ΕΚΦΕ ΛΑΡΙΣΑΣ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΕΠΙΔΕΙΞΗΣ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ Γ΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

1. Επίδραση οξέων σε ανθρακικά άλατα – ανίχνευση  CO₂

2. Επίδραση οξέων σε μέταλλα(Zn)  – Καύση Η₂   

3. Μελέτη της ηλεκτρικής αγωγιμότητας διαλυμάτων (οξέων – βάσεων – αλάτων )

4. Τα οξείδια μετάλλων – αμετάλλων μπορούν να δώσουν βάσεις  -  οξέα

1. Επίδραση οξέων σε ανθρακικά άλατα – ανίχνευση  CO₂

Υδροχλώριο + σόδα φαγητού  à  Διοξείδιο του άνθρακα

ΣΤΟΧΟΙ :

1. Να παρατηρηθεί η χημική αντίδραση και η παραγωγή αερίου 

2. Να διαπιστωθεί ότι το αέριο (CO₂ ) σβήνει τη φλόγα αναμμένου κεριού

Α΄ ΤΡΟΠΟΣ

Όργανα : Δοκιμαστικός σωλήνας μικρός, χωνί ,κουταλάκι πλαστικό, κερί σε βάση

Υλικά    :  Σόδα φαγητού (NaHCO₃), διάλυμα HCl 1:1 σε σταγονομετρικό φιαλίδιο 50ml.

• Σε ένα μικρό δοκιμαστικό σωλήνα ρίχνουμε σόδα φαγητού σε ύψος 0,5 cm.

• Ανάβουμε ένα κερί.

• Ρίχνουμε με το φιαλίδιο λίγη ποσότητα HCl  και αμέσως πλησιάζουμε το στόμιο του δοκιμαστικού σωλήνα στη φλόγα του κεριού. Η φλόγα σβήνει.

• Αν δεν έχει ολοκληρωθεί η αντίδραση, καλύπτουμε με το δάχτυλό μας το στόμιο του σωλήνα οπότε αισθανόμαστε αύξηση της πίεσης στο εσωτερικό του σωλήνα, λόγω του παραγόμενου αερίου. Αφήνουμε λίγο το δάχτυλό μας για να φύγει το αέριο προς τη φλόγα του κεριού, η οποία σβήνει και πάλι.

Αρχή σελίδας

 Β΄ ΤΡΟΠΟΣ

Όργανα : 

Ορθοστάτης με λαβίδα,

ποτήρι βρασμού 400 ή 600 ml ,

 Κωνική φιάλη «διήθησης εν κενώ»,

διάτρητο ελαστικό πώμα,

διαχωριστική χοάνη,

ελαστικός σωλήνας  μήκους ~0,5m,

καμπυλωμένο σε ημικύκλιο σύρμα ~0,2m,  

δύο κοντά, ανισοϋψή, κεριά σε βάση (πλαστελίνη ή κάτι άλλο)

Υλικά    : 

Σόδα φαγητού (NaHCO3),

διάλυμα HCl 1:1 σε σταγονομετρικό φιαλίδιο 50ml

Εκτέλεση :

• Ρίχνουμε μέσα στην κωνική φιάλη μια κοφτή κουταλιά του γλυκού σόδα.

• Προσαρμόζουμε τον ελαστικό σωλήνα στο στόμιο της φιάλης και το άλλο άκρο το οδηγούμε στον πάτο του ποτηριού. Για να μη φεύγει ο σωλήνας από το ποτήρι, μπορούμε να καμπυλώσουμε ένα κομμάτι σύρμα και να το περάσουμε στο εσωτερικό του, για να διατηρεί καμπυλωμένο σχήμα.

• Προσαρμόζουμε το ελαστικό πώμα στη διαχωριστική χοάνη και μετά στην κωνική φιάλη, ώστε να εφαρμόζουν αεροστεγώς.

• Πιάνουμε με τη λαβίδα του ορθοστάτη την κωνική φιάλη από το λαιμό της, για να μην υπάρχει κίνδυνος ανατροπής. Ασφαλίζουμε τη στρόφιγγα της διαχωριστικής  χοάνης και ρίχνουμε μέσα το διάλυμα HCl , σε ύψος 5-6 cm.

• Ανάβουμε τα κεριά και τα κατεβάζουμε στο ποτήρι. Ανοίγουμε λίγο τη στρόφιγγα της διαχωριστικής  χοάνης για να πέφτει το διάλυμα με μορφή σταγόνων.

• Η σόδα αναβράζει και το αέριο και το παραγόμενο αέριο οδηγείται, μέσω του σωλήνα, στο ποτήρι.

• Μετά από λίγο διαπιστώνουμε ότι σβήνει πρώτα το χαμηλότερο κερί και μετά το άλλο.

 Άρα το CO₂ δεν συντελεί στην καύση (είναι ασφυκτικό) και είναι βαρύτερο από τον ατμοσφαιρικό αέρα.

Αρχή σελίδας

2.   Επίδραση οξέων σε μέταλλα(Zn)  – Καύση Η₂   

 (Zn  +  2HCl  à ZnCl₂  +  Η₂á)

ΣΤΟΧΟΙ : 1. Να παρατηρηθεί το χημικό φαινόμενο της
                     αντίδρασης οξέος – μετάλλου

                2.  Να γίνει καύση του παραγόμενου Η₂ και να
                     παρατηρηθούν τα σχετικά φαινόμενα

Α΄ ΤΡΟΠΟΣ

Όργανα : 2μικροί δοκιμαστικοί σωλήνες

Υλικά    :  Διάλυμα HCl 1:1 σε σταγονομετρικό φιαλίδιο 50ml, τεμάχιο Zn

Εκτέλεση :

• Σε ένα μικρό δοκιμαστικό σωλήνα  ρίχνουμε  διάλυμα HCl   σε ύψος 2cm και  τον σφραγίζουμε με ένα πώμα ελαστικό ή από φελλό.

• Αποσφραγίζουμε το σωλήνα και ρίχνουμε μέσα ένα μικρό τεμάχιο ψευδαργύρου ( λιγότερο από 0,1g ), και αμέσως τοποθετούμε από πάνω ένα άλλο δοκιμαστικό σωλήνα για τη συλλογή του παραγόμενου αερίου.

• Περιμένουμε μέχρι να τελειώσει η αντίδραση.

• Απομακρύνουμε τον ανεστραμμένο σωλήνα και τον διατηρούμε σε αυτή τη στάση, το Η₂ δεν φεύγει, σαν ελαφρότερο από τον αέρα.

• Πλησιάζουμε   ένα αναμμένο σπίρτο στο ανοιχτό άκρο κάθε σωλήνα, οπότε ακούγεται ένας μικρός συριγμός. Οι σωλήνες θερμαίνονται ελαφρά.

Αρχή σελίδας

Β΄ ΤΡΟΠΟΣ

Όργανα :

Δοκιμαστικός σωλήνας μεγάλος με ελαστικό πώμα –

Στήριγμα δοκιμαστικών σωλήνων –

Βάση σιδερένια με ράβδο 30 cm –

καλώδιο διπολικό μήκους 2~3m –

Ηλεκτροστατική γεννήτρια Whimshurst –

Αλουμινένιο τενεκεδάκι, 0,3~0,5l από το οποίο έχουμε αφαιρέσει το καπάκι

Υλικά    : 

HCl  εμπορίου (αδιάλυτο) – Ελάσματα Zn 0,5 g

Μεθοδολογία

Το παραγόμενο από την αντίδραση Η2 συλέγεται στο ανεστραμμένο δοχείο, το οποίο μεταφέρεται στη ράβδο, όπου γίνεται η ανάφλεξη με τη βοήθεια ηλεκτρικού σπινθήρα.

Προετοιμασία

• Γυμνώνουμε λίγο τα άκρα του καλωδίου στο ένα μέρος και τα πλησιάζουμε σε απόσταση λίγων mm.

• Στερεώνουμε το καλώδιο με σελοτέιπ στη ράβδο, ώστε τα άκρα του να βρίσκονται σε απόσταση λίγων cm από την κορυφή της ράβδου.

• Τα άλλα δύο άκρα του καλωδίου τα συνδέουμε στους πόλους της ηλεκτροστατικής γεννήτριας και απομακρύνουμε μεταξύ τους, τις σφαίρες της μηχανής.

Το πείραμα

• Ρίχνουμε  HCl στο δοκιμαστικό σψλήνα σε ύψος 3 cm και μετά τα ελάσματα του Zn.

• Αμέσως τοποθετούμε, πάνω από το σωλήνα, το δοχείο συλλογής του αερίου και περιμένουμε περίπου 10~20 sec, οπότε μεταφέρουμε το δοχείο και το τοποθετούμε πάνω από τη ράβδο του ορθοστάτη.

• Περιστρέφουμε τη γεννήτρια για να παραχθεί ο σπινθήρας της καύσης.Γίνεται μια μικρή έκρηξη , με ταυτόχρονη αναπήδηση του δοχείου προς τα πάνω.

• Μπορεί να διαπιστωθεί εύκολα η θέρμανση του δοχείου, αλλά δύσκολα ο σχηματισμός σταγόνων νερού στο εσωτερικό του δοχείου.

• Όταν τελειώσει η αντίδραση ασφαλίζουμε το σωλήνα με το ελαστικό πώμα, για να μη διαχέονται στην ατμόσφαιρα ατμοί HCl .

Παρατήρηση

Το πείραμα της καύσης του Η₂ γίνεται με ασφάλεια, διότι το δοχείο είναι ανθεκτικό και η «πυροδότηση» γίνεται από απόσταση.

Αρχή σελίδας

3. Μελέτη της ηλεκτρικής αγωγιμότητας διαλυμάτων (οξέων – βάσεων – αλάτων )

ΣΤΟΧΟΣ:  Να διαπιστωθεί ότι τα διαλύματα των οξέων – βάσεων – αλάτων παρουσιάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα, σε αντίθεση με οργανικές ενώσεις και το καθαρό νερό

Όργανα : 

-Ψηφιακό πολύμετρο

– μπαταρία 4,5V

– καλώδια συνδέσεων

– 2 ηλεκτρόδια (καλύτερα από ανοξείδωτο χάλυβα)

– Ποτήρι 600ml για ξέπλυμα ηλεκτροδίων

– Υδροβολέας

– Στήριγμα μικρών δοκιμαστικών σωλήνων

– 8 δοκιμαστικοί σωλήνες μικροί –

Υλικά    : 

-Διάλυμα HCl 0,1Μ – Διάλυμα NaOH 0,1Μ

– Διάλυμα NaCl  1% - Ξύδι –Λεμόνι –  Άζαξ (με αμμωνία)

- Απιονισμένο νερό – Νερό βρύσης – Οινόπνευμα.

-(Όλα σε σταγονομε-τρικά φιαλίδια των 50ml, εκτός του λεμονιού)

Εκτέλεση

          Τοποθετούμε στο στήριγμα τους 8 δοκιμαστικούς σωλήνες και γράφουμε  πάνω τους , με μαρκαδόρο, το υλικό που θα ρίξουμε στον καθένα, όπως φαίνεται στον παρακάτω πίνακα.

1. Τοποθετούμε τα ηλεκτρόδια στον πρώτο σωλήνα και συνδέουμε στη σειρά τη μπαταρία και το πολύμετρο (ως αμπερόμετρο), στην κλίμακα των 200 mA. Όταν ο σωλήνας είναι άδειος η ένδειξη του οργάνου είναι μηδέν.

2. Με τον υδροβολέα ρίχνουμε απιονισμένο νερό, μέχρι το μέσο του σωλήνα, και παρατηρούμε ότι η ένδειξη δεν αλλάζει (ή αλλάζει ελάχιστα π.χ. 0,1 mA). Άρα το απιο-νισμένο νερό δεν παρουσιάζει ηλεκτρική αγωγιμότητα.

3. Ρίχνουμε στο δοκιμαστικό σωλήνα 10 σταγόνες διαλύματος HCl και καταγράφουμε την αρχική ένδειξη του οργάνου. Παρατηρούμε ότι η ένδειξη συνεχώς μειώνεται, λόγω συγκέντρωσης των παραγόμενων αερίων στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων. Χτυπάμε , ελαφρά με το δάχτυλό μας, το σωλήνα και  η ένδειξη αυξάνει, μειούμενη στη συνέχεια.

4. Αποσυνδέουμε τα καλώδια από τα ηλεκτρόδια, βγάζουμε τα ηλεκτρόδια από το διάλυμα, τα ξεπλένουμε στο νερό του ποτηριού και τα σκουπίζουμε με χαρτί κουζίνας.

5. Τοποθετούμε τα ηλεκτρόδια στο δεύτερο σωλήνα, τα συνδέουμε στο κύκλωμα και επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία των βημάτων 2 και 3, για τα άλλα διαθέσιμα διαλύματα, καταγράφοντας τα αποτελέσματα των μετρήσεων στον πίνακα.

Παρατήρηση 1 : 

Αν διαθέτουμε πεχάμετρο μετράμε το pH και το σημειώνουμε στην τρίτη σειρά του πίνακα.

Παρατήρηση 2 : 

Μπορούμε να έχουμε και διαλύματα μεγαλύτερων ή μικρότερων συγκεντρώσεων, για να συσχετίσουμε την αγωγιμότητα με τη συγκέντρωση.

Παρατήρηση 3 : 

Μπορούμε να βυθίσουμε το δοκιμαστικό σωλήνα σε ένα ποτήρι με ζεστό νερό για να συσχετίσουμε την αγωγιμότητα με την αύξηση της  θερμοκρασίας (η αγωγιμό-τητα αυξάνεται με τη θερμοκρασία, αντίθετα απ΄ότι συμβαίνει στους μεταλλικούς αγωγούς)

Αρχή σελίδας

4.   Τα οξείδια μετάλλων – αμετάλλων μπορούν να δώσουν βάσεις  -  οξέα

α)                       CaO  +  H₂O  à  Ca (OH)₂

• Παίρνουμε ένα μικρό τεμάχιο ξερού ασβέστη (όσο ένας κόκκος ρυζιού) και με ένα κουτάλι το πιέζουμε σε σκληρή επιφάνεια και το θρυμματίζουμε.

• Ρίχνουμε τη σκόνη σε ένα μικρό δοκιμαστικό σωλήνα και ρίχνουμε επίσης απιονισμένο νερό μέχρι το 1/3.

• Αναταράζουμε το διάλυμα και περιμένουμε μέχρι να γίνει σχετικώς διαυγές.

•  Με ένα σταγονομετρικό φιαλίδιο στάζουμε μια σταγόνα δείκτη φαινολοφθαλεΐνης, και το διάλυμα παίρνει χρώμα «φουξί», που σημαίνει ότι το διάλυμα είναι βασικό με pH >10.

β)                     MgO  +   H₂O  à  Mg (OH)₂

• Με μια ανατομική λαβίδα ή μυτοτσίμπιδο πιάνουμε ένα μικρό τεμάχιο ελάσματος Mg (μήκους 1~2 cm) και το πλησιάζουμε στη φλόγα του λύχνου.

• Το μαγνήσιο αναφλέγεται με έντονη ακτινοβολία και δίνει λευκό MgO, το οποίο ρίχνουμε σε ένα μικρό δοκιμαστικό σωλήνα και ρίχνουμε επίσης απιονισμένο νερό μέχρι το 1/3.

• Αναταράζουμε το διάλυμα και περιμένουμε μέχρι να γίνει σχετικώς διαυγές.

• Με ένα σταγονομετρικό φιαλίδιο στάζουμε μια σταγόνα δείκτη φαινολοφθαλεΐνης, και το διάλυμα παίρνει χρώμα «φουξί», που σημαίνει ότι το διάλυμα είναι βασικό με pH >10.

γ)                   SO₂  +   H₂O  à   H₂SO₃

Προετοιμασία

Για την καύση του θείου θα παρασκευάσουμε «θρυαλλίδα θείου» , ως εξής :

Σε  ανοιχτό χώρο ή μέσα σε καλό απαγωγό αερίων θα θερμάνουμε σε ασθενή φλόγα λύχνου, μέσα σε μεταλλικό τενεκεδάκι μικρή ποσότητα θείου (μια κουταλιά), μέχρι να λιώσει.

Στην άκρη ενός λεπτού σύρματος τυλίγουμε μικρή ποσότητα βαμβακιού, όπως στις «μπατονέτες», και το «βουτάμε» μέσα στο λιωμένο θειάφι. Το βγάζουμε και το αφήνουμε να στερεοποιηθεί το θείο. Αυτή είναι η «θρυαλλίδα θείου».

ΠΡΟΣΟΧΗ ! Η θέρμανση πρέπει να είναι αργή, διότι υπάρχει κίνδυνος ανάφλεξης των ατμών του θείου. Σε μια τέτοια περίπτωση σβήνουμε αμέσως το λύχνο και σκεπάζουμε  το τενεκεδάκι με ένα άκαυστο αντικείμενο, για να σταματήσει η καύση , λόγω έλλειψης οξυγόνου.

Το πείραμα

• Σε ένα κύλινδρο συλλογής αερίων (ή σφαιρική φιάλη) ρίχνουμε νερό μέχρι το 1/5  του ύψους του.

• Με ένα σταγονομετρικό φιαλίδιο στάζουμε 3~4 σταγόνες δείκτη  ηλιανθίνης , και το διάλυμα παίρνει χρώμα κίτρινο.

• Σε ένα στήριγμα παρασχίδων στηρίζουμε τη «θρυαλλίδα θείου», την ανάβουμε και αμέσως καλύπτουμε τον κύλινδρο.

• Το θείο καίγεται με ασθενή μπλε φλόγα. Όταν τελειώσει το οξυγόνο του κυλίνδρου παράγεται έντονος λευκός καπνός.

• Περιμένουμε να τελειώσει εντελώς η παραγωγή καπνού και αναταράζουμε τον κύλινδρο για να διαλυθεί, όσο γίνεται περισσότερο, το SO₂   στο νερό.

• Παρατηρούμε σταδιακή αλλαγή του χρώματος σε κόκκινο (ανοιχτό) που σημαίνει ότι το διάλυμα είναι όξινο με pH <3.

Παρατήρηση :

Για να μην εμπλακούμε με τη διαδικασία τήξης του θείου, μπορούμε στο άκρο του στηρίγματος παρασχίδων να τυλίξουμε λίγο βαμβάκι και να το «βουτήξουμε» σε σκόνη θείου, για να λειτουργήσει ως «θρυαλλίδα θείου».

Αρχή σελίδας