В химии большое значение имеет эксперимент. Эксперимент служит как источником получения знаний, так и критерием истинности знаний. Чтобы опыты проходили удачно, необходимо знать и соблюдать правила техники безопасности. Из материалов первого практического занятия вы не только узнаете о правилах безопасной работы в химической лаборатории, но и познакомитесь с видами лабораторного оборудования и способами нагревания веществ.
Тема: Первоначальные химические представления
Урок: Практическое занятие 1. Правила безопасной работы в химической лаборатории. Работа с лабораторными принадлежностями и химической посудой
ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Прежде чем приступить к опытам, нужно подготовить рабочее место, необходимую посуду и оборудование, а также внимательно прочитать описание опыта.
Опыты с химическими реактивами представляют дополнительную опасность. От разных веществ могут остаться трудно удаляемые пятна, а то и дырки на одежде. Реактивы могут вызвать ожог на коже; особенно надо беречь глаза. Кроме того, при смешивании некоторых вполне безобидных веществ возможно образование ядовитых соединений, которыми можно отравиться.
Надежный способ избежать неожиданных неприятностей, нежелательных реакций – это строго следовать инструкции, описанию опыта.
Нужно помнить, что вещества нельзя пробовать на вкус и брать руками. А знакомиться с запахом веществ нужно с большой осторожностью, легким движением руки направляя воздух от сосуда с веществом к носу.
Жидкость из сосуда нужно брать пипеткой. Твердые вещества – ложкой, шпателем или сухой пробиркой. Вещества не должны храниться вместе с пищевыми продуктами. Также во время опытов нельзя принимать пищу.
Пробирку с нагреваемым веществом нельзя направлять горлышком в свою сторону или сторону кого-нибудь, кто стоит рядом с вами. Нельзя наклоняться над нагреваемой жидкостью, потому что брызги могут попасть в лицо или глаза.
После окончания опыта необходимо убрать рабочее место и вымыть посуду. Оставшиеся после опыта вещества нельзя сливать в канализацию или выбрасывать в урну для мусора.
На склянках с реактивами могут находиться предупреждающие знаки безопасности. Эти знаки предупреждают о том, что надо быть особенно осторожным в обращении с растворами кислот и щелочей (это едкие и раздражающие вещества), огнеопасными и ядовитыми веществами.
Рис. 1. Предупреждающие знаки безопасности
ЛАБОРАТОРНЫЙ ШТАТИВ
Нижняя часть штатива - подставка, в которую вкручивается стержень. На стержне закрепляется с помощью винта муфта. В муфту вставляется кольцо или лапка. В лапке можно закрепить пробирку, на кольцо удобно поместить фарфоровую чашку.
Рис. 2. Устройство лабораторного штатива
ЛАБОРАТОРНАЯ ПОСУДА
Для проведения опытов часто используют пробирки и колбы различного вида.
Выделяют колбы: круглые круглодонные, круглые плоскодонные и конические плоскодонные.
В лаборатории используются химические стаканы разных видов: малый химический стакан, большой химический стакан, мензурка.
Химический стакан имеет так называемый носик, который позволяет аккуратно переливать жидкость из стакана в другой сосуд. Мензурка - это стакан конической формы со шкалой.
Стаканы выполнены из тонкого термостойкого стекла, поэтому в них можно проводить нагревание. Мензурки для нагревания не используют, они сделаны из нетермостойкого стекла.
ПРАВИЛА НАГРЕВАНИЯ ВЕЩЕСТВ
Нагревание веществ можно проводить с помощью электронагревательных приборов и открытым пламенем. Но во всех случаях необходимо соблюдать правила техники безопасности.
Помните, что самая горячая часть пламени – верхняя. Ее температура около 1200 С. Рассмотрим устройство спиртовки, с помощью которой можно проводить нагревание. Спиртовка состоит из резервуара со спиртом, трубки с диском, фитиля и колпачка.
Рис. 3. Устройство спиртовки
НАГРЕВАНИЕ ВЕЩЕСТВ В ПРОБИРКЕ
Нагревание пробирки проводят с помощью пробиркодержателя. Перед тем, как нагревать вещество в пробирке, необходимо прогреть всю пробирку. Пробирку нужно постоянно перемещать в пламени спиртовки. Кипятить жидкость в пробирке нельзя.
НАГРЕВАНИЕ ЖИДКОСТИ В КОЛБЕ
Жидкости можно нагревать не только в пробирках, но и в колбах. Колбы из тонкостенного стекла запрещено нагревать на открытом огне без асбестированной сетки, позволяющей избежать местных перегревов нагреваемой жидкости. Приведем пример нагревания воды в конической плоскодонной колбе. Для этого устанавливают колбу на кольцо с асбестированной сеткой, под которой расположена спиртовка. Горлышко колбы закрепляют в лапке штатива. В колбе можно кипятить нагреваемую жидкость.
Рис. 4. Нагревание жидкости в колбе
1. Журин А.А. «Задания и упражнения по химии: Дидактические материалы для учащихся 8-9 классов. – М.: Школьная Пресса, 2004.
2. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006.
3. Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005.(с. 10-14)
4. Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобр. учреждений / Г.Е. Рудзитис, ФюГю Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (с.51-52)
5. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.
Дополнительные веб-ресурсы
1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
2. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().
Домашнее задание
1. № 4 из Сборника задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006.
2. № 1 из пособия Журина А.А. «Задания и упражнения по химии: Дидактические материалы для учащихся 8-9 классов. – М.: Школьная Пресса, 2004.
Посуда Для чего предназначена Рисунок 1. Пробиркаработа с малым количеством веществ (не более 2 см высотой) 2. Стаканработа с большим количеством веществ 3. Колбаработа с большим количеством веществ 4. Воронкафильтрование, переливание жидкостей 5. Стеклянная палочка для перемешивания веществ в стакане 6. Стеклянная трубочка для забора небольшого количества жидкости (пипетка) 7. Чашка для выпаривания Для выпаривания растворов (не более 1/3 объёма чашки)
Знакомство с лабораторным оборудованием В процессе выполнения практических работ используются лабораторный штатив и нагревательные приборы Ознакомьтесь с их устройством и основными приёмами обращения с ними Сделайте рисунки приборов и пламени, подпишите составные части
Устройство и работа штатива Подставка – придаёт штативу устойчивость 2. Стержень – служит для укрепления лапки и кольца 3. Муфты – укрепляют лапку и кольцо на стержне 4. Лапки – служат для укрепления пробирок 5. Кольца - служат для размещения стакана, колбы, чашки для выпаривания
Устройство и работа спиртовки Резервуар (сосуд) – служит для заливания спирта 2. Колпачок – служит для тушения спиртовки 3. Диск с трубкой – служит для закрепления фитиля и закрывает отверстие сосуда 4. Фитиль – подводит спирт к отверстию сосуда
Строение пламени Нижняя, тёмная, холодная, состоит из паров спирта 2.Средняя, яркая, светящаяся, более горячая, состоит из раскалённых частичек углерода 3.Верхняя, бесцветная, самая горячая, состоит из раскалённых паров воды
Выполните тест: Вариант I. 1. Штативу придаёт устойчивость: а) лапка; б) подставка; в) зажим. 2. Кольцо штатива служит для того, чтобы поместить на него: а) пробирку; б) чашку для выпаривания; в) спиртовку. 3. Чтобы загасить спиртовку необходимо: а) задуть её; б) полить водой; в) накрыть сбоку колпачком. 4. Перемешивать раствор в стакане необходимо: а) постукиванием по сосуду; б) совершая круговые движения сосудом; в) стеклянной палочкой. 5. Для выпаривания растворов используют: а) колбу; б) стакан; в) чашку для выпаривания. Вариант II. 1. Для укрепления частей химических установок при выполнении опытов служит: а) штатив; б) спиртовка; в) пробирка. 2. Лапка закрепляется на стержне штатива с помощью: а) подставки; б) кольца; в) муфты. 3. Спиртовку зажигают: а) горящей спичкой; б) от другой спиртовки; в) зажигалкой. 4. Горючим веществом для спиртовки является: а) вода; б) спирт; в) керосин. 5. Для переливания жидкости из посуды с широким горлом в посуду с узким горлом используют: а) воронку; б) стакан; в) пробирку.
Знакомство с химическими явлениями и различными веществами начинается еще в школьные годы. И именно здесь, при проведении лабораторных работ, и происходит первое знакомство со специальной химической посудой, которая необходима для проведения опытов и исследований. В современных научных лабораториях, помимо фундаментальных изучений, проводятся исследования по прикладным направлениям, к которым относится, например, разработка лекарственных препаратов.
Наличие качественной, удобной в использовании и безопасной в работе с реактивами, химической посуды обеспечивает высокие результаты исследований проводимых в той или иной лаборатории. В настоящее время промышленность предлагает широкий ассортимент различной лабораторной посуды из фарфора , стекла и пластика, при этом возможно изготовление по индивидуальным эскизам. Но наиболее востребованной является стеклянная лабораторная посуда.
Стекло имеет высокие термоустойчивые показатели, именно поэтому его применение в качестве основного материала при производстве лабораторной посуды является наиболее актуальным. Только в тех случаях, когда его термической устойчивости для проведения определенных работ недостаточно, используются лабораторные предметы, изготовленные из альтернативных материалов. Это может быть металлическая или кварцевая посуда.
Надо отметить, что лабораторная посуда из стекла может быть как прозрачной, так и непрозрачной, способной поглощать ультрафиолетовые лучи. Использование стеклянной посуды при проведении лабораторных исследований позволяет полностью исключить какое-либо воздействие материала на результаты работ. Осуществлять необходимую исследовательскую деятельность, при которой имеется контакт с различными, в том числе ядовитыми веществами, с помощью стеклянной посуды можно без угрозы для здоровья.
Стеклянной лабораторной посудой общего назначения принято считать пробирки, колбы, лейки, тройники, воронки, чаши и многие другие предметы, которые используются по назначению при проведении различных лабораторных работ. Одним из основных факторов при выборе стеклянной посуды для лабораторных работ является не только оптимальная цена, но и качество соответствия требованиям стандарта, к которым относится обязательная маркировка, в частности: обозначение единицы измерения, нанесение матовой поверхности для лабораторных записей, логотип завода-изготовителя, обозначение марки стекла.
К мерной химической посуде, предназначенной для измерения объема жидкостей, относятся мерные колбы, измерительные цилиндры, градуированные пробирки, бюретки, пипетки и мензурки. Поверхностная маркировка на стеклянной химической посуде выполняется с высокой степенью контрастности, что позволяет использовать посуду для окрашенных растворов. При этом маркировка обладает высокой степенью долговечности и стойкости благодаря диффузии специальной краски в стеклянную поверхность. Важно помнить, что мерную посуду нельзя нагревать, она используется исключительно в измерительных целях.
Не менее востребована в химической промышленности и пластиковая лабораторная посуда , которая изготавливается из различных полимерных материалов, обеспечивающих легкий вес и прочность. Изделия из полипропилена имеют ряд своих преимуществ, к которым относится пластичность и высокие качественные характеристики. Такой вид посуды пригоден для разведения концентрированных щелочей и кислот, а также для проведения горячего фильтрования без предварительного нагрева фильтровальных воронок.
Важно, что лабораторная посуда из пластика не уступает по качественным характеристикам стеклянной посуде и при этом она удобна в применении, так как она устойчива к щелочам, кислотам и другим агрессивным веществам. Химическая посуда из пропилена легко моется и быстро сохнет, а также не бьется, что делает ее безопасной в применении. Важным фактором является возможный широкий температурный интервал в использовании пластиковой лабораторной посуды, которая даже при крайне низкой или высокой температуре не меняет свою химическую стойкость.
Очень востребованы на сегодняшний день пластиковые контейнеры, пипетки, наконечники и пробирки, используемые в медицине, фармацевтической и химической промышленностях. Высокие эксплуатационные характеристики полипропилена позволяют увеличивать спектр областей применения пластиковой посуды.
В настоящее время многие лаборатории используют фарфоровую посуду, которая, в отличие от стеклянной, обладает наибольшей термостойкостью и прочностью, вместе с тем, она тяжела и непрозрачна, что делает ее применение актуальным только для узкоспециализированных направлений. Из фарфора чаще всего изготавливают чаши для выпаривания, стаканы, ступки и ложки-шпатели, применяемые при отборе вещества. Тонкостенная фарфоровая посуда способна выдерживать резкие перепады температуры, поэтому в ней очень удобно проводить выпаривание в муфельной печи, на песчаной бане или газовой горелке.
В современном производстве колб, пробирок, воронок, мензурок и пипеток используется высокотехнологичное оборудование, что позволяет сделать такое производство наименее затратным. Это, прежде всего, влияет на приемлемую стоимость лабораторной посуды на выходе. Такую качественную химическую посуду можно купить по доступным ценам, заказав предварительно необходимое количество.
Примечательно, что приобретение лабораторной посуды для различного использования и назначения на сегодняшний день не является проблематичным. Город Москва имеет ряд компаний, которые предлагают широкий ассортимент лабораторного оборудования высокого качества по оптимальным ценам. В каталоге компании, осуществляющей прямые поставки лабораторного оборудования от прямых производителей, имеется лабораторная химическая посуда различного назначения, которая отличается высоким качеством и приемлемыми ценами.
Цель: Создать условия для ознакомления учащихся с химической посудой и оборудованием.
Тип занятия:
Этапы занятия:
1. Организационный момент (2мин)
2. Заполнение анкеты (10 мин)
3. Заполнение теста по химии (15 мин)
4. Изучение нового материала (12 мин)
5. Закрепление (4 мин)
6. Рефлексия (3 мин)
Ход занятия:
1. Организационный момент
Учитель приветствует учащихся. Знакомство с учащимися.
2. Заполнение анкеты
3. Заполнение теста по химии
4. Изучение нового материала
Ребята, что вы знаете о технике безопасности при работе в химическом кабинете?
Давайте, я ознакомлю Вас с основными правилами техники безопасности и химической посудой.
1. Знакомство с основными правилами работы в химической лаборатории
В курсе не предусмотрено выполнение эксперимента учащимися, но будущим химикам-экспериментаторам необходимо знать основные правила работе в химической лаборатории:
– на лабораторном столе во время работы не должно находится посторонних предметов;
– в лаборатории следует работать в хлопчатобумажном халате, волосы должны быть убраны;
– принимать пищу в лаборатории строго запрещается;
– перед и после выполнения работы необходимо вымыть руки;
– работать нужно аккуратно, результат опыта зависит от чистоты проведения эксперимента;
– все опыты с ядовитыми и пахучими веществами выполнять в вытяжном шкафу;
– химические реактивы брать только шпателем, пинцетом или ложечкой (не руками!);
– неизрасходованные реактивы не высыпать и не выливать обратно в те сосуды, откуда они были взяты;
– при нагревании растворов и веществ в пробирке необходимо использовать держатель. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от себя и других работающих;
– нельзя наклоняться над сосудом, в котором происходит нагревание или кипячение жидкости;
– при необходимости определения запаха, выделяющегося при реакции газов, нужно легким движением ладони направить струю газа от отверстия реакционного сосуда к себе и осторожно вдохнуть;
– при разбавлении концентрированных кислот и щелочей небольшими порциями приливать кислоту (или концентрированный раствор щелочи) в воду, а не наоборот;
– при попадании концентрированного раствора кислоты на кожу промыть место ожога струей воды в течение нескольких минут. После этого обработать обожженное место 3%-м раствором питьевой соды;
– при ожоге концентрированными растворами щелочей промыть обожженное место струей воды в течение нескольких минут. После этого обработать обожженное место 1%-м раствором уксусной или борной кислоты и снова водой;
– при термическом ожоге охладить пораженное место, для чего поместить его под струю холодной воды. После охлаждения смазать мазью от ожогов;
– при попадании раствора любого реактива в глаз немедленно промыть его большим количеством воды, после чего сразу же обратиться к врачу;
– со всеми возникающими вопросами сразу же обращаться к преподавателю или лаборанту.
2. Знакомство с химической посудой и оборудованием
При проведении химического эксперимента используется различная посуда и оборудование. На первом практическом занятии учащихся необходимо с ней познакомить (продемонстрировать посуду и объяснить ее предназначение).
Стеклянная посуда:
– пробирка - это самая незаменимая посуда в лаборатории, изготавливается из стекла и полиэтилена, предназначена для проведения самых разных опытов;
– стеклянная палочка различной толщины и длины используется для перемешивания жидкостей;
– часовое стекло применяется для исследования твердых веществ, им накрывают стаканы при проведении синтезов;
– воронка используется для переливания жидкостей и для фильтрования;
– химический стакан различного объема предназначен для приготовления растворов и проведения химических реакций, как при комнатной температуре, так и при нагревании;
– колба плоскодонная применяется для приготовления и хранения растворов;
– колба круглодонная - для проведения синтезов;
– чашка Петри используется для высушивания различных веществ;
– кристаллизатор применяется для охлаждения растворов и при сборе газов под водой;
– цилиндр - для собирания газов.
Мерная посуда:
– мерный цилиндр используется для измерения довольно больших объемов жидкостей;
– пипетка применяется для точного измерения объема жидкости;
– мерная колба незаменима для приготовления растворов точной концентрации.
Фарфоровая посуда:
– ступка с пестиком предназначена для измельчения твердых веществ, перемешивания смесей;
– тигель используется для прокаливания веществ, для проведения различных синтезов при высоких температурах;
– треугольник необходим для закрепления тиглей, чашек на кольце штатива;
– выпарительная чашка предназначена для упаривания растворов на водяной или песчаной бане;
– шпателем берут из склянок различные реактивы.
Оборудование:
– штатив для пробирок нужен для проведения опытов в пробирках;
– держатель для пробирок - для закрепления пробирок при нагревании;
– металлический штатив с лапками - для закрепления приборов при проведении эксперимента;
– ложка для сжигания - для сжигания веществ
– асбестовая сетка - для нагревания веществ на электрической плитке;
– спиртовка - для нагревания веществ;
– электрическая плитка - для нагревания веществ;
– сушильный шкаф - для сушки веществ;
– муфельная печь - для прокаливания веществ, проведения синтеза при высокой температуре;
– весы - для взвешивания веществ;
– ртутный термометр - для определения температуры.
3. Знакомство с основными приемами работы в химической лаборатории
При знакомстве с основными приемами работы в лаборатории демонстрируется выполнение работы, называется используемая посуда и оборудование. На первоначальном этапе обучения проводится знакомство с простыми операциями:
– определение цвета твердого вещества. Поместить кристаллы вещества на часовое стекло, внимательно рассмотреть (определить цвет серы, угля, меди, хлорида натрия, хлорида никеля, сульфата меди и других веществ);
– определение запаха летучего вещества. Легким движением ладони направить струю газа от горла сосуда к себе и осторожно вдохнуть (определить запах аммиака, оксида серы (IV), уксусной кислоты и других веществ);
– нагревание веществ в пробирке. Нагревать можно только небольшие количества веществ, не более 1/3 пробирки. Надо закрепить пробирку в держателе или лапке штатива в слегка наклоненном положении, отверстие пробирки должно быть направлено от себя и от других работающих. Осторожно небольшим пламенем спиртовки прогреть всю пробирку, а затем все ее содержимое;
– нагревание на электрической плитке. Нагревание можно проводить только в плоскодонной термостойкой посуде через асбестовую сетку;
– упаривание растворов проводят в выпарительной чашке на водяной или песчаной бане;
– фильтрование через химическую воронку служит для отделения твердого вещества от раствора. Для проведения операции используется бумажный (гладкий или складчатый) фильтр. Гладкий фильтр готовят из фильтровальной бумаги, для этого круг подходящего диаметра складывают два раза пополам, или вырезают из куска бумаги по размеру воронки. Полученный конус вставляют в воронку и смачивают, край фильтра должен быть ниже края воронки примерно на 5 мм. Стеклянную воронку с фильтром помещают в кольцо штатива так, чтобы нижний конец ее соприкасался со стенкой стакана, в который фильтруется раствор. Фильтруемую смесь переносят на фильтр по стеклянной палочке. Складчатый фильтр применяют для ускорения фильтрования, его готовят из гладкого, глубина складок по краю фильтра должна быть около 5-7 мм.
– высушивание в сушильном шкафу применимо только для устойчивых веществ, рекомендуемая температура 60-80 С. Высушивание проводят на часовом стекле или в выпарительной чашке, высушенное вещество не должно прилипать к стеклянной палочке и стенкам сосуда.
Практическая работа «Правила техники безопасности. Приемы обращения с лабораторным оборудованием»
ИНСТРУКЦИЯ
Порядок выполнения работы.
1. Рассмотрите выданные образцы химической посуды. Определите назначение.
2. Сделайте рисунки трех предметов химической посуды и объясните, каково их назначение.
3. Рассмотрите составные части лабораторного штатива, уясните их назначение.
4. Соберите штатив и закрепите на нем лапку, кольцо.
5. Зарисуйте собранный штатив, укажите его основные детали.
6. Письменно ответьте на вопросы:
Каковы правила набора твердого вещества из склянки в пробирку?
Как правильно необходимо проводить перемешивание растворов в пробирке?
7. Сделайте вывод по итогам работы.
5. Закрепление
Перечислите основные правила при работе в химическом кабинете?
Перечислите основные химические приборы и оборудования. Для чего мы их применяем?
6. Рефлексия
Что нового вы узнали?
Понравилось ли вам занятие?