Демонстрационные опыты с неорганическими веществами

Научно-образовательный материал

Формирование специализированного химического класса, обеспечивающего профессиональную ориентацию учащихся средней школы в области прикладной биотехнологии и производства здоровых продуктов питания.

 

Мастер-класс и разработка цикла практических занятий для формирования навыков проведения химического эксперимента по профильным разделам органической и биоорганической химии. НОМ «Мастер-класс химического эксперимента по химии»

 

 

Состав научно-образовательного коллектива:

       Колпакова В.В., зав. каф., д.т.н., проф.

Панкратов В.А., д.х.н., проф.

Янковский С.А., к.т.н., доц.

Кудрякова Г.Х., к.т.н., доц.

Сдобникова О.А.. к.т.н., доц.

Ворона Н.И., к.х.н., доц.

           

 

Москва 2011

РЕФЕРАТ

 

Отчет: 6 с., 8 источников.

 

Цель : Развитие устойчивого интереса к дисциплинам химического цикла и помощь в профессиональном самоопределении трудовой деятельности учащихся средней школы в области биотехнологических и биоорганических процессов производства здоровых продуктов питания

Задачи:

1. Развитие специальных навыков химического эксперимента при профессиональном самоопределении учащихся в области прикладной биотехнологии и пищевых производств.

2. Достижение устойчивого интереса к профильным специальностям МГУПП: «Биотехнология», «Пищевая биотехнология», Технология молока и молочных продуктов, «Технология мяса и мясопродуктов», «Технология бродильных производств», «Технология кондитерского производства» и т.д., в основе изучения дисциплин учебного плана которых значительная роль принадлежит профильным разделам органической и биоорганической химии.

Полученные результаты

 Общепризнано, что химический эксперимент является важнейшим методом активизации мыслительной деятельности учащихся, который, наряду с лекционным материалом, обеспечивает познание предмета химии и развитие к нему интереса как к фундаментальной основе  науки о жизни человека и его окружающей среде. А если учесть, что вопросам Продовольственной безопасности в стране уделяется существенное внимание, то навыки химического эксперимента, помогающего учащимся школ и колледжей, как будущим специалистам в области производства пищевых продуктов и биотехнологии, разрабатывать новые процессы и технологии в условиях вуза пищевого профиля, мини-производств и предприятий, сегодня довольно актуальны и востребованы.

Мастер-класс для формирования навыков проведения химического эксперимента по профильным разделам органической и биоорганической химии содержит:

-цикл лекций с краткой характеристикой основных свойств профильных органических соединений, таких как кислоты, спирты, альдегиды, кетоны, углеводы, липиды, аминокислоты, белки и т.п., распространением в природе, нахождения в составе пищевых продуктов, продуктах биотехнологии, применения при разработке новых видов продуктов питания животного, растительного происхождения и роли при хранении (См. НОМ 1). Курс содержит 9 тем с демонстрацией особенностей химического строения, свойств, механизмов реакций в электронном варианте в виде презентаций и анимаций.

- тестыдля самостоятельного контроля знаний учащихся старших классов и колледжей, включающие базовые разделы школьного курса химии для органической и биоорганической химии с учетом требований вуза пищевого профиля:

· Основные понятия и законы химии

· Строение атома. Периодический закон;

· Физико-химические закономерности протекания химических реакций   

· Классификация химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции.

· Растворы, растворимость, теория электролитической диссоциации. Гидролиз солей.

· Основные классы неорганических соединений;

· Неметаллы,  металлы

· Основные понятия органической химии. Углеводороды

· Функциональные органические соединения

- методики демонстрационных опытов с соединениями неорганической, органической природы и реакциями аналитической химии как основ  биоорганических соединений и процессов, предназначенных для освоения профильных дисциплин специальностей вуза пищевого профиля и биотехнологии.      

Демонстрационные опыты с неорганическими веществами

                                                Химические краски

   В одинаковые химические стаканы сливают следующие водные растворы:

· для получения желтого цвета – сульфида натрия и сульфата кадмия;

· для получения синего цвета – хлорного железа и желтой кровяной соли;

· для получения красного цвета – роданида калия и хлорного железа;  

· для получения малинового цвета – гидроксида натрия и фенолфталеина;

· для получения бирюзового цвета – карбоната натрия и сульфата меди;

· для получения черного цвета – сульфида натрия и нитрата свинца 

· для получения «молока» – сульфата натрия и хлорида бария.

                                   

Волшебные цветы

Делают цветы из фильтровальной бумаги, пропитанной раствором фенолфталеина. Вносят влажные цветы под стеклянный колпак с аммиаком – они становятся малиновыми. Если затем их перенести под колпак с хлороводородом, окраска исчезнет.

                                                       Газировка

К раствору кислоты добавляют раствор карбоната натрия. Происходит обильное выделение газа.

                                        Волшебный осадок

   В один cтакан наливают водный раствор NaOH, в другой – раствор AlCl₃. Если к раствору щелочи добавить немного раствора соли (щелочь в избытке), содержимое первого стакана остается прозрачным, если прилить наоборот – к раствору соли немного раствора щелочи (соль в избытке) – то во втором стакане образуется белый осадок Al(OH)₃.

Химические часы

  Предварительно готовят растворы: № 1 – 3,9 г йодата калия (KIO₃) на 1 л воды и    № 2 – 1 г сульфита натрия (Na₂SO₃), 20 капель концентрированной серной кислоты и 30 мл крахмального клейстера на 1 л воды.

  В три стакана наливают по 100 мл раствора № 2 и добавляют – в первый стакан 100 мл раствора № 1, во второй – 80 мл раствора № 1 + 20 мл воды, а в третий – 67 мл раствора № 1 + 33 мл воды. Появляется резкое посинение бесцветных растворов с отставанием на равные промежутки времени. Выделяющийся йод с крахмалом образует синее окрашивание.

                                                     Дымовая завеса

  Берут два стеклянных цилиндра. Стенки и дно первого цилиндра смачивают концентрированной соляной кислотой, а второго – 25 %-ной аммиачной водой. При поднесении одного цилиндра к другому наблюдается образование густого белого «дыма», состоящего из мельчайших частичек хлорида аммония

                                      Разложение дихромата аммония

Насыпают в форме конуса горку из оранжевого порошка дихромата аммония и поджигают горящей спичкой ее верхушку. Происходит медленное сгорание вещества наподобие извержения вулкана с выбрасываем в из верхней части снопа искр и пепла. После окончания опыта на месте небольшой оранжевой кучки дихромата аммония образуется большая рыхлая масса темно-зеленого оксида хрома.

                                                             Фараоновы змеи  

   Осаждают роданистую ртуть, выпадающего из раствора в виде белого осадка. Следует избегать избытка роданида аммония, т.к. может образоваться растворимый комплекс (NH₄)₂[Hg(CNS)₄]. Из полученного осадка делают конусы с помощью бумажного фильтра и оставляют сушиться при комнатной температуре. При нагревании роданистая ртуть, увеличиваясь в размерах, извивается наподобие змей.

                                                Праздничный фейерверк

Осторожно смешивают 4-5 г сахарной пудры с 1 г бертолетовой соли и поджигают. Происходит вспышка. При добавлении солей хрома или кальция окрашивание искр – красное, бария – зеленое, натрия – желтое и т.д.

                                                      Фиолетовый дым

Смешивают в виде небольшой конусообразной горки стехиометрические количества истолченного в порошок йода и алюминиевой пудры (или цинковую пыль) и в ее верхней части делают углубление, в которое с помощью пипетки капают воду (катализатор). Наблюдается вспышка и клубы фиолетовых паров.

                                               Симпатические чернила

Наносят надпись или рисунок 5 %-ным водным раствором хлорида кобальта на фильтровальную бумагу (или на белую ткань) и дают высохнуть при комнатной температуре. Если фильтровальную бумагу или ткань прогладить горячим утюгом, проявятся фиолетовые контуры изображения.