Прості досліди з хімії (з журналу), Мамині шпаргалочки
Необхідно мати батарейку для кишенькового ліхтаря, тонкий мідний дріт довжиною 15-20 см з емальованою ізоляцією, стрижні простих олівців, активоване вугілля у вигляді чорних таблеток під назвою «карболен» (продається в аптеках), по 1 г трьох-чотирьох зразків добрив, спринців та деякі інші речі, які завжди знайдуться вдома. Які речовини та обладнання необхідно брати для проведення досвіду, видно з опису самих дослідів, а також малюнків.
1. Швидкість реакції залежить від концентрації електроліту
У дві пробірки опустити шматочки яєчної шкаралупи, наприклад, по 6 штук, однакові за площею. У першу пробірку налити 0,5-1 мл оцтової кислоти, у другу - стільки ж кислоти, але розбавленою в 5-6 разів водою. Вставити в пробірки газовідвідні трубки, вільні кінці яких опустити у банки з водою. Обидві пробірки закріпити у тримачках. Встановити за кількістю бульбашок, що виділяються, в якій з пробірок швидкість реакції велика. Цей досвід наочно демонструє, що зі зменшенням концентрації електроліту — в даному випадку при розведенні водою кислоти — збільшується кількість іонів (молекул, що розпалися) і швидкість реакції.
2. Гідроліз солей
У чотири флакони налити по 3-4 мл води. В один додати деревну золу (карбонат калію), в іншій-3-4 краплі силікатного клею (силікати натрію і калію), в третій - крихти мила (мила-це солі вищих жирних кислот), в четвертий - кухонну сіль (хлорид натрію) . Через 2-3 хв після розчинення речовин розчини розлити на дві частини для випробування індикаторами - лакмусом та фенолфталеїном. Добре, якщо школяр заповнить таблицю,вказавши у ній як забарвлення індикатора (і, отже, зробивши висновок характер розчину — кислому чи лужному), а й рівняння гідролізу.
3. Електроліз розчину хлориду натрію
Приєднати дроти до батареї від кишенькового ліхтаря. Провід-анод (плюс) вставити в свіжий зріз бульби картоплі (середовище, в якому розподіляється розчин солі). Провід-катод (мінус) із укріпленим на ньому гвоздиком також вставити в зріз картоплі (на відстані 1,5-2 см від першого електрода). На зріз картоплі нанести 3-4 краплі розчину кухонної солі. У гвоздика помістити подрібнений шматочок пургену. У такому положенні залиште установку на 15-20 хв. Які зміни відбуваються на зрізі картоплі та чим їх пояснити? (Так само можна провести досвід з електролізом розчину кухонної солі, взявши замість бульби картоплі зріз солоного огірка)
4. Електроліз розчину хлориду натрію із застосуванням паперової діафрагми
У стаканчик налити розчин кухонної солі і розгородити посуд паперовою перегородкою. Опустити в розчин стрижні від олівця - у різні відділення, верхні кінці стрижнів з'єднати проводами з батареєю. У катодний простір опустити шматочок пургену (фенолфталеїн) і спостерігати за змінами, що відбуваються. Як змінюється фарбування рідини в катодному просторі? Який газ виділяється на поверхні катоду? Визначити по запаху газ, що виділяється у анода.
5. Розпізнавання найважливіших добрив
Дев'ятикласники вивчають п'яту групу періодичної системи елементів, докладно знайомлячись із фізичними та хімічними властивостями азоту та фосфору. Пропоновані досліди не вимагають спеціальних реактивів. Практично для розпізнавання багатьох добрив цілком достатньо скористатися лише тліючим вуглинком, сталевим перомта полум'ям.
Передбачається, що у трьох паперових пакетиках є зразки добрив з наступних можливих: селітри (калійна, натрієва, кальцієва, аміачна), сульфат амонію, карбамід, калію хлорид.
Ознайомитись з фізичними властивостями зразка добрива (колір, кристалічність, розчинність у воді та ін.) та коротко описати їх. У ході аналізу необхідно використовувати безбарвне полум'я одеколону, що горить, газу, тліючий вугілля. (Під час аналізу зразка тліючим вугіллям тримати його — на сталевому пері — над блюдцем або тарілкою з водою!) Поява щільного «диму», плавлення кристалів і запах аміаку вкажуть на наявність карбаміду.
Запах аміаку з'являється і у випадку, якщо ми маємо справу з кристалами сульфату амонію або аміачної селітри. Але кристали карбаміду ніколи не дають спалахів на тліючому вугіллі, а кристали сульфату амонію та аміачної селітри не утворюють інтенсивного (щільного) «диму».
Для виявлення у складі добрива солей натрію, калію або кальцію забарвлення полум'я можна зробити наочнішим: на кінець лучинки намотати трохи вати, змочити її одеколоном, підпалити і в полум'я внести кілька кристалів досліджуваного зразка добрива на кінчику пера, вставленого в ручку. Забарвлення кальцієвої селітри можна сплутати з фіолетовим забарвленням солі калію. Щоб розрізнити їх, треба зробити додатковий аналіз: відфільтрувати приготовлений розчин золи (скористатися ним як розчином карбонату калію) і долити до нього розчин досліджуваного зразка добрива. Поява білого осаду вкаже на кальцієву селітру. (Чому?)
У такій послідовності провести аналіз інших зразків добрив. Рекомендуємо заповнити таблицю, в якій вказати фізичні властивості речовини, фарбування полум'я, дію на тліючийкуточок, взаємодія з розчином золи, зроблений висновок та формулу зразка.
6. Як адсорбує активоване вугілля
У трубочку на тонкий пухкий шар вати помістити шар вугілля (розтовкти таблетку карболена; якщо її немає, можна скористатися подрібненим вугіллям липи, берези), потім — тонкий шар промитого річкового піску, щоб вугілля не спливало. Закріпити трубочку у вертикальному положенні за допомогою зволікання. Для збирання рідини, що пройшла через шар вугілля-адсорбенту, можна скористатися флаконами, склянками, а ще краще вузькою чаркою. Крапельницею у верхню частину трубочки налити 7-8 крапель розчину чорнила і спостерігати за тим, що відбувається.
7. Адсорбція вугіллям газів
Два однакові флакони (в один із них попередньо насипати на дно вугілля — 2—3 подрібнені таблетки) заповнити оксидом вуглецю (IV). Його можна отримати, наприклад, дією оцтової есенції на яєчну шкаралупу. Вставити у флакони газовідвідні трубки, наконечники яких опустити в банку із розчином чорнила. Для більшої стійкості та зручності флакони також опустити у скляні банки. Спостерігати за змінами, що відбуваються. У якому з наконечників розчин піднімається вище? Як це можна пояснити?
8. Адсорбційні властивості глини.
Приготувати (по 2 мл) розчини: чорнило, перманганату калію та сік столового буряка. Поставити три флакони, помістити в них вертикально трубки і на маленький ватний тампон насипати попередньо прожарену і подрібнену глину товщиною 1,5-2 см. Відфільтрувати розчини. Що сталося і чому?
9. Використання електролізу для «свердління» сталевого виробу.
Приготувати у блюдці насичений розчин кухонної солі. З'єднати дротом лезобезпечної бритви з позитивним полюсом батареї. Це лезо буде анодом. Заточити олівець, обломити заточений кінчик стрижня, але так, щоб у кінці олівця вийшло поглиблення 0,5—1 мм. На 1,5-2 см вище оголити стрижень і намотати на нього провід, приєднаний до негативного полюса батареї. Таким чином, стрижень олівця буде катодом.
Покласти лезо в блюдце з розчином солі і торкнутися олівцем-катодом леза. Щоб олівець стійко перебував у такому положенні, закріпити його. Необхідно пам'ятати, що якщо стрижень загостреного кінця олівця стосуватиметься металу, електроліз не станеться. (Чому?)
Поставити установку на 20-30 хв і спостерігати за змінами. Який газ виділяється навколо олівця? Чому лезо-анод у місці дотику олівця розчинятиметься і утвориться отвір? Як змінюється забарвлення рідини у блюдце?