Типы химических реакций своими руками

Ефимова Галина Владимировна, учитель химии и биологии
Лапыгина Екатерина Александровна, учитель химии

Тип мероприятия. Мастер-класс с элементами закрепления знаний, с проведением демонстрационного эксперимента и лабораторной работы.

Цель: в развлекательной форме обобщить знания по химии; стимулировать чтение научно-популярной литературы, познакомить с необычными фактами, способствовать развитию логики, мышления, сообразительности, находчивости; прививать интерес к химии.

Оборудование:

1. Дидактический раздаточный материал для каждого обучающегося.
2. Лабораторное оборудование: эксикатор, в стаканчике, пипетки, спиртовка, спички, ложка для сжигания веществ, асбестовая сетка, металлический поднос, пробиркодержатель, стеклянные стаканчики, колба стеклянная, трёхлитровая банка,
3. Реактивы: порошок алюминия, кристаллический йод, вода, перманганат калия, дихромат аммония, спирт этиловый, магний металлический, магниевая лента, концентрированная и разбавленная соляная кислота, мрамор, растворы солей бромида калия и йодида калия в стаканчиках, гидроксида натрия, кристаллический йод, фенолфталеин, растворы слей NiSO₄, CoCl₂, CrCl₃, Pb(NO₃)₂ и т.д.

Этапы занятия:

1. Актуализация знаний

– Мы приветствуем всех, кто пришёл сегодня в гости к нам. А начать хочется словами Дистервега: «Не в количестве знаний заключается образование, а в полном понимании и искусном применении всего того, что знаешь».
Существует большое количество признаков, по которым можно классифицировать химические реакции.
Сегодня мы уделим внимание классификации по числу и составу реагирующих и образующихся веществ. Для начала вспомним, какие типы реакций вы знаете? Обучающиеся изучают первый пункт дидактического раздаточного материала.

Занятие у нас необычное тем, что какие-то реакции мы увидим в ходе демонстрационного эксперимента, а какие-то вы проделаете сами.

2. Проведение демонстрационного и лабораторного эксперимента

«Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции». М.В. Ломоносов

Обратимся к опытам.
Условия таковы, ваша задача определить, к какому типу реакций они относятся:

Блок опытов №1. Реакции обмена (лабораторный и демонстрационный эксперимент).

В пронумерованных пробирках на столах в штативах налиты растворы

1) NiSO₄, 2) CoCl₂, 3) CrCl₃, 4) Pb(NO₃)₂

Добавим в пробирки 1, 2, 3 раствор щелочи, а в пробирку 4 раствор KI.

1) NiSO₄ + 2KOH = Ni(OH)₂ + K₂SO₄,
2) CoCl₂ + 2KOH = Co(OH)₂ + 2KCl,
3) CrCl₃ + 3KOH = Cr(OH)₃ + 3KCl,
4) Pb(NO₃)₂ + 2KI = PbI₂ + 2KNO₃

Демонстрируем колбу с перекристаллизованным PbI₂.

Одновременно демонстрируем опыты, используя большие объёмы (мерные цилиндры на 500 мл).
Обсуждение результата опытов, составление уравнений проведённых реакций.

Блок опытов № 2. Реакции соединения (демонстрационный эксперимент).

1) Горение струны в чистом кислороде.

Заранее собираем в большую толстостенную банку кислород методом вытеснения воды. Способом разложения перманганата калия.

Берём кусок тонкой струны, обматываем ею неплотно ложечку для сжигания веществ, вставляем между проволокой запал головки спички, накаливаем в пламени спиртовки струну и вносим в банку с чистым кислородом. Железо сгорает, образуя сноп искр.

3Fe (струна) + 2О₂ = Fe₃O₄

2) Горение магниевой ленты.

Заранее нарезаем полоски фильтровальной бумаги и наклеиваем на них с помощью канцелярского клея порошок магния. Магниевые ленты просушиваем.

Зажимаем в пробиркодержатель магниевую ленту и поджигаем её от спиртовки.

2Mg + O₂ = 2MgO

3) Взаимодействие алюминия с йодом.

Готовим эксикатор. На дно эксикатора ставим фарфоровую ступку, в неё насыпаем порошок алюминия (лучше опыт проходит с «серебрянкой»)
и столько же растёртого в порошок кристаллического йода.

К смеси добавляем пипеткой несколько капель воды и ждём 1-2 минуты. Как только начинается обильное выделение фиолетовых и тёмно-бурых паров, накрываем эксикатор крышкой.

2Al + 3I₂ = 2AlI₃ (H₂O – катализатор)

Обсуждение результата опытов, составление уравнений проведённых реакций.

Блок опытов № 3. Реакции разложения (демонстрационный эксперимент).

1) Опыт «Вулкан»

Заранее готовим металлический поднос, на него кладём асбестовую сетку, на неё насыпаем горкой дихромат аммония, в центре делаем небольшое углубление,
в которое насыпаем немного порошка магния.

Непосредственно перед проведением опыта капаем несколько капель спирта и поджигаем спичкой, чтобы быстрее начался процесс.

(NH₄)2Cr₂O₇ = N₂ + Cr₂O₃+ 4H₂O

2) Содовая гадюка

В Столовую тарелку насыпаем 3-4 чайные ложки сухого просеянного речного песка и делаем из него горку с углублением в вершине.
Затем готовим реакционную смесь, состоящую из 1 чайной ложки сахарной пудры и 1/4 чайной ложки гидрокарбоната натрия.
Пропитываем песок спиртом 96% -ным и засыпаем в углубление реакционную смесь, а после этого поджигаем спирт.
Через 3-4 минуты на поверхности смеси появляются чёрные шарики, а у основания горки – чёрная жидкость.
Когда почти весь спирт сгорит, смесь чернеет и из песка медленно выползает извивающаяся толстая черная «гадюка».
У основания она окружена «воротником» догорающего спирта. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается «змея»,
состоящая из карбоната натрия, смешанного с мельчайшими частичками угля, который образуется при окислении сахара.

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O↑ + CO₂↑

3) Зелёная сладкая змейка

Смешиваем 1г дихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇, 2 г нитрата аммония NH₄NO₃ и 1 г сахарной пудры.
Эту смесь смачиваем водой, лепим из неё палочку и сушим на воздухе. При поджигании палочки «ползут» черно-зелёные змеи.

(NH₄)₂Cr₂O₇ = N₂ + Cr₂O₃ + 4H₂O
NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O
C1₂H₂₂O₁₁ + 6O₂ = 6CO₂ + 11H₂O + 6C

Блок опытов № 4. Реакции замещения (демонстрационный и лабораторный эксперимент).

1) «Ежики» (лабораторный эксперимент)

На столах обучающихся склянки с раствором нитрата свинца и гранулы цинка. В чистую пробирку просим поместить 2-3 гранулы цинка и прилить раствор нитрата свинца. Через 2-3 минуты наблюдаем образование свинцовых «ёжиков».

Zn + Pb(NO₃)₂ = Zn(NO₃)₂ + Pb

2) Горение магния в атмосфере углекислого газа (демонстрационный эксперимент).

Заранее заполняем банку углекислым газом. Для этого используем мрамор и раствор соляной кислоты.
Проверяем наличие углекислого газа горящей лучинкой (она должна потухнуть).
Вносим раскалённый в пламени спиртовки магний в банку с углекислым газом и наблюдаем, что процесс горения продолжается и образуется сажа.

2Mg + CO₂ = С + 2MgO

3) Получение йода и брома (демонстрационный эксперимент).

Перед началом занятия на дно трёхлитровой банки насыпаем немного кристаллического перманганата калия, наливаем 5-6 мл концентрированной соляной кислоты HCl,
закрываем крышкой плотно. Заранее готовим 2 полоски фильтровальной бумаги.

Смачиваем одну полоску фильтровальной бумаги раствором йодида калия, а другую раствором бромида калия, вносим их в банку с хлором. Наблюдаем, происходящее.

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂
2KBr + Cl₂ = 2KCl + Br₂

4) Взаимодействие натрия с водой (демонстрационный эксперимент).

Готовим кристаллизатор: наполовину заполняем его водой, добавляем несколько капель индикатора – фенолфталеина и бросаем аккуратно маленький кусочек металлического натрия. Обсуждаем то, что происходит в кристаллизаторе.

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂

Делаем выводы по данному блоку реакций.

3. Закрепление

Обучающиеся работают по второму пункту раздаточного материала.

реакции соединения A + B = AB Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное	реакции разложения AB = A + B Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ	реакции замещения A + BC = AC + B Атом простого вещества замещает один из атомов сложного	реакции ионного обмена AB + CD = AD + CB Сложные вещества обмениваются своими составными частями

Задание. Заполните таблицу уравнениями проведённых и увиденных реакций, распределяя их по типам в соответствующий столбец.

Проверяем правильность заполнения таблицы.

С помощью химических реакций можно получать практически важные вещества, которые в природе находятся в ограниченных количествах. Например, азотные удобрения, сульфаниламиды и другие синтетические препараты. Химия позволяет синтезировать новые, неизвестные природе вещества, необходимые для жизнедеятельности человека. Неумелое или безответственное воздействие на окружающую среду и на протекающие природные процессы может привести к нарушению установившихся естественных химических циклов. Что делает актуальной экологическую проблему (загрязнение окружающей среды) и усложняет задачу рационального использования природных ресурсов и сохранения естественной среды обитания на Земле.

А закончить нам хотелось бы словами Льва Николаевича Толстого: «Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями своей мысли, а не одной памятью».

В ходе занятия вы попытались овладеть самым главным в процессе познания – умением находить истину с помощью доказательств, то есть проводить исследования. Многие учёные прошлых веков опирались в своих изысканиях лишь на интуицию и в результате нередко ошибались. Мы же с помощью опытов нашли свою истину.

4. Рефлексия

Продолжите фразу:

1. Сегодня я понял …
2. Теперь я могу…
3. Я приобрел….
4. Меня удивило …
5. Я попробую …
6. Мне захотелось…
7. Мне больше всего понравилось …

Литература

Степин Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии /Б.Д.Степин, Л.Ю. Аликберова. – М.: Дрофа, 2002. – 432с.: ил.– (Познавательно! Занимательно!).
nsportal.ru/sites/default/files/2012/10/himicheskie_reakcii_0.doc
http://www.kristallikov.net/page19.html

26.06.2013