Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №21/2007

В ПОМОЩЬ МОЛОДОМУ УЧИТЕЛЮ

 

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.

2. Отнесите данные явления (измельчение, растворение, выпаривание и кристаллизация) к физическим или химическим явлениям.

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?

3. Откуда на стенках стеклянного сосуда появилась вода? Куда она затем исчезла?

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
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.

2. Какие явления произошли (химические или физические)?

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
Горение магниевой ленты
на воздухе

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

2. Относятся ли горение магния и «горение» электролампочки к одному типу явлений?

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?

2. Можно ли утверждать, что растворение данных веществ является физико-химическим явлением?

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.

2. Для получения краски нужного цвета и оттенка художники, рисуя картины, смешивают различные краски. Например, при смешивании желтого и синего получается зеленый цвет. К какому типу явлений (физическим или химическим) относится такое превращение?

3. Назовите условия возникновения и протекания химических реакций на примере двух-трех явлений.

4. Какова роль физических факторов в возникновении химических явлений? Приведите примеры, когда химическая реакция начинается в результате удара, яркой вспышки света, нагревания, простого смешивания веществ.

5. Приведите примеры физических явлений при горении свечи, скисании молока, приготовлении яичницы и в других «домашних делах», связанных с химическими явлениями.

6. Приведите примеры химических явлений, происходящих в природе, используемых на производстве, транспорте, в строительстве, быту и т.д.

7. Для каждого примера (см. задание 6) определите названия исходных веществ и продуктов реакции. Укажите роль физических факторов в этих явлениях.

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