6.2 - Дәріс 6 күн

Эксперименттерді орындау кезінде күтілетін нәтижелерге қол жеткізу әрдайым мүмкін бола бермейді. Бір затты бір химиялық ыдыста өлшейтін әр түрлі оқушылар әртүрлі өлшеу нәтижелерін беруі мүмкін. Бұл олардың зейінділігіне, ойлау қабілеттеріне, дағдыларына байланысты.
Көлемдерді дұрыс өлшеу үшін оқушылардың көзі өлшенетін сұйықтықтың төменгі менискасымен бір көлденең сызықта болуы керек.
Градирленген цилиндрлер сұйықтық көлемін өлшеу кезінде жоғары дәлдікті қажет етпейтін жағдайда қолданылады. Баллондардың сыйымдылығы 5 мл-ден 1 литрге дейін.
Буреткалар сұйықтықтың кез-келген көлемін оның сыйымдылығы шегінде дәл өлшеуге мүмкіндік береді.

Зертханалық жабдықпен өлшеу кезіндегі қателік дәрежесі
Өлшеу үшін аспаптардың екі түрі қолданылады.
Сандық шкала - өлшемдер құрылғыда электронды түрде көрсетіледі (мысалы, электронды таразы)
Аналогтық шкала - аспаптарда өлшеуді анықтайтын нөмірленген белгілер бар (мысалы, цилиндр)

Дене температурасының екі өлшемі дәрі-дәрмектерді енгізгенге дейін және енгізілгеннен кейін тіркелген
38.2°C и 38.4°C
Бұл қолданылған өлшеу құралының қателігіне байланысты.
38.2±0.01°C и 38.4 ±0.01°C -көп
38.2±0.5°C и 38.4 ±0.5°C – көп емес
ТЕМПЕРАТУРАНЫҢ КӨТЕРІЛУІ МАҢЫЗДЫ МА?

Кез-келген эксперимент төрт кезеңнен тұрады:
Зертханалық жабдықты орнату.
Тәжірибе жүргізу.
Нәтижелерді талдау және оларды негіздеу
Алынған мәліметтерді тіркеу
Практикалық және тәжірибелік дағдылар
Оқушылар білуі тиіс :
эксперимент нұсқаулары мен құрылғылар мен материалдарды қауіпсіз пайдалану әдістерін қатаң сақтау
дәлдік пен дәлдікті ескере отырып, бақылаулар мен өлшеулер жүргізу
бақылаулар мен эксперименттік деректердің нәтижелерін түсіндіру және талдау
мәселелерді анықтау; зерттеу жоспарын құру; әдістер мен әдістерді бағалау; мүмкін жақсартуларды ұсыну
дәлдікті ескере отырып, бақылауларды, өлшеулерді және өлшем бірліктерін жазу.

ХИМИЯ БОЙЫНША ЭКСПЕРИМЕНТТІК ЖҰМЫСТАРДЫҢ ЖАЛПЫЛАНҒАН
АЛГОРИТМІ
Жұмыстың атауын оқып, барлық түсініксіз терминдердің мағынасын біліңіз.
Формулаларды шығаруға кідірместен жұмыстың сипаттамасын басынан аяғына дейін оқыңыз. Бірінші оқылымның міндеті-бұл жұмыста қандай заң немесе құбылыс зерттелетінін және зерттеу қандай әдіспен жүргізілетінін анықтау.
Зертханалық жұмыстың теориялық бөлігін оқыңыз. Формулалардың шығуын талдаңыз.
Жұмыста қолданылуы керек құрылғылардың құрылысы мен жұмыс принципін талдаңыз.
Қандай физикалық шамалар және қандай дәлдікпен тікелей өлшенетінін және олардың өлшемдері қандай екенін анықтаңыз.
Осы зертханалық жұмыста қандай қорытынды нәтиже алу керектігін қарастырыңыз.

Жылу әсерлерін анықтау бойынша практикалық жұмысқа байланысты бағдарламаны оқыту мақсаттары
8.3.1.3 экзотермиялық реакциялар жылу сіңірумен, ал жылу сіңірумен эндотермиялық реакциялар жүретінін біліңіз;
8.3.1.5 бөлшектердің кинетикалық теориясы тұрғысынан энергияның өзгеруін түсіндіріңіз
8 сынып
9 сынып
9.2.2.2 ион алмасу реакцияларының себептерін және бейтараптандыру процесін түсіндіру
9.4.3.15 көміртегі бар қосылыстар отын ретінде пайдаланылатынын білу және отынның балама түрлерін зерттеу және олардың кемшіліктері мен артықшылықтарын атап өту;
10 сынып
10.3.1.1 ішкі энергия мен энтальпияның өзгеруі жылу әсерлері екенін түсіну;
10.3.1.3 реакция энтальпиясының эксперименттік өзгеруін анықтау және оны анықтамалық мәліметтер негізінде есептеу

Жылу эффектілерін зерттеудің тұжырымдамалық тәсілі

Дж/г кал/г ккал/г
Ақуыздар 17 000 4000 4
Майлар 38 000 9000 9
Көмірсулар 17 000 4000 4
1 калория = 4.184 Дж
Тағамның негізгі компоненттерінің (ақуыздар, майлар, көмірсулар) толық жануы (тотығуы) кезінде жылудың мынадай мөлшері бөлінеді
Әр адам өзінің денесіне тамақпен қанша энергия кіретінін және күніне қанша жұмсалатынын елестетуі керек. Ағзаның энергетикалық шығындары Тамақ өнімдері есебінен жабылатыны анықталды. Кіретін энергия мөлшері тағамның мөлшері мен құрамымен анықталады. Азық-түліктің құрамы мен калория мөлшері туралы толық ақпаратты арнайы анықтамалықтардан, өнім жапсырмаларынан табуға болады.

Al
Al
m = 20 г
T = 20oC
жүйесі
Қоршаған орта
m = 10 г
T = 40oC
Блок “A”
Блок “B”
Соңғы
температура
20 г (20oC)
10 г (40oC)
26.7oC
Жүйенің соңғы температурасы қандай? (сырттан жылу жоғалмаған жағдайда)
H2O
Ag
жүйесі
m = 30 г
T = 100oC
m = 75 г
T = 25oC
Блок “A”
Блок “B”
Соңғы
температура
75 г (25oC)
30 г (100oC)
26.7oC

Су мен күмістің жылу берілісі әртүрлі.
Судың жылу сыйымдылығы Cp = 4.184 Дж/гoC
Күмістің жылу сыйымдылығы Cp = 0.235 Дж/гoC
Бұл нені білдіреді?
Қыздыру үшін арналған 1 ° C 1 грамм су қажет 4,184 джоулей энергия
1 грамм күмісті жылытуға арналған тек 0,235 Дж энергия.
Энергияның сақталу заңы
Біздің жағдайымызда бұл су баяу қызады және көп энергияны қажет етеді,
ал күміс тез салқындатылып, көп энергия шығармайды.

Тепе-теңдік кезінде жүйенің соңғы температурасын анықтау

Тәжірибелік түрде жылу әсерлері калориметрмен өлшенеді. Оларда Реактивтердің нақты белгілі мөлшерімен реакциялар жүргізіледі және реакция барысында температураның өзгеруі бойынша бөлінген (немесе жұтылған) жылу мөлшері өлшенеді. Калориметрлерде температураны өте жоғары дәлдікпен өлшеуге болады, мысалы, 0,001°С және тіпті дәлірек.

Мұғалімдерге арналған кеңестер
Оқушылардың кейбір қыр-сырын түсінуі үшін келесі сұрақтарды қою ұсынылады:
Құрылғыдағы қандай өзгерістер экспериментті дәлірек етеді?
Практикалық кеңес
Пенополистиролдан жасалған стақандар оңай төңкеріліп құлап кетеді. Құламау үшін оларды көлемі 250 см3 стақанға орналастырыңыз.
Неліктен екі ерітіндіні араластырған кезде Реактивтердің біреуінің артық мөлшерін қолданған дұрыс?
Зертханада реакция жылуын анықтау

Нәтижелерді өңдеу
Температураның өзгеруінің ең жақсы мәнін (ΔT) алу үшін студенттер реактивтерді араластырғанға дейін және кейін оқуларын алады, содан кейін уақытқа тәуелділік графигін жасайды.
Бастапқы көрсеткіштер бастапқы күйді береді, бірақ реакция бірнеше секунд немесе бірнеше минутты алуы мүмкін, сондықтан сіз бірден ΔT мәнін ала алмайсыз. Алайда, қисықтарды экстраполяциялау арқылы (мысалы, 1,5 минуттан кейін) сіз температураның нақты өзгеруін бағалай аласыз.

Экспериментте қателіктердің мүмкін көздері қандай?
Полистиролдың жылу оқшаулағыш материалынан жасалған контейнер мен қақпақты қолданғанына қарамастан, жылудың бір бөлігі қоршаған ортаға әлі де жоғалады. Жылу мөлшері аз, бірақ нөл емес!
Шыны сынап термометрі немесе температура датчигі белгілі бір жылуды сіңіреді, осылайша өлшенген температураны төмендетеді немесе жоғарылатады.
Егер қатты реагент қолданылса немесе қатты өнім пайда болса, мысалы, алмастыру реакциясындағы металдар болса, реакцияланбаған металлға немесе пайда болған металға байланысты кішкене қате пайда болады.
Су ерітінділерінің нақты жылу сыйымдылығы таза суға қарағанда аз.
0,5 oC Дейінгі дәлдікпен көрсететін Термометр, егер температураның өзгеруі жеткілікті үлкен болмаса, жеткілікті дәл болмайды, мысалы ΔT> 20o.

Практикалық тапсырмалардың мысалдары
Тапсырма 1
25,0°C температурада 0,025 моль HCl бар 25,0 мл ерітінді 0,025 моль NaOH бар 25,0 мл ерітіндіге қосылды. Егер температура 32,0°C-қа дейін көтерілсе, осы реакцияның энтальпия өзгерісін есептеңіз.
Тапсырма 2
Шамамен 3 г жұқа мырыш ұнтағы 1,0 моль дм–3 концентрациясы бар мыс (II) сульфатының 25,0 см3 ерітіндісіне қосылды. Егер температураның жоғарылауы 52oC болса, берілген реакция үшін энтальпия өзгерісін есептеңіз.

Оқу бағдарламасы бойынша оқыту мақсаттары:
7.2.2.2 сұйылтылған қышқылдардың әртүрлі металдармен реакциясын зерттеңіз және іс жүзінде сапалы сутегі реакциясын жүргізіңіз
7 сынып
7.2.2.3 сұйылтылған қышқылдардың кейбір карбонаттармен реакциясын зерттеңіз іс жүзінде көмірқышқыл газына сапалы реакция жасаңыз
7.3.4.2 химиялық индикаторларды (метил қызғылт сары, лакмус, фенолфталеин) және әртүрлі ортадағы олардың түсінің өзгеруін білу
9.4.1.8 металл катиондарын анықтау үшін жалынның түсін бояу реакцияларын сипаттау және жүргізу : Li+, Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cu2+;
9.4.1.9 катиондарды анықтауға сапалы реакциялар жүргізу : Fe2+, Fe3+, Cu2+;
9.4.1.10 аниондарға: хлорид -, бромид -, йодид -, сульфат, карбонат-, ортофосфат -, нитратсиликат иондарға сапалы реакциялар жүргізу және ион алмасу реакциясын бақылау нәтижелерін сипаттау;
9.4.1.11 бейтаныс заттардың катиондары мен аниондарын анықтау бойынша эксперимент жоспарын құру және оны іс жүзінде жүзеге асыру
9 сынып
8.4.2.10 сусыз мыс сульфатының (ІІ) көмегімен суды анықтау әдісін білу)
8 сынып
8.4.2.3 оттегін ала білу және оның қасиеттері мен қолданылуын зерттеу;
7.5.1.2 кейбір қоректік заттарды білу және анықтау мүмкіндігі: көмірсулар (крахмал), ақуыздар, майлар

Оқу бағдарламасы бойынша оқыту мақсаттары :
11.2.1.25 сумен және аммиакпен кешендерді, оның ішінде мыс (+2) кешендерін, темір (+2, +3) кешендерін құра отырып, өтпелі металдардың реакциясын сипаттаңыз және олардың түсін біліңіз;
11сынып
10.4.2.14 алкендердегі байланыстардың қанықсыздығын эксперименталды түрде дәлелдеу
10 сынып
10.4.2.32 монатомиялық және полиатомдық спирттерге сапалы реакциялар жүргізу
11.4.2.40 заттардың функционалды топтарын сапалы реакциялар арқылы тану;
11.4.2.41 химиялық және физикалық сынақтар арқылы қосылыстарды анықтаңыз;
11.4.2.42 заттарды физикалық және химиялық қасиеттері бойынша танудың эксперименттік мәселелерін шешу
11.4.2.4 альдегидтер мен кетондарды экспериментальды түрде тану
11.5.1.15 глюкозада функционалды топтардың болуын эксперименталды түрде анықтаңыз;
11.5.1.17 крахмалға сапалы реакция жүргізу;
11.5.1.25 протеиндерге сапалы реакциялар жүргізу

Затты талдау үшін химиктер оны компоненттерге бөлді, яғни. сапалы талдау жүргізді, оның міндеттері :
белгілі бір компоненттердің (молекулалардың, атомдардың, иондардың) сынамасында болуын анықтау (табу, ашу))
2) құрамы белгісіз Сынамадағы заттар мен компоненттерді сәйкестендіру.
Аналитикалық химияда заттарды талдаудың екі әдісі бар: "дымқыл" және құрғақ.
"Дымқыл" талдау кезінде зерттелетін зат ерітіндіге дистилденген суды, қышқылдардың, сілтілердің ерітінділерін және т. б. қолдана отырып аударылады..
"Құрғақ" талдау кезінде зерттелетін зат ерітіндіге берілмейді. Ол "жалын сынағын" қолдана отырып, қыздырусыз белгілі бір реагентпен ысқылау арқылы талданады.

Катиондарды анықтаудың құрғақ әдісі – жалынды бояуға арналған тест
Тестке элемент немесе қосылыс үлгісін нихром немесе платина сияқты белсенді емес металдан жасалған сымның көмегімен Бунзеннің ыстық жарық емес (көк) жалынына орналастыру және пайда болған түсті бақылау кіреді.
Үлгілер әдетте алдыңғы үлгілердің іздерін кетіру үшін тұз қышқылымен тазартылған нихром сымына орналастырылады.

As - көк
B - ашық жасыл
Ba - сары-жасыл
Ca - кірпіш қызыл
Cs - ашық күлгін
Cu(I) - көк
Cu(II) (галогенид емес) - жасыл
Cu(II) (галогенид)-көк-жасыл
Fe - сары
In - көк
K – күлгін
Li– кармин қызыл
Mg - ақ
Mn(II) – сары-жасыл
Mo - сары-жасыл
Na – сары
P - ашық көк-жасыл
Pb – ашық жасыл
Rb - Ашық күлгін
Sb - ашық жасыл
Se – көгілдір
Sr - Таңқурай қызыл
Te - ашық-жасыл
Tl – жасыл
Zn - көк-жасыл
Үлгіні енгізу кезіндегі жалынның түсі

Оқушылар "түссіз" және "мөлдір"терминдерін ажырататындығына көз жеткізіңіз. Ерітінділер мөлдір болуы мүмкін және түсі болуы мүмкін, мысалы: сұйылтылған мыс сульфаты
Реактивтер қосылған сайын реакциялық қоспалар оқушылар қоспаны мұқият шайқауы тиіс. Бұл барлық Реактивтердің реакцияға түсуін қамтамасыз етеді және қабаттарға бөлінуден аулақ болады.
Сапалы талдау кезінде студенттер реагент ерітіндісін өте баяу қосуы керек. Егер артық мөлшерде тез қосылса, тұнба еруі мүмкін, бұл оқушының бастапқы тұнба түзілуін байқамауы мүмкін.
Егер тәжірибе барысында оқушыға түс анықтау қиын болса, түтікке қарама-қарсы Таза ақ қағаз парағын қою ұсынылады, бұл ақ фонда түс анықтауды жеңілдетеді.
ҰСЫНЫМДАР

Оқушылар бақылауларды жазу үшін ғылыми терминологияны, мысалы, кілт сөздерді қолданатындығына көз жеткізіңіз
Оқушыларға жүргізілген тәжірибелердің егжей-тегжейлі бақылауларын жазуға үйретіңіз. Мысалы, егер белгілі бір уақыт аралығында ерітінділер қосылған түтікте қандай да бір өзгерістер болса, онда студенттер мұны көрсетіп, сипаттауы керек, мысалы
«ерітінділерді ағызу кезінде ... . . уақыт өте келе байқалды.....
тұнба, тығыз, еритін, ерімейтін, артық, жетіспейтін, желатинді, газ көпіршіктерінің шығуы.
ҰСЫНЫМДАР

Оқушыға мыс (II) хлориді мен алюминий нитраты қоспасының Сулы ерітіндісіне талдау жасалды.
а. Оқушының ерітіндіде хлорид иондарының болуын қалай анықтай алатындығын сипаттаңыз.
b. Осы ерітіндіге аммиактың артық сулы ерітіндісін қосқан кезде пайда болған тұнбаны(лерді) атаңыз.
1 тапсырма
W-сілтілік, ал X-тұз. Екі ерітінді араласқан кезде қызғылт-қоңыр тұнба пайда болды Y. z тұзы W ерітіндісіне қосылып, қызған кезде, дымқыл қызыл лакмус қағазын көк түске бояған өткір иісі бар газ пайда болды. W, X, Y және Z заттарын анықтаңыз.
2 тапсырма
Саѕе-тапсырмалар (ситуациялық)

Шешім
1 тапсырма
1а.
Сұйылтылған азот қышқылын, содан кейін күміс нитратының сулы ерітіндісін қосыңыз. Ақ тұнба хлорид иондарының қатысуымен көрінеді.НЕМЕСЕСұйылтылған азот қышқылын, содан кейін қорғасын (II) нитратының сулы ерітіндісін қосыңыз.Сары тұнба хлорид иондарының қатысуымен көрінеді.
W: натрий гидроксиді
X: темір хлориді / сульфаты (III) және т. б.
Y: темір гидроксиді (III)
Z: хлорид / аммоний нитраты және т. б.
2 тапсырма