Esperimento chimico nelle lezioni di chimica. §2.1 Esperimento chimico scolastico: tipologie, requisiti, tecnica di esecuzione Esperimento scolastico moderno in una lezione di chimica

Questo manuale aumenta l'interesse per l'argomento, sviluppa attività cognitive, di pensiero e di ricerca. Gli studenti analizzano, confrontano, studiano e riassumono il materiale, acquisiscono nuove informazioni e abilità pratiche. Gli studenti possono condurre alcuni esperimenti da soli a casa, ma la maggior parte di essi può essere eseguita in un corso di chimica sotto la guida di un insegnante.

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villaggio Novomichajlovskij

Ente comunale

Distretto di Tuapse

"Reazioni chimiche intorno a noi"

Insegnante:

Kozlenko

Alevtina Viktorovna

2015

« Vulcano" sul tavolo.Nel crogiolo viene versato bicromato di ammonio mescolato con magnesio metallico (la collinetta al centro è inumidita con alcool). Illuminano il “vulcano” con una torcia accesa. La reazione è esotermica, procede violentemente, insieme all'azoto, alle particelle calde di ossido di cromo (III) e

bruciando magnesio. Se si spegne la luce si ha l'impressione di un vulcano in eruzione, dal cratere del quale fuoriescono masse calde:

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 +4H 2 O + N 2; 2Mg + O2 = 2MgO.

"Pioggia di stelle".Versare tre cucchiai di permanganato di potassio, polvere di carbone e polvere di ferro ridotta su un foglio di carta pulita, mescolando accuratamente. La miscela risultante viene versata in un crogiolo di ferro, che viene fissato nell'anello di un treppiede e riscaldato con la fiamma di una lampada ad alcool. La reazione inizia e la miscela viene espulsa

sotto forma di tante scintille che danno l'impressione di “pioggia di fuoco”.

Fuochi d'artificio in mezzo al liquido. Nel cilindro vengono versati 5 ml di acido solforico concentrato e lungo la parete del cilindro vengono versati con cura 5 ml di alcol etilico, quindi vengono gettati alcuni cristalli di permanganato di potassio. Al confine tra i due liquidi compaiono scintille, accompagnate da crepitii. L'alcol si accende quando appare l'ossigeno, che si forma quando il permanganato di potassio reagisce con l'acido solforico.

"Fuoco verde" . L'acido borico e l'alcol etilico formano un estere:

H3VO3 + 3C2H5OH = B(OS2H5) + 3H2O

In una tazza di porcellana si versa 1 g di acido borico, si aggiungono 10 ml di alcool e 1 ml di acido solforico. La miscela viene mescolata con una bacchetta di vetro e data alle fiamme. I vapori di etere bruciano con una fiamma verde.

Carta per luci d'acqua. In una tazza di porcellana, mescolare il perossido di sodio con piccoli pezzi di carta da filtro. Alcune gocce d'acqua vengono gocciolate sulla miscela preparata. La carta è infiammabile.

Na2O2 + 2H2O = H2O2 + 2NaOH

2H2O2 = 2H2O + O2 |

Fiamme multicolori.Quando i cloruri vengono bruciati nell'alcool possono essere visualizzati diversi colori di fiamma. Per fare questo, prendi tazze di porcellana pulite con 2-3 ml di alcol. Aggiungere all'alcool 0,2-0,5 g di cloruri finemente macinati. La miscela viene data alle fiamme. In ogni tazza, il colore della fiamma è caratteristico del catione presente nel sale: litio - cremisi, sodio - giallo, potassio - viola, rubidio e cesio - rosa-viola, calcio - rosso mattone, bario - giallastro- verde, stronzio - lampone, ecc.

Bacchette magiche.Tre bicchieri vengono riempiti per circa 3/4 del volume con soluzioni di tornasole, metilarancio e fenolftaleina.

In altri bicchieri vengono preparate soluzioni di acido cloridrico e idrossido di sodio. Un tubo di vetro viene utilizzato per elaborare una soluzione di idrossido di sodio. Mescolare il liquido in tutti i bicchieri con questo tubo, versando silenziosamente ogni volta una piccola quantità di soluzione. Il colore del liquido nei bicchieri cambierà. Quindi aspirare l'acido nel secondo tubo in questo modo.e mescolare con esso i liquidi nei bicchieri. Il colore degli indicatori cambierà di nuovo radicalmente.

Bacchetta magica.Per l'esperimento, una sospensione pre-preparata di permanganato di potassio e acido solforico concentrato viene posta in tazze di porcellana. Una bacchetta di vetro viene immersa in una miscela ossidante appena preparata. Avvicina rapidamente il bastoncino allo stoppino bagnato di una lampada ad alcool o ad un batuffolo di cotone imbevuto di alcool, lo stoppino si accende. (È vietato reintrodurre nella polpa un bastoncino inumidito con alcool.)

2KMnO4 + H2SO4 = Mn2O7 + K2SO4 + H2O

6Mn2O7 + 5C2H5OH +12H2SO4 = l2MnSO4 + 10СО 2 + 27Н 2 О

Ha luogo una reazione che rilascia una grande quantità di calore e l'alcol si accende.

Liquido autoinfiammabile.Mettere 0,5 g di cristalli di permanganato di potassio leggermente macinati in un mortaio in una tazza di porcellana, quindi applicare 3-4 gocce di glicerina da una pipetta. Dopo un po' di tempo, la glicerina si accende:

14KMnO4+3C3H6(OH)3 = 14MnO2+9CO2+5H2O+14KOH

Combustione di varie sostanzenei cristalli fusi.

Tre provette sono riempite per 1/3 con cristalli bianchi di nitrato di potassio. Tutte e tre le provette sono fissate verticalmente su un supporto e riscaldate contemporaneamente con tre lampade ad alcool. Quando i cristalli si sciolgono,Un pezzo di carbone riscaldato viene abbassato nella prima provetta, un pezzo di zolfo riscaldato nella seconda e un po' di fosforo rosso acceso nella terza. Nella prima provetta il carbone brucia “saltando”. Nella seconda provetta, un pezzo di zolfo brucia con una fiamma brillante. Nella terza provetta, il fosforo rosso brucia, rilasciando una tale quantità di calore che la provetta si scioglie.

L'acqua è un catalizzatore.Mescolare con cura su una lastra di vetro

4 g di iodio in polvere e 2 g di polvere di zinco. Non si verifica alcuna reazione. Sulla miscela vengono gocciolate alcune gocce d'acqua. Inizia una reazione esotermica, rilasciando vapore di iodio viola, che reagisce con lo zinco. L'esperimento viene effettuato in trazione.

Autoaccensione della paraffina.Riempire 1/3 della provetta con pezzetti di paraffina e scaldarla fino al punto di ebollizione. Versare la paraffina bollente da una provetta, da un'altezza di circa 20 cm, in un flusso sottile. La paraffina divampa e brucia con una fiamma brillante. (La paraffina non può accendersi in una provetta, poiché non c'è circolazione d'aria. Quando la paraffina viene versata in un flusso sottile, l'accesso dell'aria ad essa è facilitato. E poiché la temperatura della paraffina fusa è superiore alla sua temperatura di accensione, divampa .)

Istituzione educativa autonoma comunale

Scuola secondaria n. 35

villaggio Novomichajlovskij

Ente comunale

Distretto di Tuapse

Esperimenti divertenti sull'argomento

"La chimica a casa nostra"

Insegnante:

Kozlenko

Alevtina Viktorovna

2015

Fumare senza fuoco. Alcune gocce di acido cloridrico concentrato vengono versate in un cilindro lavato in modo pulito e una soluzione di ammoniaca nell'altro. Entrambi i cilindri sono coperti da coperchi e posizionati a una certa distanza l'uno dall'altro. Prima dell'esperimento mostrano che i cilindri sono lasciati. Durante la dimostrazione, la bombola con acido cloridrico (sulle pareti) viene capovolta e posta sul coperchio della bombola con ammoniaca. Si toglie il coperchio: si forma fumo bianco.

Coltello "d'oro". Aggiungere 1 ml di acido solforico a 200 ml di soluzione satura di solfato di rame. Prendi un coltello pulito con carta vetrata. Immergere il coltello nella soluzione di solfato di rame per alcuni secondi, rimuoverlo, sciacquarlo e asciugarlo immediatamente con un asciugamano. Il coltello diventa “dorato”. Era ricoperto da uno strato uniforme e lucente di rame.

Congelamento del vetro.Versare il nitrato di ammonio in un bicchiere d'acqua e posizionarlo su un compensato bagnato, che si congela sul vetro.

Soluzioni colorate. Prima dell'esperimento, gli idrati cristallini di sali di rame, nichel e cobalto vengono disidratati. Dopo aver aggiunto acqua, si formano soluzioni colorate. La polvere di sale di rame bianco anidro forma una soluzione blu, polvere di sale verde nichel-verde, polvere di sale blu 4 cobalto - rosso.

Sangue senza ferita. Per effettuare l'esperimento utilizzare 100 ml di una soluzione al 3% di cloruro di ferro FeCI 3 in 100 limo di soluzione al 3% di tiocianato di potassio KCNS. Per dimostrare l'esperienza, viene utilizzata una spada in polietilene per bambini. Chiama qualcuno del pubblico sul palco. Usa un batuffolo di cotone per lavare il palmo della mano con la soluzione FeCI. 3 e una soluzione incolore di KCNS viene inumidita sulla spada. Successivamente, la spada viene sguainata sul palmo: il “sangue” scorre copiosamente sulla carta:

FeCl3 + 3KCNS=Fe(CNS)3 +3KCl

Il "sangue" viene lavato via dal palmo con un batuffolo di cotone inumidito con una soluzione di fluoruro di sodio. Mostrano al pubblico che non c'è ferita e che il palmo è completamente pulito.

“Fotografia” istantanea a colori.I sali del sangue giallo e rosso, interagendo con i sali di metalli pesanti, danno prodotti di reazione di diversi colori: il sale del sangue giallo con solfato di ferro (III) dà un colore blu, con sali di rame (II) - marrone scuro, con sali di bismuto - giallo, con sali ferro (II) - verde. Utilizzando le soluzioni saline di cui sopra, realizzare un disegno su carta bianca e asciugarlo. Poiché le soluzioni sono incolori, la carta rimane incolore. Per sviluppare tali disegni, sulla carta viene passato un tampone umido con una soluzione di sale giallo del sangue.

Trasformare il liquido in gelatina.100 g di soluzione di silicato di sodio vengono versati in un bicchiere e si aggiungono 5 ml di soluzione di acido cloridrico al 24%. Mescolare la miscela di queste soluzioni con una bacchetta di vetro e tenere la bacchetta verticalmente nella soluzione. Dopo 1-2 minuti la bacchetta non cade più nella soluzione, perché il liquido si è addensato così tanto che non fuoriesce dal vetro .

Vuoto chimico in una bottiglia. Riempire la beuta con anidride carbonica. Versarvi una piccola soluzione concentrata di idrossido di potassio e chiudere l'apertura della bottiglia con un uovo sodo sbucciato, la cui superficie è imbrattata con un sottile strato di vaselina. L'uovo comincia gradualmente ad essere risucchiato nella bottiglia e, con il suono secco di uno sparo, vi cade addosso il suo fondo.

(Nel pallone si è formato il vuoto a seguito della reazione:

CO2 + 2KON = K2CO3 + H2O.

La pressione dell'aria esterna spinge l'uovo.)

Fazzoletto ignifugo.Il fazzoletto viene immerso in una soluzione di silicato di sodio, asciugato e piegato. Per dimostrare la sua non infiammabilità, viene inumidito con alcool e dato alle fiamme. Il fazzoletto deve essere tenuto piatto con una pinza per crogiolo. L'alcol brucia, ma il tessuto impregnato di silicato di sodio rimane illeso.

Lo zucchero brucia con il fuoco.Prendi un pezzo di zucchero raffinato con una pinza e prova a dargli fuoco: lo zucchero non si accende. Se questo pezzo viene cosparso di cenere di sigaretta e poi dato fuoco con un fiammifero, lo zucchero si accende con una fiamma blu brillante e brucia velocemente.

(La cenere contiene composti di litio che agiscono come catalizzatore.)

Carbone dallo zucchero. Pesare 30 g di zucchero a velo e trasferirlo in un bicchiere. Aggiungere circa 12 ml di acido solforico concentrato allo zucchero a velo. Usando una bacchetta di vetro, mescola lo zucchero e l'acido fino a ottenere una massa pastosa. Dopo un po ', la miscela diventa nera e si riscalda, e presto una massa porosa di carbone inizia a strisciare fuori dal vetro.

Istituzione educativa autonoma comunale

Scuola secondaria n. 35

villaggio Novomichajlovskij

Ente comunale

Distretto di Tuapse

Esperimenti divertenti sull'argomento

"Chimica in Natura"

Insegnante:

Kozlenko

Alevtina Viktorovna

2015

Estrazione dell'"oro".L'acetato di piombo viene sciolto in un pallone con acqua calda e lo ioduro di potassio viene sciolto nell'altro. Entrambe le soluzioni vengono versate in un grande pallone, la miscela viene lasciata raffreddare e mostra bellissime scaglie dorate che galleggiano nella soluzione.

Pb(CH3COO)2 + 2KI = PbI2 + 2CH3COOK

Minerale "camaleonte".In una provetta vengono versati 3 ml di una soluzione satura di permanganato di potassio e 1 ml di una soluzione al 10% di idrossido di potassio.

Mentre si agita, aggiungere 10-15 gocce di soluzione di solfito di sodio alla miscela risultante finché non appare un colore verde scuro. Quando viene agitata, il colore della soluzione diventa blu, poi viola e infine cremisi.

L'aspetto di un colore verde scuro è dovuto alla formazione di manganato di potassio

K2MnO4:

2KMnO4 + 2KOH + Na2SO3 = 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O.

Il cambiamento nel colore verde scuro della soluzione è spiegato dalla decomposizione del manganato di potassio sotto l'influenza dell'ossigeno atmosferico:

4K2MnO4 + O2 + 2H2O = 4KMnO4 + 4KON.

Conversione del fosforo rosso in bianco.Una bacchetta di vetro viene abbassata in una provetta asciutta e viene aggiunto fosforo rosso nella quantità di mezzo pisello. Il fondo della provetta viene riscaldato fortemente. Per primo appare il fumo bianco. Con un ulteriore riscaldamento, sulle pareti interne fredde della provetta compaiono goccioline giallastre di fosforo bianco. Viene depositato anche su una bacchetta di vetro. Dopo il riscaldamento la provetta si ferma, la bacchetta di vetro viene rimossa. Il fosforo bianco su di esso si accende. Utilizzando l'estremità di una bacchetta di vetro, rimuovere il fosforo bianco dalle pareti interne della provetta. Una seconda epidemia si verifica nell'aria.

Solo l'insegnante conduce l'esperimento.

I serpenti del faraone. Per condurre l'esperimento, preparare un sale - tiocianato di mercurio (II) mescolando una soluzione concentrata di nitrato di mercurio (II) con una soluzione al 10% di tiocianato di potassio. Il precipitato viene filtrato, lavato con acqua e si ottengono bastoncini spessi 3-5 mm e lunghi 4 cm, che vengono essiccati su vetro a temperatura ambiente. Durante la dimostrazione, i bastoncini vengono posti su un tavolo dimostrativo e dati alle fiamme. Come risultato della decomposizione del tiocianato di mercurio (II), vengono rilasciati prodotti che assumono la forma di un serpente che si dimena. Il suo volume è molte volte maggiore del volume originale del sale:

Hg(NO 3 ) 2 + 2KCNS = Íg(CNS) 2 + 2KNO 3

2Hg (CNS| 2 = 2HgS + CS 2 + C 3 N 4.

"Serpente" grigio scuro.La sabbia viene versata in un cristallizzatore o su una lastra di vetro e messa a bagno nell'alcool. Fate un buco al centro del cono e metteteci una miscela di 2 g di bicarbonato e 13 g di zucchero a velo. L'alcol viene dato alle fiamme. Caxap si trasforma in caramello e la soda si decompone rilasciando monossido di carbonio (IV). Un grosso "serpente" grigio scuro striscia fuori dalla sabbia. Più a lungo brucia l'alcol, più lungo è il "serpente".

"Alghe chimiche». In un bicchiere si versa una soluzione di colla ai silicati (silicato di sodio) diluita con un uguale volume di acqua. Cristalli di cloruri di calcio, manganese (II), cobalto (II), nichel (II) e altri metalli vengono gettati sul fondo del bicchiere. Dopo un po' di tempo, nel vetro iniziano a crescere cristalli dei corrispondenti silicati scarsamente solubili, simili alle alghe.

Neve che brucia. Insieme alla neve, nel barattolo vengono posti 1-2 pezzi di carburo di calcio. Successivamente, una scheggia ardente viene portata nel barattolo. La neve divampa e brucia con una fiamma fumosa. La reazione avviene tra carburo di calcio e acqua:

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Il gas rilasciato - l'acetilene brucia:

2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O.

"Buran" in bicchiere.Versare 5 g di acido benzoico in un bicchiere da 500 ml e aggiungere un rametto di pino. Copri il bicchiere con una tazza di porcellana piena di acqua fredda e scaldala su una lampada ad alcool. L'acido prima si scioglie, poi si trasforma in vapore e il vetro si riempie di “neve” bianca, che ricopre il ramoscello.

Scuola secondaria n. 35

P. Novomichajlovskij

Ente comunale

Distretto di Tuapse

Esperimenti divertenti sull'argomento

"Chimica in Agricoltura"

Insegnante:

Kozlenko

Alevtina Viktorovna

2015

Diversi modi per ottenere il “latte”.Per l'esperimento vengono preparate soluzioni: cloruro di sodio e nitrato d'argento; cloruro di bario e solfato di sodio; cloruro di calcio e carbonato di sodio. Versare queste soluzioni in bicchieri separati. In ognuno di essi si forma il "latte" - sali bianchi insolubili:

NaCI+ AgNO3 = AgCI↓ + NaNO3;

Na2SO4 + BaCI2 = BaSO4 ↓ + 2NaCI;

Na2CO3 + CaCI2 = CaCO3 ↓+ 2NaCI.

Trasformare il latte in acqua.L'acido cloridrico in eccesso viene aggiunto al precipitato bianco ottenuto combinando soluzioni di cloruro di calcio e carbonato di sodio. Il liquido bolle e diventa incolore e

trasparente:

CaCl2 +Na2CO3 = CaCO3 ↓+2NaCl;

CaCO3↓ + 2HCI = CaCI 2+H2O+CO2.

Uovo originale. Un uovo di gallina viene posto in un barattolo di vetro con una soluzione diluita di acido cloridrico. Dopo 2-3 minuti, l'uovo è coperto di bolle di gas e galleggia sulla superficie del liquido. Le bolle di gas si staccano e l'uovo affonda nuovamente sul fondo. Quindi, immergendosi e risalendo, l'uovo si muove finché il guscio non si dissolve.

Istituzione educativa comunale

Scuola secondaria n. 35

P. Novomichajlovskij

comune

Distretto di Tuapse

Attività extracurricolare

"Domande interessanti sulla chimica"

Insegnante:

Kozlenko

Alevtina Viktorovna

2015

Quiz.

1. Nomina i dieci elementi più comuni nella crosta terrestre.

2. Quale elemento chimico è stato scoperto prima sul Sole che sulla Terra?

3. Quale metallo raro si trova in alcune pietre preziose?

4. Cos'è l'aria elio?

5. Quali metalli e leghe si sciolgono nell'acqua calda?

6. Quali metalli refrattari conosci?

7. Cos'è l'acqua pesante?

8. Nomina gli elementi che compongono il corpo umano.

9. Nomina il gas più pesante, liquido e solido.

10. Quanti elementi vengono utilizzati nella fabbricazione di un'auto?

11. Quali elementi chimici entrano nella pianta dall'aria, dall'acqua, dal suolo?

12. Quali sali dell'acido solforico e cloridrico vengono utilizzati per proteggere le piante da parassiti e malattie?

13. Quale metallo fuso può essere utilizzato per congelare l'acqua?

14. Fa bene a una persona bere acqua pulita?

15. Chi fu il primo a determinare la composizione chimica quantitativa dell'acqua utilizzando metodi di sintesi e analisi?

16 . Quale gas si trova allo stato solido ad una temperatura - 2>252 °C si combina con l'esplosione dell'idrogeno liquido?

17. Quale elemento è alla base dell'intero mondo minerale del pianeta?

18. Quale composto di cloro e mercurio è un forte veleno?

19. I nomi di quali elementi sono associati ai processi radioattivi?

Risposte:

1. Gli elementi più comuni nella crosta terrestre sono: ossigeno, silicio, alluminio, ferro, calcio, sodio, magnesio, potassio, idrogeno, titanio. Questi elementi occupano circa il 96,4% della massa della crosta terrestre; per tutti gli altri elementi rimane solo il 3,5% della massa della crosta terrestre.

2. L'elio fu scoperto per la prima volta sul Sole e solo un quarto di secolo dopo fu trovato sulla Terra.

3. Il berillio metallico si trova in natura come componente di pietre preziose (berillo, acquamarina, alessandrite, ecc.).

4. Questo è il nome dell'aria artificiale, che contiene circa il 20% di ossigeno e l'80% di elio.

5. I seguenti metalli fondono in acqua calda: cesio (+28,5 °C), gallio (+ 29,75 °C), rubidio (+ 39 °C), potassio (+63 °C). La lega di legno (50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 12,5% Cd) fonde a +60,5°C.

6. I metalli più refrattari sono: tungsteno (3370°C), renio (3160°C), tantalio (3000°C), osmio (2700°C), molibdeno (2620°C), niobio (2415°C).

7. L'acqua pesante è un composto dell'isotopo dell'idrogeno deuterio con l'ossigeno D 2 R. L'acqua pesante si trova in piccole quantità nell'acqua ordinaria (1 parte in peso ogni 5000 parti in peso).

8. Il corpo umano contiene più di 20 elementi: ossigeno (65,04%), carbonio (18,25%), idrogeno (10,05%), azoto (2,65%), calcio (1,4%), fosforo (0,84%), potassio (0,27 %), cloro (0,21%), zolfo (0,21%) e

eccetera.

9. Il gas più pesante prelevato in condizioni normali è l'esafluoruro di tungsteno WF 6 , il liquido più pesante è il mercurio, il solido più pesante è l'osmio metallico Os.

10. Nella fabbricazione di un'auto vengono utilizzati circa 50 elementi chimici, che fanno parte di 250 sostanze e materiali diversi.

11. Carbonio, azoto e ossigeno entrano nella pianta dall'aria. Idrogeno e ossigeno dall'acqua. Tutti gli altri elementi entrano nella pianta dal terreno.

12. Per proteggere le piante da parassiti e malattie, vengono utilizzati solfati di rame e ferro, cloruri di bario e zinco.

13. Puoi congelare l'acqua con il mercurio: si scioglie a una temperatura di 39 °C.

14. I chimici considerano l'acqua distillata un'acqua relativamente pura. Ma è dannoso per il corpo perchénon contiene sali e gas utili. Elimina i sali contenuti nel succo cellulare dalle cellule dello stomaco.

15. La composizione chimica quantitativa dell'acqua è stata determinata prima mediante sintesi e poi mediante analisi da Lavoisier.

16. Il fluoro è un agente ossidante molto forte. Allo stato solido si combina con l'idrogeno liquido alla temperatura di -252 °C.

17. Il silicio costituisce il 27,6% della crosta terrestre ed è l'elemento principale del regno dei minerali e delle rocce, che sono composti esclusivamente da composti di silicio.

18. Un forte veleno è un composto di cloro e mercurio: sublimato. In medicina il sublimato viene utilizzato come disinfettante (1:1000).

19. I nomi dei seguenti elementi sono associati ai processi radioattivi: astato, radio, radon, attinio, protoattinio.

Lo sai che...

La produzione di 1 tonnellata di mattoni da costruzione richiede 1-2 m 3 acqua e per la produzione di 1 tonnellata di fertilizzanti azotati e 1 tonnellata di nylon - 600, 2500 m rispettivamente 3 .

Lo strato dell'atmosfera ad un'altitudine compresa tra 10 e 50 km è chiamato ozonosfera. La quantità totale di gas ozono è piccola; a pressione normale e temperatura 0 °C sarebbe distribuito sulla superficie terrestre in uno strato sottile di 2-3 mm. L'ozono negli strati superiori dell'atmosfera assorbe la maggior parte della radiazione ultravioletta inviata dal Sole e protegge tutti gli esseri viventi dalla sua influenza distruttiva.

Il policarbonato è un polimero che presenta caratteristiche interessanti. Può essere duro come il metallo, elastico come la seta, trasparente come il cristallo, oppure colorato in diversi colori. Il polimero può essere colato in uno stampo. Non brucia e mantiene le sue proprietà a temperature comprese tra +135 e -150 °C.

L'ozono è tossico. A basse concentrazioni (durante un temporale), l'odore dell'ozono è gradevole e rinfrescante. Quando la concentrazione nell'aria supera l'1%, il suo odore è estremamente sgradevole e impossibile da respirare.

Un cristallo di sale da cucina a lenta cristallizzazione può raggiungere una dimensione di oltre mezzo metro.

Il ferro puro si trova sulla Terra solo sotto forma di meteoriti.

Il magnesio in combustione non può essere spento con l'anidride carbonica, poiché interagisce con esso e continua a bruciare a causa dell'ossigeno rilasciato.

Il metallo più refrattario è il tungsteno (t per favore 3410 °C), e il metallo più fusibile è il cesio (t pl 28,5 °C).

La più grande pepita d'oro trovata negli Urali nel 1837 pesava circa 37 kg. Una pepita d'oro del peso di 108 kg è stata trovata in California e 250 kg in Australia.

Il berillio è chiamato il metallo dell'infaticabilità, perché le molle realizzate con la sua lega possono resistere fino a 20 miliardi di cicli di carico (sono praticamente eterne).

CIFRE E FATTI INTERESSANTI

Sostituti del freon. Come è noto, i freon e altre sostanze sintetiche contenenti cloro e fluoro distruggono lo strato di ozono dell'atmosfera. Gli scienziati sovietici hanno trovato un sostituto del freon: gli idrocarburi propilani (composti di propano e butano), innocui per lo strato atmosferico. Entro il 1995, l’industria chimica produrrà 1 miliardo di confezioni aerosol.

TU-104 e plastica. L'aereo TU-104 contiene 120.000 parti realizzate in vetro organico, altre plastiche e varie combinazioni delle stesse con altri materiali.

Azoto e fulmini. Circa 100 fulmini al secondo sono una delle fonti di composti dell'azoto. In questo caso si verificano i seguenti processi:

N2 + O2 = 2NO

2NO+O2 =2NO2

2NO2 +H2O+1/2O2 =2HNO3

In questo modo, gli ioni nitrato entrano nel terreno e vengono assorbiti dalle piante.

Metano e riscaldamento. Dieci anni fa il contenuto di metano nella bassa atmosfera (troposfera) era in media di 0,0152 ppm. ed era relativamente costante. Recentemente si è verificato un aumento sistematico della sua concentrazione. Un aumento del contenuto di metano nella troposfera contribuisce ad un aumento dell’effetto serra, poiché le molecole di metano assorbono la radiazione infrarossa.

Cenere nell'acqua di mare. Ci sono sali d'oro disciolti nell'acqua dei mari e degli oceani. I calcoli mostrano che l'acqua di tutti i mari e gli oceani contiene circa 8 miliardi di tonnellate di oro. Gli scienziati stanno cercando i modi più redditizi per estrarre l'oro dall'acqua di mare. 1 tonnellata di acqua di mare contiene 0,01-0,05 mg di oro.

"Fuliggine bianca" . Oltre alla solita e ben nota fuliggine nera, esiste anche la “fuliggine bianca”. Questo è il nome dato alla polvere di biossido di silicio amorfo, che viene utilizzata come riempitivo per la gomma nella produzione della gomma.

Minaccia da oligoelementi. La circolazione attiva dei microelementi che si accumulano negli ambienti naturali crea, secondo gli esperti, una seria minaccia per la salute dell'uomo moderno e delle generazioni future. Le loro fonti sono milioni di tonnellate di carburante bruciate ogni anno, produzione di altiforni, metallurgia non ferrosa, fertilizzanti minerali applicati al suolo, ecc.

Gomma trasparente.Quando si produce gomma dalla gomma, viene utilizzato l'ossido di zinco (accelera il processo di vulcanizzazione della gomma). Se alla gomma viene aggiunto perossido di zinco anziché ossido di zinco, la gomma diventa trasparente. Attraverso uno strato di tale gomma spesso 2 cm puoi leggere liberamente un libro.

Il petrolio vale più dell’oro.Molti tipi di profumi richiedono olio di rosa. È una miscela di sostanze aromatiche estratte dai petali di rosa. Per ottenere 1 kg di questo olio è necessario raccogliere e trattare chimicamente 4-5 tonnellate di petali. L’olio di rosa è tre volte più costoso dell’oro.

Il ferro è dentro di noi.Il corpo umano adulto contiene 3,5 g di ferro. Questo è molto poco rispetto, ad esempio, al calcio, di cui nel corpo è presente più di 1 kg. Ma se confrontiamo non il contenuto totale di questi elementi, ma la loro concentrazione solo nel sangue, allora il ferro è cinque volte più del calcio. La maggior parte del ferro nel corpo è concentrata nei globuli rossi (2,45 g). Il ferro si trova nelle proteine ​​muscolari - mioglobina e in molti enzimi. L'1% del ferro circola costantemente nel plasma, la parte liquida del sangue. Il principale “deposito” di ferro è il fegato: qui un uomo adulto può immagazzinare fino a 1 g di ferro. C'è uno scambio costante tra tutti i tessuti e gli organi contenenti ferro. Il sangue apporta circa il 10% di ferro al midollo osseo. Fa parte del pigmento che colora i capelli.

Fosforo - elemento della vita e del pensiero. Negli animali, il fosforo è concentrato principalmente nello scheletro, nei muscoli e nel tessuto nervoso. Il corpo umano contiene in media circa 1,5 kg di fosforo. Di questa massa, 1,4 kg sono ossa, circa 130 g sono muscoli e 12 g sono nervi e cervello. Quasi tutti i processi fisiologici che si verificano nel nostro corpo sono associati alle trasformazioni delle sostanze organofosforiche.

Lago d'asfalto. Sull'isola di Trinidad, nel gruppo delle Piccole Antille, c'è un lago pieno non d'acqua, ma di asfalto ghiacciato. La sua superficie è di 45 ettari e la sua profondità raggiunge i 90 metri Si ritiene che il lago si sia formato nel cratere di un vulcano, nel quale il petrolio è penetrato attraverso fessure sotterranee. Da esso sono già state estratte milioni di tonnellate di asfalto.

Microlega.La microlega è uno dei problemi centrali della moderna scienza dei materiali. Introducendo piccole quantità (circa lo 0,01%) di alcuni elementi è possibile modificare in modo significativo le proprietà delle leghe. Ciò è dovuto alla segregazione, cioè alla formazione di un'eccessiva concentrazione di elementi di lega sui difetti strutturali.

Tipi di carbone. "Carbone incolore"- questo è gas, il "carbone giallo" è l'energia solare, il "carbone verde" è il combustibile vegetale, il "carbone blu" è l'energia delle maree dei mari, il "carbone blu" è la forza trainante del vento, il "carbone rosso" " è l'energia dei vulcani.

Alluminio nativo.Recenti scoperte dell'alluminio metallico nativo hanno sollevato la questione di come si forma. Secondo gli scienziati, nelle fusioni naturali, sotto l'influenza delle correnti elettrotelluriche (correnti elettriche che scorrono nella crosta terrestre), si verifica una riduzione elettrochimica dell'alluminio.

Chiodo di plastica.La plastica - policarbonato - si è rivelata adatta per realizzare chiodi. I chiodi realizzati con essi vengono inseriti liberamente nella tavola e noruggine, in molti casi un ottimo sostituto dei chiodi di ferro.

Acido solforico in natura. Si ottiene l'acido solforicoimpianti chimici. Si è scoperto che si forma in natura, principalmente nei vulcani. Ad esempio, le acque del fiume Rio Negro, che nasce dal vulcano Puracho in Sud America, nel cui cratere si forma lo zolfo, contengono fino a0,1% di acido solforico. Ogni giorno il fiume trasporta in mare fino a 20 litri di acido solforico “vulcanico”. Nell'URSS, l'acido solforico fu scoperto dall'accademico Fersman nei depositi di zolfo nel deserto del Karakum.

Emozionanti giochi di chimica

Chi è più veloce e più grande?L'insegnante invita i partecipanti al gioco a scrivere i nomi degli elementi che terminano con la stessa lettera, ad esempio “n” (argon, krypton, xeno, lantanio, molibdeno, neon, radon, ecc.). Il gioco può essere complicato chiedendoti di trovare questi elementi in una tabella

DI Mendeleev e indica quali di essi sono metalli e quali non metalli.

Componi i nomi degli elementi.L'insegnante chiama lo studente alla lavagna e gli chiede di scrivere una serie di sillabe. Il resto degli studenti li scrive sui loro quaderni. Compito: in 3 minuti, crea possibili nomi di elementi dalle sillabe scritte. Ad esempio, dalle sillabe "se, tiy, diy, ra, lion, li" puoi creare le parole: "litio, zolfo, radio, selenio".

Elaborazione di equazioni di reazione.“Chi sa come creare rapidamente equazioni di reazione, ad esempio, tra un metallo e l'ossigeno? - chiede l'insegnante rivolgendosi ai partecipanti al gioco - Scrivi l'equazione per la reazione di ossidazione dell'alluminio. Chi scrive per primo l’equazione alzi la mano”.

Chi ne sa di più?L'insegnante chiude il tavolo con una striscia di carta

D.I. Mendeleev qualsiasi gruppo di elementi (o periodo) e uno per uno invita le squadre a nominare e scrivere i segni degli elementi di un gruppo chiuso (o periodo). Il vincitore è lo studente che nomina il maggior numero di elementi chimici e scrive correttamente i loro simboli.

Il significato dei nomi degli elementi tradotti da una lingua straniera.Cosa significa la parola "bromo" in greco? Lo stesso gioco può essere svolto anche chiedendo ai partecipanti di scoprire il significato dei nomi degli elementi tradotti dal latino (ad esempio rutenio, tellurio, gallio, afnio, lutezio, olmio, ecc.).

Dai un nome alla formula. L'insegnante nomina un composto, ad esempio idrossido di magnesio. I giocatori, tenendo in mano delle tavolette con le formule, corrono fuori, tenendo in mano una tavoletta con la formula corrispondente.

Sciarade, enigmi,

parole da tè, cruciverba.

1 . Le prime quattro lettere del cognome del famoso filosofo greco" indicano la parola "popolo" in greco senza l'ultima lettera, le ultime quattro indicano un'isola nel Mar Mediterraneo; in generale - il cognome del filosofo greco, fondatore della teoria atomica.(Demos, Creta – Democrito.)

2. La prima sillaba del nome di un elemento chimico è anche la prima del nome di uno degli elementi del gruppo del platino; in generale, è il metallo per il quale Marie Skłodowska-Curie ha ricevuto il Premio Nobel.(Radon, rodio-radio.)

3. La prima sillaba del nome di un elemento chimico è anche la prima del nome dell'“elemento lunare”; il secondo è il primo con il nome del metallo scoperto da M. Skłodowska-Curie; in generale è (nel linguaggio alchemico) “la bile del dio Vulcano”.(Selenio, radio - zolfo.)

4. La prima sillaba del nome è anche la prima sillaba del nome di un gas asfissiante prodotto dalla sintesi di monossido di carbonio (II) e cloro; la seconda sillaba è la prima del nome di una soluzione di formaldeide in acqua; in generale, è un elemento chimico di cui A.E. Fersman ha scritto che è un elemento della vita e del pensiero.(Fosgene, formalina-fosforo.)

Funzioni e forme dell'esperimento chimico scolastico
Requisiti per le apparecchiature didattiche destinate alla conduzione di esperimenti chimici
Funzioni di un esperimento di chimica scolastica
Forme di esperimenti chimici scolastici
Requisiti per l'attrezzatura didattica per un esperimento di chimica scolastica

Impostazione di esperimenti dimostrativi
Attrezzature per esperimenti dimostrativi,
Strumenti specializzati, apparecchi, installazioni
1. Dispositivi per dimostrare esperimenti con sostanze dannose per la salute senza dispositivi di scarico
2. Set per la dimostrazione di esperimenti di elettrochimica
3. Dispositivi per dimostrare esperimenti utilizzando corrente elettrica ad alta tensione
4. Sorgente piezoelettrica ad alta tensione
5. Dispositivo per dimostrare la dipendenza della velocità di una reazione chimica da varie condizioni
6. Dispositivi per la produzione di alogenoalcani ed esteri
7. Attrezzatura per proiettare esperienze e oggetti su uno schermo
8. Attacco a un proiettore grafico per la dimostrazione di esperimenti quantitativi
9. Strumenti di misura
10. Dispositivi di riscaldamento elettrico
11. Kit di alimentazione elettrica per la sala chimica KEH-10

Esperimenti dimostrativi su dispositivi e installazioni standard
Sintesi dell'acido cloridrico e produzione dell'acido cloridrico
Preparazione dell'ossido di zolfo (IV) e sua ossidazione ad ossido di zolfo
Sintesi dell'ammoniaca
Ossidazione catalitica dell'ammoniaca
Ottenere nitrato di ammonio
Interazione del ferro con l'acqua
Studio delle serie di tensioni elettrochimiche dei metalli
Protezione contro la corrosione e la corrosione dei metalli
Decomposizione catalitica del perossido di idrogeno
Cracking del cherosene

Esperimento dimostrativo di dispositivi e installazioni speciali
Illustrazione della legge di conservazione della massa delle sostanze
Determinazione del contenuto di ossigeno nell'aria
Distillazione liquida
Sintesi dell'acqua
Diffusione dei gas attraverso un recipiente poroso
Adsorbimento
Elettrolisi dell'acqua e delle soluzioni acquose
Determinazione della conducibilità elettrica delle sostanze
Osservazione del movimento degli ioni
Esperimenti sulle scariche elettriche
Ottenere l'ozoia
Ottenere ossidi di azoto dall'aria
Decomposizione del metano in una scarica a scintilla
Studio dei fenomeni termici
Dipendenza della velocità di una reazione chimica dalle condizioni
Esperimenti con sostanze tossiche
Preparazione di halondoalcaps ed esteri
Esperimenti quantitativi proiettati su uno schermo

Tecnica e metodologia dell'esperimento studentesco

Caratteristiche dell'attrezzatura per l'esperimento studentesco 103
Esperienze di laboratorio ed esercitazioni pratiche 113

Argomento 1. Concetti chimici iniziali
Lezione pratica. Per un'introduzione alle apparecchiature di laboratorio, vedere Regole di sicurezza per il lavoro in un laboratorio chimico
sudore
Lezione pratica. Tecniche di movimentazione di stufe e termosifoni
Lavoro di laboratorio. Considerazione delle proprietà chimiche delle sostanze
Lezione pratica. Pulizia contaminata

Argomento 2. Ossigeno, ossidi, combustione
Lezione pratica. Produzione e proprietà dell'ossigeno

Argomento 3. Idrogeno, ossigeno, sali
Lavoro di laboratorio. Produzione di idrogeno e studio delle sue proprietà
Lezione pratica. Reazione di scambio tra ossido di rame (11) e acido solforico 136

Argomento 4. Acqua, soluzioni, basi 138
Esperienza di laboratorio. Impianti di elettrolisi
Lezione pratica. Preparazione di una soluzione con una certa frazione di massa della sostanza disciolta e una data concentrazione molare 139

Argomento 5. Generalizzazione delle informazioni sulle classi più importanti di composti inorganici 141
Risoluzione di problemi sperimentali sull'argomento: generalizzazione delle informazioni sulle classi più importanti di composti inorganici

Argomento 8. Alogeni 142
Esperienza di laboratorio. Spostamento reciproco degli alogeni dalle soluzioni dei loro composti
Lezione pratica. Preparazione dell'acido cloridrico ed esperimenti con esso 143 Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sull'argomento “Alogeni” 146

Argomento 1. Dissociazione elettrolitica
Esperimenti di laboratorio. Testare le sostanze per la conduttività elettrica
Esperienza di laboratorio. Movimento degli ioni in un campo elettrico
Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sul tema “Dissociazione elettrolitica”

Argomento 2. Sottogruppo dell'ossigeno
Esperienza di laboratorio. Preparazione e proprietà dell'ozono.
Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sull'argomento "Sottogruppo di ossigeno"

Argomento 3. Leggi fondamentali delle reazioni chimiche. Produzione di acido solforico 155
Lavoro di laboratorio. Dipendenza della velocità delle reazioni chimiche dalle condizioni

Argomento 4. Sottogruppo dell'azoto
Esperimenti di laboratorio. Familiarizzazione con i fertilizzanti a base di azoto e fosforo.
Lezione pratica. Preparazione dell'ammoniaca ed esperimenti con essa, Comprensione delle proprietà di una soluzione acquosa di ammoniaca Lezione pratica. Determinazione dei fertilizzanti minerali Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sull'argomento "Sottogruppo di azoto"

Argomento 5. Sottogruppo del carbonio
Lezione pratica. Ottenere il monossido di carbonio e studiarne le proprietà
Riconoscimento dei carbonati

Argomento 6. Proprietà generali dei metalli
Esperienza di laboratorio. Elettrolisi di soluzioni di cloruro di rame (P) e ioduro di potassio
Esperienza di laboratorio. Corrosione elettrochimica dei metalli Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali nelle sezioni “Metalli alcalini. Calcio"
Lezione pratica. Ferro e suoi composti Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sugli argomenti 6, 7, 8

Argomento 2. Idrocarburi saturi
Lezione pratica. Determinazione qualitativa del carbonio, dell'idrogeno e del cloro nelle sostanze organiche

Argomento 3. Idrocarburi insaturi
Lezione pratica. Preparazione dell'etilene ed esperimenti con esso

Argomento 6. Alcoli e fenoli
Lezione pratica. Sintesi della fase bromo da alcol

Argomento 7. Aldeidi e acidi carbossilici
Lezione pratica. Preparazione e proprietà degli acidi carbossilici Lezione pratica. Risoluzione di problemi sperimentali sul riconoscimento di sostanze organiche

Argomento 8. Esteri. Grassi
Lezione pratica. Sintesi dell'acetato di etile Lezione pratica Risoluzione di problemi sperimentali sull'ottenimento e il riconoscimento di sostanze organiche

Argomento 12. Sostanze sintetiche ad alto peso molecolare e materiali polimerici basati su di esse
Esperimenti di laboratorio. Esperimenti con campioni di polimeri termoplastici
Lezione pratica. Riconoscimento plastico
Esperimenti di laboratorio. La relazione delle fibre sintetiche con soluzioni di acidi e alcali
Lezione pratica. Riconoscimento delle fibre
Lezioni pratiche. Risoluzione di problemi sperimentali sul corso completato

Chimica generale

Argomento 2. Struttura della materia
Esperimenti di laboratorio. Preparazione e proprietà dei composti complessi di rame, zinco, alluminio, argento e ferro
Officina
Lavoro 1. Determinazione della massa equivalente di zinco
Lavoro 2. Determinazione della massa molare del monossido di carbonio (IV)
Lavoro 3. Addolcimento dell'acqua mediante scambiatori di ioni
Lavoro 4. L'idrolisi è salata
Lavoro 5. Studio della reattività dei metalli utilizzando il metodo semi-micro
Opera 6. Realizzazione di una cella galvanica 206
Lavoro 7. Determinazione dell'attività chimica degli acidi e confronto con il grado della loro dissociazione 207
Lavoro 8. Studio dell'efficacia degli inibitori 208
Lavoro 9. Determinazione del calore della soluzione 210
Opera 10. Determinazione del calore di idratazione 211
Opera 11. Idrolisi dell'amido 212
Lavoro 12. Produzione di etano mediante elettrolisi di una soluzione di acetato di sodio 213
Lavoro 13. Preparazione del solfato di rame tetraammino (II) 214
Applicazioni 216
Letteratura per insegnanti 235

INTRODUZIONE
L'insegnamento delle basi della chimica a scuola non può essere migliorato senza l'organizzazione adeguata di un esperimento chimico scolastico.
Un esperimento chimico - una fonte di conoscenza sulla materia e sulle reazioni chimiche - è una condizione importante per migliorare l'attività cognitiva degli studenti, coltivare un interesse sostenibile per l'argomento, formare una visione del mondo dialettico-materialistica, nonché idee sull'applicazione pratica di conoscenza chimica.
Nel programma di chimica migliorato, è stato rafforzato il ruolo di tutti i tipi di esperimenti chimici scolastici, in particolare quelli studenteschi.
L'implementazione della parte sperimentale del programma richiede una formazione professionale elevata e completa da parte dell'insegnante di chimica, una profonda comprensione del ruolo dell'esperimento chimico nel processo educativo e un'attività creativa nell'applicazione di metodi di insegnamento efficaci.
Naturalmente, per condurre un esperimento ad alto livello scientifico, teorico e metodologico, è necessaria una varietà di attrezzature, compresi i mezzi tecnici più recenti.
Costituiscono inoltre la disponibilità di un insieme di attrezzature didattiche necessarie per lo svolgimento del programma di chimica, la capacità dell'insegnante di utilizzarlo in modo razionale ed efficace, di selezionare gli strumenti necessari per la lezione, di produrne autonomamente alcuni e di inserirli correttamente nella lezione condizioni più importanti per organizzare un esperimento chimico a scuola.
Il libro si concentra sulle questioni del supporto materiale per un esperimento chimico scolastico, sull'influenza del progresso scientifico e tecnologico su attrezzature, tecniche e metodi moderni per condurre vari tipi di esperimenti utilizzando attrezzature tradizionali e nuove.
Il manuale riflette i requisiti della riforma scolastica per l'esperimento di chimica, vale a dire: includere nuove attrezzature per l'esperimento chimico, sviluppate tenendo conto dei risultati scientifici e tecnici e delle migliori pratiche delle scuole; mostrare l'organizzazione e la conduzione di un esperimento chimico basato su kit e set di unità e parti standardizzate per l'installazione di vari strumenti e impianti; prevedere la variabilità nell'organizzazione di un esperimento chimico, effettuato utilizzando attrezzature nuove e modernizzate, nonché tenendo conto delle condizioni locali e dei requisiti per l'autoattrezzatura, che è particolarmente importante nell'insegnamento della chimica; identificare le possibilità di utilizzo di varie attrezzature per implementare connessioni interdisciplinari.
Tutto ciò è finalizzato all'ottimizzazione dell'insegnamento della chimica e prevede: la riduzione dei tempi di preparazione e conduzione di un esperimento; praticità, affidabilità, sicurezza degli esperimenti chimici; ampliare le possibilità didattiche della sperimentazione studentesca.
Nella letteratura metodologica viene prestata notevole attenzione all'esperimento chimico, le cui caratteristiche si svolgono in tre aspetti: attrezzatura per l'esperimento chimico scolastico; tecnica sperimentale; tecnica sperimentale. Nonostante alcune differenze tra questi lavori, discutono simultaneamente la tecnica e la metodologia dell'esperimento.
In questo manuale, per familiarizzare gli insegnanti con il moderno arsenale di attrezzature per esperimenti chimici, le caratteristiche della base didattica e materiale per la dimostrazione e gli esperimenti degli studenti sono fornite separatamente dai metodi e dalle tecniche per eseguire esperimenti, molti dei quali possono essere eseguiti utilizzando kit e dispositivi multifunzionali. Le caratteristiche della base educativa e materiale degli esperimenti chimici comprendono sviluppi modernizzati, nuovi e più importanti e promettenti di attrezzature create sulla base della pratica scolastica, l'analisi della letteratura sovietica e straniera su questo problema, nonché il lavoro di ricerca dell'Istituto di ricerca scientifica di Shotso dell'Accademia delle Scienze Pedagogiche dell'URSS.
Poiché le questioni legate all'attrezzatura di un laboratorio chimico scolastico sono descritte in modo abbastanza completo nel libro "Gabinetto di chimica", questo manuale si concentrerà solo sui requisiti dell'aula e delle sue attrezzature che determinano l'inclusione di attrezzature nuove e modernizzate.
Il libro è destinato agli insegnanti di chimica che hanno familiarità con le tecniche di laboratorio. Pertanto, non contiene istruzioni per eseguire le operazioni di base. In caso di difficoltà, i lettori potranno fare riferimento a numerosi manuali sulle tecniche di lavoro di laboratorio, ad esempio il libro di P. I. Voskresensky “Tecniche di lavoro di laboratorio”. Tuttavia, quando vengono raccomandati nuovi esperimenti o esperimenti con apparecchiature aggiornate, le istruzioni per la loro attuazione vengono fornite in modo sufficientemente dettagliato. In tutti i casi, viene prestata grande attenzione alle condizioni che garantiscono l'esecuzione sicura degli esperimenti.
Il manuale presenta gli esperimenti inclusi nel curriculum scolastico di chimica, così come quelli che vanno oltre il suo scopo. L'insegnante può utilizzarli in attività extrascolastiche e attività extrascolastiche. Le opzioni sperimentali proposte consentono di espandere l'uso degli esperimenti in varie condizioni, di studiare le caratteristiche dei processi chimici e di presentarli in vari modi. Questo approccio consentirà agli insegnanti di utilizzare gli esperimenti chimici in modo più efficace, tenendo conto delle condizioni specifiche di ciascuna scuola.
I numeri tra parentesi quadre sono i numeri delle fonti letterarie riportati alla fine del libro.

FUNZIONI E FORME DELL'ESPERIMENTO SCOLASTICO DI CHIMICA. REQUISITI PER ATTREZZATURE DI FORMAZIONE PROGETTATE PER ESPERIMENTI CHIMICI
FUNZIONI DELL'ESPERIMENTO DI CHIMICA SCOLASTICA
Un esperimento consente di identificare e studiare gli aspetti più significativi di un oggetto o fenomeno utilizzando vari strumenti, strumenti e mezzi tecnici in determinate condizioni. Se necessario, l'esperimento può essere ripetuto dal ricercatore. Ciò determina in gran parte la funzione principale di un esperimento scientifico: ottenere dati affidabili sulla realtà circostante. Un esperimento educativo differisce da un esperimento scientifico in quanto i suoi risultati sono noti, le condizioni per la sua condotta sono selezionate in modo tale che nel processo di conduzione degli esperimenti o di osservazione, gli studenti debbano rilevare segni noti di reazione e arrivare ai risultati attesi.
Un esperimento di addestramento è tecnicamente più semplice e, di norma, limitato nel tempo. In un corso di chimica scolastica, l'esperimento è un oggetto di studio unico, un metodo di ricerca, una fonte e un mezzo di nuova conoscenza. È caratterizzato da tre funzioni principali: cognitiva - per padroneggiare le basi della chimica, porre e risolvere problemi pratici, identificare il significato della chimica nella vita moderna; educativo - per la formazione di una visione del mondo materialistica, convinzione, necessità ideologica di lavoro, orientamento degli studenti verso le professioni lavorative; sviluppo - per acquisire e migliorare le competenze scientifiche e pratiche generali.
Le reazioni chimiche sono l'oggetto principale di studio della chimica. Gli esperimenti e le relative osservazioni sono necessari già nella formazione dei concetti chimici iniziali. Il loro ruolo aumenta nello studio di questioni teoriche della chimica (la legge di conservazione della massa delle sostanze, le leggi del flusso delle reazioni chimiche, ecc.), nel determinare le proprietà di sostanze semplici e composti di elementi dei gruppi I - VIII della tavola periodica, le più importanti classi di sostanze organiche, nonché nell'individuare le connessioni genetiche delle più importanti classi di sostanze inorganiche e organiche.
La familiarità con l'esperimento chimico come metodo di ricerca scientifica, l'acquisizione delle capacità di sperimentazione chimica per ottenere nuove conoscenze e applicarle in attività pratiche svolgono un ruolo importante per la formazione di una visione materialistica del mondo da parte degli studenti, la comprensione del ruolo della scienza e dei fatti scientifici in la costruzione di una società comunista.
L'esperimento chimico scolastico è anche di grande importanza educativa per la formazione politecnica degli studenti: familiarizzarli con le basi della produzione chimica, le sue caratteristiche, le condizioni per il verificarsi di reazioni chimiche e la chimica dell'economia nazionale.
Sulla base della percezione dei fenomeni osservati, gli studenti formano idee e poi concetti. Questo percorso induttivo di conoscenza è caratteristico della fase iniziale dell'apprendimento della chimica. A poco a poco, questo percorso di conoscenza relativamente lento è completato da un altro: deduttivo. Dopo che gli studenti si sono armati di teoria e hanno acquisito abilità pratiche, l'esperimento diventa non solo una fonte di conoscenza di nuovi fatti, ma anche un metodo per testare i giudizi e trovare l'ignoto (ad esempio, quando si risolvono problemi sperimentali).
Lo stesso esperimento viene utilizzato in modo diverso a diversi livelli di preparazione degli studenti. Ne consegue che è consigliabile ripetere gli esperimenti chimici, prestando particolare attenzione a quegli aspetti che sono oggetto di studio in una determinata situazione educativa.
In alcuni esperimenti il ​​fenomeno è accessibile alla percezione diretta. In altri, gli oggetti e i fenomeni studiati non sono percepiti direttamente dai sensi e possono essere rilevati solo con l'ausilio di strumenti o strumenti speciali.
Per comprendere l'essenza dell'argomento o del fenomeno studiato, un esperimento chimico è spesso integrato con altri ausili visivi: tabelle, modelli, ausili su schermo.
Pertanto, l'esperimento chimico permea tutti gli argomenti del corso di chimica scolastica, contribuendo alla divulgazione del suo contenuto ed essendo un metodo di insegnamento unico. Per la manifestazione di successo delle funzioni cognitive, educative e di sviluppo di un esperimento chimico, la sua attrezzatura tecnica, l'organizzazione razionale degli esperimenti e la loro inclusione nel processo educativo svolgono un ruolo importante.
È ovvio che l'efficacia dell'esperimento dipende da: definizione di un obiettivo e di un compito specifici che devono essere risolti con l'aiuto dell'esperimento; costruire un piano di osservazione razionale; capacità di registrare i risultati dell'osservazione; capacità di analizzare e sintetizzare i dati ottenuti; la presenza e la scelta razionale di strumenti e mezzi con cui l'insegnante stimola e gestisce l'osservazione degli studenti. Pertanto, organizzare l'osservazione mirata, sviluppare capacità di osservazione, capacità di comprendere i risultati delle osservazioni e conservare in memoria le informazioni elaborate costituiscono uno dei compiti più importanti di un esperimento chimico.
La comprensione e la comprensione del materiale didattico implicano non solo la registrazione e l'accumulo di dati osservativi e sperimentali, ma anche la loro corretta interpretazione, l'instaurazione di relazioni causa-effetto, modelli e l'essenza degli oggetti e dei fenomeni studiati. Il successo del lavoro dipende in gran parte dalla corretta determinazione della natura dell'attività dell'insegnante e degli studenti, dal luogo dell'esperimento chimico e dalle forme e metodi più appropriati della sua attuazione in classe.

FORME DI ESPERIMENTO DI CHIMICA SCOLASTICA
Nella pratica dell'insegnamento della chimica, è tradizionale dividere un esperimento chimico in un esperimento dimostrativo, condotto da un insegnante, e un esperimento studentesco, eseguito dagli scolari sotto forma di esperimenti di laboratorio, esercizi pratici e risoluzione di problemi sperimentali. Questa classificazione si basa sulle attività dell'insegnante e degli studenti.
Le dimostrazioni vengono utilizzate principalmente nei casi in cui gli studenti non hanno precedentemente incontrato gli oggetti e i fenomeni studiati e non sono preparati per l'osservazione. In questi casi non bisogna solo mostrare l'oggetto studiato, ma anche organizzare l'osservazione e indirizzarla nella giusta direzione. Non sempre gli studenti percepiscono ciò che è necessario, anche con una buona visibilità di un oggetto o fenomeno, se l'osservazione non è organizzata.
La dimostrazione è necessaria se gli oggetti studiati sono pericolosi o complessi e, pertanto, non possono essere utilizzati per lavori indipendenti da parte degli studenti.
Condurre correttamente dimostrazioni nelle lezioni di chimica è un prerequisito necessario per organizzare vari tipi di lavoro indipendente. Durante il processo di dimostrazione, in particolare un esperimento dimostrativo, l'insegnante organizza l'osservazione degli studenti, mostra le tecniche corrette per maneggiare le attrezzature di laboratorio e focalizza l'attenzione degli studenti sulla fattibilità e sul principio del suo funzionamento, sulle condizioni per condurre esperimenti e sulle precauzioni di sicurezza.
Una dimostrazione è una sorta di istruzione visiva, alla quale l'insegnante deve dedicare molto tempo durante il processo di insegnamento. L'istruzione visiva basata sull'imitazione dell'insegnante, implementata con l'aiuto di vari ausili, inclusi strumenti, tabelle, diagrammi e ausili su schermo, riduce il tempo per sviluppare le capacità di esperimento chimico e contribuisce alla corretta esecuzione dell'esperimento dello studente.
Il ruolo principale della dimostrazione rimane anche nel caso in cui il tempo assegnato dal curriculum non consente di organizzare un lavoro indipendente, che di solito richiede da due a tre volte più tempo della dimostrazione. La mancanza di attrezzature didattiche per condurre esperimenti studenteschi e la scarsa organizzazione del laboratorio di chimica, che non consente un adeguato lavoro indipendente, costringono anche gli insegnanti a dedicarsi ad esperimenti dimostrativi.
L'esperimento studentesco consiste in esperimenti di laboratorio eseguiti frontalmente o in gruppo nel processo di studio, consolidamento e sperimentazione di nuovo materiale, nonché in esercitazioni pratiche, risolvendo problemi sperimentali secondo le opzioni dopo lo studio dei singoli argomenti del programma. Una forma promettente è un workshop condotto sotto forma di lavori di generalizzazione separati dopo il completamento dell'intero corso di chimica. La sperimentazione occupa un posto speciale nelle lezioni opzionali e nelle attività extrascolastiche.
In un esperimento chimico, sia dimostrativo che studentesco, varie masse di sostanze prelevate per gli esperimenti vengono utilizzate negli stati solido, liquido e gassoso, che richiede attrezzature adeguate e la capacità di gestirle.
Convenzionalmente si distinguono le seguenti masse della sostanza assunta per lavoro: macroquantità (0,05 - 0,5 g), semi-microquantità (0,01 - 0,05 g), microquantità (0,1 - 10 mg). A questo proposito si parla di metodi macro, semi-micro e micro per la determinazione (analisi) di una sostanza. In tutti questi casi vengono eseguite le stesse reazioni chimiche, vengono utilizzate le stesse concentrazioni di soluzioni, ma in volumi diversi e apparecchiature di diverse dimensioni. Pertanto, nel metodo semi-micro, vengono utilizzati volumi di 0,1 - 1 ml di soluzione, per i quali pipette in miniatura, burette, provette (coniche), piastre di porcellana o vetro con rientranze (per l'analisi delle gocce) e strisce di carta reattive ( ad esempio, indicatore).
Come è noto, negli esperimenti studenteschi utilizzano tradizionalmente il macrometodo, in cui vengono utilizzate normali provette e dispositivi realizzati sulla base. Recentemente, insieme al macrometodo, le aule di chimica delle scuole sono state dotate di dispositivi per condurre esperimenti con piccole quantità di sostanze in piccole provette, su piastre di vetro o porcellana con rientranze, ecc.
Il metodo delle piccole quantità di sostanze consente di combinare il macrometodo e l'analisi delle goccioline in un esperimento studentesco, ottenendo la massima sicurezza degli esperimenti e la loro chiarezza. I reagenti solidi vengono prelevati con speciali cucchiai dosatori. La massa dei reagenti in media non supera 1 - 1,5 g (un dispenser contiene in media 0,5 g di sostanza secca). La misurazione delle sostanze liquide viene effettuata utilizzando pipette che consentono di prelevare da 1 - 2 gocce a 5 ml (il volume approssimativo di un'intera pipetta è 1 ml).
Lavorare con piccole quantità di sostanze presenta vantaggi rispetto al macrometodo: il tempo di conduzione dell'esperimento è ridotto, il consumo di reagenti e materiali è ridotto e si apre la possibilità di utilizzare reagenti costosi e altamente puri.
Piccole quantità di sostanze vengono utilizzate anche negli esperimenti dimostrativi, se gli esperimenti vengono proiettati su uno schermo (ad esempio, nelle piastre di Petri utilizzando un proiettore grafico).
Quando si caratterizza un esperimento, vengono prese in considerazione non solo le masse, ma anche le caratteristiche dell'esecuzione di operazioni fisiche, fisico-chimiche e chimiche con sostanze solide, liquide e gassose.
Nel laboratorio chimico della scuola, quando si prepara un esperimento durante le lezioni, le lezioni facoltative e le attività del club, l'insegnante, l'assistente di laboratorio e gli studenti eseguono le operazioni sopra descritte. La conoscenza di queste operazioni e delle tecniche corrette per eseguirle è necessaria per la scelta dell'attrezzatura, la corretta installazione di strumenti e impianti e l'esecuzione sicura degli esperimenti.
Operazioni con solidi: pesatura, essiccazione, sublimazione, macinazione, cracking (distillazione a secco), riscaldamento, determinazione delle proprietà fisiche e delle costanti (proprietà dielettriche dei polimeri, densità, temperatura di fusione o solidificazione, effetto termico della reazione, durezza, conduttività elettrica) , calcinazione, separazione di miscele, macinazione (in un mortaio), decomposizione (pirolisi), miscelazione, aggiunta alla fiamma (determinazione degli ioni litio, sodio, potassio, calcio, bario, rame in base al colore della fiamma).
Operazioni con solidi e gas: tostatura, ossidazione dei metalli, adsorbimento di gas (e vapori), gascromatografia.
Operazioni con sostanze liquide: evaporazione ed evaporazione, essiccazione, distillazione, riscaldamento, purificazione, determinazione della densità (con idrometro, ecc.), determinazione del punto di ebollizione, agitazione, introduzione in una fiamma (colorazione della fiamma), determinazione dell'acidità attiva ( con indicatori, ecc.), ottenimento di alcol assoluto (anidro), separazione di liquidi (imbuto separatore, distillazione, cromatografia), cracking (pirolisi), determinazione della conducibilità elettrica, elettrolisi (acqua, sali, soluzioni), conservazione e trasfusione di liquidi .
Operazioni con liquidi e gas: dissoluzione dei gas, separazione dei gas dai liquidi, atomizzazione dei liquidi con un flusso di gas, lavaggio ed essiccazione dei gas.
Operazioni con sostanze solide e liquide: adsorbimento di soluti, pesatura, evaporazione, essiccazione, diffusione, scambio ionico, cristallizzazione da soluzione, neutralizzazione, preparazione di soluzioni, dissoluzione di solidi, fusione e solidificazione, precipitazione, complessazione, separazione di miscele (filtrazione, cromatografia, estrazione), produzione di colloidi, coagulazione.
Operazioni con i gas: adsorbimento, manipolazione di gas infiammabili, riscaldamento, purificazione e assorbimento di gas, essiccazione di gas, determinazione della composizione dell'aria, produzione, raccolta di gas (sopra l'acqua, spostamento d'aria), caricamento del gasometro, combustione di gas, interazione di gas con liquidi e solidi, diffusione, decomposizione termica dei gas, scariche elettriche nei gas, corrosione dei metalli da parte dei gas.
Questo manuale non copre le attrezzature e le tecniche per eseguire le operazioni elencate. Questi problemi sono trattati in dettaglio nei manuali di pratica di laboratorio. Molte delle operazioni sono riportate di seguito nella descrizione dei vari esperimenti.

REQUISITI DELL'ATTREZZATURA DIDATTICA PER UN ESPERIMENTO SCOLASTICO DI CHIMICA
I requisiti dell'attrezzatura per un esperimento chimico scolastico sono dettati dal contenuto e dalle caratteristiche della sua organizzazione in un'aula di chimica. Pertanto, prima di determinare quale dovrebbe essere l'attrezzatura scolastica per un esperimento chimico, è necessario considerare i requisiti generali e specifici per l'organizzazione di esperimenti dimostrativi, l'organizzazione del lavoro di laboratorio e pratico, nonché la questione della combinazione razionale di questi tipi di esperimenti in l'aula.
La visualizzazione e l'espressività degli esperimenti sono il primo requisito per un esperimento chimico. Poiché qualsiasi esperimento chimico mira a realizzare la chiarezza degli oggetti e dei fenomeni studiati, è necessario determinare in quale forma sarà più efficace: sotto forma di un esperimento di laboratorio, una dimostrazione regolare, una proiezione su uno schermo o in una certa combinazione di essi.
La base educativa e materiale deve fornire le condizioni per la scelta razionale delle forme necessarie di esperimento chimico. Lo scopo della performance e il contenuto degli esperimenti dovrebbero essere chiari a ogni studente. L'esperimento deve essere chiaramente visibile; le dimensioni degli strumenti, delle parti e la loro collocazione sul tavolo di lavoro devono garantire una buona visibilità dei fenomeni osservati.
Il secondo requisito: gli esperimenti chimici devono essere accessibili alla percezione e sempre convincenti, e non devono dare agli studenti motivo di interpretazioni errate.
Le attrezzature didattiche devono quindi garantire che l'esperienza chimica sia semplice, dimostrabile e affidabile. Quando si sceglie un dispositivo, è necessario tener conto delle sue caratteristiche di progettazione. Quindi, ad esempio, la dimostrazione dell'interazione del sodio con l'acqua in un bicchiere o una ciotola per la cristallizzazione, come di solito si fa nelle scuole, non rivela tutti i segni della reazione: lo scioglimento del sodio a causa del calore di reazione rilasciato, la trasformazione del sodio in una palla, il suo movimento lungo la superficie dell'acqua, il rilascio di gas . Ciò rende difficile spiegare l'esperimento e studiare le proprietà del metallo alcalino. La combinazione di dimostrazione convenzionale e proiezione su schermo rende l'esperienza visiva e autentica.
La progettazione di un dispositivo o di un'installazione deve fornire non solo le condizioni per lo svolgimento di una reazione chimica, ma anche la capacità di identificare e visualizzare i segni visibili e nascosti del processo in corso. Quando si dimostra una reazione di neutralizzazione, ad esempio, versando una soluzione acida in una soluzione alcalina utilizzando tornasole o fenolftaleina, il processo di neutralizzazione viene rilevato da un cambiamento nel colore degli indicatori: il tornasole diventa viola e il colore cremisi della fenolftaleina diventa incolore . Il rilascio di calore rimane nascosto all'osservatore. L'uso di un termometro elettrico in un esperimento dimostrativo consente di caratterizzare la reazione in modo più definitivo.
La chiarezza e l'affidabilità della dimostrazione degli esperimenti sono determinate dalla tecnica della sua produzione.
Nell'esperimento di chimica scolastica prima non esistevano strumenti di misura precisi. Tuttavia, oggi è impossibile introdurre gli studenti ai metodi scientifici senza di loro. Per utilizzare tali dispositivi è sufficiente saperli utilizzare correttamente, senza approfondire i dettagli del loro design.
Si tratta principalmente di dispositivi elettrici ed elettronici utilizzati nella conduzione di una serie di esperimenti di elettrochimica, compresi quelli che comportano l'uso di corrente ad alta tensione.
Ogni esperimento condotto da un insegnante o da uno studente deve essere privo di problemi e l'attrezzatura per la sua attuazione deve essere costosa. Una dimostrazione fallita interrompe il flusso della lezione, provoca frustrazione tra gli studenti e spesso porta alla sfiducia nell’insegnante. Le ragioni degli esperimenti falliti sono varie. Uno di questi è l'imperfezione tecnica dei dispositivi, nonché delle loro singole parti e assiemi.
L'affidabilità degli strumenti e degli impianti dipende quindi dalla loro perfezione tecnica. Per fare questo è necessario disporre in ogni aula di chimica di set di utensili standardizzati in quantità strettamente necessarie e sufficienti per effettuare vari tipi di esperimenti chimici; set di unità universali e parti di collegamento che garantiscono tenuta e facilità di installazione. Questi includono una varietà di collegamenti: giunti in gomma, vetro (smerigliato e piegato), guarnizioni in gomma e plastica.
L'affidabilità dei dispositivi e degli impianti dipende anche dal loro corretto stoccaggio e trasporto. Ad esempio, la vetreria e gli accessori spesso si guastano a causa di una conservazione impropria nell'armadietto (senza impilarli negli armadietti).
L'affidabilità e l'eccellenza tecnica degli strumenti e delle installazioni shizhio garantiscono il rispetto delle norme di sicurezza durante l'esecuzione di esperimenti chimici. L'attuazione di questo requisito dipende, ovviamente, non solo dallo stato della base didattica e materiale dell'aula di chimica, ma anche dalla misura in cui l'insegnante ha padroneggiato la tecnica dell'esperimento chimico, dalla sua conoscenza dell'intero arsenale di attrezzature didattiche necessarie alla sperimentazione, precisione e cultura del lavoro.
I dispositivi in ​​cui vengono condotti gli esperimenti devono essere preparati in anticipo, testati ripetutamente e i manuali operativi o passaporti di dispositivi e installazioni devono essere studiati attentamente dall'insegnante.
Il lavoro sicuro è determinato da documenti normativi, in particolare "Norme di sicurezza per le aule di chimica (laboratori) nelle scuole secondarie del sistema parlamentare dell'URSS". Va notato che nella maggior parte dei casi il pericolo è causato dalla negligenza dello sperimentatore, dalla violazione o dal mancato rispetto diretto delle istruzioni per l'uso di dispositivi o installazioni. Riscaldamento di liquidi infiammabili su fiamma libera, selezione errata di quantità, concentrazioni e volumi di sostanze reagenti, stoccaggio di gas infiammabili ed esplosivi in ​​gasometri di vetro, dimostrazione dell'esplosione di gas in recipienti di vetro, collegamento di apparecchi elettrici progettati per bassa tensione alla rete, utilizzo elettrodomestici fatti in casa tecnicamente imperfetti: le cause più comuni di situazioni pericolose.
Nei dispositivi e negli impianti industriali, i requisiti di sicurezza sono determinati dai documenti normativi pertinenti V. si riflettono nelle caratteristiche di progettazione di questo dispositivo. Ad esempio, dotare gli apparecchi elettrici di coperture protettive, spine polari (per impedire che il dispositivo venga collegato a una normale presa di corrente), blocco meccanico delle prese (bloccandole nella posizione desiderata), ecc.
I dispositivi e gli impianti fatti in casa possono essere utilizzati a scuola solo nei casi in cui siano tecnicamente affidabili e sicuri. Uno dei requisiti per un esperimento chimico scolastico è la sua breve durata, determinata dal tempo limitato della lezione.
Quando si imposta un esperimento in una lezione, è necessario tenere conto di quanto segue: la fattibilità di includere esperimenti in una determinata fase della lezione, la necessità di spiegarli (anche utilizzando altri strumenti didattici), la possibilità di ripetere l'esperimento per correggere l'osservazione e ottenere risultati affidabili.
La progettazione razionale dei dispositivi e degli impianti, il loro corretto utilizzo secondo il ritmo e le fasi della lezione garantiscono il raggiungimento degli obiettivi prefissati in un arco di tempo calcolato con precisione. Ad esempio, il risparmio sui tempi di insegnamento può essere ottenuto non solo riducendo le operazioni ausiliarie durante l'installazione di un dispositivo o di un impianto, ma anche grazie alla comodità e alla velocità della loro implementazione. Ciò è notevolmente facilitato dal design ben congegnato del dispositivo. Ad esempio, il riscaldamento è una delle operazioni ripetute più frequentemente. Pertanto, è necessario creare riscaldatori che forniscano la capacità di funzionare in modalità predeterminate.
La durata media di un esperimento di laboratorio e di una dimostrazione separata non deve superare i 5 - 6 minuti di lezione e, durante l'esecuzione del lavoro pratico, 15 - 20 minuti. Ritardare il tempo dell'esperimento oltre le norme stabilite riduce l'interesse per l'esperimento, sconvolge il ritmo e la struttura della lezione e non consente la formalizzazione dei risultati della ricerca.
Alcuni esperimenti (ad esempio sulla corrosione dei metalli) richiedono molto tempo. Tale esperimento viene effettuato per fasi; nella prima lezione vengono discusse le condizioni dell'esperimento e viene eseguita l'implementazione; nelle successive una o due lezioni vengono registrati i risultati ottenuti. Per eseguire tali esperimenti in classi parallele, è necessaria una maggiore quantità di attrezzature dello stesso tipo, che possono essere sostituite con altre simili per lo scopo previsto (ad esempio, al posto delle boccette è possibile utilizzare bicchieri).
Va tenuto presente che l'attrezzatura didattica per un esperimento chimico può funzionare con successo se nell'aula di chimica vengono create determinate condizioni; in particolare, ci sono collegamenti di comunicazione adeguati, sono state predisposte le forniture di Halo, acqua ed elettricità, i posti di lavoro per insegnanti e studenti sono organizzati in modo razionale e il sistema di posizionamento e stoccaggio delle attrezzature didattiche è attentamente studiato.
Queste e altre domande sono trattate nel libro “Gabinetto di Chimica”. Pertanto, qui consideriamo principalmente nuove questioni riguardanti l'implementazione dei requisiti metodologici e delle norme di sicurezza durante l'esecuzione di un esperimento chimico. Questi includono principalmente le moderne apparecchiature elettriche nell'aula di chimica, poiché la conduzione di esperimenti di elettrochimica e il funzionamento di riscaldatori elettrici richiedono non solo strumenti affidabili, ma anche sicuri, nonché condizioni adeguate per il loro utilizzo nel processo di apprendimento.
La composizione delle apparecchiature elettriche e le regole per il suo funzionamento in un'aula di chimica scolastica sono determinate dai seguenti documenti normativi; “Elenchi standard dei sussidi didattici e delle attrezzature didattiche per le scuole secondarie” per il XII piano quinquennale (di seguito “Elenchi-12”), Sez.; chimica; Norme di sicurezza per le aule di chimica (laboratori) nelle scuole secondarie del Ministero della Pubblica Istruzione dell'URSS; GOST “Attrezzature scolastiche. Requisiti generali di sicurezza."
L'attrezzatura elettrica dell'aula di chimica comprende apparecchiature fisse (kit di alimentazione elettrica per l'aula di chimica, KHE, pannello di alimentazione, apparecchio per la distillazione dell'acqua) e apparecchiature portatili (vari apparecchi e impianti elettrici, apparecchiature di proiezione). Tutti gli apparecchi elettrici sono suddivisi in quattro classi in base al metodo di protezione contro le scosse elettriche: OT, I, II, III. Nell'aula di chimica l'insegnante lavora con apparecchiature elettriche appartenenti alle classi I, II, III.
La prima classe comprende dispositivi fissi e installazioni che richiedono la messa a terra. La seconda classe comprende tutti i tipi di apparecchi elettrici (stufe, stufe dimostrative) che sono collegati alla rete, ma non sono collegati a terra, poiché hanno un isolamento doppio o rinforzato.
La terza classe comprende dispositivi che non hanno circuiti elettrici né interni né esterni con una tensione superiore a 42 V (riscaldatori da laboratorio come NLSH, NPU, NPESH, vedi pp. 108, 109).
Gli insegnanti e gli assistenti di laboratorio lavorano con strumenti e installazioni di prima e seconda elementare. Gli studenti utilizzano solo attrezzature di terza elementare per il laboratorio e le attività pratiche.
Nelle scuole di nuova costruzione, le apparecchiature fisse alimentate da corrente trifase vengono installate dalle organizzazioni edili. Tuttavia, nella maggior parte delle scuole, gli specialisti devono ancora installarlo. Il più conveniente a questo scopo è il muro adiacente alla stanza del laboratorio.
Utilizzando il kit di alimentazione per l'aula di chimica (KEH), il tavolo dimostrativo dell'insegnante viene alimentato con una corrente elettrica di tensione alternata 220 V e 42 V e le postazioni di lavoro degli studenti con una corrente elettrica di tensione alternata 42 V. Il KEH è dotato con un dispositivo differenziale di tipo UZOSH.
Per eseguire esperimenti di elettrochimica che richiedono una tensione continua fino a 12 V, è necessario utilizzare l'alimentatore “Practicum” (dall'aula di fisica).
Per alimentare gli apparecchi elettrici, sul tavolo dimostrativo specializzato per l'aula di chimica sono installate due prese: 220 V e 42 V ad una distanza di almeno 1,5 m dal rubinetto dell'acqua (ad esempio, sulla parete laterale della parte dimostrativa dell'aula tavolo).
Per alimentare gli apparecchi elettrici, nelle postazioni di lavoro degli studenti (ad esempio, sul pannello laterale del tavolo) è posizionata una presa da 42 V. Presenta fori a fessura posizionati perpendicolari tra loro e progettati per accogliere una spina con una corrispondente disposizione di spine piatte.
Quando si creano e si utilizzano dispositivi fatti in casa e industriali, è necessario ricordare i seguenti requisiti di sicurezza (secondo GOST sopra):
1. Nei sistemi chiusi che trasportano corrente, la tensione consentita per gli studenti non è superiore a 42 V CA e CC; per l'insegnante - -220 V AC e 110 V DC.
2. Nei sistemi di trasporto di corrente aperti (nei dispositivi con parti scoperte di conduttori e quando si lavora con elettroliti), per insegnanti e studenti è consentita una tensione non superiore a 12 V CA e CC.
3. Quando si lavora con elettroliti in recipienti chiusi con dispositivi speciali (involucri, coperchi, ecc.), la tensione per gli esperimenti degli studenti è consentita fino a 42 V CA e CC e per gli esperimenti degli insegnanti - PO V.
4. Il valore massimo del consumo di energia elettrica nell'aula di chimica non deve superare 2,2 kW (ad esempio, non è possibile accendere contemporaneamente 20 riscaldatori per provette, un apparecchio di proiezione e un apparecchio di distillazione).
L'insegnante deve tenere presente che nell'aula di chimica le prese (220 V) e gli interruttori, secondo le norme per gli impianti elettrici, devono essere posizionati ad un'altezza di 1,8 m dal pavimento.
Un requisito obbligatorio quando si lavora con apparecchiature elettriche è uno studio approfondito preliminare delle istruzioni per il suo funzionamento.
Va inoltre ricordato che la corrente elettrica viene accesa sui tavoli di laboratorio degli studenti solo durante gli esperimenti. Durante le ore non lavorative, i luoghi di lavoro devono essere privi di tensione.
La corrente elettrica viene accesa tramite un quadro situato nel locale laboratorio. Lo scudo è dotato di un interruttore di alimentazione generale e di un indicatore di alimentazione.
Per effettuare ogni tipo di esperimento è necessario che in ogni ufficio vengano realizzati set di strumenti, impianti, vetreria e forniture di laboratorio, sempre pronti all'uso.
L'attrezzatura fornita alle scuole secondo l'attuale Elenco delle attrezzature didattiche consente a ciascuna classe di chimica di creare autonomamente tali kit se non fosse possibile acquistarli già pronti.
Per implementare con successo un esperimento chimico utilizzando il nuovo programma, sono necessari i seguenti kit.
Per l'esperimento dimostrativo: un set di riscaldatori elettrici a bassa inerzia per liquidi e solidi fino alla temperatura di 300°C (in beute, bicchieri, crogioli, tazze); una serie di utensili, parti e assiemi per l'installazione di dispositivi e impianti in cui le reazioni chimiche vengono eseguite in condizioni normali; una serie di parti e assiemi per esperimenti con sostanze nocive senza trazione; kit di conteggio e misurazione (misurazione di massa, temperatura, tempo, tensione, pI ed esecuzione di calcoli aritmetici su display luminoso dimostrativo); un kit per effettuare reazioni catalitiche (un set di tubi e riscaldatori catalitici, catalizzatori su supporti); kit per esperimenti con gas (infiammabili ed esplosivi); kit per esperimenti con corrente elettrica ad alta tensione; una serie di strumenti e apparecchi specializzati (per ottenere e immagazzinare gas, ottenere acqua distillata, illustrare alcune leggi, ecc.); un insieme di componenti e parti per proiettare esperimenti sullo schermo; un set di flaconi da 250 ml per soluzioni reagenti; un set di flaconi con tubo inferiore da 1 - 2 litri per conservare una scorta di soluzioni reagenti.
Per un esperimento studentesco: un set per esperimenti di laboratorio e lavoro pratico, compreso un set di reagenti secchi in barattoli e le loro soluzioni in boccette per uso costante e occasionale; piccolo set di accessori; set di piatti di piccolo volume (25 - 50 ml); una serie di giunti e gruppi per il montaggio di varie opzioni di strumenti; un insieme di attrezzature ausiliarie da laboratorio (bacinelle per il lavaggio, contenitori per rifiuti, portaprovette e rack da laboratorio per il fissaggio di strumenti, vetreria e accessori).
Questi kit dovrebbero offrire agli studenti l'opportunità di svolgere in modo variabile e sicuro attività pratiche e di laboratorio in vari modi: utilizzando quantità macro e micro di reagenti, il metodo a goccia, utilizzando sostanze in vari stati di aggregazione.
Nell’organizzare le postazioni di lavoro degli studenti, l’insegnante deve determinare l’opzione di posizionamento delle attrezzature che meglio si adatta al suo stile di lavoro: set fissati permanentemente al tavolo di laboratorio o dispense fornite su vassoi prima del lavoro pratico.
Il sistema per posizionare reagenti, vetreria e accessori sui tavoli da laboratorio o quando conservati in laboratorio dovrebbe fornire agli studenti una selezione rapida e corretta delle bottiglie con i reagenti, i componenti necessari per l'installazione degli strumenti, ordine e comodità sul posto di lavoro.
Gli stessi requisiti valgono per la postazione di lavoro dell’insegnante e soprattutto per il tavolo dimostrativo.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'organizzazione del tavolo di preparazione in laboratorio, alla conservazione e al posizionamento di reagenti, vetreria, accessori, vassoi con dispense in armadi componibili.
Stoviglie e bicchieri devono essere conservati in contenitori (di gommapiuma o polistirolo), che possono essere realizzati dagli studenti sotto la guida degli insegnanti di chimica e di formazione professionale.
Secondo le esigenze della riforma scolastica è stata ampliata la gamma degli esperimenti dimostrativi (proiezione di esperimenti di cromatografia su uno schermo, ecc.) e degli esperimenti studenteschi (elettrolisi, produzione di ozono, ecc.).
I requisiti del progresso scientifico e tecnologico - elevare l'esperimento come base per lo studio della chimica a un livello superiore, per garantirne la chiarezza, l'evidenza, l'affidabilità, la sicurezza, per mostrare con l'aiuto di attrezzature didattiche l'applicazione delle leggi della chimica nella tecnologia chimica, nonché la connessione della chimica con la fisica e la biologia - determinare le direzioni principali per lo sviluppo di attrezzature didattiche per esperimenti chimici scolastici:
creazione di dispositivi multifunzionali che consentono di eseguire diversi esperimenti in un unico dispositivo. Questi dispositivi includono unità e parti (moduli) standardizzati, che offrono allo studente insegnante l'opportunità di installare rapidamente e comodamente le installazioni necessarie per dimostrazioni e lavoro indipendente degli studenti;
creazione di nuovi elettrodomestici: riscaldatori specializzati a bassa inerzia; dispositivi automatici e ausiliari (per ventilazione forzata, controllo illuminazione, tende, ecc.);
miniaturizzazione ottimale delle attrezzature didattiche, che garantisce un risparmio di materiali e consente agli studenti di svolgere razionalmente un lavoro autonomo con piccole quantità di sostanze;
l'uso della tecnologia elettronica per registrare non solo i risultati qualitativi, ma anche quantitativi degli esperimenti;
realizzazione di strumenti e installazioni per connessioni interdisciplinari tra chimica e fisica e biologia;
l'uso di nuovi materiali e tecnologie strutturali nella produzione di apparecchiature didattiche: semiconduttori al germanio, estensimetri che convertono la pressione del gas in un segnale elettrico, plastica, parti in vetro con superficie curva e, in futuro, cristalli liquidi, materiali in fibra ottica;
realizzazione di un esperimento chimico scolastico sulla base di attrezzature tipiche e standard, garantendo la compatibilità razionale delle singole parti e assiemi, i set nel loro insieme e la capacità di installare rapidamente e correttamente varie opzioni per dispositivi e installazioni in un'aula di chimica scolastica.
In questo manuale, gli autori si concentrano principalmente sull'uso di attrezzature nuove e modernizzate, che consentono di migliorare la tecnica e la metodologia degli esperimenti chimici scolastici.

COSTITUZIONE DI ESPERIMENTI DIMOSTRATIVI

ATTREZZATURE PER ESPERIMENTI DIMOSTRATIVI
Componenti e parti tipici, set di utensili e accessori per l'installazione di dispositivi e impianti
Nella pratica scolastica, per condurre un esperimento dimostrativo chimico vengono utilizzati vari vetreria chimica da laboratorio e forniture di laboratorio (tubi di vetro e gomma, rubinetti, morsetti a vite e a molla, guarnizioni ignifughe, triangoli per crogioli, ecc.). Questa apparecchiatura viene utilizzata per condurre esperimenti sia semplici che più complessi su dispositivi e installazioni. Il primo gruppo di esperimenti comprende: separazione di una miscela di sostanze; interazione dell'acqua con ossidi di fosforo e calcio e test degli idrossidi risultanti con indicatori; sublimazione dello iodio; reazioni di scambio (produzione di idrossidi insolubili e studio delle loro proprietà, precipitazione dei sali, ecc.); il rapporto tra idrocarburi saturi e soluzione di permanganato di potassio, alcali, acidi; interazione del glicerolo con sodio; solubilità del fenolo in acqua a temperatura normale e quando riscaldato; il rapporto tra gli acidi stearico e oleico e l'acqua bromo e una soluzione di permanganato di potassio e alcuni altri esperimenti. Per la loro installazione vengono utilizzati matracci, bicchieri, cilindri con piastre, provette dimostrative con una capacità di 50 ml (tipo PH-21), crogioli, vaschette di evaporazione, ecc.
La tecnica per lavorare con questa attrezzatura è semplice e ben nota all'insegnante di chimica, quindi gli autori non la rivelano.
Un altro gruppo di esperimenti dimostrativi (circa 40) richiede l'uso, insieme alla vetreria chimica e alle forniture di laboratorio, di parti e assemblaggi speciali, che di solito vengono installati dall'insegnante (laboratorio) stesso, se la scuola non dispone di appositi kit industriali.
La preparazione di tali parti e assiemi sotto forma di kit per vari scopi, il loro posizionamento razionale nell'aula di chimica sono condizioni necessarie per la riuscita attuazione di esperimenti di varia complessità.
Componenti tipici di strumenti e installazioni didattiche includono vari reattori, dispositivi per il trasferimento dei prodotti di reazione (tappi con tubi, giunti, estensioni, coni, ecc.) e ricevitori. Un po' meno comunemente usati sono i recipienti per la pulizia, l'essiccazione dei gas, i frigoriferi, un imbuto Buchner e una beuta Bunsen per il filtraggio sotto vuoto (Fig. 1).
Reattori. Tra i reattori, i più comuni sono due tipi: il primo tipo è un reattore sotto forma di vari palloni (palloni a fondo tondo, palloni con estensione - palloni Wurtz, ecc.); il secondo tipo è un reattore a forma di tubo disposto orizzontalmente o verticalmente (vedi risguardo I).
Nelle installazioni complesse vengono talvolta utilizzati entrambi i tipi di reattori.
Il risguardo I presenta i reattori sotto forma di vari palloni con i componenti più comunemente usati: un tappo con tubi, un imbuto, un termometro. Nei dispositivi assemblati utilizzando le parti appropriate, è possibile effettuare una serie di esperimenti dimostrativi con la produzione di gas o sostanze volatili: produzione di cloro, acido cloridrico, ammoniaca, ossido di zolfo (IV), acetilene con il metodo del carburo, nitrazione del benzene, ecc. (vedi risguardo P).
La scelta del pallone del reattore è determinata dalla natura dell'esperimento dimostrativo. Di norma vengono utilizzati palloni a fondo tondo (capacità del pallone 200 - 250 ml) perché sono più durevoli e possono sopportare un riscaldamento delicato direttamente dalla fiamma del bruciatore. Per molti esperimenti (distillazione di liquidi, produzione di gas, ecc.) sono convenienti i palloni con prolunga (palloni di Wurtz). I palloni devono essere chiusi ermeticamente con tappi di gomma o muniti delle parti necessarie.
Un imbuto gocciolatore con tappo (risguardo G) è la parte più spesso utilizzata nella produzione di gas. Spesso, per equalizzare la pressione all'interno del pallone e la pressione atmosferica, l'estremità dell'imbuto viene immersa in una piccola provetta situata sul fondo del pallone del reattore. Tuttavia, il più comodo da usare è un pallone da reattore, dotato di un imbuto sferico con un tubo di uscita del gas (risguardo I): in un pallone a due colli viene utilizzato un imbuto prodotto industrialmente per lavorare con sostanze nocive (tipo VVRV) ( risguardo I) La presenza di una sezione sottile, purtroppo, ne limita l'applicazione, in quanto l'imbuto viene fornito alle scuole completo di fiaschetta con la stessa macinatura.
In alcuni casi - (per la distillazione di liquidi) è necessario un termometro inserito nel tappo (risguardo I). Un tappo collegato da una piccola provetta attraverso tubi di vetro e gomma è conveniente per introdurre piccole quantità di sostanze polverose nel pallone del reattore.
* Usando una spirale elettrica, puoi eseguire una serie di esperimenti in beute, ad esempio la decomposizione termica di legno, torba, scisti bituminosi, carbone e prodotti petroliferi.
Come reattore possono essere utilizzati anche diversi tipi di tubi v (vedi risguardo I): tubi di reazione diritti, di cloruro di calcio (con sfera e a forma di arco), tubi di reazione diritti con una lunghezza di 200 mm e un diametro di 15 - 20 mm ( per alcuni esperimenti sono necessari tubi più lunghi - 400 mm con 25 mm di diametro) realizzati in vetro resistente al calore o al quarzo, nonché ferro (diritto e curvo ad angolo retto) e porcellana.
Numerosi esperimenti possono essere condotti in normali tubi di vetro (reattori tubolari) utilizzando il riscaldamento con una fiamma libera. Eseguono, ad esempio; dimostrare la decomposizione del carbonato basico di rame; riduzione dell'ossido di rame (II) con idrogeno; ossidazione catalitica dell'ossido di zolfo (IV) in ossido di zolfo e dell'ammoniaca in ossido di azoto (II); esperimento quantitativo: determinazione della massa di ossido di zolfo (IV) formata durante la combustione di una certa massa di zolfo aumentando la massa di idrossido di sodio che ha assorbito il prodotto di reazione risultante.
I reattori tubolari sono generalmente necessari per esperimenti ad alta temperatura, per reazioni in un flusso (gas, liquido).
Non in tutti i casi è possibile utilizzare bruciatori a gas; Pertanto, da tempo vengono utilizzati riscaldatori elettrici, la cui descrizione è riportata nei manuali per esperimenti chimici.
Si consiglia spesso di utilizzare l'amianto per realizzare forni a tubi riscaldati elettricamente fatti in casa. Tuttavia, il suo utilizzo nelle aule di chimica scolastica è stato recentemente vietato. Riscaldamento elettrico tramite spirale, utilizzabile senza amianto. Alcuni esperimenti vengono condotti in tubi di vetro riscaldati elettricamente (ossidazione dell'ossido di zolfo (IV) in ossido di zolfo (VI) in presenza di un catalizzatore solido, sintesi dell'ammoniaca, ossidazione catalitica dell'ammoniaca).
La spirale elettrica può essere utilizzata in altro modo. Il tubo attraverso il quale viene tirata la spirale elettrica (risguardo L) è riempito con un catalizzatore. In un tale reattore, l'ammoniaca viene ossidata in ossidi di azoto, in presenza dello stesso catalizzatore: ossido di cromo (III).
Su un supporto ceramico nello stesso reattore, l'ossido di zolfo (IV) può essere ossidato in ossido di zolfo (VI).
I reattori dovrebbero anche includere dispositivi speciali per bruciare i gas l'uno nell'altro. Possiedono un bruciatore industriale universale.
Dispositivi per il trasferimento e la raccolta dei prodotti di reazione. Per un montaggio e uno smontaggio rapido e affidabile dei dispositivi, vengono utilizzati elementi di collegamento sotto forma di transizioni, curve, giunti, lunghezze, chiusure e attacchi. Da un numero limitato di tali parti, soprattutto quando hanno superfici rettificate, è possibile assemblare tutta una serie di dispositivi. I più comuni sono i giunti a cono intercambiabili. I coni possono essere resi non spessi mediante metodi di macinazione, ma anche mediante calibratura a caldo - piegatura. Si distingue quindi tra coni con superficie rettificata (KS) e coni con superficie non lucidata (KN). I prodotti piegati presentano numerosi vantaggi rispetto a quelli rettificati: maggiore resistenza meccanica, non si inceppano e si separano facilmente, si sporcano meno, possono funzionare anche senza lubrificazione e sono trasparenti.
Per la depurazione e l'essiccazione dei gas vengono utilizzate diverse bottiglie di lavaggio (vedi risguardo I). Sono riempiti con liquido (più spesso vengono utilizzati acido solforico concentrato e una soluzione alcalina) con assorbitori solidi (idrossidi di sodio e calcio, cloruro di calcio).
Per gli assorbitori solidi vengono utilizzati anche tubi di cloruro di calcio con sfera e colonne di assorbimento. Questi ultimi possono essere ricevitori di prodotti di reazione, ad esempio acido cloridrico e acido cloridrico sintetico. Come ricevitori possono essere utilizzati anche vari recipienti chimici: provette, matracci, bicchieri.
Vengono utilizzate così le bottiglie per lavaliquidi (Drexel, Wulf a due colli e tre colli). come i recipienti di sicurezza per la filtrazione sotto vuoto. Per eseguire questa operazione è necessario disporre di un pallone a pareti spesse con prolunga (Bunsen) e di un imbuto in porcellana con fori (Buchner).
Le unità tipiche per la raccolta dei gas e la loro dissoluzione sono presentate nel risguardo II.
Attualmente, tutte le parti e gli assemblaggi tipici per l'installazione di vari strumenti e impianti sono inclusi in set speciali prodotti dall'industria: un set di vetreria chimica da laboratorio e accessori per esperimenti dimostrativi di chimica (NPH) per le scuole secondarie incomplete e complete e un set di parti e assiemi per l'installazione di dispositivi che illustrano la produzione chimica (NDHP-M).
Questi kit comprendono più di 50 parti diverse che garantiscono l'installazione non solo di strumenti tradizionali, ma anche speciali e installazioni per organizzare tutti gli esperimenti chimici dimostrativi nei corsi di chimica delle scuole medie e superiori.

Strumenti specializzati, dispositivi, installazioni
Per eseguire determinati esperimenti dimostrativi vengono utilizzati strumenti, dispositivi e installazioni specializzati. Di norma, si tratta di strumenti fissi: un apparecchio per la produzione di gas (Kippa), un gasometro, uno strumento per l'elettrolisi, un dispositivo per dimostrare la dipendenza della velocità delle reazioni chimiche dalle condizioni, ecc.
Le installazioni sono assemblate da strumenti, parti e assiemi di kit e set di produzione industriale (set per esperimenti con corrente elettrica, kit per proiezione di esperimenti su schermo, ecc.).
1. Dispositivi per dimostrare esperimenti con sostanze dannose per la salute senza dispositivi di scarico Nel corso di chimica scolastica ci sono molti esperimenti sullo studio delle proprietà delle sostanze volatili dannose per la salute (cloro, bromo, acido cloridrico, idrogeno solforato, ossidi di azoto, ammoniaca, monossido di carbonio (I), alcune sostanze organiche).
Di solito si consiglia di procurarsi queste sostanze e familiarizzare con le loro proprietà utilizzando la trazione con iodio. La distanza delle cappe chimiche dalle postazioni di lavoro degli studenti e la presenza di abbagliamenti sulla superficie vetrata dell'armadio compromettono la visibilità delle manifestazioni, ma ne garantiscono la sicurezza.
Una delle direzioni per migliorare tali dimostrazioni è stata la creazione di dispositivi chiusi ad un assorbitore. L'uso di questi dispositivi garantisce chiarezza, affidabilità, sicurezza, accessibilità e semplicità dell'esperimento dimostrativo.
In connessione con la nuova tecnologia per la produzione di parti in vetro e unità con superfici curve, è diventato possibile realizzare tutti i requisiti specificati, inclusa l'idea dell'installazione verticale di strumenti didattici in chimica.
È da notare che gli strumenti ed i dispositivi che compongono il sistema chiuso sull'assorbitore sembrano più complessi rispetto ai dispositivi convenzionali a causa dell'introduzione di nuovi dettagli progettuali, ma da un punto di vista metodologico ciò è consigliabile.
Il numero di nuovi elementi strutturali è piccolo e possono essere utilizzati in molti dispositivi per effettuare reazioni con sostanze volatili.

Il luogo di un esperimento chimico in una lezione moderna. Istituto scolastico municipale Liceo n. 15 del distretto Zavodsky di Saratov Safarova M.A. "Un bellissimo esperimento in sé è spesso molto più prezioso di venti formule ottenute nella replica del pensiero astratto" A. Einstein La tendenza moderna dell'umanizzazione dell'educazione comporta lo sviluppo della natura personale dell'individuo, l'installazione di materiale educativo in conformità con gli interessi e i bisogni dello studente, la creazione di condizioni per l'autodeterminazione, l'autorealizzazione della personalità del bambino, fornendo alla sua mente non conoscenze e fatti già pronti, ma strumenti per l'apprendimento. Il fattore principale in questa forma di apprendimento è l'orientamento alla ricerca del problema e al progetto. Il successo delle odierne tecnologie educative è determinato da un sistema di azioni mirate congiunte dell'insegnante e dello studente per raggiungere i risultati pianificati di formazione, istruzione e istruzione. Se parliamo del posto dell'esperimento nella moderna educazione scientifica scolastica, allora, senza dubbio, vale la pena notare il suo uso insufficiente per diversi motivi: riduzione delle ore di lezione di chimica, limitazione dei reagenti e dei materiali utilizzati. Tuttavia, i dati sperimentali in tutte le fasi della lezione e delle attività extracurricolari servono come strumento per attivare l'attività cognitiva degli studenti, sviluppare capacità di ricerca, capacità analitiche e riflessive, socializzazione e adattamento dell'individuo nella società. Si ritiene che in questo caso sia coinvolta la memoria emotiva dello studente, che consente di migliorare la memorizzazione e la comprensione della conoscenza, nonché di combinare gli aspetti teorici e pratici della scienza. uso efficace dell'esperimento L'uso dell'esperimento è possibile sotto forma di diverse forme di organizzazione, come un esperimento illustrativo (dimostrativo), esperimenti e lavoro di laboratorio, lavoro pratico ed esperimenti, esperimento extracurriculare (ricerca) ed esperimento domestico. Per implementare efficacemente la componente sperimentale della lezione, è necessario uno studio dettagliato di tutte le fasi dell'esperimento. L'insegnante deve tenere conto della chiarezza di questo esperimento, della sua sicurezza per l'insegnante e gli studenti (è necessario

osservare tutte le precauzioni), l'opportunità di utilizzarlo per illuminare un problema specifico. I dati ottenuti e i risultati dello studio devono essere interpretati e corredati di commenti e conclusioni logiche e corrette. Se consideriamo la struttura della lezione, in ogni fase della lezione esiste una nicchia corrispondente per la componente sperimentale. Pertanto, nella fase iniziale, quando si comunicano gli obiettivi della lezione e si pianificano i suoi risultati, l'uso di un esperimento problematico con contenuti non standard o un risultato inaspettato può incoraggiare gli studenti a impegnarsi in attività cognitive attive nella lezione e interessare gli studenti. Di norma, un simile esperimento dimostrativo può essere eseguito da un insegnante o da uno studente appositamente formato; è indispensabile anche l'uso di materiali di laboratorio virtuali e processi simulati al computer. Nel processo di aggiornamento del materiale nella lezione, comprese le interazioni di tutti i partecipanti al processo educativo, un esperimento di ricerca dimostrativo ed esperimenti e lavori di laboratorio consentono di visualizzare processi e reazioni chimiche, consolidare le conoscenze e le abilità acquisite, ottenere conferma dell'ipotesi formato dallo studente durante la visione di un esperimento problematico all'inizio della lezione (o confutandolo). In questo caso, l'insegnante offre agli studenti di svolgere semplici esperimenti utilizzando un determinato algoritmo, che porterà sicuramente al risultato desiderato. È importante quando l’insegnante incoraggia i bambini a discutere, commentare e riassumere le conclusioni degli studenti, e il bambino sviluppa una posizione chiara sulla correttezza e coerenza dei risultati ottenuti. La funzione ideologica ed educativa di un esperimento basato su problemi e di ricerca consente agli studenti di formare e correggere le proprie idee su vari processi e fenomeni, collegare l'esperienza di laboratorio e fenomeni quotidiani o industriali, utilizzare le competenze acquisite nelle fasi successive di studio e spiegare fenomeni e processi simili. Nella fase di consolidamento del materiale, è possibile includere un esperimento sotto forma di lavoro pratico, oppure è possibile utilizzare compiti e compiti basati su dati sperimentali precedentemente ottenuti o compilarli per situazioni che richiedono una soluzione pratica (metodo dei casi) . In questo caso, possiamo parlare dell'implementazione di un approccio basato sulle competenze nell'insegnamento, nelle connessioni interdisciplinari e

applicazione delle conoscenze e delle abilità degli studenti in specifiche situazioni di vita. Pertanto, la determinazione dei cloruri utilizzando il nitrato d'argento può essere testata non solo su una soluzione di laboratorio, ma anche sulla normale acqua di rubinetto e minerale; la determinazione dell'acido lattico utilizzando un sale di ferro può essere effettuata per confronto in un lavaggio della pelle, ecc. Agli studenti può essere chiesto di creare un algoritmo per risolvere un compito simile per un diverso insieme di reagenti, un diverso insieme di oggetti e condizioni. Di norma, tali compiti costringono gli studenti ad applicare le conoscenze acquisite per risolvere problemi sanitari, ambientali e industriali. La fase successiva della lezione è la riflessione sulle conoscenze e abilità acquisite, l'analisi critica delle informazioni ricevute e i propri risultati nelle fasi della lezione. In questa fase, lo studente comprende il corso e i risultati dell'intera lezione; le informazioni ricevute durante la lezione da varie fonti formano immagini stabili e distinte di nuove competenze e abilità. Tutti i fatti e i dati utilizzati devono essere chiaramente collegati ai risultati ottenuti, tutte le domande problematiche e di ricerca della lezione devono essere risolte. Attualmente, la pratica di introdurre esperimenti domestici è ampiamente utilizzata, il che senza dubbio serve non solo ad espandere e approfondire le conoscenze e le competenze degli studenti, aiuta a soddisfare la ricerca e gli interessi cognitivi degli studenti, ma contribuisce anche allo sviluppo dell'attività creativa, realizzazione del collegamento tra scienza e vita. Un esperimento di ricerca scientificamente problematico e basato sulla progettazione è di particolare valore. Di norma, la sua attuazione è possibile al di fuori della lezione in attività extrascolastiche o di club. Tale attività può comprendere tre diversi gradi di libertà: 1) realizzazione del lavoro di ricerca individualmente o in piccolo gruppo secondo uno schema già noto, ma con un risultato imprevedibile. La generalizzazione dei risultati di un simile compito sperimentale avviene, di regola, sotto forma di discussione o dialogo. Pertanto, la determinazione qualitativa di cloruri e nitrati può essere effettuata in campioni di acque naturali e minerali, estratti dalla polpa di verdure e frutta. 2) attuazione da parte degli studenti di un lavoro di ricerca per studiare un oggetto specifico utilizzando metodi e tecniche scelti dagli studenti in co-creazione con l'insegnante. Come esempio

è possibile proporre l'isolamento e lo studio del comportamento di indicatori naturali in soluzioni di varia acidità; sintesi di sostanze organiche e inorganiche; determinazione quantitativa e qualitativa di vari componenti negli oggetti naturali. 3) in questo caso lo studente stesso si pone il problema, sceglie gli obiettivi e le modalità di conduzione della ricerca. Il ruolo dell'insegnante è quello di guidare e consigliare con competenza lo studente. Lo studente analizza un possibile oggetto di ricerca da tutti i lati, considerando possibili metodi, conduce un possibile esperimento ed elabora i risultati della ricerca, presentando un risultato specifico per la discussione, difende la propria posizione, guidato dalle conoscenze e competenze acquisite. La dovuta attenzione agli esperimenti chimici nelle lezioni e nelle attività extrascolastiche consente di: stimolare l'interesse degli studenti per la materia, aumentare la motivazione e il successo nella padronanza delle scienze; sviluppare competenze e metodi per lavorare in sicurezza con reagenti e attrezzature; sviluppare nei bambini la necessità di ricevere ed elaborare con successo i risultati della ricerca; mostrare l'unicità e l'interrelazione dei processi e dei fenomeni nella natura, nella vita quotidiana e nel corpo umano; attenzione alle questioni sanitarie e ambientali; aumentare il livello intellettuale degli studenti, rafforzare la posizione dell'individuo nella società. Letteratura. 1. Tyaglova E.V. Attività di ricerca degli studenti di chimica: manuale metodologico. M.: Globus, 2007. 224 p. 2. I.V.Shirshina Chemistry. Attività progettuali degli studenti Volgograd: Insegnante, 2006. – 184 p. 3. I.V.Markina Lezione di chimica moderna. Yaroslavl: Accademia di sviluppo. 2008. 288 p. 4. Eremenko E.B. Condurre un esperimento domestico nel processo di insegnamento della chimica agli alunni della seconda media // Festival delle idee creative “Open Lesson”, http://festival.1september.ru/articles/565314/ 5. O.S. Gabrielyan, L.P. Vatlina “Esperimento chimico a scuola.” M.: “Drofa”, 2005. – 224 p. 6. Esperimento chimico come metodo didattico specifico E.G. Zlotnikov// Rivista “Primo settembre”, aula metodologica. http://him.1september.ru/articlef.php?ID=200702404

II. METODI E TECNICHE DI INSEGNAMENTO DELLA SPERIMENTAZIONE CHIMICA A SCUOLA

2.1. Definizione del concetto di esperimento educativo,

la sua classificazione e il suo posto nell'insegnamento della chimica

Con il concetto di "esperimento chimico educativo su vasta scala" intendiamo un mezzo per insegnare la chimica sotto forma di esperimenti appositamente organizzati e condotti con sostanze (reagenti), inclusi dall'insegnante nel processo educativo a scopo di conoscenza, verifica o prova da parte degli studenti di un fatto, fenomeno o legge chimica nota alla scienza, nonché per consentire agli studenti di padroneggiare determinati metodi di ricerca nella scienza chimica.

Un esperimento chimico educativo dovrebbe essere considerato, prima di tutto, come uno strumento didattico per raggiungere i principali obiettivi di apprendimento. Con l'aiuto di un esperimento chimico a scuola, puoi insegnare ai bambini ad osservare fenomeni, formare concetti, studiare nuovo materiale educativo, consolidare e migliorare le conoscenze, formare e migliorare le abilità pratiche, promuovere lo sviluppo dell'interesse per la materia, ecc.

A differenza di altri mezzi di visualizzazione, un esperimento chimico educativo ha una certa dinamica nel tempo, cioè la manifestazione esterna del processo cambia costantemente, come risultato dell'esperimento si ottengono nuove sostanze che hanno proprietà diverse dalle sostanze originali, e con cui si possono effettuare nuovi esperimenti.

Le caratteristiche e la diversità dei fenomeni chimici e, di conseguenza, l'esperimento chimico educativo ne consentono l'utilizzo letteralmente in tutte le forme e in tutte le fasi del processo educativo.

Tipicamente, gli esperimenti didattici eseguiti nelle lezioni di chimica sono suddivisi, a seconda dell'argomento della loro attuazione, in dimostrazione, esperimenti di laboratorio e lavoro pratico. Un esperimento dimostrativo viene eseguito da un insegnante o da uno studente affinché tutti gli studenti della classe possano vederlo; uno conduce l'esperimento, gli altri osservano l'avanzamento del processo. Gli esperimenti di laboratorio vengono eseguiti, di norma, da tutti gli studenti della classe durante la spiegazione dell'insegnante. Questi esperimenti dovrebbero essere semplici, brevi nel tempo (2-3 minuti) e sicuri da eseguire. Tutto il necessario per le sperimentazioni di laboratorio dovrà essere preparato in anticipo sui banchi degli studenti. Il lavoro pratico è un esperimento di approfondimento di un argomento specifico, svolto dagli studenti sotto la guida di un insegnante durante tutta la lezione.

In linea di principio, questa classificazione dell'esperimento educativo è accettabile non solo in relazione alle lezioni, ma anche per altre forme del processo educativo, come facoltativi, workshop, corsi facoltativi, club di chimica e altre forme di lavoro extracurriculare, ecc.

A seconda del numero di reagenti prelevati per l'esperimento e delle dimensioni della vetreria chimica, l'esperimento chimico didattico è suddiviso in un macro esperimento e un micro esperimento, un esperimento con una piccola quantità di reagenti.

Il microesperimento (micrometodo) sotto forma di reazioni di goccioline e esame microscopico dei sedimenti è ampiamente utilizzato nella chimica analitica. Presenta una serie di ovvi vantaggi: il processo di analisi è semplificato; il risultato desiderato si ottiene più velocemente, il che è particolarmente importante nel lavoro dei laboratori chimici e tecnologici clinici, sanitari e igienici; I reagenti vengono consumati meno; si ottiene una maggiore sensibilità, ecc.

Tuttavia, in ambito scolastico, l’uso di microesperimenti è nella maggior parte dei casi poco pratico. Prima di tutto, questo vale per gli esperimenti dimostrativi, che non hanno senso condurre sotto forma di reazioni di goccioline, poiché gli studenti non saranno in grado di osservare né il corso della reazione né i suoi risultati. Inoltre, l'utilizzo di un microesperimento presuppone la disponibilità di quantità sufficienti (per tutti gli studenti) di attrezzature speciali: micropipette, piastre di reazione, ecc.

A nostro avviso, nelle lezioni pratiche e quando si conducono esperimenti di laboratorio, dovrebbero essere utilizzati metodi che utilizzano piccole quantità di reagenti e gli esperimenti dimostrativi dovrebbero essere condotti sotto forma di macro-esperimento per garantirne una buona visibilità da parte di tutti gli studenti.

A causa del fatto che è impossibile dimostrare alcune reazioni a scuola, quando studiano chimica, gli insegnanti ricorrono al cosiddetto "esperimento mentale": gli studenti immaginano nelle loro menti, senza osservazione sperimentale, alcuni processi che caratterizzano le proprietà delle sostanze, il loro produzione, ecc. ecc., e prevedere mentalmente i risultati a cui questa o quell'esperienza può portare. Proponiamo di chiamare questo tipo di esperimento non un “pensiero” ma un “esperimento virtuale”. Perché crediamo che la parola “virtuale” sia più in sintonia con l’era dell’informatizzazione, cioè il nostro tempo, è moderno. Nei dizionari esplicativi della lingua russa e nei dizionari di parole straniere, la parola “virtuale” significa “inesistente, ma possibile”, “possibile, che può manifestarsi in determinate condizioni”.

A seconda del luogo, possiamo distinguere gli esperimenti chimici didattici a scuola, a casa e sul campo. Inoltre, le esperienze di intrattenimento dovrebbero svolgere un ruolo speciale a scuola. In generale, la classificazione degli esperimenti chimici didattici può essere presentata sotto forma di tabella.

Inutile dire che ogni tipo di esperimento chimico educativo ha i suoi obiettivi specifici e le sue caratteristiche di implementazione. Gli esperimenti dimostrativi in ​​chimica possono essere condotti sotto forma di processi o reazioni naturali; sotto forma di esperimenti di simulazione, quando alcune sostanze vengono sostituite da altre allo scopo di maggiore sicurezza, chiarezza ed efficienza; sotto forma di esperimento multimediale, ovvero visualizzazione di esperimenti in TV, utilizzando un proiettore cinematografico o un computer.

Classificazione dell'esperimento chimico educativo

ESPERIMENTI DI LABORATORIO

LAVORO PRATICO DEGLI STUDENTI

DIMOSTRAZIONE-
SPERIMENTARE

Obiettivo: apprendere nuovo materiale.

Obiettivo: consolidamento e miglioramento delle conoscenze, formazione e miglioramento delle abilità pratiche.

Obiettivo: formare concetti di chimica; insegnare ad osservare i fenomeni.

Azione degli indicatori su acidi e basi.

Reazioni cromatiche a

Esperimenti di simulazione

Esperimento eseguito secondo le istruzioni

Compito sperimentale

Esperimento multimediale

Ottenere diamanti dalla grafite.

Preparazione e proprietà del fenolo.

Sostituzione dell'acqua bromo con acqua iodata.

Sostituzione della formaldeide con glucosio nella reazione dello specchio d'argento.

Preparare l'ossido di rame in tre modi e dimostrare che questa sostanza è un ossido basico.

Dimostrare sperimentalmente che il polietilene contiene carbonio e idrogeno.

Preparazione dell'ossido di carbonio (IV) ed esperimenti con esso.

Preparazione dell'acido etilacetico.

ESPERIMENTO CHIMICO DIDATTICO

ESPERIMENTO SUL CAMPO

ESPERIMENTO VIRTUALE

CASASPERIMENTARE

ESPERIENZE DIVERTENTI

Obiettivo: rendere gli esperimenti chimici più sicuri, più economici e più visivi; sviluppare il pensiero degli studenti.

Obiettivo: favorire lo sviluppo dell'interesse per la materia e un'assimilazione più consapevole delle conoscenze scientifiche.

Obiettivo: formazione e sviluppo dell’interesse degli studenti per la chimica.

Decomposizione dell'ossido di mercurio o sale di bertolite.

Sintesi dell'organico
connessioni.

Produzione di polvere senza fumo.

Eruzione.

Combustione spontanea
lampade ad alcool.

Analisi rapida del suolo e dell'acqua in condizioni di campo.

Chimica dentro
vita di ogni giorno

Ottenere sostanze

Studio delle proprietà delle sostanze

Esperimenti con l'amido.

Esperimenti con lo zucchero.

Ottenere indicatori.

Ottenere l'amido.

Proprietà del sale da cucina, dell'aceto, della soda, ecc.

L'obiettivo principale degli esperimenti dimostrativi è lo sviluppo delle capacità di osservazione, la formazione di nuove conoscenze e concetti di chimica. I principali vantaggi degli esperimenti dimostrativi sono la loro chiarezza, la capacità di indirizzare tempestivamente l’attenzione degli studenti sull’anello principale del processo, risparmiando tempo e reagenti. Tuttavia, questo tipo di esperimento non offre l'opportunità di sviluppare abilità speciali negli studenti.

Gli esperimenti di laboratorio sono notevoli in quanto quando vengono inclusi nella spiegazione di nuovo materiale, gli studenti sono convinti con i propri occhi della correttezza di alcune affermazioni dell'insegnante e allo stesso tempo acquisiscono alcune abilità in un esperimento chimico e sviluppano capacità di osservazione. Allo stesso tempo, la preparazione per condurre questi esperimenti richiede più tempo, i reagenti vengono consumati e l'insegnante deve prestare maggiore attenzione a garantire la sicurezza durante la lezione. Lo scopo principale degli esperimenti di laboratorio è fornire chiarezza durante lo studio di nuovi materiali.

Il lavoro pratico, essendo un'importante fonte di conoscenza di nuovi materiali, contribuisce anche alla formazione e al miglioramento delle abilità pratiche degli studenti. I problemi principali durante la loro attuazione sono la fornitura di reagenti, utensili e attrezzature a tutti gli studenti, nonché l'attuazione delle norme di sicurezza da parte di tutti gli studenti.

Eseguendo esperimenti di laboratorio e lavoro pratico, gli studenti indagano in modo indipendente fenomeni e modelli chimici, assicurandosi della loro affidabilità nella pratica. Naturalmente questa attività pratica degli studenti non può essere svolta senza la parola guida dell'insegnante. È necessario garantire che durante gli esperimenti gli studenti mostrino un approccio creativo, ovvero applichino le loro conoscenze in nuove condizioni. Un vantaggio importante di questi tipi di esperimenti educativi è che gli studenti, a differenza degli esperimenti dimostrativi, coinvolgono quasi tutti i sensi nel processo di apprendimento, il che contribuisce ad un'assimilazione più duratura e profonda del materiale.

Le lezioni pratiche si svolgono solitamente al termine dello studio di uno o più argomenti del corso e perseguono obiettivi specifici.

In primo luogo, è il consolidamento delle conoscenze in chimica, compreso il materiale sperimentale di base, eseguendo in modo indipendente determinati esperimenti da parte degli studenti. Allo stesso tempo, le lezioni pratiche condotte al termine di una serie di argomenti consentono di riassumere con successo materiale sperimentale e teorico, cosa non sempre possibile in una lezione regolare.

In secondo luogo, vi è un ulteriore sviluppo delle abilità pratiche e della padronanza delle tecniche di sperimentazione chimica.

In terzo luogo, l'applicazione creativa della conoscenza si realizza nel processo di soluzione sperimentale di problemi e questioni pratiche, che è di grande importanza per la formazione della capacità di utilizzare la conoscenza in forma attiva, per ampliare gli orizzonti degli studenti sull'applicazione della conoscenza chimica nella vita.

L'abile organizzazione di un esperimento chimico domestico aiuta a sviluppare l'interesse degli studenti per la chimica, ad ampliare i loro orizzonti e a padroneggiare più consapevolmente la conoscenza chimica. Quando aiuta gli studenti a organizzare i laboratori domestici, l'insegnante deve informare i genitori per evitare conseguenze indesiderabili durante lo svolgimento di esperimenti a casa.

Esperimenti divertenti possono essere condotti occasionalmente in classe, ma più spesso utilizzati in attività extracurriculari per formare e sviluppare l'interesse degli studenti per la chimica. Tuttavia, in nessun caso gli esperimenti chimici dovrebbero essere trasformati in trucchi di magia, anche quando vengono dimostrati nelle classi elementari. Pertanto, quando si utilizzano esperimenti chimici didattici in attività extrascolastiche, è necessario utilizzare ampiamente tutti i tipi di esperimenti, compresi gli esperimenti sul campo.

Come esperimenti sul campo, possiamo raccomandare reazioni qualitative al contenuto dei singoli elementi negli oggetti ambientali. I reagenti chimici e gli utensili necessari a questo scopo vengono riposti in apposite custodie o scatole che consentono di trasportarli o trasportarli senza alcun rischio o danno. Ogni confezione contiene le istruzioni per la tecnica di analisi, una matita e un foglio bianco per la stesura del lavoro.

Si consiglia di condurre un esperimento virtuale nei casi in cui i materiali di partenza non sono disponibili, le reazioni richiedono molto tempo, sono accompagnate dal rilascio di sostanze pericolose, richiedono attrezzature complesse, ecc. Inoltre, le esperienze virtuali sono utili prima di condurre processi reali per garantire che gli studenti siano pienamente consapevoli del flusso dell’esperienza imminente. In ogni caso, le esperienze virtuali si basano sull'immaginazione e, affinché siano più vicine ai fenomeni reali, è necessario prima formare negli studenti rappresentazioni mnemoniche adeguate. Una forma speciale di esperimento chimico virtuale sono gli esperimenti che possono essere progettati e “condotti” utilizzando programmi informatici (Chem. Lab., Virtual Chemical Laboratory, ecc.).

Come in altre discipline delle scienze naturali, un esperimento educativo nell'insegnamento della chimica mira a contribuire alla soluzione di compiti educativi di base, come: padroneggiare i fondamenti della scienza chimica, acquisire familiarità con i suoi metodi di ricerca e padroneggiare abilità speciali; formazione e sviluppo delle capacità degli studenti, della loro attività cognitiva e mentale; formazione politecnica e orientamento degli studenti alle professioni chimiche; formazione della visione del mondo degli studenti e dell'immagine scientifica del mondo nelle loro menti; attuazione dell'educazione lavorativa, morale e ambientale; sviluppo completo della personalità, ecc.

Secondo molti metodologi, un esperimento chimico gioca un ruolo di primo piano nella soluzione riuscita di problemi educativi nell'insegnamento della chimica in molte direzioni come fonte iniziale di conoscenza dei fenomeni, come mezzo necessario, e spesso l'unico, per dimostrare la correttezza o l'errore delle assunzioni assunte, nonché conferma (illustrazioni) delle disposizioni indiscutibili comunicate dal docente o desunte dagli studenti dal libro di testo; come unico mezzo per sviluppare e migliorare le abilità pratiche nella manipolazione di attrezzature, sostanze, nell'ottenimento e nel riconoscimento delle sostanze; come mezzo importante per sviluppare, migliorare e consolidare le conoscenze teoriche; come un modo per testare le conoscenze e le abilità degli studenti; come mezzo per sviluppare l'interesse degli studenti per lo studio della chimica, sviluppare le loro capacità di osservazione, curiosità, iniziativa e il desiderio di ricercare e migliorare autonomamente la conoscenza e applicarla nella pratica.

Un esperimento chimico educativo può essere utilizzato con successo in tutte le fasi del processo educativo. Innanzitutto l'esperimento fornisce agli studenti un'introduzione visiva alle sostanze studiate. A questo scopo vengono dimostrati campioni di sostanze e raccolte sotto forma di dispense e vengono eseguiti esperimenti per caratterizzare le proprietà fisiche delle sostanze. Successivamente, gli studenti iniziano a familiarizzare con le sue proprietà chimiche.

Quando si spiega un nuovo materiale, un esperimento aiuta a illustrare l'argomento studiato non solo con fenomeni chimici rilevanti, ma anche con applicazioni pratiche specifiche, di conseguenza, gli studenti percepiscono più consapevolmente i fondamenti teorici della chimica.

L'utilizzo di un esperimento per consolidare un nuovo argomento consente all'insegnante di identificare come è stato appreso il nuovo materiale e di delineare una metodologia e un piano per ulteriori studi su questo problema.

L'uso di un esperimento domestico aiuta ad attirare gli studenti verso un lavoro indipendente utilizzando non solo libri di testo, ma anche letteratura di riferimento aggiuntiva.

Ai fini del controllo continuo e finale e della contabilità delle conoscenze pratiche, uno dei mezzi è anche un esperimento chimico sotto forma di lezioni pratiche per gli studenti e la risoluzione di problemi sperimentali. Utilizzando un esperimento, puoi valutare molte qualità degli studenti, dal livello di conoscenza della teoria alle abilità pratiche degli studenti.

Grandi opportunità nella formazione e nell'educazione degli scolari risiedono nell'uso di esperimenti educativi negli elettivi, come parte della formazione specializzata e nelle attività extrascolastiche. Qui agli studenti vengono offerti esperimenti più complessi, compresi quelli con un focus politecnico più pronunciato.

Particolare enfasi dovrebbe essere posta sul ruolo dell'esperimento chimico educativo nella formazione dell'interesse cognitivo negli studenti come motivo dell'attività cognitiva, poiché determina e dirige tutti i processi mentali di apprendimento: percezione, memoria, pensiero, attenzione, ecc.

L'importanza dell'utilizzo di un esperimento chimico è grande quando l'insegnante utilizza il metodo di presentazione del materiale basata sui problemi. L'attività dell'insegnante qui è quella di porre il problema e rivelare un modo basato sull'evidenza per risolverlo attraverso l'impostazione di un esperimento. Allo stesso tempo, è importante che gli studenti stessi giungano alla conclusione sulla necessità di organizzare esperimenti appropriati e prendere parte al loro sviluppo e attuazione. E l'esperimento qui può fungere da metodo più importante per dimostrare la verità o la falsità delle ipotesi avanzate.

L'uso di un esperimento chimico consente agli studenti di padroneggiare le abilità pratiche stabilite dagli standard educativi come obbligatorie, tra cui: tecniche (manipolazione di reagenti, lavoro con attrezzature, assemblaggio di strumenti e installazioni da parti e assiemi finiti, esecuzione di operazioni chimiche, osservanza delle norme di sicurezza) ; misurazione (misurazione della temperatura, densità e volume di liquidi e gas, pesatura, elaborazione dei risultati di misurazione); progettazione (produzione di dispositivi e impianti, loro riparazione, miglioramento e progettazione grafica).

Con l'aiuto di un esperimento puoi valutare molte qualità degli studenti, dal livello di conoscenza teorica alle abilità pratiche degli studenti.

Con tutto ciò non dobbiamo dimenticare che un esperimento chimico, svolgendo varie funzioni didattiche, può essere utilizzato in varie forme e deve essere combinato con altri metodi e mezzi di insegnamento. È un sistema che utilizza il principio di aumentare gradualmente l'indipendenza degli studenti: dalla dimostrazione dei fenomeni attraverso la conduzione di esperimenti di laboratorio sotto la guida di un insegnante al lavoro indipendente nell'esecuzione di esercizi pratici e nella risoluzione di problemi sperimentali.

Un esperimento chimico sviluppa il pensiero e l'attività mentale degli studenti. Spesso un esperimento diventa una fonte di idee formate, senza le quali non può aver luogo un'attività mentale produttiva. Nello sviluppo mentale, la teoria gioca un ruolo di primo piano, ma in unità con l'esperimento e la pratica.

2.2. Metodologia e tecnologia dell'esperimento educativo su vasta scala

Esistono determinati requisiti metodologici e tecnici per condurre un esperimento scolastico.

Gli esperimenti dimostrativi vengono condotti con l'obiettivo di creare negli studenti determinate idee su sostanze, fenomeni chimici e processi con la successiva formazione di concetti chimici. Tuttavia, le dimostrazioni degli esperimenti non sviluppano negli studenti le capacità sperimentali richieste e pertanto devono essere integrate con esperimenti di laboratorio ed esercitazioni pratiche.

Un esperimento dimostrativo viene effettuato quando l'esperimento è complesso e non può essere eseguito dagli studenti stessi; gli studenti non dispongono dell'attrezzatura necessaria per condurre questo esperimento; gli esperimenti di laboratorio non danno il risultato desiderato; è impossibile mettere a disposizione degli studenti la quantità necessaria di attrezzature; Gli esperimenti rappresentano qualche pericolo per gli studenti.

Un esperimento dimostrativo, indipendentemente da chi lo conduce, insegnante o studente, deve innanzitutto essere sicuro sia per lo sperimentatore che per gli osservatori. Altri requisiti che l'esperimento deve soddisfare includono: chiarezza, capacità di vedere tutti i dettagli e momenti dell'esperimento da parte di tutti gli studenti, affidabilità, espressività, emotività, persuasività, esecuzione rapida e semplice. L'esperimento dimostrativo deve essere abbinato alla parola dell'insegnante. In relazione a questi requisiti, è possibile identificare una serie di raccomandazioni metodologiche.

L'insegnante è responsabile della sicurezza degli studenti, pertanto l'aula deve disporre di attrezzature antincendio, una cappa aspirante per lavorare con sostanze nocive e odorose e attrezzature di pronto soccorso. I reagenti per gli esperimenti devono essere controllati in anticipo e i contenitori per l'esperimento devono essere puliti. Quando si conducono esperimenti pericolosi, è necessario utilizzare uno scudo protettivo.

L'esperimento dimostrativo dovrebbe essere condotto in fiasche, bicchieri o provette di grandi dimensioni in modo che il fenomeno chimico possa essere osservato da qualsiasi punto della classe. Non dovrebbe esserci nulla di superfluo sul tavolo dimostrativo. L'insegnante non deve oscurare le attrezzature e gli utensili che utilizza con alcun oggetto alla vista degli studenti. È possibile utilizzare un tavolo elevatore o una lavagna luminosa.

L'attrezzatura per la dimostrazione dell'esperimento non dovrebbe contenere parti non necessarie in modo che l'attenzione degli studenti non venga distratta dal processo chimico. Non dovresti lasciarti trasportare troppo dagli esperimenti spettacolari, poiché gli esperimenti meno spettacolari cesseranno di suscitare interesse.

L'esperimento deve sempre avere successo, e a questo scopo la tecnica dell'esperimento deve essere accuratamente elaborata prima di essere eseguita; tutte le fasi dell'esperimento devono essere pensate; La negligenza nella progettazione dell'esperimento è inaccettabile; è necessario prevedere in anticipo possibili guasti durante l'esperimento e preparare parti di ricambio dell'attrezzatura e reagenti per tali casi. Tutto il necessario per l'esperimento dovrebbe essere a portata di mano dell'insegnante. In caso di fallimento, è necessario scoprirne il motivo e ripetere l'esperimento in questa o nella lezione successiva. Se possibile, gli esperimenti dovrebbero essere ripetuti più volte in modo che gli studenti li ricordino meglio, altrimenti dopo qualche tempo le idee ottenute una volta verranno cancellate dalla memoria degli studenti.

Qualsiasi esperienza deve essere abbinata alla parola dell’insegnante, poiché le percezioni sensoriali da sole non possono garantire lo sviluppo di idee corrette negli studenti. Nel processo di osservazione, possono rivolgere la loro attenzione non alle caratteristiche principali di un oggetto o fenomeno, ma a quelle secondarie o incidentali di accompagnamento, e di conseguenza ricevono un'idea incompleta, poco chiara e persino distorta dell'oggetto studiato . La percezione diventa un riflesso più corretto del mondo reale, più adeguato ad esso, quando alle sensazioni si aggiunge l'attività del pensiero, in questo caso guidato dalla parola del maestro.

L'insegnante è obbligato a indicare agli studenti cosa e come osservare durante l'esperimento. Se per un insegnante è importante che gli studenti percepiscano correttamente ciò che mostra loro, deve organizzare in anticipo il processo di osservazione, pre-preparare gli studenti e quindi aiutare a correggere la percezione durante l'esperimento.

La combinazione di un esperimento con la parola di un insegnante o di uno studente viene effettuata in vari modi, determinati da vari motivi, che possono essere illustrati sotto forma di algoritmi.

Quando si studiano le proprietà fisiche delle sostanze, viene utilizzato l'algoritmo: "Guarda e nomina (elenco)", ovvero l'insegnante mostra un campione della sostanza studiata o fornisce agli studenti delle dispense, ad esempio campioni di alluminio, e chiede loro elencare le proprietà fisiche del metallo, determinate direttamente dai sensi (stato aggregato, colore, odore, ecc.). La stessa tecnica può essere utilizzata anche quando si dimostra ripetutamente lo stesso tipo di proprietà di sostanze della stessa classe, ad esempio, quando si dimostra l'effetto della fenolftaleina su una soluzione KOH, se in precedenza è stato dimostrato un esperimento con una soluzione NaOH.

Quando si studiano questioni più complesse, che però possono essere comprese con relativa facilità dagli studenti, si può utilizzare l’algoritmo: “Guarda; dimmi cosa hai visto; spiega questo fenomeno”. Ad esempio, quando apprende i concetti di idrolisi dei sali, l'insegnante dimostra l'effetto di un indicatore su vari sali. Gli studenti vedono che l'indicatore colora le soluzioni saline in modi diversi e notano che l'ambiente della soluzione è diverso. L'insegnante chiede di spiegare i segni esterni dell'esperienza, cioè di rivelare l'essenza del fenomeno, creando così situazione problematica... Naturalmente gli studenti non possono sempre rispondere alla domanda posta dall'insegnante. L'essenza dell'idrolisi viene spiegata ulteriormente dall'insegnante durante la conversazione.

Nelle opzioni considerate, l'esperimento (dimostrazione dell'esperienza) è stato preceduto da una discussione verbale di ciò che è stato visto. Queste combinazioni di parole e immagini sono chiamate ricerca.

Consideriamo le opzioni opposte. Studiando le proprietà dell’acido solforico, ad esempio, un insegnante potrebbe dire: “L’acido solforico in soluzione acquosa ha proprietà tipiche degli acidi inorganici e reagisce con metalli, ossidi basici, acidi e sali”. Viene quindi condotta una dimostrazione appropriata o un esperimento di laboratorio. L’algoritmo per questa combinazione di parole e immagini può essere espresso come segue: “I fatti sono i seguenti..., ora guarda come appare”. Questa versione della combinazione di parole e chiarezza è chiamata illustrativa. Quando lo si utilizza, creare una situazione problematica nella lezione diventa più difficile.

Il metodo illustrativo è appropriato quando si spiegano questioni complesse che richiedono una comprensione preliminare completa e la comprensione da parte degli studenti. Ad esempio, per comprovare sperimentalmente la vera formula grafica dell'etanolo, l'insegnante discute prima le possibili varianti delle formule. L'insegnante si pone allora un problema: come dimostrare quale formula corrisponde all'etanolo; conduce una discussione approfondita della questione a livello teorico; e solo dopo inizia l'esperimento. Dopo l'esperimento, viene tratta una conclusione sull'essenza del problema. Questa opzione è anche illustrativa, tuttavia, durante la sua attuazione si svolge molta attività mentale e cognitiva degli studenti, che in una certa misura compensa lo svantaggio principale di questo approccio: la durata nel tempo. L'algoritmo può essere espresso come segue: “C'è un fatto o un problema educativo inspiegabile, incomprensibile; si esprimono ipotesi per risolvere il problema; si sviluppa mentalmente una variante dell'esperimento per confermare (o confutare) l'ipotesi; si installa l'attrezzatura e si si effettua l'esperimento; si effettuano le osservazioni, le misurazioni necessarie, i calcoli; si traggono conclusioni per risolvere il problema originario; se necessario, si effettuano ulteriori esperimenti."

Dividere i metodi di combinazione di parole ed esperienza in illustrativi ed esplorativi non significa che l'insegnante non dica una parola durante l'esperimento. In ogni caso, l’insegnante deve spiegare lo svolgimento dell’esperimento e indirizzare l’attenzione degli studenti sulla cosa più importante in un dato momento del processo.

Di norma, gli esperimenti dimostrativi non devono necessariamente essere lunghi. Se non è possibile scegliere un esperimento che non durerà a lungo, è meglio mostrare agli studenti in classe alcune fasi intermedie dell'esperimento e il suo risultato finale.

Le pause che si verificano in attesa del risultato di un esperimento dovrebbero essere utilizzate per organizzare un dialogo con gli scolari, chiarire le condizioni dell'esperimento e i segni di reazioni chimiche.

L'esperimento condotto dagli stessi studenti (esperimenti di laboratorio, esercitazioni pratiche, ecc.), che ha anche una serie di caratteristiche, è di grande importanza educativa ed educativa. Rispetto all'esperimento dimostrativo dell'insegnante, dovrebbe certamente essere sicuro e fattibile per ogni studente; promuovere lo sviluppo di competenze e abilità nelle tecniche di lavoro di laboratorio, nell'accuratezza, nella prudenza e nell'attenta manipolazione dei materiali e delle attrezzature; insegnare agli studenti ad adottare un approccio creativo per risolvere i problemi emergenti.

Gli esperimenti di laboratorio vengono eseguiti durante la spiegazione dell'insegnante secondo le sue istruzioni orali. In questo caso, l’algoritmo più utilizzato è: “Aggiungi A alla sostanza (soluzione) B; osserva attentamente...; scrivi le tue osservazioni e le equazioni di reazione”. I volumi di reagenti utilizzati dovrebbero essere minimi in modo che si verifichino solo le reazioni previste e i segni corrispondenti siano chiaramente visibili per un tempo sufficiente affinché gli studenti possano notarli e registrarli nella memoria.

Il lavoro pratico (lezioni) è di due tipi: quello svolto secondo le istruzioni e quello sperimentale.

Le istruzioni costituiscono la base indicativa per le attività degli studenti. Deve dettagliare per iscritto ogni fase dell'esperimento, fornire istruzioni su come evitare possibili azioni errate e istruzioni di sicurezza per questo lavoro.

Prima che gli studenti eseguano il lavoro pratico secondo le istruzioni, l'insegnante deve mostrare loro in modo chiaro e conciso le tecniche e le manipolazioni di laboratorio necessarie. Questo può essere fatto nel processo di preparazione preliminare per il lavoro pratico.

Le attività sperimentali non contengono istruzioni, ma solo una condizione. Gli studenti devono sviluppare autonomamente un piano di soluzione e implementarlo nella pratica, ottenendo così un determinato risultato materiale.

Prima di condurre una lezione pratica, è necessario familiarizzare gli studenti con la progettazione degli strumenti, le tecniche di laboratorio, analizzare gli obiettivi e il contenuto del lavoro e collegarlo ai compiti a casa sull'analisi delle istruzioni.

Durante una lezione pratica, all'inizio della lezione dovrebbe esserci una breve conversazione sulle regole di sicurezza e sui punti chiave del lavoro. Tutti gli strumenti utilizzati nel lavoro dovranno essere montati sul tavolo dimostrativo. Gli studenti devono strutturare il proprio lavoro di conseguenza durante la lezione.

I requisiti per condurre esperimenti di intrattenimento ed esperimenti sul campo e la metodologia per la loro attuazione derivano dalle raccomandazioni sopra descritte.

Problemi significativi nell'organizzazione di un esperimento chimico educativo sono il rispetto delle norme di sicurezza durante l'esecuzione di esperimenti, la pulizia del posto di lavoro, il lavaggio dei piatti e lo smaltimento dei reagenti usati.

2.3. Unificazione dell'esperimento educativo

Per unificazione degli esperimenti chimici nell'insegnamento si intende una riduzione razionale della tipologia degli strumenti e degli impianti con cui si effettuano gli esperimenti. Nel dispositivo proposto (a volte con aggiunte o modifiche) è possibile effettuare con successo varie reazioni chimiche, sia durante esperimenti dimostrativi che durante esperimenti studenteschi.

La base del dispositivo è un pallone o un pallone con una capacità di 50-200 ml, un tappo con un imbuto separatore (corrispondente al pallone) da 25-100 ml, il dispositivo deve avere un tubo di uscita del gas. Sono possibili numerose modifiche al dispositivo unificato (utilizzando palloni Wurtz, Bunsen, ecc.) (Fig. 2).

Riso. 2. Alcune modifiche del dispositivo unificato.

L'uso di questa installazione garantisce la sicurezza della conduzione di esperimenti chimici, poiché il rilascio di sostanze tossiche gassose e volatili può essere controllato quantitativamente e diretto direttamente alle reazioni che coinvolgono questi gas o alla cattura mediante dispositivi di assorbimento.

Un altro vantaggio di questo dispositivo è la capacità di dosare in modo rapido e preciso le sostanze di partenza utilizzate per l'esperimento. Le sostanze e le soluzioni vengono poste in boccette e imbuti separatori in anticipo, prima dell'inizio delle lezioni, nelle quantità richieste e non a occhio, come di solito accade quando si dimostrano esperimenti in provette o bicchieri, quando le sostanze e le soluzioni vengono raccolte direttamente in classe durante la dimostrazione degli esperimenti.

Quando si utilizza il dispositivo, la percezione dell'esperienza viene raggiunta da tutti gli studenti, e non solo da quelli che si siedono sui primi banchi, come nel caso degli esperimenti in provette. Il dispositivo consigliato consente di effettuare esperimenti qualitativi e quantitativi in ​​chimica a scuola, nonché in istituti di istruzione secondaria specializzata e superiore. Illustriamo l'utilizzo fondamentale del dispositivo utilizzando l'esempio di alcuni esperimenti, raggruppandoli in base a caratteristiche simili.

Ottenere gas. La produzione della maggior parte dei gas studiati a scuola si basa su reazioni eterogenee tra fasi solide e liquide. La fase solida viene posta in un pallone, che viene chiuso con un tappo con imbuto e tubo di uscita del gas. Nell'imbuto viene versata l'apposita soluzione o reagente liquido di reazione, la cui aggiunta nel pallone viene dosata utilizzando il rubinetto dell'imbuto separatore. Se necessario, il pallone con la miscela di reazione viene riscaldato, regolando il volume di gas rilasciato e la velocità di reazione.

Utilizzando l'apparecchio ed i relativi reagenti è possibile ottenere ossigeno, ozono, cloro, idrogeno, anidride carbonica, anidride carbonica e solforosa, alogenuri di idrogeno, azoto e suoi ossidi, acido nitrico da nitrati, etilene, acetilene, bromoetano, acetico acido da acetati, anidride acetica, eteri complessi e molte altre sostanze gassose e volatili.

Naturalmente, ottenendo i gas utilizzando il dispositivo, è possibile dimostrarne le proprietà fisiche e chimiche.

Reazioni tra soluzioni. Questo dispositivo è utile per condurre esperimenti in cui l'aggiunta di un reagente liquido deve essere effettuata in piccole porzioni o gocce, quando il decorso della reazione è influenzato, ad esempio, da un eccesso o da una carenza di una delle sostanze di partenza, ecc. :

Sciogliere l'acido solforico in acqua e seguire le norme di sicurezza per questa operazione;

Esperimenti che illustrano la diffusione di sostanze in liquidi o gas;

Determinazione della densità relativa di liquidi reciprocamente insolubili e formazione di emulsioni;

Dissoluzione dei solidi, fenomeno della flottazione e formazione di sospensioni;

Reazioni di idrolisi del sale, se è importante mostrare la variazione del grado di idrolisi in base al volume di acqua aggiunta alla soluzione salina;

Esperimenti che illustrano il colore degli indicatori in vari mezzi e reazioni di neutralizzazione;

Reazioni tra soluzioni elettrolitiche;

Reazioni che durano a lungo;

Reazioni di sostanze organiche (bromurazione e nitrazione del benzene, ossidazione del toluene, produzione di sapone e anilina, idrolisi dei carboidrati).

Dimostrazione delle proprietà caratteristiche della sostanza studiata. Utilizzando il dispositivo, puoi dimostrare in modo coerente e chiaro le proprietà fisiche e chimiche caratteristiche della sostanza studiata in un tempo minimo. Allo stesso tempo, i reagenti vengono risparmiati, viene raggiunta la necessaria sicurezza dell'esperimento (i gas nocivi emessi e le sostanze volatili vengono catturate da apposite soluzioni di assorbimento) e viene garantita una migliore percezione dell'esperimento da parte di tutti gli studenti della classe.

Consideriamo la preparazione e la conduzione di un esperimento per dimostrare le proprietà dell'acido cloridrico. Prima della lezione, l'insegnante prepara il numero richiesto di palloni (in base al numero di reazioni studiate) e un tappo con al suo interno un imbuto separatore e un tubo di uscita del gas. Sostanze o soluzioni (zinco, rame, ossido di rame (II), idrossido di rame (II), soluzione di idrossido di sodio con fenolftaleina, carbonato di sodio, soluzione di nitrato d'argento, ecc.) vengono pre-poste in palloni. In un imbuto separatore vengono versati circa 30 ml di una soluzione (10-20%) di acido cloridrico. Durante la lezione l'insegnante deve solo spostare il tappo con un imbuto separatore pieno di acido da un pallone all'altro, spendendo 3-5 ml di soluzione per ogni reazione.

Se durante le reazioni si formano composti volatili tossici, il tubo di uscita del gas del dispositivo viene abbassato in soluzioni appropriate per assorbire queste sostanze e la miscela di reazione nel pallone viene neutralizzata dopo la fine dell'esperimento.

Solubilità dei gas in acqua. Consideriamo un esperimento dimostrativo sulla solubilità dei gas in acqua usando l'esempio dell'ossido di zolfo (IV). L'esperimento richiederà due dispositivi. Nel primo dispositivo (in un pallone - solfito di sodio, in un imbuto separatore - una soluzione concentrata di acido solforico) si ottiene l'ossido di zolfo (IV), che viene raccolto nel pallone del secondo dispositivo spostando l'aria. Dopo aver riempito questo pallone con il gas, l'acqua viene versata nell'imbuto, il tubo di uscita del gas viene abbassato in un bicchiere d'acqua colorato con tornasole viola o un altro indicatore (Fig. 3).

Riso. 3. Dimostrazione della solubilità del gas.

Se ora si apre la fascetta o il rubinetto del tubo di uscita del gas, a causa della piccola superficie di contatto (attraverso il foro interno del tubo) dell'ossido di zolfo (IV) e dell'acqua, si noterà una notevole dissoluzione del gas con conseguente flusso di liquido all'interno il pallone non avviene immediatamente, ma dopo un periodo di tempo piuttosto lungo, finché il pallone non creerà un vuoto sufficiente.

Per accelerare questo processo, versare 1-2 ml di acqua dall'imbuto nel pallone (con la fascetta chiusa sul tubo di uscita del gas) e agitare leggermente.

Questo volume d'acqua è abbastanza per diminuire la pressione nel pallone e l'acqua colorata dall'indicatore, quando la fascetta viene rimossa dal tubo di uscita del gas, si precipita nel pallone come una fontana, cambiando il colore dell'indicatore. Per potenziare l'effetto è possibile capovolgere la beuta chiudendo prima l'imbuto separatore con un tappo e senza togliere il tubo di uscita del gas dal bicchiere d'acqua.

Scolorimento dei coloranti. Nel pallone del dispositivo vengono posti circa 0,5 g di permanganato di potassio. Nel fondo del tappo vengono conficcati due aghi, sui quali vengono forati un pezzo di stoffa tinta o strisce di cartina di tornasole. Uno dei campioni viene inumidito con acqua, il secondo viene lasciato asciutto. Si chiude il pallone con un tappo, si versano alcuni millilitri di acido cloridrico concentrato nell'imbuto separatore, si immerge il tubo di uscita del gas in una soluzione di tiosolfato di sodio per assorbire il cloro in eccesso liberato (Fig. 4).

Durante la dimostrazione dell'esperimento si apre leggermente il rubinetto dell'imbuto separatore e si versa l'acido goccia a goccia nel pallone, quindi si richiude il rubinetto. Nel pallone avviene una reazione tra le sostanze con rilascio di cloro; un panno umido o una striscia di cartina tornasole si scolorisce rapidamente, mentre uno asciutto campione - più tardi, poiché è inumidito.

Riso. 4. Dimostrazione della decolorazione del colorante.

Nota. Molti tessuti sono tinti con coloranti resistenti al cloro e ad altri candeggianti, quindi è necessario effettuare test preliminari e selezionare in anticipo campioni di tessuto adeguati. Allo stesso modo può essere mostrata la decolorazione dei coloranti mediante anidride solforosa.

Proprietà di adsorbimento del carbone o del gel di silice. Nel pallone vengono posti circa 0,5 g di polvere o trucioli di rame. Nella parte inferiore del tappo è bloccato un pezzo di filo metallico con un'estremità curva, a cui è attaccata una piccola rete, progettata per contenere un assorbente attivato del peso di 5-15 g (Fig. 5).

Riso. 5. Installazione per la dimostrazione dell'adsorbimento del gas.

Il pallone del dispositivo viene chiuso con un tappo così preparato e l'acido nitrico viene versato nell'imbuto. Un tubo di uscita del gas dotato di una fascetta (la fascetta è aperta prima dell'inizio dell'esperimento), immerso in un bicchiere con acqua colorata. Dopo il montaggio, il dispositivo viene controllato per eventuali perdite. Al momento della dimostrazione dell'esperimento, si apre leggermente il rubinetto dell'imbuto separatore e si versano alcune gocce. acido in un pallone in cui avviene la reazione per rilasciare ossido nitrico (IV). Non aggiungere acido in eccesso, è necessario che il volume del gas rilasciato corrisponda al volume del pallone.

Dopo la fine della reazione, che è determinata dalla cessazione del rilascio di bolle d'aria spostate dal pallone attraverso il tubo di uscita del gas, la fascetta su di esso viene chiusa. Il dispositivo è posizionato davanti a uno schermo bianco. L'adsorbimento degli ossidi di azoto (IV) nel pallone si giudica dalla scomparsa del colore del gas. Inoltre, a causa della formazione di un certo vuoto nel pallone, il liquido del vetro viene aspirato al suo interno se si apre la fascetta sul tubo di uscita del gas.

Esperimenti sullo studio della conduttività elettrica di sostanze e soluzioni. Se facciamo passare attraverso la spina dell'apparecchio due ulteriori barre di metallo o, meglio ancora, due bacchette di grafite (elettrodi), le cui estremità inferiori toccano quasi il fondo del pallone, e le colleghiamo tramite una lampadina o un galvanometro a una fonte di corrente , otterremo una configurazione per determinare la conduttività elettrica di soluzioni di sostanze e studiare le disposizioni della teoria della dissociazione elettrolitica (Fig. 6).

Riso. 6. Dispositivo per determinare la conduttività elettrica delle soluzioni.

Esperimenti quantitativi basati su reazioni che avvengono con il rilascio di gas. Se si posiziona il tubo di uscita del gas del dispositivo sotto un cilindro graduato d'acqua installato in un cristallizzatore con acqua e si raccoglie il gas rilasciato durante la reazione spostando l'acqua, in base al volume del gas risultante è possibile effettuare un'analisi quantitativa calcoli per stabilire le masse molari delle sostanze, confermare le leggi della cinetica chimica e della termochimica, determinare la formula dell'etanolo e di altre sostanze, ecc. (Fig. 7). Se il gas rilasciato durante la reazione si dissolve o reagisce con l'acqua, negli esperimenti è necessario utilizzare altri liquidi e soluzioni. Gli esempi forniti non esauriscono tutte le capacità del dispositivo unificato proposto in un esperimento chimico educativo. Se disponi di tappi con due tubi di uscita del gas o con due imbuti separatori, nonché altre opzioni di installazione, il numero di esperimenti che utilizzano un dispositivo unificato può essere notevolmente aumentato, il che contribuirà all'organizzazione scientifica del lavoro

fenomeni chimici, effettuare chimicosperimentare ...

PIANO DELLE LEZIONI 1. Tipologie di esperimenti e modalità di utilizzo. 2. Funzioni di un esperimento chimico. 3. Esperimento problematico.

1. Tipi di esperimenti e metodi del suo utilizzo. dimostrazione esperimenti di laboratorio per studenti esercizi pratici esperimenti a casa

Quando viene utilizzato un esperimento dimostrativo in classe? All'inizio del corso scolastico: instillare abilità sperimentali, interesse per la chimica, familiarità con utensili, sostanze, attrezzature. Quando è difficile per gli studenti completare in modo indipendente. Quando è pericoloso per gli studenti. Non ci sono attrezzature e reagenti adeguati.

REQUISITI PER UN ESPERIMENTO DIMOSTRATIVO 1. Visibilità - un grande volume di reagenti e vetreria, visibile dalle ultime file, non dovrebbero esserci parti non necessarie sul tavolo. 2. Semplicità: i dispositivi non devono contenere un insieme di parti non necessarie. 3. Sicurezza: l'insegnante di chimica è responsabile della vita degli studenti. 4. Affidabilità: le esperienze fallite causano frustrazione tra gli studenti. 5. La tecnica di esecuzione dell'esperimento deve essere impeccabile. 6. La necessità di spiegare l'esperimento dimostrativo.

METODOLOGIA PER LA CONDUZIONE DI ESPERIMENTI DIMOSTRATIVI 1. Stabilire lo scopo dell'esperimento: perché questo esperimento viene eseguito, di cosa devono essere convinti gli studenti, cosa devono capire. 2. Descrizione del dispositivo in cui viene effettuato l'esperimento e le condizioni per la sua condotta. 3. Organizzazione delle osservazioni degli studenti: l'insegnante deve orientare gli studenti su quale parte del dispositivo deve essere osservata. 4. Conclusioni.

ARGOMENTO “OSSIGENO” sequenza di dimostrazioni: combustione del carbone, combustione dello zolfo, combustione del fosforo, combustione del ferro Quando si selezionano gli esperimenti, è necessario includerli in modo ottimale e armonioso nello schema della lezione.

FASI DI ATTUAZIONE consapevolezza dello scopo dell'esperimento studio delle sostanze installazione del dispositivo esecuzione dell'esperimento analisi dei risultati spiegazione dei risultati ottenuti scrittura di equazioni chimiche formulazione di conclusioni stesura di un rapporto

FOGLIO CONTABILE Contenuto dell'operazione Valutazione dell'operazione Ivanov Prendere una bottiglia con una soluzione di acido solforico in modo che l'etichetta sia sotto il palmo Versare 20 ml di una soluzione di acido solforico in un bicchiere Rimuovere una goccia di acido dal collo del bottiglia Montare correttamente il treppiede e posizionare il bicchiere con acido solforico sulla griglia Posizionare un bruciatore ad alcool sotto la rete in modo che la parte superiore della fiamma tocchi la rete Pulizia del posto di lavoro Rispetto delle norme di sicurezza Petrov Sidorov Dmitriev

L'ESPERIMENTO CHIMICO DOMESTICO è uno dei tipi di lavoro indipendente per gli studenti. I reagenti utilizzati devono essere sicuri e acquistati presso negozi di ferramenta o farmacie.

L'ESPERIMENTO TI FA PENSARE SU UNA SERIE DI DOMANDE: 1) Qual è il motivo del fenomeno osservato? 2) Perché l'aggiunta di acido nitrico influenza lo sviluppo di idrogeno da una soluzione di acido cloridrico? 3) Perché l'evoluzione dell'idrogeno riprende dopo un certo tempo?

IPOTESI DI LAVORO L'idrogeno liberato dall'acido cloridrico viene speso per la riduzione dell'acido nitrico. HNO 3 + 8 H = NH 3 + ZN 2 O NH 3 + HCl = NH 4 Cl 4 Zn + 10 HNO 3 = 4 Zn(NO 3)2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O Conclusione: l'idrogeno viene consumato per riduzione dell'acido nitrico.

SCHEMA PER LO STUDIO DELLE PROPRIETÀ DELLE SOSTANZE - aggiornamento delle conoscenze; - stabilire gli obiettivi della ricerca; - effettuare analisi teoriche; - costruire un'ipotesi; - elaborazione di un piano per la verifica sperimentale dell'ipotesi; - eseguire l'esperimento; - discussione dei risultati e formulazione di conclusioni.

ESEMPI DI ESPERIMENTI PARADOSSALI Un acido debole sposta un acido forte dai suoi sali Reagenti. Acido borico, cloruro di sodio, indicatore universale o cartina al tornasole blu. Spiegazione dell'esperienza. 2Na. Cl + 4 H 3 VO 3 = Na 2 B 4 O 7 + 5 H 2 O+ 2 HCl

CALCOLI TERMODINAMICI VARIAZIONE DELL'ENTALPIA DELLA REAZIONE CHIMICA ∆H°(p-tion) 2 Na. Cl + 4 H 3 VO 3 = Na 2 B 4 O 7 + 5 H 2 O + 2 HCl ∆Н ° 298 -410 k J/mol -1087, 6 -3290 -241, 84 -92, 3 SECONDO IL CONSEGUENZA DALLA LEGGE DI HESS: ∆Н (distribuzione) = ∑∆Н(distribuzione continua) - ∑ ∆Н (input iniziale) ∆Н °(distribuzione) = [(-3290) + (-241 , 84 5) + (-92 , 3 2)] - [(-1087, 6 4) + (-410 2)] = =486, 6 k. J.

CAMBIAMENTO DELL'ENTROPIA DELLA REAZIONE CHIMICA ∆S°(p-tion) 2 Na. Cl + 4 H 3 VO 3 = Na 2 B 4 O 7 + 5 H 2 O+ 2 HCl ∆S° 298 72,36 (l/(mol K) 89,49 189,5 188, 74 186,7 ∆S° (distribuzione) = ∑∆S(distribuzione continua) - ∑∆S(fornitura iniziale) ∆S°(distribuzione) = (189, 5 + 188, 74 -5 + 186, 7 -2) – - (72, 36 2 + 89, 49 4) = 1003,9 J/K = =1 k J/K VARIAZIONE DI ENERGIA DEI GIBBS ∆G = ∆Н - T∆S ∆G° = 486, 6 - 298 1= 188,6 k. J.

TEMPERATURA ALLA QUALE È POSSIBILE LA REAZIONE T = ∆H/∆S = 486,6/1 = 486,6 K, ovvero 213,6 °C. CONCLUSIONE: Questa reazione chimica avviene con un riscaldamento relativamente basso.

Dissoluzione del rame in una soluzione di cloruro di ferro(III).Reattivi. Rame appena precipitato, soluzione al 10% di cloruro di ferro (III). Spiegazione dell'esperienza. Сu + Fe. Cl3 = Cu. C12+Fe. Cl 2 Lo ione ferro Fe 3+ è un agente ossidante, l'atomo di rame è un agente riducente.

Src="https://present5.com/presentation/131736652_437384195/image-33.jpg" alt=" EMF (E) di un elemento redox è uguale a: E = E(ok) - E(v ) Se E>0, allora"> ЭДС (Е) окислительновосстановительного элемента равна: Е = E(ок-ля) - E(в-ля) Если Е>0, то данная реакция возможна. Окислительно-восстановительные потенциалы пар равны: E°(Fe 3+/Fe 2+) = 0, 771 В E°(Cu 2+/Cu°) = 0, 338 В ЭДС = 0, 771 - 0, 338 = 0, 433 В ВЫВОД: Положительное значение ЭДС подтверждает возможность протекания данной реакции в стандартных условиях.!}

Scioglimento del rame nella soluzione di ammoniaca Reagenti. Soluzione di ammoniaca al 15-25%, rame appena depositato. Spiegazione dell'esperienza. 2 Cu + 8 NH 3 + O 2 + 2 H 2 O = = 22+ + 4 OH-

CALCOLO DELLA FEM: Cu + 4 NH 3 - 2ē = 22+ E° = - 0,07 V O 2 + 2 H 2 O + 4ē = 4 OH- E° = 0,401 V FEM = 0,401 – (-0 , 07) = 0,408 V RISULTATO: Un valore EMF positivo conferma la possibilità che questa reazione avvenga in condizioni standard.

La vaniglia è un additivo profumato per i prodotti dolciari. Vaniglia è il nome dato ai frutti essiccati e ai baccelli di una pianta tropicale della famiglia delle orchidee Vanilla plantifonia.

2. Mettere alcuni millilitri di una soluzione acquosa di vanillina al 3% in una provetta e aggiungere 1 ml di una soluzione al 10% di idrossido di sodio e 2 ml di una soluzione al 30% di perossido di idrogeno. Dopo un po' di tempo, la soluzione diventerà rosa, poiché l'ossidazione produce 3-metossi-1,4-diossobenzene colorato.

3. Poiché la vanillina contiene un gruppo aldeidico, può dare una reazione a specchio d'argento. Per prima cosa preparare una soluzione di ammoniaca d'argento: a 2-3 ml di una soluzione di nitrato d'argento all'1%, aggiungere una soluzione di ammoniaca al 5%, agitando, fino a completo scioglimento del precipitato formatosi per primo. Ora metti 2-3 ml di ammoniaca d'argento in una provetta pulita e priva di grassi e aggiungi 3 ml di una soluzione acquosa al 3% di vanillina. Immergere la provetta in un bicchiere di acqua bollente, dopo 10 minuti versare il contenuto della provetta e sciacquarla con acqua. Ci sarà un rivestimento argentato sulle pareti.