Майстер - клас на уроках природознавства для 5 класу "Цікаві досліди з хімії на уроках природознавства при вивченні теми«Тіла, речовини та явища навколо нас»"

Майстер-клас на уроках природознавства Дерев’янко Л.В.

Цікавий експеримент з хімії  на уроках природознавства

З метою розвитку мислення і творчої ініціативи учнів на уроках природознавства я використовую цікаві досліди. Вони не лише зацікавлюють дітей, а й привчають їх до самостійної роботи з додатковою літературою, розвивають творчу уяву, спонукають до  застосування знань. Цікаві досліди – це не тільки розвага, а й пропаганда досягнень сучасної науки, це серйозне захоплення хімією у подальшому. Підготовка й демонстрування таких дослідів корисні й для мене. Адже для того щоб цікаво показати навіть найпростіший дослід, потрібно добре підготувати його. Крім того, треба досконало володіти демонстраційною технікою, вміти дохідливо й цікаво розповідати про складні речі.

Пропоную кілька таких дослідів, які можна використати на уроках природознавства при вивченні розділу І «Тіла. Речовини та явища навколо нас».

 «Молоко, вино та лимонад»

В стародавні часи служителі церкви для посилення своєї влади над простими людьми використовували прості хімічні досліди, під час яких перетворювали одні речовини в інші, приписуючи собі надприродні сили, дані їм богами.  1) «Молоко»

Для досліду можна брати розчини, в результаті взаємодії яких утворюється білий осад.

Наприклад: 

а) Для досліду береться 7г звичайної кухонної солі, яку розчиняємо в 50г дистильованої води. В іншому хімічному стакані готуємо розчин арґентум (І) нітрату (ляпіс —  використовується в медицині (ляпісний олівець) для припікання ран). 

           б) Розчини харчової соди та кальцій хлориду (використовують у            медицині при лікуванні алергічних захворювань).        в) Розчини барій хлориду та натрій сульфату.

Дослід: зливаємо два розчини - утворюється білий осад, який нагадує звичайне молоко.

2)    «Вино»

Для досліду береться два хімічних стакани. Перший стакан заздалегідь змочується концентрованим розчином фенолфталеїну (пурген - послаблюючий засіб, який був відкритий у 1871 р. А. Байєром, і добавлявся у вина, щоб їх не підробляли) і висушується. На  стінках стакану лишаються непомітні кристалики фенолфталеїну. І так, перший стакан «порожній». У другий стакан наливаємо прозорого розчину гідроксиду амонію( нашатирний спирт – 10% розчин амоніаку) або натрій (калій) гідроксиду. Речовини для досліду готові.

Дослід: переливаємо з другого стакана «воду» у перший «порожній» стакан, отримуємо малиновий розчин.

3)    «Лимонад»

Для досліду необхідно взяти порошок  лимонної або винної кислоти  та харчову соду (по 2 см по висоті пробірок) , цукрову пудру(6 см по висоті пробірки). Висипати речовини і перемішати у чистій сухій склянці. Можна розділити на кілька рівних частин, кожну з яких запакувати у пакетик, подібний аптечному .

Дослід: одну із виготовлених порцій висипати у стакан і налити води, утвориться шипучий з піною напій, освіжаючий, як лимонад.

Виконавши дослід, звертаюся до учнів:

1.     Які  явища  ви спостерігали? (Хімічні)

2.     Які ознаки цих явищ?(Зміна кольору, виділення газу, утворення осаду)

3.     Чи всі напої, виготовлені нами можна вживати? Відповідь обґрунтуйте. (Ні, бо вони виготовлялися у лабораторних умовах з використанням хімічного посуду та реактивів. Однак, якщо у домашніх умовах, використовуючи посуд для приготування їжі спробувати приготувати «Лимонад», то його можна було б брати з собою у похід).

4.     Що спільного у речовин, які ми використовували?Чим вони відрізняються?( Всі речовини – складні. Одні неорганічні(вода, кухонна, сіль, харчова сода, ляпіс, кальцій хлорид, барій хлорид та натрій сульфат, нашатирний спирт, натрій (калій) гідроксид, інші – органічні(фенолфталеїн, лимонна кислота, винна кислота, цукрова  пудра).

5.     Назвіть речовини, що приймали участь у цих явищах, люди використовують для приготування їжі?( вода, кухонна сіль, харчова сода, лимонна кислота, винна кислота, цукрова  пудра). «Фараонові змії» 

 Коливальні хімічні реакції в тонких шарах без перемішування належать до топохімічних реакцій, тобто таких, які відбуваються не тільки у часі, а й у просторі. Останнім часом такі реакції привертають увагу не лише дослідників, а й багатьох практиків, адже за топохімічним механізмом відбуваються процеси горіння твердого палива, вибух,опіки, випалювання силікатних матеріалів, випікання хліба тощо. За топохімічним механізмом відбувається і надзвичайно ефектний дослід відомий під назвою «Фараонові змії». Сьогодні важко кого – не будь чимось здивувати. І все таки неможливо без захоплення стежити, як малесенька крихта речовини, підпалена сірником, перетворюється на велетенську( порівняно з первісними розмірами) «змію», що виповзає, звиваючись, із шипінням.

 Явище, що лежить в основі цього досліду, було відкрите у минулому столітті. Але видовище це настільки вражає своєю екзотичністю, що дуже хочеться повірити у легенду, яка дала назву досліду.

Отже, чому ж «Фараонові змії» ?

 Розповідають, що колись у Стародавньому Єгипті жив мудрець. Багато корисних винаходів подарував він людям. Та ось велике лихо спіткало країну. На Єгипет напав сильний і підступний ворог. Вороже військо оточило столицю. У місті почався голод. А ворог чекав, коли мешканці облогового міста складуть зброю і припинять опір. Мужньо захищали свою столицю єгиптяни, та сили були нерівні. І ось, коли надія на перемогу майже розтанула, у палаці фараона з’явився  мудрець. Його виснажений вигляд свідчив про безсонні ночі, про дні, сповнені напруженої праці. Та очі світилися щастям. «Я винайшов спосіб перемогти ворога! – промовив він.  Наступного дня, ледь зійшло сонце, ворожа армія рушила до стін міста. Завойовники були певні, що це останній день облоги, і незабаром вони вже святкуватимуть перемогу. Та ось трапилось щось жахливе. З – під стін столиці, вздовж берега моря, від воріт міста, звиваючись, з диким шипінням на завойовників сунули гігантські змії. Потвори-велетні переслідували     горе-вояків, які у відчаї й паніці тікали на свої кораблі. Минуло зовсім небагато часу, і бухта спорожніла. Легкий вітерець грав хвилями, що безтурботно накочувалися на піщаний берег.

 Так було покарано завойовників. І хоча тих «змій» назвали «фараоновими», всі добре розуміли, що насправді перемогу принесли розум, любов до Батьківщини і праця простої людини.

 Раніше для цього досліду використовували меркурій (ІІ) роданід (роданід ртуті Hg(SCN)₂  ), але так як всі сполуки Меркурію отруйні, то замінимо їх іншими речовинами, що дають подібний ефект при розкладанні.

1.     «Отруйні змії»

Для досліду необхідно сульфаніламідні лікарські препарати, наприклад «Стрептоцид», «Норсульфазол», «Сульгін», «Сульфадиметоксин», «Етазол», «Сульфадимезин», «Фталазол», а також сухий спирт. На сухий спирт помістити 1-2 таблетки препарату і підпалити. При цьому відбувається виділення блискучої «фараонової змії» сірого кольору, яку можна назвати  на вигляд графітовою.

Чому утворюються «змії»? У ході розкладання препаратів виділяється багато газоподібних продуктів реакції, які спінюють масу і формують пористу всередині «змію». «Змія» має неприємний запах, бо утворюються гази: азот(без запаху) та сірководень і сірчистий газ, які специфічно пахнуть.

2.     «Неотруйні змії», або «змії», що не виділяють отруйних газів  

а) Для досліду необхідно взяти лікарський препарат «Кальцій глюконат», який використовують як регулятор кальцій - фосфорного обміну в організмі та сухий спирт. На сухий спирт помістити 3-4 таблетки препарату і підпалити. При цьому відбувається виділення тендітної світло – сірої «змії». Світлий відтінок її пояснюється утворенням кальцій оксиду(білого кольору),вуглецю( сірого кольору) та безбарвного вуглекислого газу і води.

б) Необхідно змішати харчову соду і цукрову пудру у відношенні 1/6(1/2 чайна ложка соди і 3 чайні ложки цукрової пудри). Насипати на тарілку 2 – 3 столові ложки піску так, щоб утворився конус. У вершині конусу зробіть заглиблення і потроху , невеликими порціями налийте спирту. Лийте обережно до тих пір, поки весь пісок не стане вологим. Тепер обережно чайною ложкою помістіть у заглиблення конусу приготовлену перед цим суміш. Підпалити пісок. Весь піщаний конус загориться блідо – блакитним полум’ям , а із  отвору на його вершині почне виповзати чорна, страшна і майже справжня «змія». Чим довше горить спирт, тим довшою буде

«змія», яка може не поміститися у тарілці. 

Виконавши дослід , звертаюся до учнів:

1.                 Які явища ви спостерігали?  

(Хімічне, світлове, теплове, звукове, механічне)

2.                 У результаті якого явища утворилася «змія»? Які ознаки цього явища? ( Хімічного, бо відбувається перетворення однієї речовини на інші. Ознака - зміна кольору, виділення газів).

3.Які гази утворюються під  час демонстрації «Отруйні змії»? Чи можна виконувати цей експеримент вдома. (Отруйні. Можна з дозволу батьків і в їх присутності, дотримуючись правил техніки безпеки)

4. Які гази утворюються під час демонстрації «Неотруйні змії»? Чи можна виконувати цей експеримент вдома. (Неотруйні – вуглекислий газ. Можна з дозволу батьків і в їх присутності, дотримуючись правил техніки безпеки)

«Повітряна кулька»

          Що за свято без повітряних кульок? Покажіть дітям кульки і запитайте як їх можна надути. Учні, звичайно, скажуть, що  ротом, видихаючи повітря, або ж гелієм за допомогою спеціального балону чи компресора. Це так, але можна ще й інакше…

Кулька, яка не літає

Для експерименту знадобляться:

1.Пластикова пляшка,

2.Оцет,

3.Харчова сода,

4.Повітряна кулька,

5.Лійка,

6. Стакани (200мл)

          Експеримент починаємо з того, що наливаємо в пластикову пляшку             1/4 стакану оцту. Наповнюємо повітряну кульку на 3/4 стакана соди і прикріплюємо кульку до верху пляшки. Акуратно дозволяємо соді опуститися в пляшку і стежимо за тим, як кулька надувається, проте літати вона при цьому не буде.

Кулька, яка літає

Для експерименту знадобляться:

         1.2стакани(200мл)

         2.Мідний купорос (1столова ложка)

          3.Кухонна сіль(1,5 столові ложки)

         4.Алюмінієва фольга (шматочок 10*10, згорнутий у кульку)

         5.Пластикова пляшка

         6.Повітряна кулька

         7.Вода.

Насипаємо у один стакан мідний купорос, а в інший - кухонну сіль, доливаємо води і перемішуємо до повного розчинення речовин. Виливаємо добуті розчини у пляшку і спостерігаємо появу зеленкувато – жовтого розчину. Згортаємо шматочок фольги у кульку , кидаємо її у пляшку і прикріплюємо кульку до верху пляшки. Газ, що виділяється, піднімає кульку.