Учебный эксперимент
в начале курса химии

Формирование понятий о физических
и химических явлениях

Окончание. Начало см. в № 19, 20/2007

В природе и обществе постоянно происходят различные процессы или явления, которые (в зависимости от уровня движения материи) подразделяют на физические, химические, биологические и социальные. Как правило, более сложные явления включают в себя элементы явлений более низкого уровня. Поэтому наука химия изучает и химические, и многие физические явления.

П р и м е ч а н и я. Вопросы и задания для углубления и систематизации знаний учащихся напечатаны курсивом. Как правило, учащиеся на этом этапе изучения предмета еще не знакомы с химической символикой, поэтому учитель дает словесное описание процессов и раскрывает их суть с помощью схем, таблиц и т.д.

Опыты, иллюстрирующие
физические явления

Физика изучает движение тел в пространстве, оптические и тепловые процессы, гравитацию, электричество и многие другие явления, не связанные с превращением одних веществ в другие. Свойства веществ, проявляющиеся при этом, относят к физическим свойствам.

Оборудование и материалы. Ступка с пестиком, нагревательные приборы, фильтровальная бумага, химическая посуда и лабораторное оборудование; крупная поваренная соль, парафин, воск, жир, бензин.

ОПЫТЫ 1–3. Дробление вещества и кристаллизация

Рассмотрите крупные кристаллы поваренной соли или другого вещества; разотрите их в ступке в мельчайший порошок, немного порошка растворите в воде. Несколько капель раствора выпарите в фарфоровой чашке.

1. Запишите ваши наблюдения. Оцените примерно степень дробления порции вещества поваренной соли при измельчении в ступке и при растворении.

3. Что изменится, если вместо поваренной соли (опыты 1–3) взять сахар, молоко или мел?

ОПЫТ 4. Плавление и затвердевание

Поместите в пробирку немного парафина, воска или жира. Осторожно нагрейте до плавления; вылейте расплав тонкой струйкой в фарфоровую чашку и охладите.

1. К какому типу явлений относятся плавление и затвердевание?

2. Можно ли вместо указанных веществ взять для данного опыта сахар, уксусную кислоту, поваренную соль или медь?

ОПЫТЫ 5–6. Испарение и конденсация

Капните на фильтровальную бумажку 2–3 капли чистого бензина или другого летучего соединения и помашите этой бумажкой до полного испарения бензина.

Поместите в морозильную камеру холодильника стеклянный стакан или стеклянную банку. Через некоторое время выставите сосуд на стол. Наблюдайте запотевание предмета и его последующее высыхание.

1. Можно ли утверждать, что бензин исчез? К какому типу явлений вы отнесете процесс, имевший место в данном опыте?

2. Возможно ли вновь собрать пары? этого бензина в капли жидкости?

4. Можно ли считать появление и исчезновение инея в зимнее время примером конденсации и испарения вещества воды? Приведите другие примеры испарения и конденсации веществ.

ОПЫТ 7. Деформация

Осторожно, не допуская воспламенения, нагрейте непригодный пластмассовый корпус ученической ручки. Когда материал ручки размягчится, изогните предмет.

Определите тип этого явления и приведите примеры, когда деформация полезна, а когда приносит вред.

ОПЫТЫ 8–9. Электричество, свет и тепло

Щелкните в помещении выключателем и зажгите свет. Включите в сеть электронагревательный прибор. Обратите внимание на внешние признаки явлений – свет и тепло.

1. Почему явления, которые вы наблюдали в опытах 1–9, относятся к физическим явлениям? Дайте мотивированный ответ.

Опыты, иллюстрирующие
условия возникновения и признаки
химических явлений (химических реакций)

Химия изучает строение материи, ее состав, получение и превращение веществ. Свойства веществ, проявляющиеся при их получении и превращениях, относят к химическим свойствам вещества. Явления, которые сопровождают получение и превращения веществ, называются химическими явлениями. Чтобы отличать химические явления от других, необходимо знать условия их возникновения, признаки протекания, исходные вещества и продукты реакции, т.е. сущность процесса в целом.

Оборудование и материалы. Нагревательный прибор, тигельные щипцы, химическая посуда; сульфат меди(II), щелочь, мел, соляная кислота, магниевая стружка, шерсть, нитрат калия, хлорная вода или жидкий отбеливатель («Белизна»), вода.

При нагревании йод образует фиолетовые пары

ОПЫТЫ 1–3. Образование осадка и изменение цвета

Налейте в пробирку около 2 мл раствора сульфата меди(II) и добавьте несколько капель раствора щелочи. Обратите внимание на образование в пробирке нерастворимого вещества голубого цвета.

Содержимое пробирки (осадок) осторожно нагрейте в пламени горелки до почернения осадка.

Опустите лакмусовую бумажку в хлорную воду или в раствор отбеливателя. Наблюдайте постепенное обесцвечивание индикатора.

1. Опишите ваши наблюдения и укажите сущность наблюдаемых процессов с точки зрения образования новых веществ.

3. По каким признакам вы определили тип явления?

ОПЫТЫ 4–5. Образование газообразного вещества

Опустите кусочек мела в пробирку и добавьте несколько капель раствора соляной кислоты. Наблюдайте выделение углекислого газа.

Наберите стакан холодной воды из водопроводного крана и поставьте его на некоторое время в теплое место. Обратите внимание на появление пузырьков газа на стенках сосуда.

1. Сравните эти два явления по внешним признакам и по их сущности. Сделайте вывод о классификации этих явлений.

2. Произошло ли образование новых веществ в ходе этих опытов?

ОПЫТ 6. Выделение тепла и света

Внесите в пламя горелки (осторожно: яркий свет и высокая температура!) с помощью тигельных щипцов магниевую стружку или ленту.

Горение магниевой ленты на воздухе

1. Сравните яркость горения магния с яркостью обычной электрической лампочки.

3. К какому типу явлений относятся горение дров, свечение насекомых или глубоководных рыб?

ОПЫТЫ 7–8. Появление запаха

Внесите в пламя шерстяную нить или перо птицы. Ощущается запах паленой шерсти.

Нажмите на головку аэрозольного дезодоранта, почувствуется аромат цветов, лимона или свежести.

1. Сравните происхождение запаха в обоих случаях и определите, к каким типам явлений они относятся.

2. Произошло ли образование новых веществ в ходе этих явлений?

ОПЫТЫ 9–11. Явления при растворении веществ

Поместите в три пробирки нитрат калия (или другую соль азотной кислоты), гидроксид натрия, безводный сульфат меди(II) (по 2 г). Добавьте в каждую пробирку по 5 мл воды. Обратите внимание на тепловые явления, которые можно определить на ощупь, и на изменение цвета в третьей пробирке. Осторожно выпарите по несколько капель каждого раствора и вновь получите исходные вещества. (Кристаллы медного купороса после выпаривания раствора осторожно прокалите.)

1. Какие признаки в этих опытах свидетельствуют, что произошли химические явления, а какие признаки говорят о протекании физических процессов?

3. Наблюдаются ли тепловые явления при растворении сахара? Можно ли только на основе нашего эксперимента говорить о том, что при растворении сахара тепловые явления отсутствуют?

Вопросы и задания
для систематизации и обобщения темы

1. Можно ли на основании только лишь внешних признаков точно определить, к какому типу явлений относится данный процесс? Свое суждение подтвердите примерами.

8. Для чего необходимо изучать химические явления? Приведите примеры химических явлений, полезных для человека и приносящих вред.

Г.И.ШТРЕМПЛЕР,
профессор кафедры химии
и методики обучения
Саратовского государственного
университета