«Радуга химических реакций»

Содержание:

1. Индикаторы стр.3

• Определение понятия

• Виды индикаторов

• Влияние сред растворов на изменения цвета индикатора, история открытия

• Стихотворения для запоминания

• Практическая работа

2. Щелочные и щелочноземельные металлы стр.11

• Открытие элементов

• Положение элементов в таблице Менделеева

• Цвета пламени горелок катионов щелочных и щелочноземельных металлов

• Цветные реакции на некоторые катионы

• Практическая работа

3. Переходные металлы. Хром (1 часть) стр.21

• Проведение небольшой самостоятельной работы по 2 предыдущим занятиям

• Открытие элемента хрома, расположение металла в таблице Менделеева

• Химия хрома, некоторые важнейшие соединения хрома

• Решение заданий на тему лекций

• Практическая работа

4. Переходные металлы. Железо, никель, кобальт (2 часть) стр.27

• Работа над ошибками в самостоятельной работе

• Открытие элементов семейства железа, расположение металлов в таблице Менделеева

• Химия железа, кобальта, никеля

• Решение задач на тему лекций

• Практическая работа

5. Цветные реакции в органической химии (1 часть) стр.32

• Проведение небольшой самостоятельной работы по 2 предыдущим занятиям

• Цветные реакции, определяющие различные углеводородные соединения

• Цветные реакции на спирты и фенолы

• Цветные реакции на альдегиды и некоторые органические кислоты

• Практическая работа

6. Цветные реакции в органической химии (2 часть) стр.38

• Работа над ошибками в самостоятельной работе

• Определение понятий «белки» и «аминокислоты»

• Цветные реакции на белки

• Решение задач

• Практическая работа

7. Хемилюминесценция стр.42

   • Определение понятия

   • Виды люминесценций

   • Люминесценция в химических и биологический процессах

   • Подготовка к конференции

1 Лекция: «Индикаторы»

Содержание:

1. Определение ,

2. Виды индикаторов

3. Влияние сред растворов на изменения цвета индикатора, история открытия

4. Природные индикаторы; стихотворения для запоминания

5. Практическая работа

Определение понятия «индикатор»:

Индикаторы – вещества, введение которых в анализируемый раствор позволяет установить конец химической реакции или концентрацию водородных ионов по легко заметному признаку. Индикаторы используют главным образом в титриметрическом анализе для установления точки эквивалентности (конечной точки титрования). В присутствии Индикаторов в этой точке (или вблизи от неё) могут наблюдаться изменение цвета, появление или исчезновение мутности, свечение и т. д., обусловленные изменением определённого свойства исследуемого раствора.

Виды индикаторов:

Индикаторы делят обычно на 5 групп: кислотно-основные; окислительно-восстановительные; комплексонометрические; адсорбционные; хемилюминесцентные.

• Кислотно-основные индикаторы — вещества, изменяющие свою окраску при изменении водородного показателя (pH) среды. Эти И. х., рассматриваемые (по теории В. Оствальда) как слабые органические кислоты или основания, используют в нейтрализации методах, а также при определении pH методом колориметрии.

При проведении анализа индикатор выбирают таким образом, чтобы интервал перехода окраски включал то значение pH, которое раствор должен иметь в точке эквивалентности. Наиболее часто анализы методом нейтрализации проводят с метиловым оранжевым (интервал перехода 3,1—4,4), метиловым красным (4,2—6,3), фенолфталеином (8,0—9,8). Кроме индивидуальных индикаторов, применяют так называемые смешанные индикаторы — смеси двух (например, тимоловый синий + фенолфталеин), которым свойственно отчётливое изменение окраски в узком интервале перехода (до 0,2 единицы pH). К кислотно-основным относятся также индикаторы: флуоресцентные (например, a-нафтиламин, акридин), в присутствии которых появляется, исчезает или изменяется цвет флуоресценции мутных или сильно окрашенных растворов при их освещении ультрафиолетовыми лучами; универсальные — смеси нескольких индикаторов с различными интервалами перехода, многократно изменяющие свою окраску при разных значениях pH и используемые для приближённых определений этого показателя.

Окислительно-восстановительные индикаторы — вещества, способные окисляться или восстанавливаться в определённых интервалах значений окислительного потенциала и изменять при этом свою окраску.

Эти индикаторы (например, метиленовый синий, дифениламин, крахмал) используют в титриметрических методах анализа, основанных на реакциях окисления-восстановления.

• Комплексонометрические индикаторы — вещества, образующие с определяемыми ионами окрашенные комплексные соединения. Такие индикаторы называются также металлохромными или металл-индикаторами, используют в титриметрическом методе анализа, основанном на применении аминополикарбоновых кислот. В качестве комплексонометрических индикаторы используют преимущественно водорастворимые органические красители — эриохром чёрный Т, ксиленоловый оранжевый, кислотный хром тёмно-синий и др.

• Адсорбционные индикаторы — вещества, в присутствии которых в точке эквивалентности, устанавливаемой методом осаждения (например, при титровании ионов хлора стандартным раствором нитрата серебра), изменяется цвет осадка. В качестве таких индикаторов применяют главным образом красители (например, эозин, флуоресцеин).

• Хемилюминесцентные индикаторы — вещества, способные в точке эквивалентности светиться видимым светом и используемые при титровании сильно окрашенных растворов. К таким И. х. относятся люминол, силоксен и др.

Влияние сред растворов на изменения цвета индикатора:

Эту закономерность мы рассмотрим на некоторых примерах:

Среда / Индикатор	Фенолфта- леин	Метилоранж	Лакмус	Бриллиан-товый зеленый	Тимоловый синий
Кислая среда	Бесцветный	Розовый	Красный	Желтый	Малиново-красный
Нейтральная среда	Бесцветный	Оранжевый	Фиолетовый	Зеленый	Желтый
Щелочная среда	Малиновый	Желтый	Синий	Бесцвет-ный	Синий

file://localhost/C:/Documents%20and%20Settings/Пользователь/Рабочий%20стол/КЛШ/Проект/гребанный%20проект/index.html

Универсальная индикаторная бумага измеряет уровень рН в водных растворах.

Уровень рН	Характеристика среды
−1	Сильнокислая
0	---//---
1	---//---
2	---//---
3	Умеренно кислая
4	---//---
5	Слабокислая
6	---//---
7	Нейтральная
8	Слабощелочная
9	---//---
10	Умеренно щелочная
11	---//---
12	Сильнощелочная
13	---//---
14	---//---
15	---//---

История открытия элемента:

Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский химик и физик Роберт Бойль. Чтобы понять, как устроен мир, Бойль провел тысячи опытов. Вот один из них. В лаборатории горели свечи, в ретортах что-то кипело, когда некстати зашел садовник. Он принес корзину с фиалками. Бойль очень любил цветы, но предстояло начать опыт. Он взял несколько цветков, понюхал и положил их на стол. Опыт начался, открыли колбу, из нее повалил едкий пар. Когда же опыт кончился, Бойль случайно взглянул на цветы, они дымились. Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И – что за чудеса- фиалки, их темно- фиолетовые лепестки, стали красными. Случайный опыт? Случайная находка? Роберт Бойль не был бы настоящим ученым, если бы прошел мимо такого случая. Ученый велел готовить помощнику растворы, которые потом переливали в стаканы и в каждый опустили по цветку.

В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Наконец, ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какой раствор находится в стакане, какие вещества содержатся в растворе. Затем Бойль заинтересовался, что покажут не фиалки, а другие растения. Эксперименты следовали один за другим. Лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. Тогда Бойль опустил в настой лакмусового лишайника обыкновенные бумажные полоски. Дождался, когда они пропитаются настоем, а затем высушил их. Эти хитрые бумажки Роберт Бойль назвал индикаторами, что в переводе с латинского означает «указатель», так как они указывают на среду раствора. Именно индикаторы помогли ученому открыть новую кислоту - фосфорную, которую он получил при сжигании фосфора и растворении образовавшегося белого продукта в воде. В настоящее время на практике широко применяют следующие индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый.

Одним из давно известных индикаторов является лакмус. Хотя лакмус уже в течение нескольких столетий, верно, служит людям, его состав так до конца и не изучен. Лакмус- это сложная смесь природных соединений. Он был известен уже в Древнем Египте и в Древнем Риме, где его использовали в качестве фиолетовой краски- заменителя дорогостоящего пурпура. Затем рецепт приготовления лакмуса был утерян. Лишь в начале 14 века во Флоренции вновь была открыта фиолетовая краска орсейль, тождественная лакмусу, причем способ ее приготовления в течение многих лет держали в секрете.

Готовили лакмус из специальных видов лишайников. Измельченные лишайники увлажняли, а затем добавляли в эту смесь золу и соду. Приготовленную таким образом густую массу помещали в деревянные бочки, добавляли мочу и выдерживали долгое время. Постепенно раствор приобретал темно- синий цвет. Его упаривали и в таком виде применяли для окрашивания тканей. В 17 веке производство орсейли было налажено во Фландрии и Голландии, а в качестве сырья использовали лишайники, которые привозили с Канарских островов.

Похожее на орсейль красящее вещество было выделено в 17 веке из гелиотропа - душистого садового растения с темно- лиловыми цветками. Именно с этого времени, благодаря Р. Бойлю, орсейль и гелиотроп стали использовать в химической лаборатории. И лишь в 1704 году немецкий ученый М. Валентин назвал эту краску лакмусом.

Сегодня для производства лакмуса измельченные лишайники сбраживают в растворах поташа (карбоната калия) и аммиака, затем в полученную смесь добавляют мел и гипс.

В 19 веке на смену лакмусу пришли более прочные и дешевые синтетические красители, поэтому использование лакмуса ограничивается лишь грубым определением кислотности среды. На смену лакмусу в аналитической химии пришел лакмоид - краситель резорциновый синий, который отличается от природного лакмуса и по строению, но сходен с ним по окраске: в кислой среде он красный, а в щелочной - синий.

В наши дни известны несколько сот кислотно-основных индикаторов, искусственно синтезированных начиная с середины 19 века. Индикатор метиловый оранжевый (метилоранж) в кислой среде красный, в нейтральной – оранжевый, а в щелочной – синий.

Более яркая цветовая гамма свойственна индикатору тимоловому синему: в кислой среде он малиново-красный, в нейтральной – желтый, а в щелочной – синий. Индикатор фенолфталеин (в медицинской практике его раньше называли пургеном, сейчас редко применяют в качестве слабительного) в кислой и нейтральной среде – бесцветен, а в щелочной имеет малиновую окраску. Поэтому фенолфталеин используют лишь для определения щелочной среды. В зависимости от кислотности среды изменяет окраску и краситель бриллиантовый зеленый (его спиртовой раствор используется как дезинфицирующее средство – зеленка). В сильнокислой среде его окраска желтая, а в сильнощелочной среде раствор обесцвечивается.

Однако в последнее время в лабораторной практике используется универсальный индикатор- смесь нескольких индикаторов. Он позволяет легко определить не только характер среды, но и значение кислотности (рН) раствора.

Природные индикаторы из растений

Антоцианы и другие растительные пигменты способны менять цвет в зависимости от рН среды (клеточного сока). Антоцианы имеют преимущественно красный цвет в кислой среде и синий в щелочной. Сок из красной капусты или столовой свёклы нередко используют в качестве индикатора при начальном обучении химии.

● Свёкла красная, сок ● Чёрная смородина сок

● Голубика, ягоды ● Морковь, сок

● Вишня, сок ягод ● Карри порошок (Куркума)

● Дельфиниум лепестки ● Герань розовая, лепестки

● Виноград красный ● Конский каштан, листья

● Гортензия ● Morning Glories (Ипомея)

● Луковая шелуха ● Маргаритки, лепестки

● Петуния, лепестки ● Примула (первоцвет)

● Мак, лепестки ● Пион красный, лепестки

● Rayhan leaves (базилик) ● Капуста красная, сок

● Редис красный ● Ревень

● Роза, лепестки ● Земляника, ягоды

● Чай ● Тимьян или Орегано — цветки

● Тюльпан, лепестки ● Фиалка, лепестки

Стихотворения для запоминания:

Для того, чтобы запомнить цвет лакмуса в различных средах, существует стихотворение:

«Индикатор лакмус - красный

кислоту укажет ясно.

Индикатор лакмус - синий,

Щёлочь здесь - не будь разиней,

Когда ж нейтральная среда,

Он фиолетовый всегда»

Или:

«Реактив-хамелеон:

В щелочах синеет он,

В кислоте опасной

Он окрашен в красный!»

Для запоминания цвета индикатора метилового оранжевого в щелочах и кислотах служит мнемоническое стихотворение:

«От щелочи я желт как в лихорадке,

Краснею от кислот, как от стыда.

И я бросаюсь в воду без оглядки,

Здесь я оранжевый практически всегда»

Для запоминания фенолфталеина существует фраза:

«Фенолфталеин в щелочах малиновый

несмотря на это –

в кислоте без цвета»

Или такое стихотворение:

«Попасть в кислоту для других неудача,

Но он перетерпит без вздохов, без плача,

Зато в щелочах у фенолфталеина

Не жизнь, а малина, сплошная малина!»

Практическая работа:

Опыт 1

В две пробирки налейте по 1 мл раствора кислоты и поместите в одну пробирку синий лепесток, а в другую красный или розовый.

Затем в две пробирки налейте раствор щелочи и поместите в одну пробирку синий лепесток, а в другую красный или розовый.

Запишите свои наблюдения в лабораторный журнал.

Опыт	Наблюдения	Вывод

Опыт 2

Перед вами в химических лотках находятся растворы химических индикаторов. Определите, как они изменяют цвет в растворах кислот и щелочей?

Отметьте изменения окраски растворов в виде таблицы.

Реактив	Фенолфталеин	Метилоранж	Лакмус	Унив.индикатор
Соляная кислота
Уксусная кислота
Гидроксид натрия
Нашатырный спирт

+ видео ролики:

1. Щелочь и индикаторы

2. Действие на кислоты хим.индикаторами

3. Распознавание воды, кислоты и щелочи

4. Действие щелочей на хим. Индикаторы

5. HNO3 и индикаторы.avi