Неділя хімії
Неделя биологии, химии, экологии.
Цели: - развитие познавательного интереса к химии, биологии и экологии через урочную и внеурочную формы работы; -воспитание у учащихся экологической культуры и патриотизма.
Час занимательных опытов по химии
«Удивительные превращения веществ»
Подготовка химического эксперимента для школьников 3–4-х классов осуществляется силами учащихся 9-х классов.
Химическая хирургия
Реактивы и оборудование: 10% р-ры FeCl3, тиоцианата калия (KCNS), фторида калия или натрия (КF или NaF), скальпель или нож, салфетки, вата, склянки с надписями: «Живая вода» и «Мертвая вода» или «Спирт» и «Настойка йода».
Исполнитель приглашает из числа зрителей добровольца, который согласится, чтобы на нем провели демонстрацию медицинского чуда. «Операция» проводится на внутренней стороне предплечья.
Сначала оперируемую поверхность дезинфицируют ваткой, смоченной «спиртом» (на самом деле это будет раствор KCNS). Затем дезинфицируют скальпель раствором «йода», не жалея его (это раствор FeCl3) и делают «надрез». Струится «кровь». Зрители изумлены. На самом деле происходит взаимодействие хлорида FeCl3 с KCNS с образованием ярко окрашенного комплексного соединения K3[Fe(CNS)6], цвет которого похож на кровь.
Наступает очередь «живой воды»: ватой, смоченной раствором фторида калия, протирают «рану» и, о чудо, «кровь» исчезает – под ней здоровая кожа – «исцеление» свершилось!
Причина – образование нового бесцветного комплекса:
K3[Fe(CNS)6] + 6KF = K3[FeF6] + 6KCNS.
После сеанса исцеления необходимо хорошо вымыть «прооперированную» руку водой, чтобы не осталось следов использованных реактивов.
Огненная надпись
Реактивы и оборудование: концентрированный раствор KNO3, тонкая кисточка, листы бумаги, лучинка, нагревательный прибор.
Концентрированным раствором KNO3 с помощью кисточки на бумагу заранее наносится любой рисунок сплошной линией. Бумаге дают просохнуть.
Во время демонстрации исполнитель показывает зрителям чистый лист бумаги. Затем горящей лучинкой (можно накаленной стеклянной палочкой) касается любой точки рисунка. Тотчас появляется «искра», которая медленно продвигается по контуру рисунка, пока не замыкает его полностью. Почему это происходит?
При нагревании нитрат калия разлагается:
2KNO3 = 2KNO2 + O2 .
Он превращается в нитрит калия и выделяется кислород. От выделяющегося кислорода бумага обугливается и обгорает, а разлагаться начинают следующие, соседние порции кристаллического нитрата калия. Впечатление от демонстрации усиливается в затемненном помещении.
«Несгораемый платок»
Реактивы и оборудование: спирт или ацетон, хлопчатобумажный платок, кристаллизатор с водой, тигельные щипцы, спички, лучинка.
Исполнитель смачивает в воде и слегка отжимает хлопчатобумажный платок, после чего пропитывает его этиловым спиртом или ацетоном. Берет платок щипцами и с помощью длинной лучинки поджигает. Спирт сразу же вспыхивает – создается впечатление, что горит платок. Горение спирта сопровождается образованием углекислого газа и воды:
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O.
Пламя при этом почти бесцветное. Горение скоро прекращается, а платок остается невредимым. Причина: температура воспламенения влажной ткани гораздо выше, чем у паров этилового спирта, и сам платок не успевает загореться.
«Облако из колбы»
Оборудование и реактивы: кристаллический карбонат натрия, водный раствор аммиака, концентрированная соляная кислота, большая колба с пробкой.
Заранее в колбу насыпают кристаллический карбонат натрия Na2CO3 (кальцинированную соду) слоем
1–2 см, осторожно наливают водный раствор аммиака NH3 так, чтобы он покрыл кристаллы слоем не более 2 мм, и закрывают пробкой.
Во время демонстрации исполнитель тонкой струйкой вливает в колбу немного концентрированной соляной кислоты HCl. И тут начинается такое….
Из горла колбы вырывается плотная струя густого белого дыма, который под собственной тяжестью сползает по ее наружным стенкам, стелется по поверхности стола и, добравшись до края, хлопьями медленно падает на пол.
Появление белого дыма вызвано реакциями:
NH3 + HCl = NH4Cl,
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O.
Аэрозоль (воздушная взвесь мельчайших кристалликов) хлорида аммония, которая получается в результате первой реакции, увлекается из колбы углекислым газом, выделяющимся в результате второй реакции. Углекислый газ тяжелее воздуха, и «дым» падает на пол.
«Волшебный кувшин»
Реактивы и оборудование: раствор фенолфталеина, раствор кальцинированний соды – карбоната натрия, раствор кислоты, вода, четыре стакана, непрозрачный химический стакан большого объема – «кувшин».
Исполнитель наливает в первый стакан раствор фенолфталеина, во второй – соды (Na2CO3), в четвертый – кислоты, третий стакан пустой, в кувшине – вода.
Воду из кувшина исполнитель наливает в четыре стакана. Затем содержимое стаканов, кроме четвертого, переливают обратно в кувшин.
Наливают содержимое кувшина в пустые стаканы. Раствор стал ярко-малиновым! Выливают «сироп» в кувшин, разбавляют «водой» из последнего стакана. Вновь выливают воду из кувшина в стаканы. «Сироп» опять превратился в воду.
Опыт основан на свойстве индикатора фенолфталеина изменять окраску в щелочной среде (раствор соды) намалиновую и терять ее в кислой среде (раствор кислоты).
Получение «молока» и «газированной воды»
Реактивы и оборудование: растворы BaCl2, Na2СO3, кислоты, два стакана.
Водные растворы солей наливают поочередно в стаканы. Исполнитель во время демонстрации к содержимому каждого стакана добавляет раствор кислоты. В первом стакане наблюдается образование мелкокристаллического белого осадка сульфата бария, напоминающего молоко или творожную массу.
BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2НCl.
Во втором стакане бурно выделяется бесцветный газ – получается «газировка»:
Na2CO3 + H2SO4 = H2O + CO2 + Na2SO4
Угольизсахара
Реактивы и оборудование: сахарная пудра, концентрированная серная кислота, узкий стеклянный стакан, стеклянная палочка.
Исполнитель насыпает в стакан сахарную пудру (1/5 часть объема) и, соблюдая меры предосторожности, приливает небольшое количество концентрированной серной кислоты H2SO4. Затем быстро перемешивает содержимое стеклянной палочкой.
Через одну-две минуты сахар начинает чернеть, вспучиваться и в виде объемистой, рыхлой и ноздреватой массы черного цвета поднимается вверх. Смесь в стакане сильно разогревается и даже немного дымится, чувствуется запах жженого сахара.
Серная кислота отнимает от сахарозы С12Н22О11 воду и частично обугливает (окисляет) ее:
C12H22O11 + 2H2SO4 = 11C + CO2 + 13H2O + 2SO2 .
Выделяющаяся при реакции вода в основном поглощается серной кислотой с образованием гидратов – отсюда сильное выделение тепла. А углекислый газ, который получается при окислении сахарозы, и сернистый газ, образующийся при восстановлении серной кислоты, вспучивают образующийся уголь и выталкивают его из стакана.
«Извержение вулкана»
Реактивы и оборудование: кристаллический дихромат аммония, фарфоровый тигель, коническая колба, спирт, лучинка.
Исполнитель заранее готовит макет вулкана. Для этого в горло конической колбы вставляет тигелек, а колбу покрывает пластилином, придавая ей форму горы. Перед демонстрацией под колбу помещают большой лист бумаги для сбора оксида хрома (III). В тигелек насыпают дихромат аммония (NH4)2Cr2O7, в центре холмик смачивают спиртом. Зажигается «вулкан» горящей лучинкой. (Можно обойтись без спирта и зажигать его накаленной стеклянной палочкой, помещая ее в середину кратера).
Реакция экзотермическая, протекает бурно, вместе с азотом вылетают раскаленные частички оксида хрома (III). Если погасить свет, то создается впечатление извергающегося вулкана, из кратера которого выливаются раскаленные массы:
(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O.
Яйцо в бутылке
Реактивы и оборудование: раствор щелочи, стеклянная бутылка из-под молока, заранее наполненная углекислым газом и герметично закрытая, яйцо, сваренное вкрутую и очищенное от скорлупы.
Во время демонстрации исполнитель открывает бутылку и наливает в нее примерно 20 мл щелочи и сразу же накрывает отверстие яйцом, острым концом вниз, плотно его прижимая. Бутылку энергично встряхивают и ставят на стол. Яйцо на глазах у изумленных зрителей постепенно вытягивается и с громким всплеском падает в бутылку.
В бутылке происходит химическая реакция между углекислым газом и раствором щелочи:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.
Над жидкостью образуется безвоздушное пространство – вакуум. Яйцо под действием сил внешнего давления «входит» в бутылку.
Золотой нож
Реактивы и оборудование: насыщенный раствор медного купороса, 20%-ный раствор H2SO4, стакан (250 мл), стальной нож.
Исполнитель наливает в химический стакан 200 мл насыщенного раствора медного купороса CuSO4·5H2O и подкисляет его 1 мл 20%-ного раствора серной кислоты. Нож предварительно хорошо зачищают мелкозернистой наждачной бумагой, промывают в теплой воде и обезжиривают спиртом или ацетоном.
Во время демонстрации нож на несколько секунд опускают в раствор медного купороса, затем вынимают, быстро споласкивают водой и насухо протирают полотенцем. Нож становится «золотым» –покрывается ровным блестящим слоем меди:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.
«Метель в стакане»
Реактивы и оборудование: бензойная кислота, ветка ели, химический стакан объемом 500 мл, электроплитка.
Исполнитель помещает в стакан несколько ложек бензойной кислоты и веточку ели. Стакан нагревается на электроплитке. Внутри начинает бушевать «настоящая февральская метель», укутывая еловые веточки «снежным» покровом. «Метель» разыгрывается в результате возгонки бензойной кислоты, которая происходит при нагревании этого вещества.
«Фараоновы змеи»
Реактивы и оборудование: таблетки лекарственных препаратов из группы сульфаниламидов, например, сульгин, норсульфазол, фталазол, стрептоцид; глюканат кальция; сухое горючее.
Исполнитель помещает на таблетку сухого горючего 1–2 таблетки лекарственного препарата и поджигает горючее. При этом происходит образование блестящей «фараоновой змеи» серого цвета, которую можно назвать из-за внешнего вида и «графитовой змеей».
Если «змею» аккуратно подцепить пинцетом и осторожно вытягивать, то можно получить достаточно длинный «экземпляр» (до 40 см). Наилучший результат дают стрептоцид и сульгин.
«Змея» из глюканата кальция имеет более светлую окраску с белыми пятнами и длину 10–15 см.
При нагревании происходит окисление сульфаниламидных препаратов кислородом воздуха, при этом выделяется много газообразных продуктов реакции (SO2, H2S, N2, пары воды), которые вспучивают реакционную массу и формируют пористую «змею».
Зажигание свечи
Реактивы и оборудование: перманганат калия, концентрированная серная кислота, спирт, свеча, вата, пипетка, стеклянная палочка, фарфоровая чашка.
Непосредственно перед демонстрацией исполнитель под контролем учителя готовит смесь перманганата калия с концентрированной серной кислотой. Для этого в фарфоровую чашку насыпают немного (на кончике ложечки) «марганцовки», пипеткой отбирают 2–3 капли кислоты и переносят их на «марганцовку».
К фитилю свечи прикладывают ватку, смоченную спиртом. Затем стеклянной палочкой берут небольшое количество окислительной (зажигательной) смеси и подносят к фитилю. Свеча воспламеняется. Возгорание свечи происходит без участия огня – без спичек.
Проявление надписи
Реактивы и оборудование: 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина, концентрированный раствор карбоната натрия Na2CO3, пульверизатор, лист бумаги.
Исполнитель заранее пишет на листе бумаги раствором карбоната натрия какую-нибудь надпись, например «Чудеса на выбор». Во время демонстрации лист магнитом закрепляют на доске и опрыскивают из пульверизатора раствором фенолфталеина. Проявляется малиновая надпись: карбонат натрия имеет щелочную реакцию среды.
|
