Заняття 10

Тема: Формування понять про будову речовини. Техніка і методика хімічного експерименту при вивченні Нітрогену й Фосфору.

Мета: Обговорити методичні прийоми формування понять про хімічний зв’язок, валентність, ступінь окислення. Розглянути методику вивчення кристалічних решіток. Показати значення імітаційних ігор в активізації навчально-пізнавальної діяльності школярів, вихованні й розвитку особистості в процесі вивчення хімії. Відпрацювати техніку та методику хімічного експерименту при вивченні Нітрогену й Фосфору.

Семінарська частина

Питання для самоконтролю

1. Які існують методичні підходи до вивчення хімічного зв’язку?

2. Яке визначення валентності вводиться на початковому етапі вивчення хімії? (Проаналізувати за різними підручниками).

3. Які основні етапи формування поняття “валентність” вам відомі?

4. Яка методика формування поняття “ступінь окиснення”?

5. Розробіть фрагменти уроку з варіантами пояснення учням поняття “електронегативність елементів”. Як зв’язане це поняття з періодичною системою?

6. Які опорні знання необхідні для розуміння природи ковалентного зв’язку?

7. Як використовуються знання періодичної системи при вивченні йонного зв’язку?

8. Основні форми позакласної роботи з хімії.

9. Місце і значення імітаційних ігор в навчанні хімії.

Практична частина

Рольова гра. Провести вікторину “Що? Де? Коли?”. Обговорити хід гри.

Лабораторна частина

Дослід 1. Одержання аміаку нагріванням нашатирного спирту. У колбі нагрівають нашатирний спирт, він розкладається на аміак і воду. У пробку колби вставляють досить довгу трубку, яка слугує не лише для виходу аміаку, але й для конденсації води. Аміак збирають у перекинуту догори дном суху колбу. Чому?

Дослід 2. Розчинення аміаку у воді (дослід “фонтан”). При кімнатній температурі в одному об’ємі води розчиняється 700 об’ємів аміаку. Колбу з аміаком закривають гумовою пробкою з газовідвідною трубкою. Щільно закривши отвір трубки пальцем, опускаємо її в кристалізатор з водою, до якої додаємо декілька крапель фенолфталеїну. Відпустивши палець так, щоб у трубку потрапило декілька крапель води, знову закриваємо трубку пальцем і, вийнявши колбу з кристалізатора, декілька разів струшуємо колбу так, щоб декілька крапель води потрапили в колбу (пальцем весь час щільно закриваємо отвір трубки!).

Знову перекидаємо колбу в кристалізатор з водою й під водою приймаємо палець від газовідвідної трубки. Внаслідок того, що в краплі води розчинився майже весь аміак, що був у колбі, в колбі створюється розрідження і вода під атмосферним тиском утворює фонтан. Розчин стає малиновим.

Дослід 3. Взаємодія аміаку з кислотою. а). До скляної палички, змоченої хлоридною кислотою, підносять скляну паличку, змочену нашатирним спиртом. Спостерігаємо утворення білого диму. Пояснити це явище й запропонувати методику використання цього досліду на уроці.

б). Один скляний циліндр ополоснути концентрованим розчином хлоридної кислоти, а інший – концентрованим розчином аміаку. Циліндри накривають скляними пластинками і ставлять один отвором до іншого. Скляні пластинки знімаємо і декілька разів перевертаємо циліндри. Вони наповнюють білим димом.

Дослід 4. Одержання нітроген(ІІ) оксиду. У колбу кладуть мідь (стружки, дріт, ошурки) і додають розбавлену нітратну кислоту (1:1). Колбу злегка підігрівають для початку реакції. Спочатку колба заповнюється бурим димом нітроген(IV) оксиду через наявність у колбі повітря. Коли буре забарвлення в колбі зникне, збирають методом витіснення води нітроген(ІІ) оксид, який після збирання накривають скляною пластинкою. (Дослід проводять під витяжною шафою!).

Дослід 5. Окиснення нітроген(ІІ) оксиду. З колби з нітроген(ІІ) оксидом знімають скляну пластинку. У результаті окиснення нітроген(ІІ) оксиду над посудиною з’являється газ бурого кольору – нітроген(ІV) оксид. (Дослід проводити під витяжною шафою!).

Дослід 6. Одержання нітроген(ІV) оксиду. Нітроген(ІV) оксид одержують із міді та концентрованої нітратної кислоти. Реакція йде без нагрівання. Збирати газ методом витіснення води не можна (NO₂ реагує з водою). Його збирають методом витіснення повітря. (Дослід проводять під витяжною шафою!).

Дослід 7. Хімічні властивості нітроген(ІV) оксиду. У колбу з нітроген(ІV) оксидом доливають невелику кількість води: буре забарвлення зникає, адже нітроген(ІV) оксид є кислотним оксидом і реагує з водою. Індикатором визначають реакцію середовища одержаного розчину.

Дослід 8. Окиснювальні властивості нітратної кислоти. а). Загоряння тліючої скіпки в нітратній кислоті. Концентровану нітратну кислоту в пробірці, вертикально закріпленій у штативі, нагрівають і тліючою скіпкою торкаються до поверхні кислоти. Скіпка спалахує й виділяється нітроген(ІV) оксид.

б). Горіння скипидару в нітратній кислоті. У чашку для випарювання, що стоїть у великому стакані, наливають суміш 2-3 мл концентрованих нітратної та сульфатної кислот (у об’ємних відношеннях 1:1), до якої по краплях додають піпеткою чи скляною трубкою скипидар. Скипидар загоряється, при цьому відбувається виділення бурого газу нітроген(ІV) оксиду.

При проведенні досліду слід дотримуватися таких правил:

1. Стакан обов’язково накривають фанерою з отвором, через який додають скипидар, так як інколи полум’я буває великим і можна отримати опіки;

2. Не нахиляйтеся над стаканом, у якому проводять дослід.

Дослід 10. Розклад нітратів. а). У пробірку кладуть декілька кристалів купрум(ІІ) нітрату й нагрівають. Виділяється бурий газ нітроген(ІV) оксиду. Написати рівняння реакції розкладу цієї солі.

б). Пробірку на 1/5 її об’єму заповнюють калій нітратом, вертикально закріплюють у лапці штатива й нагрівають. Сіль плавиться, а коли з’являють бульбашки газу, в пробірку кидають кусочок деревного вугілля. Воно яскраво горить, “бігаючи” по розплавленій поверхні нітрату. Після цього в пробірку опускають кристалики сірки, які горять сліпуче яскраво. Якщо взяти велику кількість селітри й сірки, то пробірка може розплавитися, тому під неї слід покласти азбестову сітку чи поставити чашку з піском.

Дослід 11. Перетворення червоного фосфору в білий. У суху пробірку кладуть невелику кількість червоного фосфору й до дна опускають скляну паличку. Сильно нагрівають дно пробірки, де знаходиться червоний фосфор. Спочатку з’являється білий дим – це фосфор(V) оксид, утворений за рахунок окиснення фосфору киснем повітря, що є в пробірці. При дальшому нагріванні на холодних внутрішніх стінках пробірки та скляній паличці з’являються жовтуваті крапельки білого фосфору. Після припинення нагрівання пробірки із неї виймають скляну паличку, на якій загоряється білий фосфор. Якщо кінцем скляної палички доторкнутися до внутрішніх стінок пробірки, де знаходиться білий фосфор, і знову вийняти паличку на повітря, білий фосфор знову самозагоряється. (Дослід проводити під витяжною шафою!)