Хімія. 7 клас. Мідак

§ 3. Лабораторне обладнання та базові операції з речовинами

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

про види лабораторного обладнання та його призначення;
про будову лабораторного штатива та види пальників;
як виконувати основні операції з речовинами в кабінеті хімії.

Привіт! Сьогодні я вирішила приготувати смачненький суп. Уже майже все готово: продукти подрібнені та перенесені в каструльку з водою, залишилося тільки дочекатися, поки все закипить і провариться.

Я дуже поспішаю в лабораторію, тому, щоб довго не чекати, увімкнула газ на повну так, що аж усю каструлю огорнуло полум’я. Як ви думаєте, чи закипить від цього мій суп швидше?

• Як правильно обрати посуд для виконання операцій із речовинами? Як безпечно їх нагрівати?

Опрацьовуємо інформацію

Види та призначення лабораторного посуду

• Яке лабораторне обладнання ви вивчили в 5-6 класах на уроках «Пізнаємо природу», «Довкілля» або «Природничі науки»?

Виконання хімічних експериментів потребує спеціального посуду та обладнання. Під час виконання експериментів із небезпечними речовинами використовують витяжні шафи.

Витяжна шафа — це спеціальна лабораторна шафа, яка обладнана системою вентиляції та має розсувне вікно.

Робота в парі

Уважно розгляньте кабінет хімії. Чи є в ньому витяжна шафа? Обговоріть із учителем/учителькою та однокласниками/однокласницями, у яких випадках і як її використовують.

Здебільшого для хімічних дослідів використовують скляний посуд, іноді — порцеляновий і досить рідко посуд із кварцу, металу та інших матеріалів.

Почнемо зі скляного посуду. Досить часто для його виготовлення використовують термостійке скло. Хімічний посуд, виготовлений із термостійкого скла, маркують фігурою (квадрат, коло, трикутник тощо), а також спеціальними написами про властивості скла: «ТС» — термічно стійке скло, «ТХС» — термічно і хімічно стійке скло, «ХС» — хімічно стійке скло.

За цільовим призначенням розрізняють:

1. Посуд найпростішого типу (пробірки, склянки, колби тощо ).

2. Посуд спеціального призначення (холодильники, кристалізатори тощо).

3. Мірний посуд.

Робота в групах

Користуючись мірним циліндром, дослідіть, який об’єм рідини можна помістити в столовій і чайній ложках.

Під час виконання практичних робіт використовують не лише скляний посуд, а й порцеляновий, керамічний та ін.

Інше приладдя

Відбір і розчинення речовин

Під час набирання сухих речовин важливо використовувати шпатель. Необхідно пам’ятати, що шпатель не можна занурювати в рідину і що його не варто використовувати для перемішування речовин. Для цього краще використовувати скляну паличку з ґумовим наконечником. Однак існують ситуації, коли скляну паличку важко або неможливо використовувати.

Тому для перемішування існують ще два способи:

у пробірці невелику кількість речовини можна струшувати або легкими рухами постукувати пальцями по пробірці;
у колбі речовину можна перемішувати коловими похитуваннями.

Нагрівальні прилади. Будова полум'я

Виконання хімічних досліджень часто містить процес нагрівання, який є надзвичайно важливим для одержання бажаних результатів. Під час нагрівання зазвичай використовують пристрій для спалювання сухого спирту, спиртівку або газовий пальник.

Газові пальники зазвичай використовують у промислових хімічних лабораторіях. У шкільних лабораторіях частіше застосовують спиртівки чи пальники для спалювання спеціального сухого палива.

Мал. 3.1. Види пальників

Робота в парі

На малюнках уважно розгляньте будову пальників і принцип їх роботи. З’ясуйте в учителя/учительки, чим ви будете користуватися під час нагрівання речовин.

Перейдіть на сайт за QR-кодом або за покликанням https://cutt.ly/pwOaDiQc і прочитайте правила роботи з пальником та ознайомтеся з будовою полум’я.

• У якій частині полум’я потрібно нагрівати речовини?

Будова лабораторного штатива

Лабораторний штатив дозволяє досліднику закріпити необхідний посуд у тримачах і безпечно організувати свою роботу під час виконання експерименту.

Робота в парі

Розгляньте будову лабораторного штатива в кабінеті хімії. З’ясуйте призначення кожної його складової. Навчіться закріплювати хімічний посуд у штативі.

Стержень лабораторного штатива кріплять до підставки (основи). Кільця та тримачі, які використовують для установки та утримання хімічного посуду, за допомогою муфт закріплюють до стержня. Муфти дозволяють коригувати висоту розміщення лабораторного посуду, що робить лабораторний штатив універсальним і найнеобхіднішим обладнанням хімічної лабораторії.

Мал. 3.2. Лабораторний штатив

Досліджуємо

Виконання найпростіших лабораторних операцій

Для роботи нам потрібно: лабораторний штатив, спиртівка, штатив із пробірками, сірники, вода, захисна сітка, хімічна склянка, порцелянова чашка, лійка, колби, газовідвідна трубка, металева ложечка, шпатель, скляна паличка, кухонна сіль.

1. Ознайомлення з процесом розчинення. У видану вам посудину (склянку, колбу чи пробірку) з водою внесіть шпателем трішки кухонної солі та добре перемішайте суміш оптимальним для цього способом.

Перемішування в склянці

Перемішування в колбі

Перемішування в пробірці

2. Пригадайте будову штатива. Закріпіть дві муфти на стержні штатива. Після цього закріпіть у муфтах тримач і кільце. Спробуйте змінити висоту розташування на стержні тримача та кільця. Для цього послабте гвинт муфти та плавно рухайте нею вздовж стержня. Щоб зафіксувати муфту з тримачем в обраному положенні, затягніть гвинт. У тримачі закріпіть пробірку. Зафіксуйте її ближче до отвору.

3. Пригадайте будову спиртівки та правила роботи з нею. У резервуар спиртівки налийте спирт. Спиртівка повинна бути заповнена спиртом не менше, ніж на дві третини свого об’єму. У спирт занурте гніт. Саме через нього спирт буде підійматися вгору, де утворюватиме легкозаймисті пари. Дотримуючись правил роботи з пальником, за допомогою сірника чи скіпки запаліть ґніт. Розгляньте полум’я та пригадайте його будову. Спрогнозуйте, у якій частині полум’я сірник (чи скіпка) займеться швидше.

Перевірте це експериментально, вимірявши час займання сірника (скіпки) у різних частинах полум’я. Чи справдився ваш прогноз? Зробіть висновки. Загасіть спиртівку, накривши полум’я ковпачком.

Під час виконання учнями дослідів, пов’язаних з нагріванням, часто використовують сухе паливо.

Перед початком роботи пригадайте правила користування таблетками сухого палива.

Розмістіть таблетку сухого палива на вогнетривку поверхню. Акуратно підпаліть її сірниками.

Якщо потрібно загасити сухе паливо, накрийте таблетку зверху за допомогою спеціального ковпачка (від спиртівок) металевим стаканом або керамічним тиглем.

Недогорілі таблетки мають неприємний запах, тому їх краще спалювати до кінця або відразу ж прибирати у витяжну шафу.

Потрібно слідкувати, щоб на сухе паливо не попала вода, бо під час запалювання таблетка буде розтріскуватися й розлітатися в різні боки, що може спричинити опіки.

4. Ознайомлення з процесом нагрівання.

а) Перелийте в пробірку 3-5 мл розчину з першого завдання, закріпіть пробірку в тримачі ближче до отвору. Прогрійте пробірку в полум’ї пальника та, дотримуючись усіх правил безпеки, нагрійте розчин. Перед початком закипання розчину припиніть нагрівання та загасіть пальник.

б) Закріпіть порцелянову чашу в кільце штатива. Перелийте в неї 3-5 мл розчину з першого завдання. Нагрійте розчин, дотримуючись усіх правил безпеки.

Прогрівання пробірки

Нагрівання розчину в пробірці

Нагрівання розчину в порцеляновій чашці

5. Зробіть загальний висновок про призначення лабораторного посуду, обладнання, та про правила користування ними.

Заборонено запалювати одну спиртівку від полум’я іншої: це може спричинити розливання спирту та загоряння!

У випадку, якщо спиртівка, що горить, перевернеться, розіллється спирт, який продовжує горіти, слід негайно загасити полум’я, прикривши цупкою тканиною чи закидавши його піском!

Робота в групах

Обговоріть з однокласниками/однокласницями способи вдосконалення лабораторного обладнання. Наведіть приклади. Як це впливає на розвиток хімічних досліджень? За потреби використайте додаткові джерела інформації.

Пояснюємо, творимо, використовуємо в житті

1. Закінчіть речення:

• Здебільшого хімічні досліди виконують у ...

• Хімічний посуд, виготовлений із термостійкого скла, маркують ...

• Для нагрівання речовин у шкільних кабінетах хімії найчастіше використовують ...

• Для закріплення хімічного посуду в тримачах та організації безпечної роботи використовують ...

• Під час набирання сухих речовин використовують ...

2. Дайте відповіді на запитання:

• Які види посуду найчастіше використовують для виконання хімічних експериментів?

• Які види мірного посуду вам відомі? Для чого їх використовують?

• Чому пробірки для демонстрації дослідів виготовляють із тонкостінного скла, а чашки для випарювання — з порцеляни?

• Для чого призначений лабораторний штатив?

3. Поясніть, для чого потрібен пробіркотримач? У яких випадках його потрібно використовувати?

4. У якій частині полум’я сірник займається найшвидше? А в якій — найповільніше? Обґрунтуйте відповідь.

5. Наведіть приклади виконання експерименту, у яких доцільним буде використання лабораторного штатива.

6. Розгляньте уважно малюнок. Назвіть посуд та обладнання, які на ньому зображені. Для яких операцій їх можна використовувати? Оберіть «так» або «ні» для кожного твердження.

Шматок крейди роздрібнимо у 2 з 3	Так / Ні
Дистильовану воду нагріємо в 5 або 11 або 1	Так / Ні
Під час нагрівання 1 закріплюємо в 10	Так / Ні
Розчин готуємо в 6 і перемішуємо 9 або 8	Так / Ні
Розчин солі в 11 перемішуємо коловими похитуваннями, а в 7-9 з гумовим наконечником	Так / Ні
Розчин питної соди точної концентрації готуємо в 5	Так / Ні
Під час виконання дослідів у 1 використовують 4	Так / Ні

7. Розгляньте малюнки. Чи на всіх малюнках зображено правильне виконання певної лабораторної операції? Якщо ні, то спрогнозуйте, які наслідки можуть мати такі порушення для дослідника/дослідниці.

8. Поясніть, яких правил безпечного нагрівання речовин потрібно дотримуватися в повсякденному житті?

9. Пригадайте та обговоріть з однокласниками/однокласницями, які експерименти ви виконували в 5-6 класах. Який посуд використовували? Чи завжди дотримувалися правил безпеки?

10. Що спільного між сучасним лабораторним обладнанням та обладнанням стародавніх лабораторій? Використовуючи додаткові джерела інформації, підготуйте повідомлення про еволюцію лабораторного обладнання.

11. Усі ми маємо власну мінілабораторію. Це кухня. Знайдіть на власній кухні аналоги до вивченого на уроці лабораторного посуду та обладнання. Повторіть правила їх використання та розкажіть дорослим.

12. Складіть кроссенс про один із видів лабораторного посуду чи обладнання та запропонуйте його розгадати однокласникам/однокласницям.

Робота в парі

Записуючи правила безпеки під час роботи в хімічній лабораторії, кішка Селена поплутала літери і зробила в своїх записах багато помилок. Прочитайте речення, пропускаючи зайві літери у словах. Обговоріть зміст утворених речень. Обґрунтуйте їх важливість для збереження власного здоров’я.

1. Згазхщосдфиотґи дао кнаабдіпнфещтжу хеіьміідї мчоджінюа лґийшце з деоззьвфоелбу вочфиьтеейлєя.

2. Віипккочнюувйцтое лзиошге тді хчіємжіжчйнсі дїопсялґісдїи, яекюі пчоїгьодднжвеннфі з утчшиатоеплйегм утчщиутбещлшьщкчошю.

3. Жхомдннаичх рпеючюогвіиян нбе пярцодбсухйттге ноа ссмраґкс!!!

4. Рдетайкщтьиівеішв дслея дпочсжлаісдшійв боешржіутґь у кїічлжьакшофслттябх, яжкуі вскчаізюафнаі в ібнусштщргудкхцуівї.

5. Пщроауцгюбйдтже з раоізечпичнщаамїи кхиюстлзоцт і луупгфібв оєбвеврфебжанво. Ощсщошбґлґитвхо бчеарсепждіятяь ойчхі.

Перевірте себе

1. Перейдіть на сайт за QR-кодом або за покликанням https://learningapps.org/watch?v=prf6ko8ut20 і закріпіть знання про лабораторний посуд і його призначення.

2. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:

1) Здебільшого для хімічних дослідів використовують порцеляновий посуд, іноді — металічний і досить рідко скляний посуд.
2) Хімічну склянку використовують для приготування розчинів певної точної концентрації.
3) У нижній частині полум’я температура є найвищою.

От тобі й на! Виявляється, нагрівати речовини теж потрібно правильно — у спеціально призначеному для цього посуді та у відповідній частині полум’я. Пам’ятайте про це не тільки в кабінеті хімії, а й у повсякденному житті, наприклад, на кухні. Інакше буде пожежа!

Супчик я все-таки доварила, а ще виписала нові слова:

test tube — пробірка;

flask — колба;

dropper — піпетка.

Чи все вам сьогодні вдалося? Внесіть інформацію про ваші досягнення в карту успіху.