Методическое руководство по проведению лабораторных опытов по естествознанию (химии).
методическая разработка по теме

Руководство по проведению

лабораторных опытов

по естествознанию

(раздел «Химия»)

Разработала: преподаватель естествознания

первой квалификационной категории

Рожкова Наталья Васильевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Правила техники безопасности при подготовке и проведении

лабораторных работ по химии

Первая помощь при несчастных случаях в лаборатории

Таблица растворимости

Электрохимический ряд напряжения металлов

рН растворов

Определение катионов и анионов

Опыт 1. Зависимость скорости химической реакции от различных факторов (температуры, концентрации веществ, действия катализаторов)

Опыт 2. Реакции обмена в водных растворах электролитов

Опыт 3. Определение рН раствора солей

Опыт 4. Вытеснение хлором брома и йода из состава их солей

Опыт 5. Качественная  реакция на глицерин

Опыт 6. Химические свойства уксусной кислоты: взаимодействие с индикаторами, с металлами (Mg), с основаниями (Cu(OH)2) и основными оксидами (CuO)

Опыт  7. Обратимая  и необратимая денатурация белков

Литература

ВВЕДЕНИЕ

            Данное руководство по проведению лабораторных опытов по естествознанию (раздел «Химия») предназначено для обучающихся НПО.

             По программе предусмотрено 7  обязательных лабораторных опытов.             Работы могут выполняться в маленьких пробирках. Количество взятых веществ указано в каждом  опыте для каждого взятого вещества.

            Прежде чем приступить к выполнению лабораторного опыта, необходимо повторить соответствующие разделы учебника, познакомиться с содержанием лабораторных опытов и правилами техники безопасности. При проведении опытов следует внимательно наблюдать за происходящими изменениями, результаты наблюдений заносить в тетрадь, записи вести кратко, четко, а приборы зарисовывать.

             На первом занятии преподаватель даёт указания по оформлению лабораторных опытов. Обучающиеся  знакомятся с правилами техники безопасности и расписываются в журнале.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ И ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ОПЫТОВ ПО ХИМИИ.

                 Опыт с небольшим количеством веществ снижает возможность несчастных случаев до минимума, но не исключает их полностью. Поэтому каждому работающему в химической лаборатории нужно знать и строго выполнять все правила техники безопасности.

1. Работая в химической  лаборатории, необходимо соблюдать большую осторожность. Помнить, что неаккуратность, невнимательность, недостаточное знакомство с приборами и свойствами химических веществ могут повлечь за собой несчастный случай.
2. Приступать к выполнению задания можно только после разрешения преподавателя.
3. Химические реакции выполнять с такими количествами и концентрациями веществ, в такой посуде и приборах, как это указано .
4. Производить опыты в чистой посуде.
5. Внимательно прочесть надпись на этикетке, прежде чем взять вещество для опыта.
6. Все опыты, сопровождающиеся выделением ядовитых, летучих и неприятно пахнущих веществ (например, выпаривание, кипячение растворов кислот, а также растворов, содержащих галогены, аммиак, сероводород и т.д.), проводить в вытяжном шкафу.
7. Выполняя опыты со взрывчатыми, легко воспламеняющимися веществами или кислотами  и щелочами, помимо соблюдения всех других мер предосторожности, работать стоя. Поджигать выделяющиеся газы и пары можно только после предварительной проверки их на чистоту, так как смесь горючего газа с воздухом взрывается.
8. Наливая или нагревая реактивы, не наклоняться над сосудом, так как возможно разбрызгивание и даже выброс жидкости. Нагревая пробирки, колбы, стаканы, не держать их отверстием к себе или в сторону находящихся рядом товарищей.
9. Нюхать выделяющиеся газы издали, помахивая рукой от сосуда к себе.
10. Реактивы не пробовать на вкус, так как большинство из них ядовиты.
11. При работе с газоотводной трубкой убирать горелку из-под пробирки с реакционной смесью можно лишь тогда, когда конец газоотводной трубки, опущенный в жидкость, удалён из неё. Если убрать горелку преждевременно, то жидкость засосёт в реакционную пробирку и может произойти разбрызгивание её.
12. В лабораторной комнате находятся огнетушители, ящик с песком, аптечка с медикаментами.
13. Держать дальше от огня легковоспламеняющиеся вещества: эфир, бензин, спирт, бензол и др. Если воспламеняется бензин, спирт или эфир, надо немедленно накрыть пламя асбестом или засыпать песком.
14. Осторожно пользоваться газовыми горелками или спиртовками. Спиртовку не зажигать, наклоняя её к другой горящей спиртовке; гасить спиртовку, накрывая её сверху колпачком.
15. В случае возникновения пожара в лаборатории немедленно позвонить в пожарную охрану по телефону 01.
16. В случае ожога лица, рук кислотой или щелочью необходимо оказать пострадавшему первую помощь.

                     После ознакомления с правилами техники безопасности каждый обучающийся должен расписаться  в специальном журнале.

                      С первого же занятия в лаборатории обучающиеся, преподаватель и лаборант должны работать в белых халатах.

ПЕРВАЯ ПОМОШЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ В ЛАБОРАТОРИИ.

1. При ранении стеклом убедиться, что в ранке не осталось стекла, быстро протереть ранку ваткой, смоченной спиртом, смазать йодом и забинтовать.
2. При горячих (термических) ожогах на обожженное место наложить повязку из марли, смоченной концентрированным раствором перманганата калия, или смазать это место мазью от ожогов. Если нет перманганата калия и мази, рекомендуется присыпать обожженное место гидрокарбонатом натрия (питьевой содой) и приложить бинт, смоченный холодной водой.
3. В случае ожога лица, рук кислотой или щелочью немедленно обмыть поражённое место большим количеством воды (мыть под краном минут пять), а затем:

• при ожоге кислотами обмыть 2%-ным раствором питьевой соды или слабым раствором нашатырного спирта,
• при ожоге щелочами обмыть 1%-ным раствором уксусной или лимонной кислоты. В обоих случаях после этого наложить повязку из бинта, смоченного спиртом,
• при попадании кислоты или щелочи в глаза необходимо промыть их большим количеством воды, а затем:
• при попадании кислоты промыть разбавленным раствором питьевой соды,
• при попадании щелочи -1%-ным раствором борной кислоты.

4. Если необходимо, то пострадавшего, после оказания первой помощи, немедленно доставить в медпункт или в поликлинику.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ.

Li…Rb…K…Ba…Sr…Ca…Na…Mg…Al…Mn…Zn…Cr…Fe…Cd…Co…Ni…Sn…Rb…H…Sb…Bi…Cu…Hg…Ag…Pd…Pt…Au

рН раствора

В кислых растворах рН меньше 7.

В нейтральных растворах рН равно 7.

В щелочных растворах рН больше 7.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТИОНОВ И АНИОНОВ

Литература

                                     основная

1. Естествознание 10-11 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений. Под редакцией проф. И.Ю.Алексашиной. М.: Просвещение, 2008
2. Ю.М. Ерохин. Химия. –М., Academa, 2006.
3. Ф.Г. Фельдман, Г.Е. Рудзитис. Основы общей химии. – М., Просвещение, 2006.
4. Л.А. Цветков. Органическая химия. – М., Просвещение, 2006.
5. М.А.Фахретдинова, Н.И.Нагимова, Л.Б.Глазунова. Лабораторные работы и практические занятия в образовательных учреждениях начального и среднего профессионального образования. Методические рекомендации. Ульяновск, 2010

                                 дополнительная

6. В.Е. Липатников, В.А. Скоробогатов. Лабораторные работы по неорганической и органической химии. – М., Высшая школа, 2006.
7. Справочник по химии. Пособие для учащихся. – М., Просвещение, 2006.
8. А.В. Суворов, А.Б. Никольский. Общая химия. – С-Пб., Химия, 2007.

Лабораторный опыт №1

Тема: «Зависимость скорости химической реакции от различных факторов (температуры, концентрации веществ, действия катализаторов)»

Цель занятия: убедиться во влиянии температуры, концентрации веществ, катализаторов на скорость химических реакций.

Приборы и реактивы:  крахмальный клейстер, раствор I2 ; раствор K I (0,4 %), HCI(раствор), CuSO4 (раствор); CuCI2 (раствор); H2O2 (раствор); Zn (гран.), пробирки, спиртовка, спички, держатель.

Задания.1. Проведите реакцию раствора иодида калия с пероксидом водорода без нагревания и при нагревании.

2. Проведите реакцию раствора соляной кислоты (разной концентрации) с цинком.

3. Проведите реакцию взаимодействия  гранул цинка с раствором сульфата меди (II) и хлорида меди (II).

Выполнение опыта

1.Предварительно смешайте крахмальный клейстер с раствором иодида калия. Налейте в пробирку 2 мл данной смеси и прибавьте к ней 2 мл раствора пероксида водорода. Немного подождите. Что наблюдаете?

Затем, нагрейте содержимое пробирки  в пламени спиртовки. Что наблюдаете?

Отметьте время изменения цвета раствора. Составьте уравнения реакций. Сделайте обоснованные выводы.

2. В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну прилейте 1 мл соляной кислоты (1:3), в другую - столько же этой кислоты (1:10).

В какой пробирке активнее протекает реакция? Что влияет на её скорость?

3. В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну добавьте раствор сульфата меди (II). Что наблюдаете?

В другую пробирку добавьте раствор сульфата меди (II) и 3-4 капли раствора хлорида меди (II). Что наблюдаете?

Отметьте время происходящих изменений. Что влияет на скорость реакции? Составьте уравнения реакций. Сделайте обоснованные выводы.

Лабораторный опыт №2

Тема: «Реакции обмена в водных растворах электролитов »

Цель занятия: научиться проводить реакции обмена в водных растворах электролитов; отмечать наблюдаемые явления; составлять уравнения химической реакции  в молекулярной и ионной формах.

Приборы и реактивы: набор реактивов на каждый стол (где имеются кислоты, щелочи, соли), штатив с пробирками.

Задания.1. Проведите реакцию карбоната натрия с серной кислотой.

2. Проведите реакцию гидроксида натрия с сульфатом цинка.

Выполнение опыта

1. В пробирку налейте 1 мл раствора карбоната натрия и прибавьте 3-4 капли раствора серной кислоты. Содержимое пробирки взболтайте. Что наблюдаете?

 Дайте обоснованный ответ.

 Напишите уравнения данной химической реакции в молекулярной и ионной формах.

2. В пробирку налейте 1 мл раствора гидроксида натрия и прибавьте 1 мл раствора сульфата цинка. Содержимое пробирки взболтайте. Что наблюдаете?

 Дайте обоснованный ответ.

 Напишите уравнения данной химической реакции в молекулярной и ионной формах.

Лабораторный опыт №3

Тема: «Определение рН раствора солей»

Цель занятия: научиться определять рН раствора солей с помощью индикаторов.

Приборы и реактивы: растворы солей №1, 2, 3; индикаторы: универсальные, метилоранж, фенолфталеин, синий лакмус.

Задания.1. Определить реакцию среды в растворах солей  №1, 2, 3, применяя индикаторы: а) универсальные; б)метилоранж; в)фенолфталеин; г)синий лакмус.

2. Составить таблицу на основании лабораторного опыта.

Выполнение опыта

1. К 6-7 каплям раствора соли под № 1 прилейте 1-2 капли синего лакмуса. Происходит ли изменение цвета раствора?

Испытайте данный раствор другими индикаторами.

Проведите аналогичные опыты с растворами солей под №2 и №3. Воспользуйтесь таблицей «Изменение цвета универсального индикатора» и определите, какой характер – кислый или щелочной – имеют исследуемые растворы солей.

2.Занесите результаты проведенных исследований в таблицу.

Лабораторный опыт №4

Тема: «Вытеснение хлором брома и йода из состава их солей»

Цель занятия: убедиться опытным путем, каким образом происходит вытеснение хлором брома и йода из состава их солей; научиться объяснять причину данного процесса.

Приборы и реактивы: раствор бромида калия, раствор иодида калия, хлорная вода, штатив с пробирками.

Задания.1. Подействовать хлором на соединения брома.

2.  Подействовать хлором на соединения йода.

Выполнение опыта

1. Налейте в пробирку раствор бромида калия. Прилейте немного хлорной воды. Что наблюдаете? Вытесняется ли хлором бром из его соединения? Дайте обоснованный ответ.

Напишите уравнение реакции.

2. Налейте в пробирку раствор иодида калия. Прилейте немного хлорной воды. Что наблюдаете? Вытесняется ли хлором йод из его соединения? Дайте обоснованный ответ.

Напишите уравнение реакции.

Лабораторный опыт №5

Тема: «Качественная  реакция на глицерин»

Цель занятия: с помощью качественной реакции научиться распознавать глицерин.

Приборы и реактивы: глицерин, вода, 10%-ные растворы гидроксида натрия и сульфата меди (II),  штатив с пробирками.

Задания.1. Приготовьте раствор глицерина в воде.

2.Проведите качественную реакцию на глицерин.

Выполнение опыта

1. К 0,5 мл воды в пробирке добавьте 2 капли глицерина, содержимое взболтайте. Прибавьте еще каплю глицерина  и снова взболтайте. Прибавьте еще каплю глицерина  и снова взболтайте. Что можно сказать о растворимости глицерина?

2. К полученному раствору глицерина прилейте 2 капли раствора сульфата меди (II) и по каплям добавляйте раствор гидроксида натрия до изменения окраски раствора (щелочь должна быть в избытке). Образуется глицерат меди ярко-синего цвета. Эта реакция является качественной на глицерин (многоатомные спирты).

 Напишите уравнение реакции.

Лабораторный опыт №6

Тема: «Химические свойства уксусной кислоты: взаимодействие с индикаторами, с металлами (Mg), с основаниями (Cu(OH)2) и основными оксидами (CuO)»

Цель занятия: научиться проводить опыты по определению химических свойств уксусной кислоты и подтверждать их протекание уравнениями реакций.

Приборы и реактивы: растворы уксусной кислоты, магний (стружка),  гидроксид меди (II), оксид меди (II), индикатор (лакмус), посуда: пробирки, химические стаканы, штатив для пробирок, спиртовка,  зажим для пробирок.

Задания.1. Проведите  реакцию взаимодействия уксусной кислоты с индикаторами.

2. Проведите  реакцию взаимодействия уксусной кислоты с металлами (Mg).

3. Проведите  реакцию взаимодействия уксусной кислоты с основаниями (Cu(OH)2).

4. Проведите  реакцию взаимодействия уксусной кислоты с основными оксидами (CuO).

Выполнение опыта

1.  В пробирку с уксусной кислотой опустите лакмусовую бумажку. Как изменяет свой цвет лакмусовая бумажка в растворе уксусной кислоты?

2. В пробирку влейте 1 мл раствора уксусной кислоты. Всыпьте немного стружек магния. Что наблюдаете? Как уксусная кислота реагирует с магнием? Напишите уравнения в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.

3. Прилейте уксусную кислоту в пробирку с гидроксидом меди (II).

Что наблюдаете? Как уксусная кислота взаимодействует с основаниями? Запишите уравнение реакции взаимодействия уксусной кислоты с гидроксидом меди (II).

4. Прилейте уксусную кислоту в пробирку с оксидом меди (II). Что наблюдаете?

При обычных условиях реакция идет очень медленно. Нагрейте  смесь в пламени спиртовки. Что наблюдаете? Как называется образовавшаяся соль? Запишите уравнение реакции взаимодействия уксусной кислоты с оксидом меди (II).

Лабораторный опыт №7

Тема: «Обратимая  и необратимая денатурация белков»

Цель занятия: научиться,  с помощью характерных реакций,  проводить обратимое и необратимое осаждение белков.

Приборы и реактивы: белок куриного яйца, вода, хлорид натрия, спиртовка, держатель, штатив с пробирками.

Задания.1. Провести обратимое осаждение белков.

2.Провести необратимое (необратимую денатурацию) осаждение белков.

Выполнение опыта

1.Приготовьте раствор белка. Для этого белок куриного яйца растворите в 150 мл воды.

 В пробирку налейте 4-5 мл раствора белка.

В другую  пробирку налейте раствор хлорида натрия.

Прилейте раствор хлорида натрия к раствору белка. Что вы наблюдаете?

В эту пробирку добавьте воды. Что наблюдаете? Дайте обоснованный ответ. Изобразите схему происходящей реакции.

2. В пробирку налейте 4-5 мл раствора белка и нагрейте в пламени спиртовки до кипения. Отметьте помутнение раствора. Охладите содержимое пробирки. Разбавьте водой в два раза. Почему раствор белка при нагревании мутнеет? Почему образующийся при нагревании осадок не растворяется при охлаждении и разбавлении водой? Изобразите схему происходящей реакции.