Хімія. 7 клас. Дячук

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 3. Правила поведінки учнів у хімічному кабінеті. Ознайомлення з обладнанням кабінету хімії та лабораторним посудом

Із цього параграфа ви:

засвоїте правила поведінки у хімічному кабінеті;
навчитеся користуватися лабораторним обладнанням і посудом;
отримаєте перші навички виконання хімічного експерименту.

Уважно прочитайте і запам’ятайте!

ПРАВИЛА ПОВЕДІНКИ УЧНІВ У ХІМІЧНОМУ КАБІНЕТІ

Входити до кабінету хімії можна лише з дозволу вчителя.
Потрібно підтримувати чистоту і порядок на своєму робочому місці.
Не можна класти на лабораторні столи зайвих речей (сумки для підручників, пакети зі сніданками тощо). Під час уроку хімії на столі повинні бути зошит, підручник, письмове приладдя, а під час виконання експериментів — ще й реактиви.
Не можна вживати їжу та напої у хімічному кабінеті.
Під час виконання лабораторних дослідів і практичних робіт необхідно зберігати тишу; виконувати лише ті досліди, які заплановано вчителем чи описано в інструкції; не можна ходити по кабінету хімії.
Після виконання експериментів потрібно прибрати робоче місце, витерти стіл насухо, помити лабораторний посуд і поставити його на місце.
Заборонено кидати в раковину фільтрувальний папір, вату, скло, розбитий посуд!

Мал. 10. Склянка з реактивом

Мал. 11. Ознайомлення із запахом речовини

Ваш кабінет хімії є невеликою лабораторією. Речовини, що в ній використовують, називають реактивами, а посуд, в якому вони зберігаються, — банками і склянками. Кожна ємність із реактивом повинна мати етикетку, на якій написано формулу речовини або її назву (мал. 10).

Корки від склянок кладуть широкою частиною донизу, щоб не забруднити стіл тією частиною корка, яка знаходиться усередині склянки з речовинами.

Пам’ятайте, що хімічний посуд завжди повинен бути чистим. Для миття посуду використовують спеціальні йоржики, а як миючий засіб — розчин господарського мила, соди, прального порошку, щавлевої кислоти. Під час миття посуду рекомендують надягати гумові рукавички. Якщо посуд одразу не відмивається, його замочують у розчині та залишають на деякий час.

Робота у будь-якій лабораторії пов’язана з підвищеною небезпекою. Щоб уникнути нещасного випадку, необхідно дотримуватися правил безпеки.

ПРАВИЛА БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ У ХІМІЧНОМУ КАБІНЕТІ

Не чіпайте речовини, посуд і не розпочинайте роботу без дозволу учителя.
Не змішуйте невідомі вам речовини.
Ніколи не беріть речовини руками, для цього скористайтеся спеціальними ложечками, шпателями, пінцетом.
Забороняється пробувати на смак будь-які речовини в хімічному кабінеті, навіть якщо в повсякденному житті їх вживають у їжу (кухонна сіль, цукор).
Вдихання газів і пари деяких речовин може призвести до подразнення дихальних шляхів або отруєння. Для ознайомлення із запахом склянку з речовиною необхідно тримати на віддалі 15-20 см від обличчя і легкими рухами руки направляти повітря від отвору до себе (мал. 11).
Не наливайте і не перемішуйте реактиви поблизу обличчя. При нагріванні потрібно скеровувати отвір пробірки чи колби убік від себе і оточуючих.
При потраплянні їдких речовин на шкіру необхідно негайно змити їх проточною водою. Якщо на шкіру потрапила кислота, місце опіку потрібно обробити слабким розчином соди, а в разі потрапляння лугів — слабким розчином борної або оцтової кислоти.
Якщо кислота або луг потрапили в очі, необхідно негайно промити їх під струменем води, нахилившись над раковиною, а потім звернутися до лікаря.
Пам’ятайте, що гарячий посуд за зовнішніми ознаками не можна відрізнити від холодного. Перш ніж взяти посуд у руки, переконайтеся, що він охолов. При термічному опіку шкіру необхідно обробити етиловим спиртом або спеціальною маззю проти опіків. У разі сильного опіку необхідно звернутися до лікаря.
Забороняється нагрівати над відкритим полум’ям посуд із товстого скла.
Займисті рідини (спирт, ефір, бензин, ацетон тощо) можна нагрівати лише на плитках із закритою спіраллю, які розташовані на віддалі більш ніж 2 м від відкритого вогню.

Для роботи з речовинами хіміки використовують спеціальний посуд. Найпростіші досліди виконують у пробірках — скляних трубках, запаяних з одного боку. Пробірки поміщають у спеціальні штативи — металеві, дерев’яні або пластмасові (мал. 12).

Мал. 12. Штатив із пробірками

Мал. 13. Перемішування рідини у пробірці

Мал. 14. Тримач для пробірок

Мал. 15. Шпателі та ложечки для сипучих речовин

У пробірках, як правило, змішують невеликі кількості речовин (2-4 мл). Висота стовпчика рідини при змішуванні розчинів у пробірці не повинна перевищувати 2-4 см. Розчин у пробірці перемішують енергійним постукуванням вказівного пальця правої руки по боковій частині пробірки (мал. 13).

Забороняється струшувати пробірку, закривши отвір пальцем: потрапляння хімічних реактивів на шкіру небезпечне. А ще при цьому у пробірку може потрапити бруд, тому дослід не вдасться.

Якщо необхідне нагрівання, пробірку фіксують у спеціальному тримачі (мал. 14).

Шпателі та спеціальні ложечки використовують для відбору твердої речовини з банки (мал. 15).

Для вимірювання об’єму рідин використовують мензурки і мірні циліндри, виготовлені зі скла або прозорої пластмаси (мал. 16).

Тигельними щипцями (мал. 17) і предметним склом (мал. 18) користуються, коли треба здійснити випарювання невеликої кількості рідини.

У хімічній лабораторії використовують хімічні склянки, а також колби — посудини з широкою основою та вузьким горлом (мал. 19).

Мал. 16. Мензурки і мірний циліндр

Мал. 17. Тигельні щипці

Мал. 18. Предметне скло

Мал. 19. Хімічний посуд зі скла: а — хімічна склянка; б — конічна колба; в — плоскодонна колба; г — круглодонна колба

Колби бувають конічні, плоскодонні та круглодонні. Щоб пробірки і колби можна було нагрівати на відкритому полум’ї, їх виготовляють з вогнетривкого тонкого скла. Такі тонкостінні посудини розбити набагато легше, ніж товстостінні, якими ви звикли користуватися в побуті. Тому й поводитися з ними потрібно акуратніше.

У колбі або склянці розчин перемішують скляною паличкою коловими рухами, щоб не розбити дно посудини. За допомогою скляної палички також переливають рідину з однієї посудини в іншу. Для цього паличку, по якій буде стікати рідина, тримають майже вертикально, а посудину з рідиною поступово нахиляють, щільно притуляючи горло колби до скляної палички. Рідина стікає по паличці тонким струменем і не розбризкується.

Для переливання рідин із посудини з широким горлом у посудину з вузьким горлом використовують лійки (мал. 20). Їх застосовують також для фільтрування, вкладаючи паперовий фільтр, який вирізають за розміром лійки.

Щоб виготовити фільтр, складіть учетверо квадратний листок фільтрувального паперу (мал. 21).

Мал. 20. Хімічна лійка

Мал. 21. Послідовність виготовлення паперового фільтра

Вільний кут одержаного квадрата, який складається з чотирьох шарів паперу, зріжте ножицями по дузі. Відокремивши один шар паперу, надайте фільтру форму конуса, одна половинка якого складається з трьох шарів паперу, а інша — з одного. Фільтр помістіть у лійку, попередньо вирівнявши його, приблизно на 0,5 см нижче від її краю і змочіть водою, щоб фільтр тісно прилягав до стінок лійки та не поглинав рідину, яку фільтрують.

Під час фільтрування рідину наливають на фільтр по скляній паличці тонкою цівкою, напрямляючи її на стінку лійки, а не в центр фільтра, щоб його не розірвати. Через фільтр проходить прозорий фільтрат, а на фільтрі затримується осад. Для дослідів може знадобитися і осад, і фільтрат.

Багато хімічних дослідів проводять при нагріванні. Для цього у шкільних лабораторіях найчастіше використовують спиртівки (мал. 22).

Спиртівка складається з товстостінної скляної посудини 1, заповненої спиртом, і ковпачка 2. У спирт занурено ґніт 3, виготовлений із бавовняних ниток. Ґніт фіксують в отворі ємності спеціальною трубкою з диском 4. Якщо збільшити довжину ґнота, можна збільшити розмір полум’я.

Мал. 22. Спиртівка

ПРИ ВИКОРИСТАННІ СПИРТІВКИ СЛІД ДОТРИМУВАТИСЯ ТАКИХ ПРАВИЛ

Спиртівка повинна бути заповнена спиртом не менше як на 2/3 об’єму. Якщо ви помітили, що полум’я зменшується, а волокна ґнота починають тліти, то це означає, що у спиртівці закінчується спирт. У такому разі її необхідно загасити, а спирт долити через лійку.
Запалювати спиртівку потрібно сірником. Ніколи не запалюйте спиртівку від іншої спиртівки, нахиливши її, бо спирт може розлитися і загорітися (мал. 23).
Ґніт потрібно рівно обрізати ножицями.
Якщо під час роботи на ґніт попала вода і полум’я сильно зменшилося, необхідно загасити спиртівку, трохи витягнути і обрізати ґніт.
Щоб загасити спиртівку, її накривають ковпачком. Дмухати на полум’я не можна!
Зберігати спиртівку потрібно закритою, інакше спирт швидко випаровується.
Якщо спиртівка впала і розбилася, а спирт розлився і продовжує горіти, його потрібно загасити. Для цього полум’я накривають цупкою тканиною чи заливають водою.

Мал. 23. Запалювання спиртівки: а — правильне; б — неправильне

Мал. 24. Будова полум’я: а — газового пальника; б — спиртівки

Під час нагрівання на спиртівці спочатку прогрійте у полум’ї всю посудину, а вже потім ту її частину, де міститься речовина чи розчин — інакше скло може тріснути. Під час нагрівання спрямовуйте отвір пробірки вбік від себе і своїх товаришів на випадок непередбачуваного викиду киплячої рідини.

У спиртівках горить етиловий спирт. Температура полум’я спиртівки не перевищує 1200 °С. Якщо ви уважно подивитесь на полум’я, то помітите в ньому декілька ділянок, які відрізняються за кольором (мал. 24).

У внутрішній частині полум’я 1 повітря лише змішується з парою спирту, там ще немає горіння. Середня, світна частина полум’я 2 — це зона неповного згоряння спирту. Температура полум’я в ній не перевищує 500 °С.

Найбільш гарячою частиною є зовнішня частина полум’я 3, вона майже не має кольору. Саме тут відбувається повне згоряння спирту з утворенням вуглекислого газу і води. В цю зону і потрібно вносити предмет, який нагрівають. Щоправда, навіть тут його ніколи не вдається нагріти до температури самого полум’я.

Мал. 25. Порцелянова чашка для випарювання

Мал. 26. Прилад для отримання газів

Для випарювання використовують порцелянові чашки (мал. 25).

Випарювання застосовують, коли потрібно виділити розчинену речовину з розчину. У порцелянову чашку наливають розчину не більш ніж 1/3 об’єму чашки. Встановлюють чашку на кільце штатива і нагрівають на відкритому полум’ї при постійному помішуванні, щоб випарювання відбувалося рівномірно.

Для отримання газів використовують прилад, який складається з колби чи пробірки і газовивідної трубки зі щільним корком (мал. 26).

Прилад, зібраний для отримання газів, завжди спочатку перевіряють на герметичність (мал. 27). Для цього кінець газовивідної трубки опускають у склянку з водою, а колбу чи пробірку тісно охоплюють долонями. Від теплої долоні повітря у посудині для отримання газів розширюється, і якщо прилад зібраний герметично, з газовивідної трубки виходять бульбашки повітря.

Важливий предмет хімічної лабораторії — універсальний хімічний штатив (або, як його ще називають, лабораторний штатив) (мал. 28). Він складається з важкої чавунної основи і вертикального металічного стержня, на якому за допомогою муфт закріплюють лапку та кільце. Лапка слугує для фіксування пробірок і колб, а в кільце поміщають лійки та порцелянові чашки. Якщо потрібно нагріти розчин у колбі чи хімічному стакані, то на кільце штатива кладуть металеву або азбестову сітку, на яку ставлять посудину з рідиною. Це роблять для того, щоб колба чи стакан не тріснули під час нагрівання.

Мал. 27. Перевірка приладу для отримання газів на герметичність

Мал. 28. Лабораторний штатив: 1 — підставка; 2 — стержень; 3 — муфта; 4—лапка; 5 — кільце

Мал. 29. Ступка з товкачиком

Для подрібнення речовин використовують порцелянові ступки з товкачиками (мал. 29).

...деякі історики вважають, що Карл Вільгельм Шеєле (1742-1786) — славетний шведський фармацевт і хімік-самоучка помер у 44 роки, тому що спробував покуштувати щойно синтезовану речовину — синильну кислоту, про сильну отруйність якої він не підозрював.
...американський хімік Джеймс Вудхауз (1770-1809) займався дослідженням відновлення металів із руд дією вуглецю й помер у 39 років від систематичного отруєння чадним газом, що утворювався, не знаючи про його токсичність.
...російський академік Леман помер після нещасного випадку, коли отруйні речовини потрапили йому в легені під час вибуху реторти в лабораторії.
...при одній із спроб отримати калій шляхом нагрівання суміші гідроксиду калію з порошкоподібним залізом ледь не втратили життя французькі вчені Ж.Л. Гей-Люссак (1778-1850) і Л.Ж. Тенар (1777-1857). Щоб одужати від ран, Гей-Люссаку довелося провести в ліжку майже півтора місяця, у нього тимчасово пропав зір. Тенар ще якось мало не загинув у хімічній лабораторії. У 1825 р. на лекції, бажаючи вгамувати спрагу, він помилково випив рідину зі склянки, в якому знаходився розчин сулеми (сулема, як відомо, сильна отрута). Лише своєчасно прийнята протиотрута у вигляді сирих яєць врятувала йому життя.
...розповідаючи про вибухи в лабораторії, неможливо не згадати німецького хіміка Юстуса Лібіха (1803-1873), якого вибухи супроводжували протягом майже всього періоду занять хімією, починаючи з дитинства, і були причиною багатьох його життєвих неприємностей. Після того як Юстуса вигнали зі школи за вибух, що стався прямо на уроці, батько влаштував Лібіха учнем аптекаря. Але й тут він довго не затримався. Після сильного вибуху, що зніс дах над мансардою, в якій 15-річний юнак проводив досліди з гримучою ртуттю (фульмінат ртуті), Юстус був вигнаний і з аптеки.

ДОМАШНІЙ ЕКСПЕРИМЕНТ

Вивчення будови полум’я свічки

Удома вивчіть будову полум’я свічки. Намалюйте полум’я фарбами чи кольоровими олівцями. Темна зона навкруги ґноту є низькотемпературною, там відбувається випаровування парафіну. Якщо ви загасите свічку, то відчуєте запах його пари. Далі розташована яскраво-жовта частина полум’я — це зона часткового згоряння парафіну з утворенням вуглекислого газу і дрібних часточок сажі, які, розжарюючись, надають йому забарвлення. Температура в цій зоні приблизно 1000 °С. Ззовні полум’я помітне блакитне обрамлення — тут відбувається повне згоряння пари парафіну. Ця частина полум’я найгарячіша. Щоби переконатися в цьому, внесіть у середню частину полум’я дерев’яну скіпку, тримаючи її горизонтально. Запишіть, у яких місцях скіпка почне обвуглюватися швидше. Намалюйте скіпку після досліду.

ВИСНОВКИ

Для безпечного виконання дослідів необхідно дотримуватися правил безпеки.
Під час проведення хімічного експерименту використовують лабораторний посуд (пробірки, колби, хімічні склянки, мензурки і мірні циліндри, порцелянові чашки), користуються газовивідними трубками, шпателями, ложечками, скляними паличками, тримачами для пробірок. Для дослідів, які потребують тривалого часу, застосовують лабораторний штатив.
Для нагрівання речовин та їхніх розчинів використовують спиртівку.

Початковий рівень

1. Яких правил поведінки потрібно дотримуватися у хімічному кабінеті?
2. Як ви вважаєте, чому інколи для перемішування розчинів використовують скляну паличку з гумовим наконечником?
3. Чому пробірку з речовиною нагрівають у верхній частині полум’я?

Середній рівень

4. Який посуд використовують у хімічних лабораторіях? Наведіть декілька прикладів.
5. Як потрібно правильно визначати запах речовини?

Достатній рівень

6. Чому для виконання дослідів використовують спеціальний посуд, виготовлений із термостійкого скла?
7. Чому при нагріванні речовини у пробірці потрібно спочатку прогріти усю пробірку і лише згодом нагрівати її у тому місці, де є речовина?

Високий рівень

8. Чому лабораторні штативи не виготовляють із пластмаси?
9. Поясніть будову полум’я.
10. Установіть відповідність між назвою лабораторного посуду і його призначенням:

Лабораторний посуд

1. порцелянова чашка

2. лійка

3. пробірка

4. шпатель

Призначення

A) відбір твердої сипучої речовини

Б) виконання дослідів з невеликою кількістю реактивів

B) випарювання розчинів

Г) переливання рідин

Додаткове завдання