Хімія. Повторне видання. 8 клас. Григорович (2025)
Навчальне дослідження № 5. «Досліджуємо водень»1
• Що є метою нашої роботи?
Дослідити лабораторний спосіб одержання водню, фізичні властивості водню та способи його збирання.
1 Демонстраційно або віртуально.
• Що нам знадобиться?
Обладнання: апарат Кіппа, кристалізатор, соломинка, пробірки, сірники.
Реактиви: цинк, хлоридна кислота, мильний розчин.
• Визначаємо ризики
Які небезпечні та проблемні ситуації можуть статися під час роботи з переліченим обладнанням і речовинами? Якими мають бути ваші дії в разі небезпеки?
• Що ми маємо зробити?
І. Досліджуємо роботу апарата Кіппа
Ознайомтеся з улаштуванням апарата Кіппа.
Відкрийте кран газовідвідної трубки та спостерігайте за виділенням газу. Закрийте кран та спостерігайте за тим, що відбувається.
II. Досліджуємо фізичні властивості водню
Поміркуйте
Сформулюйте гіпотезу: як довести, що густина водню менша за густину повітря.
Відкрийте кран газовідвідної трубки апарата Кіппа, а газовідвідну трубку занурте в кристалізатор, наповнений мильним розчином. Що ви спостерігаєте?
Для порівняння, запропонуйте одному / одній із вас продмухувати повітря з легень соломиною крізь такий самий мильний розчин.
Замалюйте в зошиті апарат Кіппа та результати дослідження.
III. Збираємо водень
Поміркуйте
Зважаючи на відомі вам способи збирання газів, сформулюйте гіпотезу: у який спосіб можна збирати водень.
Водень, як і кисень, майже не розчиняється у воді та не реагує з водою, тому його можна збирати методом витіснення води.
Водень можна збирати й методом витіснення повітря, проте варто згадати про густину водню.
Якщо пробірку тримати отвором догори, то водень не зможе витиснути повітря та зібратися на дні. Він одразу буде здійматися вгору.
Якщо пробірку тримати отвором униз, то водень збирається вгорі (біля дна) та витісняє повітря через отвір.
Наповніть воднем дві пробірки.
IV. Перевіряємо наявність водню
Водень неможливо побачити, тож не завжди можна визначити: наповнилася пробірка воднем чи ні.
Поміркуйте
Сформулюйте гіпотезу: у який спосіб можна довести наявність водню в пробірці.
Наявність водню доводять, ґрунтуючись на його здатності горіти (вибухати). Для доведення, що пробірка наповнена воднем, до її отвору треба піднести запалений сірник (запальничку).
Якщо пробірка заповнена не чистим воднем, а його сумішшю з киснем, то в разі піднесення запаленого сірника чутно хлопок (невеличкий вибух).
Якщо пробірка містить чистий водень, то в разі піднесення запаленого сірника він швидко згоряє по всій довжині пробірки без гучних звуків.
Перевірте наявність водню в наповнених вами пробірках. Зробіть висновок, чи заповнені пробірки чистим воднем.
• Для підбиття підсумків роботи обговоріть питання
1. За якою ознакою можна стверджувати, що реакція в апараті Кіппа відбувається?
2. Апарат Кіппа — зручний прилад для одержання різних газів у лабораторії, а не лише водню. Зручність насамперед полягає в тому, що апарат легко перемикається із зарядженого стану в робочий і навпаки лише поворотом крану на газовідвідній трубці.
Поясніть: а) як апарат Кіппа переходить у робочий стан після відкриття крана; б) як апарат переходить у заряджений стан після закриття крана.
3. Унаслідок якого процесу кислота з верхнього резервуара потрапляє в середній після відкриття крана?
4. Унаслідок яких фізичних процесів кислота піднімається у верхній резервуар після закриття крана?
5. Як результати дослідження в п. 2 доводять різницю густин водню та повітря?
6. На яких фізичних процесах ґрунтуються способи збирання водню методом витіснення води та витіснення повітря?
7. На чому ґрунтується спосіб виявлення водню?
8. На чому ґрунтується спосіб визначення чистоти зібраного водню?
Рефлексуємо
• Що нового ви дізналися під час цього дослідження?
• Які чинники сприяли або заважали вам під час роботи?
• Як ви оцінюєте свою роботу? Аргументуйте думку.
