179Komentarz dydaktyczny

W pierwszym rozdziale wiadomości opisowe przeważają nad wiadomościami podawanymi językiem symboli i wzorów. Doświadczony nauczyciel powinien z łatwością wychwycić braki w zakresie posługiwania się symbolami i wzorami i spróbować nadrobić je. Wejście bez zbytniej abstrakcji w zagadnienia tego dość trudnego przedmiotu jakim jest chemia, nie zniechęci uczniów do dalszej pracy. W kolejnych działach punkt ciężkości programu będzie przesuwał się w stronę bardziej ścisłego przedstawiania problemów. Na początku nauczania chemii należy uzmysłowić uczniom, iż chemia jest nauką, którą najlepiej poznaje się przy pomocy doświadczeń.

28.1.1. Synteza siarczku żelaza(II) Przebieg eksperymentu

Przygotowujemy mieszaninę złożoną ze sproszkowanej siarki i opiłków żelaza, biorąc 7 części wagowych żelaza i 4 części wagowe siarki (np. 14 g Fe i 8 g S). Mieszaninę należy dobrze wymieszać, a następnie wsypujemy ją do probówki. Probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika gazowego trzymaną w drewnianej łapie do probówek. Po zakończeniu reakcji zbadaj za pomocą magnesu „właściwości magnetyczne” otrzymanego produktu i przeprowadź próby palności produktu reakcji.

Problemy do rozwiązania:

1. Jaki proces przebiega w probówce?

2. Czy jest to proces egzo- czy endotermiczny? W jaki sposób można to stwierdzić?

3. Do jakiego typu można zaliczyć tę reakcję? 4. Napisz odpowiednie równanie reakcji.

Następnie powtarzamy doświadczenie przygotowując mieszaninę złożoną z 4 g siarki i 10 g żelaza. Umieszczamy ją w innej probówce i ogrzewamy do rozpoczęcia reakcji. Po ostudzeniu rozkruszamy powstałą substancję i badamy utworzone produkty reakcji za pomocą magnesu i na palność.

Problemy do rozwiązania:

1. Dlaczego w produkcie reakcji stwierdzić można obecność żelaza, przy jednoczesnym braku siarki?

2. Według jakiego prawa przebiegła w probówce reakcja chemiczna ?

3. Jaki byłby skład produktów reakcji, gdyby w doświadczeniu użyć 6 g siarki i 7 g żelaza?

28.1.2. Spalanie magnezu w powietrzu i w tlenie Przebieg eksperymentu

181

katalitycznego rozkładu roztworu nadtlenku wodoru. W tym celu montujemy zestaw składający się z kolby okrągłodennej pojemności 250 cm3, do której wprowadzamy 30 cm3 30% roztworu nadtlenku wodoru (perhydrolu) i dodajemy 100 cm3 wody.

Następnie do kolby dodajemy szczyptę tlenku manganu(IV) i szybko zamykamy wylot kolby korkiem z osadzoną w nim rurką szklaną zakończoną gumowym wężem.

Zbieramy wydzielający się gaz w kolbach stożkowych, odwróconych dnem do góry metodą wypierania cieczy, których szyjki zanurzone są w krystalizatorze z wodą.

Problemy do rozwiązania:

1. Jakie zmiany zachodzą po dodaniu tlenku manganu(IV) do roztworu nadtlenku wodoru?

2. Jaką rolę pełni zastosowany tlenek w zachodzącej reakcji.

3. Sprawdź, czy podczas reakcji tlenek manganu(IV) zużywa się. Do jakiego typu można zaliczyć przeprowadzoną reakcję ? 4. Zapisz odpowiednie równanie reakcji chemicznej

W drugiej części eksperymentu na stalowej łyżce do spalań umieszczamy wiórki magnezu lub przytwierdzamy do niej kawałek wstążki magnezowej. Następnie wiórki magnezowe ogrzewamy w płomieniu palnika gazowego i obserwujemy, z jaką intensywnością zachodzi reakcja. Dalej płonące wiórki magnezu wprowadzamy do kolby z zebranym tlenem. Obserwujemy zachodzące zmiany.

Problemy do rozwiązania:

1. Czy magnez reaguje z tlenem?

2. Czy istnieje różnica w energii reakcji utleniania magnezu w powietrzu i w tlenie?

3. Jaką barwę wykazuje nowo powstały związek chemiczny i do jakiej grupy związków można go zaliczyć?

4. Jak nazywa się gwałtowne reakcje utleniania? 5. Napisz równanie reakcji magnezu z tlenem.

28.1.3. Rozkład zasadowego węglanu miedzi(II) z pochłanianiem produktów rozkładu Przebieg eksperymentu

Montujemy zestaw składający się z probówki z korkiem z rurką odprowadzającą. Następnie umieszczamy w probówce niewielką ilość zasadowego węglanu miedzi(II), a w niewielkiej zlewce kilka cm3 wody wapiennej. Koniec rurki szklanej zanurzamy w roztworze wody wapiennej i rozpoczynamy ogrzewanie probówki z węglanem. Zwracamy uwagę na zachodzące zmiany. Po upływie kilku minut przerywamy ogrzewanie. Wstrząsamy lekko zawartością probówki i obserwujemy zmiany zachodzące w wodzie wapiennej.

Problemy do rozwiązania:

1. Sprawdź czy masa otrzymanego produktu różni się od masy użytego w doświadczeniu substratu.

2. Określ liczbę produktów powstających podczas ogrzewania zasadowego węglanu miedzi(II).

3. Napisz równanie reakcji mętnienia wody wapiennej.

28.1.4. Imitacja wybuchu wulkanu Przebieg eksperymentu

Odważamy około 15 g dichromianu(VI) amonu i usypujemy z niego stożek na środku dna zlewki, posługując się w tym celu lejkiem. Następnie wycinamy niewielki pasek z bibuły filtracyjnej i nanosimy na jego powierzchnię kilka kropel alkoholu etylowego tak, aby bibuła nim nasiąkła. W ten sposób przygotowany pasek bibuły umieszczamy w centrum stożka. Z kolei za pomocą zapalonej zapałki, trzymanej w szczypcach, podpalamy bibułę. Zlewkę pozostawiamy otwartą. Obserwujemy zmiany towarzyszące reakcji.

Ze względu na toksyczne właściwości dichromianu(VI) amonu doświadczenia nie należy wykonywać w warunkach szkolnych. Problemy do rozwiązania:

183

chemicznej?

2. Jaką barwę przyjmuje powstający produkt reakcji?

3. Dlaczego produkty reakcji wykazują znaczną objętość? Odpowiedź uzasadnij i dokończ równanie tej reakcji:

(NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + 4H₂O + ...

28.1.5. Powstawanie dymów salmiaku (chlorku amonu) Przebieg eksperymentu

Do dwóch parownic umieszczonych na przeciwstawnych końcach dygestorium nalewamy po 10 cm3 stężonych roztworów: amoniaku i kwasu solnego. Następnie parownice powoli zbliżamy do siebie.

Problemy do rozwiązania:

1. Co dzieje się podczas zbliżania do siebie parownic z roztworem amoniaku i roztworem kwasu solnego?

2. Jakiego typu reakcja zaszła w omawianym przypadku?

3. Jaką barwę ma produkt reakcji powstały z substratów gazowych?

28.1.6. Reakcje węglanów z rozcieńczonymi kwasami Przebieg eksperymentu

Do probówek z próbkami węglanów, takich jak: węglan sodu, węglan potasu, węglan miedzi(II), węglan kobaltu(II) i węglan magnezu dodajemy po 5 cm3 wody i kolejno po kilka kropel 10% roztworu kwasu solnego. Obserwujemy zachodzące zmiany.

Problemy do rozwiązania:

1. Czy wybrane sole w jednakowy sposób rozpuszczają się w wodzie?

2. W jaki sposób reagują badane węglany z kwasem solnym? 3. Jaką barwą charakteryzują się powstałe produkty reakcji? 4. Napisz odpowiednie równania reakcji chemicznych.

28.1.7. Reakcja tlenku miedzi(II) z kwasem siarkowym(VI), kwasem solnym, azotowym(V) i kwasem octowym Przebieg eksperymentu

Do czterech probówek wlewamy po kilka centymetrów sześciennych wody, a następnie do każdej z nich dodajemy po 1 cm3 wymienionych wyżej kwasów i wsypujemy szczyptę tlenku miedzi(II). Następnie probówki ogrzewamy kolejno przez chwilę nad płomieniem palnika, i pozostawiamy w statywie. Po opadnięciu nadmiaru tlenku miedzi(II) każdy roztwór wykazuje barwę charakterystyczną dla soli miedzi(II).

CuO +2HCl → CuCl₂+ H₂O CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O CuO + 2HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + H₂O

CuO + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Cu + H₂O

Problemy do rozwiązania:

1. Czy wszystkie z zastosowanych kwasów reagują z tlenkiem miedzi(II)?

2. Jaką barwę przyjmują roztwory powstałych soli w probówkach nad osadem tlenku miedzi(II)?

3. Wyjaśnij, dlaczego we wszystkich przypadkach omawianych reakcji w tym doświadczeniu powstają cząsteczki wody?

28.1.8. Sporządzanie mieszaniny soli kamiennej, piasku, kredy i opiłków żelaza oraz sposoby ich rozdzielenia

Przebieg eksperymentu A. Przygotowanie mieszanin

Do wysokiego cylindra pojemności 500 cm3 wlewamy około 350 cm3 wody i sporządzamy mieszaninę, sypiąc kolejno łopatką sól kamienną, drobny piasek, sproszkowaną kredę i bardzo drobne opiłki żelaza. Następnie wstrząsamy zawartość cylindra, uprzednio zamykając go korkiem. Stawiamy cylinder i obserwujemy zachowanie się ziaren substancji zawieszonych w cieczy.

185