Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 7 класс>> Как исследуют вещества и химические реакции. Экспериментируем дома. Исследование вещества. Изучение химической реакции

Как исследуют вещества и химические реакции

Материал параграфа поможет вам:

>  подготовиться  к эксперименту по изучению  вещества или химической реакции;
>  выяснить, какие свойства вещества называют химическими.

Химия  —  экспериментальная  наука.  Она  не может существовать и развиваться без проведения разнообразных опытов с веществами.

Химический  эксперимент. 

Перед  выполнением эксперимента  химик  должен  осознать  его  цель, найти  в  научной  литературе  и  проанализировать  сведения о соответствующих веществах  и   химических реакциях. Затем он составляет план экспертмента, определяет условия его осуществления, при необходимости  вычисляет  массы  или  объемы веществ,  которые  нужны  для  работы.  Во  время опыта ученый проводит наблюдения, измерения, а их результаты и вычисления записывает в лабораторный журнал. После эксперимента он анализирует  и  объясняет  полученные  результаты,  делает выводы.

Исследование веществ.

На уроках химии вы будете работать с разными веществами. Вам необходимо уметь описывать их внешний вид, сравнивать с другими веществами, отличать одно вещество от другого. Некоторые навыки вы уже приобрели, выполнив практическую работу и лабораторные опыты.

Химики  изучают  прежде  всего  новые,  только что полученные вещества. Если вещество содержит примеси,  его  очищают. Иногда исследуют известные вещества, чтобы подтвердить или уточнить сведения о них.

Изучая вещество, определяют:

•  его физические свойства;
•  качественный и количественный состав;
•  внутреннее строение;
•  химические свойства.

► Какие физические свойства веществ определяют визуально,  а какие —  соответствующими измерениями?

Рис. 50. Окрашивание пламени химическими элементами: а — Литием; 6 — Натрием

Вам  известно,  что  установить  качественный состав  вещества  означает  выяснить,  какими  химическими элементами оно образовано.

Некоторые  соответствующие  опыты  можно провести  в  химическом  кабинете или  даже  дома. Если  соединение  содержит  ионы Лития, Натрия, Калия,  Кальция,  Бария,  Купрума,  то  оно  окрашивает  пламя  в  характерный  цвет  (рис.  50).  Это используют в пиротехнике для  создания  зрелищных фейерверков.

Лабораторный опыт № 6

Определение элемента в веществе по цвету пламени

Зажгите спиртовку. Погрузите в раствор поваренной соли стекляную палочку и внесите ее в пламя. В какой цвет оно окрашивается?

После охлаждения палочки промойте  ее в  стакане  с водой,  погрузите в раствор купрум(П) хлорида CuCl2 и снова внесите в пламя.

Что наблюдаете?

Погасите пламя спиртовки колпачком.

Какие элементы обнаружены вами в соединениях?

Внутреннее  строение  вещества,  или  то,  какие частицы  (атомы, молекулы,  ионы) его образуют,  а для  твердого  вещества —  и  размещение  частиц  в нем, исследуют с помощью специальных приборов.

На  основании  полученных  знаний  о  веществе химик  предсказывает  его  способность  вступать  в те или иные реакции, а затем проверяет свои предположения экспериментально. Он выясняет, взаимодействует  ли  вещество  с  водой,  металлами, неметаллами,  другими  веществами,  как  ведет себя при нагревании.

Свойства  вещества,  которые проявляются  в  его  способности вступать в определенные реакции, называют химическими.

Таким  образом,  изучение  химических  свойств вещества  является  завершающим  этапом  его исследования.

Некоторые вещества (например, металл натрий, неметалл фтор) называют химически активными. Они  бурно взаимодействуют  со многими другими веществами.  Такие реакции могут  сопровождаться  воспламенением  или  взрывом.  Существуют  и химически  пассивные  вещества.  Золото  ни  при каких  условиях не взаимодействует с водой,  кислородом, кислотами, а для неметалла гелия химические реакции вообще неизвестны.

Химические свойства вещества зависят от его состава и внутреннего строения.

Для многих веществ изучают их воздействие на живые  организмы  и  определяют,  вредными  или полезными  являются  они  для  растений,  живот ных, человека.

Исследование  химических  реакций. 

Представим, что  вы  получили  задание  —  осуществить химическую реакцию  между двумя веществами.

Рис. 5l. Взаимодействие алюминия с иодом

Обычно  для  этого  достаточно  смешать  вещества, т.  е.  обеспечить  контакт  их  частиц.  Твердые вещества предварительно измельчают для увеличения поверхности контакта реагентов. Если твердое вещество реагирует с раствором другого, то их смесь желательно  перемешивать.  Тогда частицы веществ  будут  чаще  сталкиваться,  а  вещества — активнее взаимодействовать.

Изучая химическую реакцию, определяют:

•  при каких условиях она происходит;
•  быстро или медленно она протекает;
•  полностью ли реагенты превращаются в продукты;
•  происходят  ли  одновременно  другие  (побочные) реакции;
•  выделяется или  поглощается  теплота во время реакции;
•  каков состав продуктов реакции.

Химические  превращения  происходят  в различных  условиях.  Одни  вещества  принимают  участие  в  них  как  в  чистом  виде, так и в растворе, другие — только в определенном состоянии. Немало реакций начинается  лишь  при  нагревании,  а  некоторые газы  взаимодействуют  между  собой  при повышенном давлении.

Иногда для осуществления реакции или ее ускорения к реагентам добавляют постороннее  вещество  —  катализатор1.   Действие катализатора  можно  продемонстрировать  с помощью  такого  опыта.  Если  смешать порошки алюминия и иода, то никаких изменений  мы  не  заметим.  Добавление  капли воды (катализатор) к смеси вызывает бурную реакцию между простыми веществами (рис. 51):

             H ₂O
2А1 + 31₂  =  2 AlI₃.

Вам  нужно  научиться  внимательно  наблюдать за  протеканием  химической  реакции,  описывать все, что происходит с веществами.

¹Термин происходит от греческого слова katalysis — разрушение.

Во время экспериментов возможны ошибки. Oни бывают случайными и систематическими. Случайные ошибки возникают из-за неточности записей в лабораторном  журнале,  невнимательности  при взвешивании  вещества,  определении  его  объема. Систематические ошибки связаны с погрешностью приборов, наличием примесей в реактивах и обычно не влияют на результат эксперимента.

Лабораторный опыт №  7

Исследование химической реакции

Насыпьте в пробирку немного порошка купрум(ll) оксида CuO и добавьте  I—2  мл  хлорид ной  кислоты HCl.  Поставьте пробирку в штатив.  Окрасилась  ли  жидкость  после  осаждения  купрум(ll) оксида? Через 5—7 мин. повторите наблюдение.

Зажгите спиртовку, закрепите пробирку в пробиркодержателе и осторожно нагрейте сначала всю пробирку, а потом — ту ее часть, в которой находятся вещества. Что наблюдаете?

Сделайте вывод о влиянии нагревания на протекание реакции.

Напишите  уравнение  реакции,  учитывая,  что  ее  продуктами являются купрум(ll) хлорид CuCl₂ и вода.

После проведения  серии  опытов ученый  обнаруживает  определенную  закономерность.  На  основании многих закономерностей создается теория. Совокупность теорий является основой каждой науки.

Выводы

Перед тем как исследовать вещество или химическую реакцию, нужно осознать цель эксперимента и тщательно подготовиться к его проведению.

Во  время  химического  эксперимента наблюдают за веществами, протеканием реакции, осуществляют измерения.  Результаты наблюдений и измерений, все вычисления, а также химические уравнения записывают в лабораторном журнале.

После окончания эксперимента формулируют выводы и планируют следующие эксперименты.

Каждое  вещество  обладает  химическими  свойствами,  которые  проявляются  в  его  способности вступать в определенные химические реакции.

?
112.  Какими должны быть ваши действия и их последовательность перед проведением химического эксперимента?

11З .   Что определяет химик, изучая: а) вещество; б) химическую реакцию?
114.  Целесообразно ли ученому исследовать реакцию с участием раствора,  приготовленного на водопроводной воде, а не на дистиллированной? Ответ обоснуйте.
115 .   Студент записал наблюдения во время эксперимента не в лабораторном журнале, а на листочках, вырванных из блокнота. Преподаватель посчитал это недостатком работы студента. Как вы думаете, почему?
116.  Химику не удалось  получить  вещество.  Он  решил  повторить  опыт  в таких же условиях. Другой химик предложил изменить условия эксперимента. Как объяснить решение первого химика и совет второго?
117.  Какие  ошибки  случаются  во  время  химических  экспериментов  и  с чем они связаны?
118.  Назовите общее химическое свойство парафина и бензина.
119.  При освещении  газов водорода и хлора никаких изменений с веществами не происходит, а их смесь в этих условиях взрывается. Как это объяснить? Напишите соответствующее химическое уравнение.
120.  В результате нагревания 16 г меди с 4 г кислорода в закрытом сосуде образовалось 18 г купрум(ll) оксида CuO. Какой вывод можно сделать на основании этих данных?

Экспериментируем дома

Исследование вещества

Рассмотрите питьевую соду. Каково агрегатное состояние этого вещества в обычных условиях, цвет, характер частиц?

Проверьте, растворяется ли питьевая сода в холодной воде.

Внесите немного питьевой соды  на  кончике ножа  или на стальной проволоке  в  пламя  газовой  плиты.  Является  ли  горючим  это  вещество? В какой цвет окрашивается пламя? О наличии какого элемента
в веществе свидетельствует этот цвет?

Насыпьте небольшое количество питьевой соды в стакан и добавьте немного уксуса. Что наблюдаете?

Изучение химической реакции

Возьмите два одинаковых кусочка мела. Один из них измельчите в порошок. Поместите в один стакан кусочек мела, а в другой —   порошок.

Осторожно налейте в стаканы равные объемы уксуса. Что наблюдаете?

Какой фактор влияет на протекание этой реакции и как именно?

Результаты опытов, а также выводы запишите в тетрадь.

Попель П. П., Крикля Л. С., Хімія: Підруч. для 7 кл. загальноосвіт. навч. закл. — К.: ВЦ «Академія», 2008. — 136 с.: іл.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.