Урок:

Розв'язування експериментальних задач.

17.04.2023
0 0
Опис уроку (учням цей опис не показується):

Експериментальні методи в хімії

Хімія — наука експериментальна. Переважна більшість знань у вигляді теорій та законів були одержані дослідним шляхом, ґрунтувалися на властивостях речовин та кількісних характеристиках, що описують їх взаємодії. Якщо теорія спочатку була висловлена за певними міркуваннями, вона вимагала експериментального доведення. Як кажуть науковці: «Практика — критерій істини».

У сучасних хімічних лабораторіях більшість експериментів проводять із використанням спеціальних інструментів. Для визначення кислотності розчинів замість індикаторів частіше використовують pH-метр (мал. 41.1). Ще 50 років тому для визначення вмісту атомів того чи іншого хімічного елемента в сполуці використовували різні хімічні реакції, деякі з них відбувалися протягом тривалого часу. Сучасний елементний аналізатор (мал. 41.2) дозволяє визначити вміст будь-якого хімічного елемента в зразку речовини за лічені хвилини.

Вміст уроку:
1
2
3
Опис, який учні побачать перед початком уроку

Експериментальні методи в хімії

Джерело: https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-8-class-2021-reissue/50.php

Хімія — наука експериментальна. Переважна більшість знань у вигляді теорій та законів були одержані дослідним шляхом, ґрунтувалися на властивостях речовин та кількісних характеристиках, що описують їх взаємодії. Якщо теорія спочатку була висловлена за певними міркуваннями, вона вимагала експериментального доведення. Як кажуть науковці: «Практика — критерій істини».

У сучасних хімічних лабораторіях більшість експериментів проводять із використанням спеціальних інструментів. Для визначення кислотності розчинів замість індикаторів частіше використовують pH-метр (мал. 41.1). Ще 50 років тому для визначення вмісту атомів того чи іншого хімічного елемента в сполуці використовували різні хімічні реакції, деякі з них відбувалися протягом тривалого часу. Сучасний елементний аналізатор (мал. 41.2) дозволяє визначити вміст будь-якого хімічного елемента в зразку речовини за лічені хвилини.

Мал. 41.1. pH-метр визначає наявність кислот та основ у розчинах

Мал. 41.2. Елементний аналізатор миттєво визначає елементний склад речовини

Уже 200 років хіміки користуються відносними атомними масами елементів. Для визначення атомних мас раніше необхідно було провести численні експерименти з визначення масових співвідношень реагентів. Сьогодні для цього використовують мас-спектрометри (мал. 41.3), що дозволяють визначити маси не лише окремих атомів, але й багатьох молекул і йонів.

Мал. 41.3. Мас-спектрометр — прилад для визначення відносних атомних і молекулярних мас

Для висновків щодо властивостей речовин часто необхідно знати оптичні характеристики речовин, зокрема світло якого кольору поглинає речовина. Наприкінці XIX століття німецькі науковці Роберт Бунзен та Ґустав Кірхгоф сконструювали найпростіший спектроскоп (мал. 41.4, с. 223), який за оптичними характеристиками речовин дозволив визначити склад Сонця, відкрити нові речовини, зокрема інертні гази. Сучасні науковці також активно користуються таким приладом, але, звісно, суттєво переробленим (мал. 41.5). Він дозволяє розв’язувати набагато складніші задачі, але принцип його дії багато в чому нагадує спектроскоп Бунзена.

Мал. 41.4. Перший спектроскоп, сконструйований Р. Бунзеном і Ґ. Кірхгофом

Мал. 41.5. Сучасний спектрофотометр

Сьогодні дуже поширеним експериментальним методом є метод ядерного магнітного резонансу (ЯМР-спектроскопія). Він дозволяє робити висновки щодо будови молекул і став майже незамінним у сучасній хімії.

Без сучасних приладів сьогодні складно уявити роботу хіміків, без нового обладнання неможливий подальший розвиток і накопичення хімічних знань. Але багато задач можна розв’язувати і без приладів, використовуючи звичайні реактиви й виконуючи досліди у звичайних пробірках.

Розв'язування експериментальних задач

І в сучасній лабораторії, і у звичайній шкільній хімічній лабораторії часто виникають задачі, які можна розв’язати лише дослідним шляхом. Наприклад, необхідно визначити склад певної речовини, склянку з якою хтось забув підписати. Або необхідно довести, чи справді вміст певної склянки відповідає надпису на ній.

Для розв’язування таких експериментальних задач потрібно знати візуальні ефекти, що супроводжують ті чи інші реакції. Зокрема, зміна забарвлення індикаторів за наявності тих чи інших речовин, утворення осаду під час взаємодії певних речовин, виділення газів та характер запахів цих газів. Необхідно також пам’ятати, що більшість газоподібних речовин безбарвні, але деякі з них (сірководень або сірчистий газ) мають характерний запах. А наявність інших речовин доводять у хімічний спосіб: кисень підтримує горіння тліючої скіпки, а водень здатний згоряти з характерним звуком.

Для розв’язування будь-якої експериментальної задачі завжди слід дотримуватися певної послідовності дій.

По-перше, необхідно скласти план експерименту, у межах якого визначити, на яке конкретне запитання потрібно відповісти і які досліди необхідно провести для цього.

По-друге, виконати власне експериментальну частину.

По-третє, зробити висновок, чи дозволяють проведені досліди дати відповідь на поставлене питання і які результати дослідів дозволяють зробити висновок про доведення або спростування початкових припущень.

Урок не містить жодного завдання. Додайте завдання.

Щоб додати завдання, оберіть категорію завдання на панелі запитань.

1

Експериментальні методи в хімії

Джерело: https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-8-class-2021-reissue/50.php

Хімія — наука експериментальна. Переважна більшість знань у вигляді теорій та законів були одержані дослідним шляхом, ґрунтувалися на властивостях речовин та кількісних характеристиках, що описують їх взаємодії. Якщо теорія спочатку була висловлена за певними міркуваннями, вона вимагала експериментального доведення. Як кажуть науковці: «Практика — критерій істини».

У сучасних хімічних лабораторіях більшість експериментів проводять із використанням спеціальних інструментів. Для визначення кислотності розчинів замість індикаторів частіше використовують pH-метр (мал. 41.1). Ще 50 років тому для визначення вмісту атомів того чи іншого хімічного елемента в сполуці використовували різні хімічні реакції, деякі з них відбувалися протягом тривалого часу. Сучасний елементний аналізатор (мал. 41.2) дозволяє визначити вміст будь-якого хімічного елемента в зразку речовини за лічені хвилини.

Мал. 41.1. pH-метр визначає наявність кислот та основ у розчинах

Мал. 41.2. Елементний аналізатор миттєво визначає елементний склад речовини

Уже 200 років хіміки користуються відносними атомними масами елементів. Для визначення атомних мас раніше необхідно було провести численні експерименти з визначення масових співвідношень реагентів. Сьогодні для цього використовують мас-спектрометри (мал. 41.3), що дозволяють визначити маси не лише окремих атомів, але й багатьох молекул і йонів.

Мал. 41.3. Мас-спектрометр — прилад для визначення відносних атомних і молекулярних мас

Для висновків щодо властивостей речовин часто необхідно знати оптичні характеристики речовин, зокрема світло якого кольору поглинає речовина. Наприкінці XIX століття німецькі науковці Роберт Бунзен та Ґустав Кірхгоф сконструювали найпростіший спектроскоп (мал. 41.4, с. 223), який за оптичними характеристиками речовин дозволив визначити склад Сонця, відкрити нові речовини, зокрема інертні гази. Сучасні науковці також активно користуються таким приладом, але, звісно, суттєво переробленим (мал. 41.5). Він дозволяє розв’язувати набагато складніші задачі, але принцип його дії багато в чому нагадує спектроскоп Бунзена.

Мал. 41.4. Перший спектроскоп, сконструйований Р. Бунзеном і Ґ. Кірхгофом

Мал. 41.5. Сучасний спектрофотометр

Сьогодні дуже поширеним експериментальним методом є метод ядерного магнітного резонансу (ЯМР-спектроскопія). Він дозволяє робити висновки щодо будови молекул і став майже незамінним у сучасній хімії.

Без сучасних приладів сьогодні складно уявити роботу хіміків, без нового обладнання неможливий подальший розвиток і накопичення хімічних знань. Але багато задач можна розв’язувати і без приладів, використовуючи звичайні реактиви й виконуючи досліди у звичайних пробірках.

Розв'язування експериментальних задач

І в сучасній лабораторії, і у звичайній шкільній хімічній лабораторії часто виникають задачі, які можна розв’язати лише дослідним шляхом. Наприклад, необхідно визначити склад певної речовини, склянку з якою хтось забув підписати. Або необхідно довести, чи справді вміст певної склянки відповідає надпису на ній.

Для розв’язування таких експериментальних задач потрібно знати візуальні ефекти, що супроводжують ті чи інші реакції. Зокрема, зміна забарвлення індикаторів за наявності тих чи інших речовин, утворення осаду під час взаємодії певних речовин, виділення газів та характер запахів цих газів. Необхідно також пам’ятати, що більшість газоподібних речовин безбарвні, але деякі з них (сірководень або сірчистий газ) мають характерний запах. А наявність інших речовин доводять у хімічний спосіб: кисень підтримує горіння тліючої скіпки, а водень здатний згоряти з характерним звуком.

Для розв’язування будь-якої експериментальної задачі завжди слід дотримуватися певної послідовності дій.

По-перше, необхідно скласти план експерименту, у межах якого визначити, на яке конкретне запитання потрібно відповісти і які досліди необхідно провести для цього.

По-друге, виконати власне експериментальну частину.

По-третє, зробити висновок, чи дозволяють проведені досліди дати відповідь на поставлене питання і які результати дослідів дозволяють зробити висновок про доведення або спростування початкових припущень.

2

Видатні хіміки та їхній внесок у розвиток науки

Бор Нільс Ґенрик Давид

(1885-1962)

Данський фізик, лауреат Нобелівської премії 1922 року. Зробив величезний внесок у розвиток сучасної фізики, зокрема в теорію будови атома й атомного ядра, ядерних реакцій і теорію металів. Народився в Копенгагені в родині професора фізіології. Працював у Кембриджі з Джозефом Томпсоном, а пізніше в Манчестері з Ернестом Резерфордом. 1913 року запропонував принципово нову модель будови атома, удосконаливши планетарну теорію Резерфорда. Заснував Інститут теоретичної фізики в Копенгагені. Під час Другої світової війни переїхав до США, де працював над створенням атомної зброї, хоча пізніше активно виступав за мирне використання енергії атома. Альберт Айнштайн писав про нього: «Він є одним із найвидатніших наукових умів нашого століття».

Де Бройль Луї Віктор П’єр Раймон

(1892-1987)

Французький фізик, лауреат Нобелівської премії 1929 року. Народився в місті Дьєп у вельможній герцогській родині. Протягом багатьох століть члени цієї родини служили у військовій або дипломатичній галузі, але Луї порушив цю традицію, ставши науковцем. Спочатку він вивчав історію, але під упливом старшого брата зацікавився фізикою і згодом здобув науковий ступінь у Паризькому університеті. Вивчав поведінку електронів, атомів та рентгенівських променів. Найзначнішою заслугою де Бройля є те, що він першим застосував ідею Айнштайна про подвійну природу світла щодо речовин: рух частинки відповідає поширенню нескінченної хвилі. За відкриття хвильової природи електрона був відзначений Нобелівською премією. На церемонії нагородження про нього сказали: «Де Бройль відкрив зовсім інший аспект природи матерії, про який раніше ніхто не здогадувався. Блискуче відкриття де Бройля виявило, що не існує окремих світів — хвиль і частинок. Існує лише один-єдиний спільний світ».

Гайзенберґ Вернер Карл

(1901-1976)

Німецький фізик, лауреат Нобелівської премії 1932 року, зробив значний внесок у вивчення теорії магнетизму, надпровідності, квантової електродинаміки й теорії будови атома. Народився у Вюрцбурзі в родині професора давньогрецької мови. У 19 років вступив до Мюнхенського університету, у 22 роки захистив докторську дисертацію, після чого працював із Нільсом Бором. Найбільше Гайзенберґа цікавили невирішені проблеми будови атома, що були запропоновані Бором. У 26 років став професором теоретичної фізики Лейпцизького університету й опублікував фундаментальну роботу, де вперше сформулював свій принцип невизначеності — один з основних принципів теорії будови атома. 1941 року став директором Фізичного інституту в Берліні, де працював над атомним проектом. Гайзенберґ був видатним науковцем, який зробив величезний внесок у розвиток світової науки.

Ґлаубер Йоган Рудольф

(1604-1670)

Німецький алхімік і лікар. Народився в родині цирульника в Карлштадті. Він рано став сиротою й підробляв чорноробом у різних аптеках, торгував вином і виготовляв дзеркала. Накопичивши певний капітал, він сам став аптекарем і виготовляв ліки. Ґлаубер уперше добув багато речовин: фенол, бензен, чисту нітратну, оцтову та хлоридну кислоти, натрій сульфат і низку інших солей. Одним із перших почав виготовляти хімічний посуд зі скла й заснував його промислове виробництво. Розробив спосіб виготовлення кольорового скла. Першим почав застосовувати відкриту ним сіль складу Na2SO4 • 10Н2О як проносний засіб, на чому й заробив свій капітал. До сьогодні її називають ґлауберовою сіллю.

Гоффман Роалд

(нар. 1937)

Видатний американський хімік, лауреат Нобелівської премії з хімії 1981 року. Народився в м. Золочів Львівської області в родині інженера — випускника Львівської політехніки. Із початком німецької окупації опинився в «трудовому таборі», але згодом родині вдалося перебратися до Польщі, а потім до США. Освіту здобув у Колумбійському університеті, а аспірантуру закінчив у Гарварді. Зробив значний внесок насамперед у галузь хімічної кінетики, пов’язав електронну будову атомів і молекул із можливістю перебігу хімічних реакцій. Його ім’ям названо правило Вудворда-Гоффмана. До сьогодні підтримує зв’язки з Україною. «Україна — обітована земля мого серця», — написав він у листі до рідного міста Золочева.

Писаржевський Лев Володимирович

(1874-1938)

Видатний український фізико-хімік, академік АН УРСР. Засновник та перший директор Інституту фізичної хімії НАН України в Дніпропетровську. Народився в Кишиневі, а згодом його родина переїхала до Одеси, де він закінчив Рішельєвську гімназію, а потім Одеський університет. Він готувався стати лікарем, але після прочитання праці Менделєєва «Основи хімії» вирішив присвятити себе цій науці. Після закінчення університету навчався в Лейпцизі у Вільгельма Оствальда, де захистив дисертацію. Працював у Тарту, Київському політехнікумі, Катеринославському (Дніпропетровському) гірничому інституті. У часи громадянської війни сконструював простий протигаз, який зберіг здоров’я багатьох солдатів, займався медичним обслуговуванням армії. Працював у напрямках теорії каталізу, хімії ізотопів тощо. У підручнику «Вступ до хімії» уперше виклав хімічні властивості речовин із погляду електронної будови атомів та молекул.

Склодовська-Кюрі Марія

(1867-1934)

Видатна польська й французька хімікиня, перша двічі лауреатка Нобелівської премії — з фізики (1903) і хімії (1911), перша жінка, яка здобула ступінь доктора наук та Нобелівську премію, людина-легенда, яка й до сьогодні є взірцем геніальної та мужньої дослідниці в історії світової науки й водночас люблячої матері. Народилась у Варшаві в родині вчителів, була молодшою серед п’яти дітей. Д. І. Менделєєв, який був другом її батька, побачивши юну Марію в лабораторії, пророкував їй велике майбутнє, якщо вона займеться хімією. Оскільки в ті часи в Польщі жінки не мали права навчатися в університеті, вона емігрувала до Франції і вступила до Сорбонни в Парижі. За перший рік навчання здобула ступінь магістра з фізики, а через рік — із математики. Разом із чоловіком (П’єром Кюрі) вивчала явище радіоактивності. Досліджуючи уранову руду, відкрила два нові хімічні елементи — Полоній і Радій. Свої дослідження Марія і П’єр проводили в примітивних та шкідливих для здоров’я умовах: у старому сараї (колишньому морзі) і в лабораторії звичайної муніципальної школи. Для отримання 0,1 г радію їм довелося вручну переробити декілька тонн урановмісних мінералів. Після смерті чоловіка Склодовська-Кюрі працювала замість нього і стала першою жінкою-викладачкою Сорбонни. Її вважають засновницею нового напрямку науки — радіології, у її родині чотири лауреати Нобелівської премії: вона, її чоловік П’єр, їхня донька Ірен Жоліо-Кюрі та зять Жан Фредерік Жоліо. На честь Марії Склодовської-Кюрі ООН оголосила 2011 рік роком хімії.

Яблонський Олександр

(1898-1980)

Видатний український та польський фізик, член Польської академії наук. Народився в селі Воскресенівка Харківської губернії. Навчався в Харківському, Варшавському та Берлінському університетах. Був пристрасним музикою і в час навчання був першою скрипкою у Варшавській опері. Тривалий час займав посаду професора в університеті Торуня. Яблонський — піонер у молекулярній фотофізиці. Відомі його дослідження в галузі фотолюмінесценції і спектральної теорії молекул. Дослідив багато органічних барвників, що використовують як флуоресцентні кислотно-основні індикатори. Запропонував схему для пояснення процесів взаємодії молекул зі світлом, яку сьогодні називають «діаграмою Яблонського».

3

Д/З Опрацюйте матеріал, напишіть доповідь(виберіть біографію одного із вчених хіміків) Видатні хіміки та їхній внесок у розвиток науки

Опис, який учні побачать після проходження уроку

Експериментальні методи в хімії

Джерело: https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-8-class-2021-reissue/50.php

Хімія — наука експериментальна. Переважна більшість знань у вигляді теорій та законів були одержані дослідним шляхом, ґрунтувалися на властивостях речовин та кількісних характеристиках, що описують їх взаємодії. Якщо теорія спочатку була висловлена за певними міркуваннями, вона вимагала експериментального доведення. Як кажуть науковці: «Практика — критерій істини».

У сучасних хімічних лабораторіях більшість експериментів проводять із використанням спеціальних інструментів. Для визначення кислотності розчинів замість індикаторів частіше використовують pH-метр (мал. 41.1). Ще 50 років тому для визначення вмісту атомів того чи іншого хімічного елемента в сполуці використовували різні хімічні реакції, деякі з них відбувалися протягом тривалого часу. Сучасний елементний аналізатор (мал. 41.2) дозволяє визначити вміст будь-якого хімічного елемента в зразку речовини за лічені хвилини.

Мал. 41.1. pH-метр визначає наявність кислот та основ у розчинах

Мал. 41.2. Елементний аналізатор миттєво визначає елементний склад речовини

Уже 200 років хіміки користуються відносними атомними масами елементів. Для визначення атомних мас раніше необхідно було провести численні експерименти з визначення масових співвідношень реагентів. Сьогодні для цього використовують мас-спектрометри (мал. 41.3), що дозволяють визначити маси не лише окремих атомів, але й багатьох молекул і йонів.

Мал. 41.3. Мас-спектрометр — прилад для визначення відносних атомних і молекулярних мас

Для висновків щодо властивостей речовин часто необхідно знати оптичні характеристики речовин, зокрема світло якого кольору поглинає речовина. Наприкінці XIX століття німецькі науковці Роберт Бунзен та Ґустав Кірхгоф сконструювали найпростіший спектроскоп (мал. 41.4, с. 223), який за оптичними характеристиками речовин дозволив визначити склад Сонця, відкрити нові речовини, зокрема інертні гази. Сучасні науковці також активно користуються таким приладом, але, звісно, суттєво переробленим (мал. 41.5). Він дозволяє розв’язувати набагато складніші задачі, але принцип його дії багато в чому нагадує спектроскоп Бунзена.

Мал. 41.4. Перший спектроскоп, сконструйований Р. Бунзеном і Ґ. Кірхгофом

Мал. 41.5. Сучасний спектрофотометр

Сьогодні дуже поширеним експериментальним методом є метод ядерного магнітного резонансу (ЯМР-спектроскопія). Він дозволяє робити висновки щодо будови молекул і став майже незамінним у сучасній хімії.

Без сучасних приладів сьогодні складно уявити роботу хіміків, без нового обладнання неможливий подальший розвиток і накопичення хімічних знань. Але багато задач можна розв’язувати і без приладів, використовуючи звичайні реактиви й виконуючи досліди у звичайних пробірках.

Розв'язування експериментальних задач

І в сучасній лабораторії, і у звичайній шкільній хімічній лабораторії часто виникають задачі, які можна розв’язати лише дослідним шляхом. Наприклад, необхідно визначити склад певної речовини, склянку з якою хтось забув підписати. Або необхідно довести, чи справді вміст певної склянки відповідає надпису на ній.

Для розв’язування таких експериментальних задач потрібно знати візуальні ефекти, що супроводжують ті чи інші реакції. Зокрема, зміна забарвлення індикаторів за наявності тих чи інших речовин, утворення осаду під час взаємодії певних речовин, виділення газів та характер запахів цих газів. Необхідно також пам’ятати, що більшість газоподібних речовин безбарвні, але деякі з них (сірководень або сірчистий газ) мають характерний запах. А наявність інших речовин доводять у хімічний спосіб: кисень підтримує горіння тліючої скіпки, а водень здатний згоряти з характерним звуком.

Для розв’язування будь-якої експериментальної задачі завжди слід дотримуватися певної послідовності дій.

По-перше, необхідно скласти план експерименту, у межах якого визначити, на яке конкретне запитання потрібно відповісти і які досліди необхідно провести для цього.

По-друге, виконати власне експериментальну частину.

По-третє, зробити висновок, чи дозволяють проведені досліди дати відповідь на поставлене питання і які результати дослідів дозволяють зробити висновок про доведення або спростування початкових припущень.

Рефлексія від 3 учнів

Сподобався:

0

Так: 3

Ні: 0

Зрозумілий:

0

Так: 3

Ні: 0

Потрібні роз'яснення:

0

Ні: 3

Так: 0

Рекомендуємо

Розв’язування розрахункових задач

Розв’язування розрахункових задач

189

Аватар профіля Сущик Михайло Михайлович
Хімія
11 клас

20 грн

Розв’язування розрахункових задач

Розв’язування розрахункових задач

140

Аватар профіля Сущик Михайло Михайлович
Хімія
11 клас

20 грн

Густина. Розв'язування задач.

Густина. Розв'язування задач.

387

Аватар профіля Базаренко Микола Миколайович
Фізика
7 клас

33 грн

Розв’язування компетентнісних задач

 Розв’язування компетентнісних задач

541

Аватар профіля Лизько Валентина Степанівна
Інформатика
9 клас

25 грн

Розв’язування компетентнісних задач

Розв’язування компетентнісних задач

489

Аватар профіля Лизько Валентина Степанівна
Інформатика
9 клас

25 грн

Розв’язування компетентнісних задач

Розв’язування компетентнісних задач

396

Аватар профіля Лизько Валентина Степанівна
Інформатика
9 клас

33 грн

Схожі уроки

Оксиди неметалічних елементів

Оксиди неметалічних елементів

4402

Аватар профіля Черниш Оксана Сергіївна
Хімія
11 клас

Практична робота 1. Дослідження якісного складу солей

Практична робота 1. Дослідження якісного складу солей

591

Аватар профіля Кондратюк Валентина Миколаївна
Хімія
11 клас

Хімічні властивості нерозчинних основ: взаємодія з кислотами і розкладання внаслідок нагрівання.

Хімічні властивості нерозчинних основ: взаємодія з кислотами і розкладання внаслідок нагрівання.

1159

Аватар профіля Лохвицька Марія Федорівна
Хімія
8 клас

Повітря, його склад і властивості.

Повітря, його склад і властивості.

789

Аватар профіля Лохвицька Марія Федорівна
Хімія
7 клас

Прості та складні речовини

Прості та складні речовини

379

Аватар профіля Кохановська Оксана Вікторівна
Хімія
7 клас

Добування вуглеводнів. Застосування вуглеводнів

Добування вуглеводнів. Застосування вуглеводнів

352

Аватар профіля Черниш Оксана Сергіївна
Хімія
10 клас