Если в остатках после опытов соляной кислотой можно обна-
ружить ионы Ag+, то их полностью осаждают этой кислотой. К осад-
ку, полученному после фильтрования, прибавляют избыток соляной
кислоты и гранулированного цинка, смесь оставляют не менее чем
на 12 ч. Циик вытесняет при этом серебро. Нерастворившиеся кус-
ки цинка удаляют, остаток нагревают с разбавленной соляной кис-
лотой до полного растворения цинка. Полученный черный осадок
серебра промывают горячей водой и растворяют в азотной кислоте.
Нерастворившуюся часть отфильтровывают и выбрасывают. Полу-
ченный раствор азотнокислого серебра может применяться для ра-
боты без дальнейшей переработки.
Учителю химии нужно стараться постоянно использовать от-
ходы от проведенных опытов. Достаточно просмотреть список про-
граммных школьных опытов, чтобы увидеть, что многие необходимые
и отсутствующие в Химическом кабинете вещества могут быть выде-
лены из различных отходов лабораторных работ учащихся.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ СПЛАВОВ
1. Изготовление припоя или третника. Отвешивают иа 2 весо-
вые части олова 1 весовую часть свинца. Навески металлов при по-
мешивании расплавляются в железном тигельке. Сначала плавится
олово (температура плавления 232°С), а затем_— свинец (темпера-
.тура плавления 328°С); полученный сплав выливают в сделанную
ui бумаги форму (на стеклянную трубку навертывают плотную
250
бумагу, обвязывают ниткой, снимают с трубки, закрывают пробкой
или отрезком деревянной палочки).
Готовый сплав выливают в нее через сделанную из плотной бу-
маги воронку.
2. Приготовление сплава Вуда. Для приготовления этого спла-
ва смешивают в определенных отношениях и расплавляют необхо-
димые для этого металлы. Например, можно пользоваться следую-
щим рецептом: олово (температура плавления 232°С)—10 а, свинца
(температура плавления 328°С) — 10 а, кадмия (температура
плавления 32ГС) — 7 а, висмут (температура плавления 271°С) —
40 а. •
Сначала в тигле расплавляют олово с небольшим кусочком па-
рафина (для предохранения металлов от окисления). Все остальные
металлы добавляются постепенно в порядке, в Каком они перечис-
лены. Жидкий сплав выливается в бумажную форму.
ПАЯНИЕ
Поверхность металла до блеска очищают напильником или
наждачной бумагой. Затем смачивают ее травленой кислотой, по-
лучаемой растворением цинка в соляной кислоте (1 : 1). Можно поль-
зоваться готовым хлористым цинком. Для
этого на11 л воды берут 40 г хлористого
цинка и‘ 17 а нашатыря.
Паяльник (рис. 106, а, б) сильно на-
гревают. Затем, чтобы очистить, его нати-
рают острым концом в нашатыре или ка-
нифоли и, ие давая остыть, очищенным
острым концом дотрагиваются до при-
поя, который к нему и прилипает в неболь-
шом количестве. Концом паяльника с при-
липшим к нему припоем проводят по спаи-
ваемому месту, предварительно смазан-
ному травленой кислотой. В это время
спаиваемая поверхность должна быть не-
подвижна. Необходимо следить за тем, что-
бы спаиваемые части были плотно прижаты
друг к другу. ,
Таким образом можно спаивать различ-
ные металлы, за исключением алюминия,
который покрывается плотным окислом
алюминия. К нему припой не прилипает.
При паянии алюминия поверхность
сначала залуживают. Для этого ее тща-
тельно, до блеска, выскабливают ножом. На
зачищенное место наливают расплавленную
О
Рис. 106. Паяльники:
а — электропаяльник» .6 —
обычный паяльник.
--------------------------------------...3 канифоль и сразу нати-
рают горячим, хорошо, залуженным паяльником (предварительно
очищенным канифолью, а не нашатырем). Под слоем канифоли алю-
мийий покрывается припоем. К этой залуженной части алюминия,
покрытой канифолью, уже можно припаивать различные проводни-
ки, каждый раз очищая паяльник канифолью. Если хотят спаять
две алюминиевые поверхности, то их предварительно залуживают,
как указано выше, а затем уже спаивают.
251
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОСТЕЙШЕГО ТЕРМОСКОПА
Для демонстрации выделения или поглощения тепла удобно
пользоваться термоскопом. Простейший термоскоп (рис. 107) из-
готовляют так. В пробирку наливают немного окрашенного раство-
ра, например медного купороса или бихромата калня. Затем про-
бирку плотно закрывают резиновой пробкой с узкой
длинной стеклянной трубкой. Чтобы раствор внутри
трубки поднялся повыше, в нее сильно вдувают воздух,
так, чтобы несколько пузырьков его через раствор про-
никли внутрь пробирки. После прекращения вдувания
воздуха под его давлением раствор поднимается в тру-
бке на некоторую высоту. На трубку надевают узкую
полоску бумаги, на которой черной тушью нанесены
деления и цифры. Полоску бумаги устанавливают так,
чтобы уровень раствора в трубке совпадал с первым де-
лением. Если опускать термоскоп в теплый или горячий
раствор, воздух в пробирке расширяется, давит на
раствор и он поднимается вверх по трубке. При ох-
лаждении столбнк раствора наоборот, опускается вниз.
РАЗЛИЧНЫЕ РЕЦЕПТЫ И СОВЕТЫ
ДЛЯ РАБОТЫ В ШКОЛЬНОМ ХИМИЧЕСКОМ
КАБИНЕТЕ
Окраска лабораторных столов черной огнезащитной
и кислотоупорной краской. Для этого приготовляют
два раствора: раствор № 1 —86 весовых частей хлор-
ной меди, 67 весовых частей бертолетовой соли, 33 ве-
совые части концентрированного водного раствора ам-
миака. Все это растворяют в 1000 весовых частей воды.
Раствор № 2—600 весовых частей солянокислого ани-
лина растворяют в 1000 весовых частей воды.
Ре 107 Перед употреблением смешивают 4 объема раст-
•р ' ' вора № 1 с 1 объемом раствора № 2. Полученной сме-
•ермоскоп. сью П0КрЫвают поверхность стола. После подсыхания
покрывают снова. Так делают 4—б раз. Поверхность
стола покрывается темно-зелеными крнсталламн, их смывают теп-
лой водой. Затем дерево покрывают несколько раз олифой.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ НАТРОННОЙ ИЗВЕСТИ
К концентрированному раствору едкого натра добавляют по-
рошкообразную негашеную известь (на 1 весовую часть щелочи
берут 2 весовые части извести). Смесь перемешивают, выпаривают
в железном сосуде и затем прокаливают. Полученную массу измель-
чают на мелкие кусочки и хранят в хорошо закрытых банках. -
Отмывание грязи и пятен от рук.
а) отмывание жира — руки не следует сразу мыть водой, нх
хорошо смазывают вазелином, затем вытирают тряпкой или бума-
гой. После этого моют с мылом;
б) пятна от йода моют раствором гипосульфита;
252
в) чернильные пятна — смывают хлорной водой;
г) пятна от перманганата калия удаляют щавелевой кислотой.
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ОЖОГАХ
Термические ожоги. Не очищать обожженное место (особенно
пузыри), не смазывать его вазелином или жирами. Пораженное
место смочить 1-процентным раствором марганцовокислого калня.
Ожоги кислотами и щелочами. Сразу же смыть пораженное
место большим количеством воды (лучше под краном) в течение 5—
10 мин. Затем обработать 2-процентным раствором бикарбоната нат-
рия (при ожоге кислотами) или 1-процентным раствором уксусной кис-
лоты (при ожоге щелочами). Если кислота или щелочь попадут в глаз,
то его сразу же надо хорошо промыть водой, после чего разбавлен-
ным раствором питьевой соды (от кислоты) нли борной кислоты (от
щелочи).
Охлаждающие смеси
Соли Весовые части на 100 г снега Температура смеси (в °C)
Хлористый натрий 33 —21
Хлористый аммоний .... 13 —30
Азотнокислый натрий . . . 37 —30
Хлористый кальций .... СаС12-6Н2О 143 -55
Краткие сведения по технике обращения с важнейшими газами
Газы Промывание Сушение ' Собирание Хранение Поглощение Открытие
н2 Раствором КМпО4 (H2SO4) Конц. H2SO4 Над водой. Вытеснением воздуха Запрещается хра- нить в газометре! Бесцветное пламя, Прн горении по- лучается Н2О
о2 Водой Конц. H2SO4 Над водой. Вытеснением воздуха В газометре Щелочным раство- ром пирогаллола Тлеющая лучинка вспыхивает
С13 Водой Конц. H2SO4 Вытеснением воз- духа. Над на- сыщенным рас- твором NaCl В хорошо закрытых сосудах Раствором щелочи, активированным углем Желто-зеленая окраска. Посине- ние йод-крахмаль- ной бумажки
на Конц. H2SO4 Конц. H2SO4 Вытеснением воздуха В хорошо закрытых сосудах Водой Белый осадок с раствором AgNO3 Образование бе- лого дыма при поднесении стек- лянной палочки, смоченной наша- » тырным спиртом
H2S Водой СаС12 или РЛ (не H2SO41) Вытеснением воздуха В хорошо закрытых сосудах Раствором щелочей, активированным углем По запаху. Черный осадяк с раство- ром Pb(NO3)a
Газы Првмывание Сушение Севира иие Хранение Поглощение Открытие
SO, ч Конц, H,SO4 Конц. H,SO4 Вытеснением воздуха В хорошо закрытых сосудах Раствором щелочи |5 По запаху. Обесцве- чивание раствора фуксина (при на- гревании окраска восстапавлива- ' ется)
N, Конц. H,SO4 и KOH Конц. H2SO4. Над водой В газометре Тушение пламени (известковая вода не мутнеет)
NH3 Натронной известью NaOH (нельзя H2SO4 и СаС1,!) Вытеснением воздуха В закрытом сосуде Водой По запаху. Поси- нение лакмуса
CO Раствором щелочи Конц. H,SO4 Над водой В газометре Аммиачным раство- ром хлористой меди Пламя синего цвета. Почернение амми- ачного раствора AgNO3
CO, Водой Конц. H,SO4 Вытеснением воздуха В закрытых сосудах Раствором щелочи Горящая лучинка гаснет, помутне- ние известковой воды
Реактивы и материалы
(из расчета на однокомплектную школу)
О О
Название к с _ со _ *0 s R н й «я о _ Ю 5= и £ ® Название S С д 5 оз о _ S | ® £
П ь О.'— ±г<ь> са С Г- о."-
Простые вещества Кали едкое 2
Алюминий в порошке . . » , пластинка тонкая Бром 0,1 0,2 0,2 Кальций; гидрат окиси . Натр едкий ..... Натронная известь . . . 2 2 1
Железо в порошке . . . 0,2 О к и с л ы
» , опилки Йод кристаллический . . Калий металлический . 0,5 0,1 0,1 Окись железа 0,5
Окись кальция (жженая известь) Кремнезем в порошке . Окись магния 1
Кальций металлический Магний в порошке . . . 0.1 0,1 0,01 0,3 0,2 0,2
» , лента Медь металлическая, Двуокись марганца . . Окись меди 1 0,5
ОПИЛКИ Закись меди ' 0,05
Медь металлическая, 0,2 0,2 0,2 0,5 0,5 Окись свинца 0,2
порошок Серный ангидрид, запа-
» , тонкая проволока Олово металлическое . . Ртуть металлическая . . янный в колбе . . . 0 2
Фосфорный ангидрид . . Окись цинка 0,2 0 1
Сера в порошке .... Окнсь ртути 0,1
» черенковая илн комовая 0,5 Хромовый ангидрид . . 0,1
Свинец металлический . 0,3 Перекиси
Сурьма металлическая . 0,1 0,2
Уголь активированный . 0,1 Перекись бария ....
Фосфор красный .... 0,1 Перекись водорода 3% 0,2
Цинк металлический, » » 30% о,1
гранулированный . . 0,5 Перекись натрия .... 0,05
Кислоты неорг а- Соли
" нические 1 Алюминий хлористый . . 0,2
Азотная, уд. в. 1,4 . . » азотнокислый . . 0,2
» , уд. в. 1,52 . . Борная 0,5 » сернокислый . . 0,2
0,1 Аммоний азотнокислый . 0,2
Серная, уд. в. 1,84 . . 8 » углекислый . . . 0,2
Соляная, уд. в. 1,19 . . 4 » роданистый . . . 0,1
Ортофосфорная .... 0,2 » хлористый . . . 0,6
Щелочи » хромовокислый . 0,1
Барий хлористый .... 0,2
Аммиак (раствор в во- » азотнокислый . . 0,1
де до 25°/о) • • 2 Гипс жженый 0,2
Барий, гидрат окне и . . 0,2 Железо сернистое . . . 1
256
Название Приблизи- тельная пот- ребность (в кг) Название Приблизи- тельная пот- ребность (в кг)
Железо сернокислое Натрий хлористый . . . 1
(закисное) 0,2 » уксуснокислый . 0,4
» хлорное .... 0,2 » кремнекислый. . 0,2
Известь хлорная .... 0,5 Серебро азотнокислое . 0,05
Калий азотнокислый . . 0,5 Свинец азотнокислый . 0,2
» двухромовокислый 0,5 Стронций азотнокислый 0,1
» марганцовокислый 1 Хром сернокислый . . . 0,2
» углекислый . . . 0,2
» хлористый 0,2 Органические
» бромистый .... 0,2 вещества
» хлорноватокислый 0,5
» железистосннеро- Альдегид уксусный . . 0,1
днстый 0,1 » бензойный . . 0,02
» железосинеро- Анилин 0,2
дистый о,1 » солянокислый . . 0,2
Калий йодистый .... 0,2 Ангидрид уксусный . . 0,2
» хромовокислый . . 0,2 Ацетон 0,1
Кадмий хлористый . . . 0,1 Бензин 0,5 л
Кальций хлористый гра- Бензол 0,4л
нулированный . . . 0,5 Вазелин 0,1
Кальций кристаллический 0,2 Глицерин о,1
» азотнокислый . . 0,2 Гексахлоран 0,1
» углекислый (мра- Глюкоза 0,1
мор) . 3 Дцэтиловый эфир . . . 0,1
Дифениламин 0,1
Кальций фтористый . . 0,1 Кальций карбид ..... 0,5
• » фосфорнокислый . 0,2 Керосин ......... 1 л
Квасцы алюмокалиевые . 0,6 Каучук натуральный . . 0,05
Магний сернокислый . . 0,2 » бутадиеновый . . 0,0о
» углекислый . . . 0,2 » бутадненстироль-
» хлористый .... 0,1 ный 0,05
Марганец сернокислый . 0,1 Кислота бензойная . . . 0,1
Медь азотнокислая . . • 0,1 » муравьиная . . . 0,1
Медь сернокислая . . . 1 Кислота олеиновая . . . 0,1
» углекислая (основ- » стеариновая . . 0,1
ная) 1 » уксусная .... 0,4
Медь хлорная 0,2 Капрон 0,02
Натрий азотнокислый . 0,5 Крахмал о,1
» азотистокислый . 0,2 Ксилол 0,1
» бромистый .... 0,2 Лакмус 0,05
» сернокислый . . . 0,2 Мочевина 0,1
» сернистокислый . 0,6 Метилоранж 0,05
» сернистый .... 0,2 Нефть 0,5
» двууглекислый. . 0,5 Нафталин 0,1
» углекислый . . . 0,5 Нитробёнзол 0,1
257
Название Приблизи- тельная пот- ребность (в кг) Название Приблизи- тельная пот- ребность (в кг)
Олифа • • . . 0.2 Спирт бутиловый . . . 0,4 л
Парафин . 0,1 •Стирол 0,2 л
Плексиглас ..... 0.2 Сахароза 0,4
Полистирол 0,2 Соляровое масло. . . .' 0,5 л
Полихлорвинил .... 0,1 Толуол 0,4 л
Полиэтилен 0,1 Фенол • . . 0,1
Скипидар ....... 0,1 Фенолфталеин 0,05
Спирт метиловый . . . 0,5 л Формалин 0,5 л
» этиловый .... 1 л Фуксин 0,05
» изоамиловый . . . 0,4 л Этиленгликоль 0,5 л
Таблица /
Атомные веса важнейших элементов (округленные)
Название элемента Знак Атомный вес Название элемента Знак Атомный вес
Азот N 14 Медь Си 64
Алюминий А! 27 Мышьяк As 75
Барий Ва 137 Натрий Na 23
Бор В 11 Никель Ni 59
Бром Вг 80 Олово Sn 119
Висмут Bi 209 Платина .Pt 195
Водород Н 1 Ртуть Hg 201
Железо Fe 56 Свинец Pb 207
Золото Au 197 Сера S 32
Йод J 127 Серебро Ag 108
Кадмий Cd 112 Стронций Sr 88
Калий К 39 Сурьма Sb 122
Кальций Ca 40 Углерод c 12
Кислород О 16 Фосфор p 31
Кобальт Co 59 Фтор F 19
Кремний Si 28 Хлор Cl 35,5
Магний Mg 24 Хром Cr 52
Марганец Mn 55 Цинк Zn 65
Таблица II
Растворимость солей и оснований в воде
К Na -Ba Ca Mg Al Cu I Fe II Fe III Mn 11 Zn Ag Cu 11 Pb If
он P P P M M H H' H H H H — — H H
Cl p p P p p p M p p p p H p p M
s p P p M p — — и — H H H H H H
so., p p в H и — — H —• H H H H H H
so4 p p H M p p p p p p p M p p H
PO, p p и H H H H H и H H H H и H
CO3 p p H H II — — H и H и H H и в
SIO3 p p H H H H H - H 14 H H H — и H
NO3 p p p p p p p p P p p p p p p
НаС3О4 p p p p p M p p p p p p p p p
259
Таблица III
Процентное содержание и удельные веса растворов серной,
соляной и азотной кислот и едкого натра (при 20*) С.
Проценты HaSO4 HNO3 НС1 . NaOH
1 2 3 4 5
4 1,025 1,020 1,018 1,043
8 1,052 1,043 1,038 1,087
12 1,080 1,066 1,057 1,131
16 1,109 1,090 1,078 0,175
' 20 1,139 1,115 1,098 1,219
24 1,170 1,140 1,119 1,263
28 1,202 1,167 1,139 1,306
32 1,235 1,193 1,159 1,379 '
36 1,268 1,221 1,179 1,390
40 1,303 1,246 1,198 1,430
44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 .96 100 1,338 1,376 1,415 1,456 1,498 1,542 1,587 1,634 1,681 1,727 1,769 1,802 1,824 1,835 1,830 1,272 1,298 1,322 1,345 1,367 1,387 1,405 1,422 1,438 1,452 1,466 1,477 1,487 1,495 1,513 1,469 1,507 1,560 1,601 1,643
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................... 3
Часть первая
Химический кабинет школы и главные приемы работы в нем
Работа 1. Основное оборудование химического кабинета ... 8
Работа 2. Нагревательные приборы........................ . 24
Работа 3. Работа со стеклом........................... 30
Работа 4. Обработка пробок. Монтаж приборов........... 35
Работа 5. Оборудование для проведения опытов с применением
электрического тока............................. 40
Работа 6. Приготовление растворов..................... 54
Работа’ 7. Экскурсия в химический кабинет школы........ 60
Часть вторая
Школьный химический эксперимент
Работа 8. Первоначальные сведения о строении и составе ве-
ществ .................................................. 63
Работа 9. Законы сохранений массы и постоянства состава . 70
Работа 10. Основные классы неорганических веществ .... 78
Работа И. Общие приемы работы с газами. Водород .... 84
Работа 12. Кислород. Озон. Перекись водорода............... 98
Работа 13. Воздух. Горение............................... 109
Работа 14. Сера и ее соединения............................115
Работа 15. Хлор. Хлористый водород.........................124
Работа 16. Фтор. Бром. Йод.................................137
Работа 17. Аммиак и соли аммония...........................143
Работа 18. Окисли азота и азотная кислота..................151
Работа 19. Фосфор. Минеральные удобрения...................158
Работа 20. Углерод. Окись углерода.........................162
Работа 21. Углекислый газ. Угольная кислота Кремний. . . 167
Работа 22. Щелочные и щелочноземельные металлы .... 172
Работа 23. Алюминий. Хром. Марганец........................178
261
Работа 24. Железо и его сплавы. Коррозия.............. 183
Работа 25. Углеводороды........... . ................ 189
Работа 26. Свойства и переработка нефтепродуктов....... 194
Работа 27. Спирты и альдегиды.......................... 199
Работа 28. Карбоновые кислоты. Сложные эфиры. Жиры . . 208
, Работа 29. Азотсодержащие органические вещества. Анализ
пищевых продуктов ............'............. 215
Работа 30. Высокомолекулярные соединения.............. 220
Часть третья
Упражнения по методике обучения химии
Упражнение 1. Расчетные задачи по химии............... 228
, Упражнение ,2. Экспериментальные задачи по химии..... 237
Упражнение 3. Экскурсии по химии...................... 240
Упражнение 4. Анализ учебной, методической и научно-попу-
лярной литературы.................................... 244
Упражнение 5. Наглядные пособия . ..................• . 246
Приложение........................................... 249
Юрий Викторович Плетчер,
Виктор Семенович Полосин
ПРАКТИКУМ
ПО МЕТОДИКЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
Редактор Г. С. Метельская
Переплет художника Л. М. Чернышева
Художественный редактор А. В. Максаев
Технический редактор Г. Л. Татура >
Корректор О, М. Суздалова
* * •
Сдаио, в набор 2/VI 1962 г. Подписано к
печати 27/Х 1962 г. 84х1081/м. Печ. л. 16,5 (13,53).
Уч.- нзд. л. 13, 75. Тираж. 25 000 экз. А04889. Заказ 139.
* * *
Учпедгиз. Москва, 3-проезд Марьиной
рощи, 41.
Полиграфкомбинат Саратовского совнархоза,
г. Саратов, ул. Чернышевского, 59. ,
Цена без переплета 41 коп. Переплет 8 коп.