1, страница 20 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

Практическая работа 1. Правила техники безопасности и некоторые виды работ в химической лаборатории (кабинете химии). Глава 1. Первоначальные химические понятия - страница 20.

Практическая работа 1

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ РАБОТ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ (КАБИНЕТЕ ХИМИИ)

В химической лаборатории необходимо соблюдать особые правила при работе с оборудованием и реактивами. Почему? Каковы эти правила?

1. Во время урока учащиеся должны следовать указаниям учителя и инструкциям по технике безопасности, быть очень внимательными.

2. Категорически запрещается пробовать на вкус вещества в кабинете химии. Нюхать их можно, лишь направляя лёгким движением руки испарения к носу, при этом нельзя вдыхать полной грудью (рис. 13).

3. Учащимся запрещено проводить любые опыты, которые не предусмотрены данной практической или лабораторной работой.

4. О рассыпанных веществах или разлитых реактивах ученик должен незамедлительно сообщить учителю или лаборанту.

5. Обо всех неполадках в работе оборудования и других проблемах ученики должны немедленно сообщить учителю и прекратить работу. Нельзя выливать в канализацию органические жидкости и растворы.

6. Нельзя оставлять без присмотра включённые или горящие нагревательные приборы. Во время урока необходимо соблюдать правила пожарной безопасности и технику обращения с электроприборами, спиртовками (рис. 14) и газовыми горелками (рис. 15).

7. При получении травмы или ухудшении самочувствия ученик должен прекратить работу и сразу сообщить об этом учителю.

8. Вещества нельзя брать руками, нужно использовать для этого специальные шпатели, ложечки, пинцеты.

9. Нельзя наливать и перемешивать реактивы вблизи лица.

10. Необходимо пользоваться только чистой лабораторной посудой. Остатки реактивов или их растворов запрещается высыпать и выливать обратно в исходный сосуд.

11. После практического занятия учащиеся должны сдать оборудование и реактивы учителю или лаборанту.

12. По окончании работы необходимо привести рабочее место в порядок и тщательно вымыть руки с мылом.

Рис. 13. Определение запаха веществ

Рис. 14. Спиртовка

Для работы с обладающими неприятными запахами или вредными веществами предназначен вытяжной шкаф (рис. 16). Защитные очки предназначены для защиты глаз от веществ, которые могут травмировать глаза (рис. 17).

Нагревание. При нагревании пробирку держат специальным держателем (рис. 18).

Объём жидкости в нагреваемой пробирке должен составлять не более $1/2$ её объёма. Запомните, что пробирку надо удерживать в верхней части пламени — там наиболее высокая температура. Пробирку держите наклонно, под углом $30-45^\circ$ к поверхности стола. Отверстие должно быть направлено в сторону от себя и от соседей на случай выброса жидкости из пробирки. В начале нагревания пробирку несколько раз прогрейте по всей длине, затем нагревайте её содержимое. Если в пробирке есть осадок, будьте особенно внимательны: нижнюю часть пробирки надо всё время встряхивать для перемешивания.

Если вы нагреваете пробирку с газоотводной трубкой, по которой газ выходит в раствор, важно не допустить засасывания раствора в нагреваемую пробирку. Поэтому выньте конец газоотводной трубки из раствора и затем закончите нагревание.

Проведите нагревание раствора поваренной соли.

Рис. 15. Газовая горелка

1 — $300^\circ$С

2 — $520^\circ$С

3 — $1550^\circ$С

Рис. 16. Вытяжной шкаф

Рис. 17. Защитные очки

Измельчение и смешивание. Для измельчения некрупных кусочков вещества с твёрдостью меньше твёрдости фарфора в химических лабораториях применяют фарфоровые ступки (рис. 19). При растирании сильно нажимать пестиком не нужно.

Смешивая твёрдые вещества, растирайте их в ступке вместе. Хорошего смешивания можно достичь, если вещества сначала высушить и измельчить.

С помощью ступки и пестика измельчите кусочек мела для взвеси, необходимой при выполнении фильтрования.

Фильтрование. Фильтрование служит для отделения твёрдых веществ от жидкостей. Жидкость, прошедшая через фильтр, называется «фильтрат». Фильтры изготавливают из специальной бумаги.

Готовые фильтры — круги фильтровальной бумаги. Пористость таких фильтров определяют по цвету упаковочной ленты:

• розовая или чёрная лента — крупнопористые фильтры;

• белая лента — бумага средней проницаемости;

• синяя лента — плотные фильтры, предназначенные для фильтрования мелкозернистых осадков.

Рис. 18. Держатель для пробирок

Рис. 19. Ступка с пестиком

Для фильтрования используют воронки (рис. 20). Размер фильтра должен быть таким, чтобы он не доходил до края воронки на 5–7 мм. Воронку укрепите в кольце штатива, под неё поставьте склянку-приёмник. Сливная трубка воронки должна касаться стенки склянки-приёмника. Готовый фильтр сложите в четыре раза и вставьте в воронку; фильтр должен плотно прилегать к ней. Уложенный в воронку фильтр смочите водой или жидкостью, которую будете фильтровать.

Приготовьте взвесь мела в воде. Для этого поместите в стакан ранее измельчённый порошок мела и добавьте 20–30 мл воды. Размешайте полученную смесь стеклянной палочкой с резиновым наконечником.

Проведите фильтрование полученной взвеси. Перед фильтрованием взболтайте содержимое стакана. Наливайте жидкость в воронку с фильтром, направляя жидкость на стенки воронки. Можно переливать жидкость с осадком через стеклянную палочку. Для этого палочку приложите к стакану, в котором находится жидкость с осадком. Дайте раствору стекать по палочке, направляя поток не в центр фильтра, а на боковую сторону, чтобы избежать разрыва фильтра в центре.

Уровень жидкости в фильтре не должен доходить до его края на 5–10 мм.

Взвешивание. В школьной лаборатории используют рычажные и электронные весы. При взвешивании сыпучих материалов в обе чашки рычажных весов укладывают одинаковые листочки бумаги, например фильтры или кусочки кальки. Затем проверяют настройку (регулировку) весов, добиваясь установки стрелки на нулевой отметке шкалы, отрывая или добавляя небольшие кусочки бумаги. После этого помещают на одну чашку весов разновесы нужной массы, а на другую осторожно шпателем насыпают вещество, добиваясь уравновешивания чашек весов. При использовании электронных весов на платформу кладут листок бумаги и обнуляют показания весов. Затем насыпают измеряемое вещество.

Если надо взвесить раствор, на платформу электронных весов ставят пустой стакан, показания весов обнуляют, а затем в стакан наливают необходимую массу раствора.

Взвесьте 5 г поваренной соли, растворите её в 20 мл воды и измерьте массу раствора (при наличии электронных весов).

Рис. 20. Конусная воронка

В тексте практической работы содержится несколько заданий. Приведём развернутое решение для каждого из них.

1. Нагревание раствора поваренной соли

Для выполнения данного задания необходимо следовать правилам нагревания жидкостей в пробирке, описанным в тексте:

1. Взять чистую пробирку и налить в неё раствор поваренной соли. Объём жидкости не должен превышать 1/2 объёма пробирки, чтобы избежать выброса жидкости при кипении.
2. Закрепить пробирку в специальном держателе для пробирок (рис. 18).
3. Зажечь спиртовку (рис. 14) или газовую горелку (рис. 15), соблюдая правила пожарной безопасности.
4. Нагревание следует проводить, удерживая пробирку в верхней, самой горячей части пламени (зона 3 на рис. 15, температура около 1550 °C).
5. Пробирку необходимо держать под углом 30–45° к поверхности стола.
6. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от себя и от других людей, чтобы избежать ожогов при возможном разбрызгивании или выбросе жидкости.
7. Вначале следует равномерно прогреть всю пробирку, плавно проводя ею сквозь пламя. Это предотвратит растрескивание стекла из-за резкого перепада температур.
8. После предварительного прогрева нужно сосредоточить нагрев на той части пробирки, где находится раствор.
9. После завершения опыта сначала убрать пробирку из пламени, а затем потушить нагревательный прибор.

Ответ: Процедура нагревания раствора поваренной соли требует строгого соблюдения техники безопасности, включая правильное закрепление и наклон пробирки, направление её отверстия в безопасную сторону, а также равномерный прогрев сосуда перед основным нагреванием жидкости в самой горячей части пламени.

2. Измельчение кусочка мела с помощью ступки и пестика

Для измельчения кусочка мела (карбоната кальция) необходимо выполнить следующие действия, основываясь на инструкции:

1. Подготовить чистое и сухое оборудование: фарфоровую ступку и пестик (рис. 19).
2. Поместить в ступку небольшой сухой кусочек мела. Для эффективного измельчения важно, чтобы исходное вещество было сухим.
3. Удерживая ступку одной рукой, другой рукой с помощью пестика растирать мел круговыми движениями по стенкам и дну ступки до образования тонкого однородного порошка. В тексте указано, что сильно нажимать на пестик не нужно.

Ответ: Кусочек мела измельчается путём его аккуратного растирания пестиком в фарфоровой ступке до получения мелкодисперсного порошка.

3. Приготовление и фильтрование взвеси мела в воде

Данная работа состоит из двух последовательных этапов: приготовление взвеси и её разделение методом фильтрования для отделения твёрдого вещества от жидкости.

Этап 1: Приготовление взвеси мела

1. В химический стакан поместить порошок мела, полученный на предыдущем этапе.
2. Прилить в стакан 20–30 мл воды.
3. Тщательно перемешать смесь стеклянной палочкой с резиновым наконечником. В результате образуется гетерогенная система (взвесь) – мутная жидкость, в которой нерастворимые частицы мела распределены в воде.

Этап 2: Фильтрование полученной взвеси

1. Подготовить бумажный фильтр: сложить круглый листок фильтровальной бумаги пополам, а затем ещё раз пополам.
2. Расправить сложенный фильтр, чтобы получился конус, и вставить его в стеклянную воронку (рис. 20).
3. Смочить фильтр небольшим количеством дистиллированной воды, чтобы он плотно прилёг к стенкам воронки.
4. Закрепить воронку с фильтром в кольце лабораторного штатива.
5. Под носик воронки подставить чистый стакан-приёмник. Кончик воронки должен касаться внутренней стенки стакана, чтобы жидкость (фильтрат) стекала по ней спокойно, без разбрызгивания.
6. Ещё раз перемешать взвесь мела и аккуратно, по стеклянной палочке, наливать её на фильтр. Жидкость следует направлять на стенки фильтра, а не в его центр, чтобы избежать механического повреждения (разрыва) бумаги. Уровень жидкости в воронке должен быть на 5–10 мм ниже края фильтра.
7. Дождаться, пока вся жидкость пройдёт через фильтр и соберётся в стакане-приёмнике.

В результате на фильтре останется осадок (мел), а в стакане-приёмнике соберётся прозрачная жидкость (фильтрат). Метод фильтрования позволяет разделить нерастворимое твёрдое вещество и жидкость.

Ответ: Для приготовления взвеси порошок мела смешивают с водой. Полученную взвесь разделяют методом фильтрования с использованием воронки и бумажного фильтра, в результате чего твёрдые частицы мела остаются на фильтре, а вода проходит через него.

4. Приготовление раствора поваренной соли и измерение его массы

Эта задача включает описание практических действий по приготовлению раствора и теоретический расчёт его массы.

Порядок выполнения работы (при наличии электронных весов):

1. Взять чистый и сухой химический стакан и поставить его на платформу электронных весов.
2. Нажать кнопку «Тара» («Zero»), чтобы сбросить вес стакана. Показания весов должны стать равными нулю.
3. С помощью шпателя аккуратно насыпать в стакан 5 г поваренной соли (NaCl).
4. С помощью мерного цилиндра отмерить 20 мл воды.
5. Перелить воду в стакан с солью и перемешать стеклянной палочкой до полного растворения кристаллов.
6. Масса полученного раствора будет отображаться на дисплее весов.

Расчёт теоретической массы раствора:

Дано:
Масса поваренной соли ($m_{соли}$) = 5 г
Объем воды ($V_{воды}$) = 20 мл
Плотность воды ($ρ_{воды}$) при комнатной температуре принимаем равной 1 г/мл.

Перевод в СИ:
$m_{соли} = 5 \text{ г} = 0.005 \text{ кг}$
$V_{воды} = 20 \text{ мл} = 20 \text{ см}^3 = 20 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3$
$ρ_{воды} = 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:
Масса раствора ($m_{раствора}$) — ?

Решение:
Масса раствора складывается из массы растворителя (воды) и массы растворенного вещества (соли) в соответствии с законом сохранения массы.
$m_{раствора} = m_{воды} + m_{соли}$
Масса соли известна. Массу воды найдем, используя её объём и плотность:
$m_{воды} = V_{воды} \cdot ρ_{воды}$
Подставим числовые значения в удобных для расчёта единицах (граммы и миллилитры):
$m_{воды} = 20 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 20 \text{ г}$
Теперь вычислим общую массу раствора:
$m_{раствора} = 20 \text{ г} (\text{воды}) + 5 \text{ г} (\text{соли}) = 25 \text{ г}$

Ответ: Теоретически рассчитанная масса раствора, полученного при растворении 5 г поваренной соли в 20 мл воды, составляет 25 г. При аккуратном проведении эксперимента измеренная масса будет очень близка к этому значению.