Методические рекомендации для проведения практических и лабораторных работ по дисциплине "Химия"

Министерство образования и науки РТ

ГАПОУ «Арский агропромышленный профессиональный колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ДИСЦИПЛИНА «ХИМИЯ»

общеобразовательного цикла

по профессии

35.01.11 Мастер сельскохозяйственного производства

35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства

19.01.17 Повар, кондитер

Организация-разработчик: ГАПОУ «Арский агропромышленный профессиональный колледж»

Разработчик: Галиева Земфира Талгатовна- преподаватель ГАПОУ «ААПК»

Методические рекомендации для выполнения практических занятий и лабораторных работ являются частью программы подготовки квалифицированных рабочих, служащих в соответствии с ФГОС по профессии среднего профессионального образования (далее СПО)

35.01.11 Мастер сельскохозяйственного производства

35.01.13 Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства

19.01.17 Повар, кондитер

Методические указания по выполнению практических занятий и лабораторных работ адресованы обучающимся очной формы обучения.

Методические указания включают в себя учебную цель, перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО, задачи, обеспеченность занятия, краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме, вопросы для закрепления теоретического материала, задания для практического занятия или лабораторной работы студентов и инструкцию по ее выполнению, методику анализа полученных результатов, порядок и образец отчета о проделанной работе.

УВАЖАЕМЫЕ СТУДЕНТЫ!

Содержание этого учебного блока направлено на достижение следующих целей химического образования:

• овладение умениями применять полученные знания для объяснения разнообразных химических явлений и свойств веществ, оценки роли химии в развитии современных технологий и получении новых материалов;

• развитие познавательных интересов и интеллектуальных способностей в процессе самостоятельного приобретения химических знаний с использованием эксперимента;

• воспитание убежденности в позитивной роли химии в жизни современного общества, необходимости химически грамотного отношения к своему здоровью и окружающей среде;

• применение полученных знаний и умений для безопасного использования веществ и материалов в быту, сельском хозяйстве и на производстве, решения практических задач в повседневной жизни, предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека и окружающей среде.

При выполнении данного вида работ Вы должны освоить экспериментальные основы химии. В частности:

• Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами.

• Проведение химических реакций в растворах.

• Проведение химических реакций при нагревании.

• Качественный и количественный анализ веществ.

• Определение характера среды.

• Индикаторы.

• Качественные реакции на неорганические вещества и ионы.

• Отдельные классы органических соединений.
  Данные методические указания предназначены для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений по программе дисциплины ОДБ.06 "Химия" для специальности «Механизация сельского хозяйства».

В сборнике содержатся методические указания по выполнению лабораторных работ и практических занятий, указанных в содержании.
   

ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

При выполнении лабораторных работ и практических занятий студент должен:
   Знать:
   – основные классы неорганических соединений и их свойства, строение атома, типы химических реакций и связей, Теорию электролитической диссоциации, Периодический закон и Периодическую систему химических элементов Д. И. Менделеева;
   – Теорию химического строения органических соединений А. М. Бутлерова, названия представителей гомологических рядов органических соединений, их строение, свойства и, способы получения;
   – Правила по технике безопасности при работе в химической лаборатории.
   Уметь:
   – проводить реакции ионного обмена и качественные реакции ионов, определять реакцию среды растворов солей;
   – охарактеризовывать свойства металлов на основании их положения в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строения атомов в электрохимическом ряду

напряжений металлов;
   – проводить реакции лабораторных способов получения углеводородов: метана и этилена, альдегидов, карбоновых кислот и сложных эфиров;
   – распознавать органические вещества (изученные по программе) на основе их строения и свойств;
   – описывать свойства органических веществ, составлять уравнения реакций.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

1. Студент должен прийти на лабораторное занятие подготовленным по данной теме.
2. Каждый студент должен знать правила по технике безопасности при работе в химической лаборатории (и при работе с реактивами в данной работе).
3. После проведения работы студент представляет письменный отчет.

4. До выполнения лабораторной работы у студента проверяют знания по выявлению уровня его теоретической подготовки по данной теме.

5. Отчет о проделанной работе следует выполнять в рабочей тетради в клетку. Содержание отчета указано в описании лабораторной работы или практического занятия.

6. Таблицы и рисунки следует выполнять карандашом, записи – синим или чёрным цветом пасты или чернил. Рисунки выполняются в левой половине листа, наблюдения и выводы в правой части листа. Уравнения реакций записываются во всю строку (после наблюдений и выводов).

7. Зачет по данной лабораторной работе или практическому занятию студент получает при положительных оценках за теоретические знания и отчет по лабораторной работе или практическому занятию, общий зачет – при наличии зачетов по всем лабораторным работам и практическим занятиям.

ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБО­РАТОРИИ

1. ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБО­РАТОРИИ

Лабораторные работы и некоторые практические занятия проводят в специально оборудованной хи­мической лаборатории.

При работе в лаборатории необходимо знать и строго соблюдать установленные правила.

Работать разрешается только после ознакомления с правилами по технике безопасности и правилами работы в химической лаборатории.

1. Рабочее место содержите в чистоте и порядке, не загромождайте его посторонними предметами.

2. Не допускайте попадания химических реактивов на кожу и оде­жду. Нельзя брать вещества руками и пробовать на вкус

3. Не уносите на свои рабочие места реактивы общего пользования. Если нет указаний по дозировке реактивов для данного опыта, то берите их в минимальном количестве.

4. Запрещается пользоваться реактивами без этикеток или с со­мнительными этикетками.

5. Во всех опытах используйте дистиллированную воду. Сухие ре­активы берите только чистым шпателем. Не путайте пробки от склянок с различными реактивами. Излишки реактивов не высы­пайте и не выливайте в склянки, из которых они взяты.

6. Особую осторожность соблюдайте при работе ядовитыми и вредными веществами, с концентрированными кислотами и ще­лочами. Работать с ними следует в вытяжном шкафу.

7. При нагревании жидкости в пробирке необходимо держать ее так, чтобы в случае разбрызгивания жидкость не попала на само­го экспериментатора и рядом работающих студентов, т.е. отвер­стие пробирки должно быть направлено в сторону от себя и то­варищей. Лучше всего направить его на стенку вытяжного шка­фа. Не забывайте пользоваться при этом держателем.

8. После опытов остатки реактивов сливайте в раковину после раз­бавления водой. Металлы собирайте в отведенную для этого склянку. Остатки агрессивных и дорогостоящих реактивов соби­райте в специальные склянки.

9. Не трогайте, не включайте и не выключайте без разрешения ру­бильники и электрические приборы.

10. В лаборатории соблюдайте тишину, не занимайтесь посторон­ними делами, не проводите опыты, не относящиеся к данной ла­бораторной работе или практическому занятию и не описанные в методическом указании.

Студентам следует заранее готовиться к лабораторной работе или практическому занятию. Выполнению лабораторной работы или практического занятия предшествует собеседование с преподавателем. Подготовку рекомендуется начинать с изучения тео­ретического материала, относящегося к данной работе. Необходимо твердо усвоить основные теоретические положения, законы и их матема­тические выражения.

Перед выполнением работы следует ознакомиться с методикой проведения эксперимента, изучить принцип действия приборов и ус­тановок, понять цель работы. При выполнении лабораторной работы или практического занятия внимательно следите за ходом опыта. В случае неудачной постановки опыта, прежде чем его повторить, установите причину неудачи. После окончания работы необходимо вымыть посуду, привести в порядок рабочее место.

За чистоту и порядок на рабочем месте отвечает студент, а в лабо­ратории - дежурный студент. Дежурный принимает рабочее место у студентов, закончивших выполнение лабораторной работы или практического занятия, и сдает лабораторию лаборанту. Кроме того, дежурный студент должен полу­чить у лаборанта все необходимое для проведения данной лаборатор­ной работы или практического занятия, а после окончания работы или занятия - сдать. После выполнения лабораторной работы или практического занятия студент должен оформить отчет и сдать его преподавателю.

ОТЧЕТ ДОЛЖЕН СОДЕРЖАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ СВЕДЕНИЯ:

1. Название работы или занятия.

2. Цель работы или занятия.

3. Ответы на контрольные вопросы

4. Номер и название опыта.

5. Краткое описание хода работы или занятия с указанием условий прове­дения опыта.

6. Рисунки и схемы используемых приборов.

7. Наблюдения и уравнения реакций.

8. Расчеты, таблицы, графики.

9. Вывод.

Образец отчёта по практическому занятию

Практическое занятие №__

Тема «____________________________________».

Цель____________________________________________________________________

Ответы на вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию

1. …………………………………………………………………………………………………….

2. …………………………………………………………………………………………………….

3. …………………………………………………………………………………………………….

4. …………………………………………………………………………………………………….

5. ………………………………………………………………………………………………

Вывод: ________________________________________________________________________

1. ЛАБОРАТОРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА

В химической лаборатории очень часто приходится работать с посудой из стекла и фарфора. Лабораторную посуду можно подразделить на следующие виды:

1. Посуду общего назначения;

2. Посуду специального назначения;

3. Мерную посуду;

4. Фарфоровую посуду.

1. Посуда общего назначения

Пробирки (рис.1.) используют для проведения химических опытов с небольшим количеством веществ. Пробирки могут быть цилиндрические и конические. Хранят пробирки в штативах. Перемешивание веществ в них проводят встряхиванием пробирки, нанося небольшой удар пальцем по нижней части пробирки. Моют пробирки с помощью ерша.

Колбы (рис.2.) бывают разной вместимости (от 1-2 литров до 25 миллилитров) и разной формы: плоскодонные, круглодонные, конические, колбы Вюрца.

Стаканы (рис.3.) могут быть разной вместимости (от 1 литра до 25 миллилитров), разной формы, разные по высоте и ширине, термостойкие и нетермостойкие.

Воронки (рис.4.) бывают различной формы и размеров, и в зависимости от этого имеют разное назначение.

1.2.2. Посуда специального назначения

Эксикаторы (рис.5.) применяют для хранения веществ, легко поглощающих влагу, и для высушивания веществ. Для этого в нижнюю часть эксикатора помещают вещества, которые способны поглощать воду: СаCl₂ (безводный), H₂SO₄ (концентрированная), Р₂О₅.

Промывные склянки (рис.6.) используют для промывания, очистки и высушивания газов.

1.2.3. Мерная посуда

Мерная посуда (рис.7.) - мерной называют посуду, применяемую для измерения объема жидкости с разной точностью.

Для измерения объема с небольшой точностью применяют мерные цилиндры и мензурки.

Для точного измерения объема жидкости используют пипетки, бюретки и мерные колбы.

Мерная посуда может быть разной вместимости. В зависимости от объема, который должен быть измерен, подбирается посуда со­ответствующей вместимости. Мерная посуда градуируется в милли­литрах (мл.) или литрах (л). 1 мл соответствует 1 см³, а 1 л - 1 дм³.

При измерении объема жидкости мерный сосуд необходимо держать в вертикальном положении, а отсчёты вести по нижней части во­гнутой поверхности мениска жидкости. Причем глаз наблюдателя должен находиться на одной горизонтальной линии с нижним краем мениска (рис.8.).

Пипетки (рис.7.) используют для отмеривания и переноса, точно определенного объема жидкости. Обыкновенная пипетка представля­ет собой стеклянную трубку небольшого диаметра с расширением по­середине или без него, если пипетка небольшой вместимости (от 0,1 до 2-5 мл). Нижний конец пипетки оттянут в капилляр, а на верхнем конце имеется метка, до которой набирают жидкость. Для отмерива­ния необходимого объема жидкости нижний конец пипетки, соответствующей вместимости, опускают в жидкость до дна сосуда и с по­мощью груши (или рта, если раствор не опасен) набирают жидкость, следя за тем, чтобы кончик пипетки все время находился в жидкости. Жидкость набирают выше метки на 2-3 см, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем, придерживаю пипетку большим и средним пальцами. Затем, слегка ослабив нажим указа­тельного пальца, дают жидкости медленно вытекать из пипетки. Как только нижний мениск жидкости дойдет до метки, палец снова плот­но прижимают к верхнему отверстию пипетки. Таким образом, с по­мощью пипетки отбирается необходимый объем жидкости. Затем пи­петку вводят в колбу (или стакан), в которую нужно перенести жид­кость, отнимают указательный палец от верхнего отверстия пипетки и дают жидкости стечь по стенке колбы. Оставшуюся при этом жидкость в пипетке не выдувают, так как объем пипетки рассчитан на свободное истечение жидкости.

Бюретки (рис.7.) применяют при титровании или для того, чтобы отмерить объем жидкости с точностью до 0,05 мл. Бюретка – стеклянная градуированная трубка, нижний конец которой оттянут и на него надета резиновая трубка со стеклянным шариком. Могут быть и бюретки с притертым стеклянным краном.

Перед началом работы бюретки закрепляют в штативе. Заполняют бюретку жидкостью сверху через воронку так, чтобы внутри находился раствор без пузырьков воздуха. Для удаления пузырьков воздуха резиновую трубку изгибают таким образом, чтобы кончик капилляра был направлен вверх, и вытесняют жидкостью весь воздух. Затем бюретку заполняют до нулевой отметки.

Мерные колбы (рис.7.) используют для приготовления растворов точной концентрации. Для этого в колбу вносят точную навеску сухого вещества или рассчитанный объем исходного раствора. Затем до половины объема колбы наливают дистиллированную воду. Раствор тщательно перемешивают и доливают дистиллированную воду до метки, (последние 1-2 мл лучше по каплям с помощью пипетки). Потом плотно закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу несколько раз.

1.2.4. Фарфоровая посуда

К фарфоровой посуде относят тигли, чашки, ступки, кружки, стаканы и т. д. (рис. 9). Чашки и тигли используют для выпаривания жидкостей и прокаливания твердых веществ. Они выдерживают температуру выше 1000°С. для измельчения твердых веществ используют ступки.

1.3. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ

В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи, - порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами. В особо серьезных случаях необходимо обратиться к врачу.

Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка.

1. При ранении стеклом удалите осколки из раны, смажьте края раны раствором йода и перевяжите бинтом.

2. При ожоге рук или лица реактивом смойте реактив большим количеством воды, затем либо разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соли (в случае ожога кислотой), а затем опять водой.

3. При ожоге горячей жидкостью или горячим предметом обожженное место обработайте свежеприготовленным раствором перманганата калия, смажьте обожженное место мазью от ожога или вазелином. Можно присыпать ожог содой и забинтовать.

4. При химических ожогах глаз обильно промойте их водой, используя глазную ванночку, а затем обратитесь к врачу.

ЧТОБЫ ОПЫТ ПОЛУЧИЛСЯ…

…ознакомьтесь с каждым пунктом правил и старайтесь точно их выполнять.

1. В химический кабинет заходите только после того, как разрешит преподаватель. Не трогайте и не переставляйте на столе приготовленные реактивы и оборудование – это может затруднить вашу дальнейшую работу.

2. Прежде чем приступить к выполнению химических опытов, обязательно изучите описание лабораторной работы или практического занятия и внимательно выслушайте объяснения преподавателя. Проверьте, все ли необходимое для работы есть на вашем столе.

3. В ходе выполнения работы координируйте свои действия с действиями группы. Разговаривайте шепотом, чтобы не мешать работать другим. Если возникнут какие-либо затруднения, которые вы не можете разрешить самостоятельно, обратитесь за помощью к преподавателю.

4. Вещества берите только шпателем или ложечкой и в тех количествах, которые указаны в описании работы; если таких указаний нет, то объемы веществ не должны превышать 1 мл. (3-4 капли).

Чтобы не перепутать пробки, не открывайте одновременно несколько склянок.

1. Если вы случайно взяли вещества больше, чем нужно для данного опыта, лишнее вылейте в специальную склянку для слива веществ или, если вещество твердое, отсыпьте в коробку для мусора.

2. В химической лаборатории (кабинете) очень важно быть предельно аккуратным во всем – тут нет мелочей. Прежде чем начать работать руками, продумайте, как разместить оборудование на столе, чтобы было удобно, и работать, и наблюдать за ходом эксперимента.

Не забывайте, что за этим же столом с этими же реактивами и оборудованием будут работать студенты других групп, - не создавайте им дополнительных трудностей, оставив свое рабочее место в беспорядке.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по дисциплине «ХИМИЯ» для выполнения практических занятий и лабораторных работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к практическим занятиям и лабораторным работам, правильного составления отчетов.

Приступая к выполнению практического занятия или лабораторной работы, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия или работы, ознакомиться с требованиями к уровню Вашей подготовки в соответствии с федеральными государственными стандартами третьего поколения (ФГОС-3), краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме практического занятия или лабораторной работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

Все задания к практическому занятию или лабораторной работе Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

Отчет о практическом занятии или лабораторной работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму, опираясь на образец.

Наличие положительной оценки по практическим занятиям и лабораторным работам необходимо для получения допуска к экзамену, поэтому в случае отсутствия на уроке по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за практическое занятие или лабораторную работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.

Внимание! Если в процессе подготовки к практическим занятиям или лабораторным работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удаётся, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий.

Желаем Вам успехов!!!

Практическая работа №1

Тема. Характеристика элемента по положению в Периодической системе (таблицы).

Цель: формировать умения работать с периодической системой Д. И. Менделеева, учить выявлять законы по таблице элементов.

Задачи:

1. Научиться видеть, что Периодическая таблица химических элементов – графическое отображение периодического закона.

2. Рассмотреть структуру периодической таблицы: периоды (малые и большие), группы (главная и побочная).

3. Уметь определять строение электронных оболочек атомов элементов малых периодов и особенности строения электронных оболочек атомов элементов больших периодов (переходных элементов) по положению химического элемента в Периодической системе.

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Обеспеченность занятия (средства обучения)

1. Таблица «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева».

2. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

3. Ручка.

4. Простой карандаш.

5. Линейка.

6. Карточки размером 6х10 см для элементов с порядковыми номерами с 1-го по 20 –й в Периодической системе Менделеева

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практического занятия

Периодическая система – это графическое изображение закона периодичности.

Сведения, которые можно получить о каждом элементе из периодической таблицы элементов: порядковый (атомный номер), символ элемента, название элемента, относительная атомная масса, распределение электронов по слоям.

Порядковый номер = Численный заряд ядра = Число протонов = Число электронов

Основными структурными единицами системы элементов являются период и группа.

Период – это горизонтальный ряд элементов, в котором имеет место закономерное изменение свойств элементов от типично металлических к типично неметаллическим и далее к благородным газам.

Номер периода = Число заполненных электронных слоёв = Номер внешнего электронного слоя

В таблице семь периодов. В 1-м периоде всего два элемента. Во 2-м и 3-м периодах содержится по восемь элементов. Это малые периоды. Затем идут большие периоды: в 4-м и 5-м периодах – восемнадцать элементов, в 6-м – тридцать два элемента, а в 7-м (последнем) пока известно двадцать восемь химических элементов.

В системе 10 рядов. Малые периоды состоят из одного ряда. Большие периоды – из двух рядов: верхний ряд – чётный, нижний – нечётный.

Группы периодической системы (вертикальные столбцы) содержат элементы, свойства которых подобны. Каждая группа состоит из двух подгрупп: главной и побочной.

Подгруппы, в которые входят элементы малых и больших периодов, называются главными.

Подгруппы, в которые входят элементы только больших периодов, называются побочными.

Элементы, имеющие одинаковое число внешних электронов, стоят в одной и той же группе.

Номер группы = Число внешних электронов

Правила написания электронной формулы

1.Число электронных слоёв в атоме определяется номером периода, в котором находится элемент.

2.Число электронов на внешнем уровне для элементов главных подгрупп равно номеру группы.

3.У атомов элементов побочных подгрупп сначала заполняется предвнешний уровень, а затем снова внешний.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Сформулируйте закон периодичности.

2. Почему число элементов в периодах соответствует ряду чисел 2-8-18-32?

3. На основе теории строения атомов поясните, почему группы элементов разделены на главные и побочные.

4. По каким признакам различают s-; p-; d-; f-элементы?

5. Почему численное значение валентности не всегда совпадает с числом электронов на наружных энергетических уровнях?

Задания для практического занятия

В карточке указаны химические элементы, определите их положение в Периодической системе и составьте схемы строения их атомов по предложенному образцу.

Инструкция по проведению практической работы:

Заготовьте 20 карточек размером 6 х 10 см для элементов с порядковыми номерами с 1-го по 20 –й в Периодической системе Менделеева. На каждую карточку запишите следующие сведения об элементе:

- химический символ

- название

- значение относительной атомной массы

- формулу высшего оксида (в скобках укажите характер оксида- основный, кислотный или амфотерный)

- формулу высшего гидроксида (для гидроксидов металлов также укажите в скобках характер - основный или амфотерный)

- формулу летучего водородного соединения (для неметаллов).

Расположите карточки по возрастанию значений относительных атомных масс.

Расположите сходные элементы, начиная с 3-го по 18-й друг под другом. Водород и калий над литием и под натрием соответственно, кальций под магнием, а гелий над неоном. Сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.

Поменяйте в полученном ряду местами аргон и калий. Объясните почему.

Еще раз сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.

Практическая работа №2

Генетическая связь между классами неорганических соединений.

Цель работы: научиться практически, осуществлять превращения, уметь составлять уравнения реакций, проводить наблюдения, соблюдать правила по технике безопасности.

Реактивы и оборудование: CuS04, NaOH, FeS04, штатив с пробирками, спиртовка, держатель, спички.

Теоретическая часть:

Генетический ряд – это ряд представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения данных веществ. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Генетические связи - это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях. Связь между веществами - генетическая (в переводе с (греч.) – происхождение).

Практическая часть:

1) Осуществить превращения: Сульфат меди(2)→ гидроксид меди(2)→ оксид меди(2): CuS04 → Cu (OH)2 →CuO

Ход работы:

1. Налейте в пробирку 1 мл NaOH и добавьте к нему 0,5 мл CuS04.Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции:

NaOH+CuS04=

2. Полученный осадок нагрейте до появления черного осадка (СuО). Запишите уравнение реакции, зная при этом, что нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на оксид металла и воду.

t0 Сu(ОН)2→

2) Осуществить превращения: Сульфат железа(2)→гидроксид железа(2)→оксид железа(2) FeS04→Fe(OH)2→FeO

Ход работы:

1.Налейте в пробирку 1 мл NaОН и добавьте к нему 0,5мл FeS04.Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции: FeS04+NaOH=

2.Полученный осадок слегка нагрейте до появления темно-бурого осадка. Запишите уравнение реакции:

t° Fe(OH)2→

Сделайте вывод по работе.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие классы неорганических соединений вам известны?

2. Перечислите основные признаки генетических рядов.

3. Как можно осуществить переход от одного вещества к другому?

Лабораторная работа №1 

Тема: « Зависимость скорости реакции от поверхности соприкосновения реагирующих веществ(концентрации, температуры).Реакции ионного обмена в водных растворах».

Цель: ознакомиться с реакциями ионного обмена, сформировать умения записывать уравнения химических реакций в молекулярном и ионных видах; изучить зависимость скорости реакции от концентрации, температуры и катализатора.

Теоретические основы

Реакции между ионами называют ионными реакциями, а уравнение таких реакций ионными уравнениями. При составлении ионных уравнений следует руководствоваться тем, что формулы веществ малодиссациирующих, нерастворимых и газообразных записываются в молекулярном виде. Рассмотрим эти 3 случая.

1. Если в результате реакции образовался осадок:

молекулярное уравнение

Na₂S0₄+BaCl₂^BaS04+2NaCl полное ионное уравнение

2Na⁺+S0₄²"+Ba²⁺+2ClBaS0₄|+2Na⁺+2 Cl сокращенное ионное уравнение

Ba²⁺+S0₄²BaS0₄|

2. Рассмотрим ионное уравнение, которое протекает с образованием газа:

молекулярное уравнение Na₂C0₃+2HCl-+2NaCl+H₂0+C0₂ полное ионное уравнение

2Na⁺+C0₃²"+2H⁺+2Cl" =2Na⁺+2Cl"+H₂0+C0₂T сокращенное ионное уравнение

2H⁺+C0₃²"=H₂0+C0₂t

3. Реакция ионного обмена протекает до конца, когда образуется
малодиссоциирующее вещество, например вода.

молекулярное уравнение

NaOH+HN0₃NaN0₃+H₂0

полное ионное уравнение

Na⁺+ OH-+H+N0₃Na⁺+N0₃-+H₂0

сокращенное ионное уравнение

0Н"+Н⁺Н₂О

Указанная реакция взаимодействия сильной кислоты со щелочью называется реакцией нейтрализации.

Это частный случай реакции обмена. Вывод: Реакции ионного обмена в растворах электролитов практически необратимо протекают только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество.

Основные факторы, влияющие на скорость химических реакции

1 .Природа реагирующих веществ.

2.а) концентрация веществ в растворенном состоянии и газов

б) для веществ в твердом состоянии скорость прямо пропорциональна

поверхности реагирующих веществ.

3. Температура; правило Вант - Гоффа: «При повышении температуры на каждые 10° С скорость химических

реакции возрастает в 2-4 раза».

где у - температурный коэффициент.

4.Катализаторы (вещества, которые ускоряют ход химической реакции, но при этом не расходуются)

Ход работы

Опыт 1. Изучение реакций обмена (взаимодействия карбоната натрия с хлоридом кальция)

В пробирку налейте 2мл раствора карбоната натрия и добавьте равный объем раствора хлорида кальция. (Что происходит?). Напишите уравнение реакции обмена в молекулярной и ионной формах.

Опыт 2. Изучение взаимодействия кислот с основаниями

В пробирку налейте 2-Змл раствора щелочи и несколько капель фенолфталеина. (Что наблюдаете?) Затем прилейте в пробирку раствор кислоты до полного обесцвечивания содержимого. (Объясните результат наблюдений.

Получите нерастворимый гидроксид меди (II) реакцией обмена. С этой целью в пробирку с 2-3 мл раствора сульфата меди (II) прилейте 1-2 мл раствора щелочи. (Что наблюдаете?)

К полученному осадку прилейте раствор соляной или серной кислоты до полного его растворения. Объясните результаты наблюдений. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт 3. Изучение разложения пероксида водорода в присутствии катализатора

В пробирку налейте 2мл раствора пероксида водорода, добавьте на кончике шпателя оксид марганца (IV). (Что наблюдаете?) Напишите уравнение реакции. Как доказать, что выделяющийся газ - это кислород?

Опыт 4. Изучение скорости взаимодействия раствора соляной кислоты с металлами

В три пробирки налейте по 2-Змл раствора соляной кислоты. В первую опустите гранулу цинка, во вторую-кусочек магния, в третью- кусочек железа. (В какой из пробирок выделение пузырьков водорода наиболее интенсивное, в какой - наименее? Почему?) Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите окислительно - восстановительные процессы.

Опыт 5. Изучение зависимости скорости химической реакции от концентрации

В три пробирки налейте соответственно 1,2,3 мл раствора соляной кислоты. В первую пробирку добавьте 2мл воды, во вторую- 1мл. (В какой пробирке концентрация кислоты наибольшая, в какой- наименьшая?) Затем в каждую из пробирок опустите по одной грануле цинка. (Как зависит скорость реакции от концентрации кислоты?)

Опыт 6.Изучение зависимости скорости химической реакции от температуры

В три пробирки поместите небольшое количество черного порошка оксида меди(П). В каждую пробирку прилейте по 2мл раствора серной кислоты. Первую пробирку оставьте в штативе, вторую поместите в стакан с кипятком, третью закрепите в держателе и нагрейте на пламени спиртовки. (Что наблюдаете? Почему?)

Контрольные вопросы

1. Составить реакции в молекулярном, ионном и кратком ионном виде:

a) Mg(OH)₂ + H₂S0₄  б) КОН + Н₃Р0₄

в) Fe(OH)₃+ НС1  г) Ва(ОН)₂ + Н₂СО_э

д.) Cu(N0₃)₂ + Na₂S е) NaCl + AgN0₃ 

ж) FeCl₃ + Na₃P0₄  з) Ba(N0₃)₂ + A1₂(S0₄)₃ 

Объяснить, почему реакция идет до конца.

2. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций:

a) H₂S0₄ + Cu(OH)₂  б) H₂SO₄ + NaOH 

в) H₂S0₄ + Са(ОН)₂ г) H₂S0₄ + А1(ОН)₃

д) Ca(NO3)₂ + К₂С0₃  е) AgNO₃ + НС1
ж) AgN0₃ + Na₂S0₄  з) Ba(N0₃)₂ + H₂S0₄ 

3. Составить уравнения электролитической диссоциации

а)гидроксида натрия, соляной кислоты, нитрата меди (П); б)серной кислоты, гидроксида лития, хлорида железа (Ш); в)азотной кислоты, гидроксида калия, сульфида натрия:

г) гидроксида кальция, хлорида бария, нитрата серебра;
д)нитрата калия, гидроксида бария, сульфата алюминия;

е) хлорид железа (II), нитрат магния, фосфорной кислоты;

ж) сульфата меди (II), карбоната калия, нитрат свинца:
з)хлорид никеля (П), сульфат бериллия, иодид кальция.

4. По какому иону происходит гидролиз в растворе:

а) сульфид калия; б) сульфата алюминия:

в) карбоната калия; г) нитрата железа (П);

д) хлорида аммония; е) нитрат свинца;

ж) хлорид железа (П); з) сульфата меди (П)

Определить среду в растворе соли. Какую окраску в растворе соли имеют индикаторы?

Практическая работа №3

Тема «Решение экспериментальных задач (распознавание неорганических соединений)»

Цель работы: уметь определять по катионам и анионам неорганические соединения, записывать уравнения реакций, соблюдать правила по технике безопасности.

Реактивы и оборудование: пронумерованные пробирки 1 и 2, 3 и 4, NaOH, H2S04, HCl, BaCl2, штатив с пробирками.

Теоретическая часть: Качественный анализ – раздел химии, посвященный установлению качественного состава веществ, то есть обнаружению элементов и образуемых ими ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ. Делают это с помощью химических реакций, характерных для данного катиона или аниона, позволяющих обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях. Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным внешним эффектом. Это может быть: выделение газа, изменение окраски раствора, выпадение осадка, растворение осадка. Практическая часть: 1) Определите с помощью характерных реакций каждое из 2-х предложенных веществ: BaCl2 и А1С13(пробирки №1 и №2).

Ход работы:

1. Отлейте из пронумерованных пробирок 1 и 2 в чистые пробирки по 1мл.

2. Находим по таблице растворимости, что качественной реакцией на катионы Ва2+ является реактив, содержащий сульфат-анион (S04 2- ). Приливаем к обеим пробиркам H2S04. Если выпадает белый осадок, то в исследуемом растворе BaCl2.

3. Находим по таблице растворимости, что качественной реакцией на катионы Al3+ является реактив, содержащий гидроксид-ион (OH-). Приливаем к оставшейся пробирке гидроксид натрия (NaOH). При этом образуется нерастворимое основание. 27

4. Составьте уравнения реакций. 2) Определите с помощью характерных реакций каждое из 2-х предложенных веществ: Na2S04 и Na2С03 (пробирки №3 и №4).

Ход работы:

1. Отлейте из пронумерованных пробирок 3 и 4 в чистые пробирки по 1мл.

2. Находим по таблице растворимости, что качественной реакцией на карбонат- ионы является сильная кислота. Приливаем к обеим пробиркам HCl. Если выделяются пузырьки газа, то в исследуемом растворе Na2С03.

3. Находим по таблице растворимости, что качественной реакцией на сульфат- ион (S04 2- ) является реактив, содержащий катионы Ва2+. Приливаем к оставшейся пробирке раствор хлорида бария (BaCl2). При этом должны наблюдать выпадение осадка.

4. Составьте уравнения реакций. Сделайте вывод по работе.

Вопросы для самопроверки:

1. Укажите на чем основано использование качественных реакций ионов для определения и распознавания?

2. С какой целью проводится качественные реакции?

Лабораторная работа №2

Тема: «Практическое применение гидролиза (солей)»

Цель: изучить химические свойства кислот, оснований, солей. Научиться составлять уравнения реакций в молекулярной и ионных формах.

Реактивы: фенолфталеин, лакмус, метиловый оранжевый, железа (опилки), медь( стружка), цинк( гранулы), фильтры, карбонат натрия, хлорид цинка, нитрат калия, соляная кислота, нитрат серебра, гидроксид натрия, серная кислота, оксид меди (II), сульфат меди (II).

Ход работы

1. . Выполнить опыты

2. . Заполнить таблицу (смотри образец)

3. . Выполнить свой вариант самостоятельной работы

Опыт № 1 Различные случаи гидролиза солей.

В три пробирки прилейте по 1-2мл растворов: в первую - карбоната натрия, во вторую - хлорида цинка, в третью - нитрата калия. Испытайте действие растворов на универсальную индикаторную бумажку. Что наблюдаете?

Объясните результаты наблюдений и запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт № 2 Изучение взаимодействия кислот с солями.

В пробирку с раствором карбоната натрия (1-2мл) прилейте такой же объем раствора соляной кислоты. (Что наблюдаете?)

В пробирку с раствором соляной кислоты добавьте несколько капель раствора нитрата серебра(I). (Что наблюдаете?) Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт № 3 Свойства нерастворимых и растворимых оснований.

Растворите выданные вам в пробирках гидроксиды натрия, калия. Отметьте их агрегатное состояние и цвет. Прилейте в пробирки по 3-4мл воды и взболтайте. Мутные жидкости отфильтруйте. К фильтратам добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Напишите уравнения диссоциации для щелочей.

Опыт № 4 Действие кислот на индикаторы.

Поместите в штатив 3 пробирки .В пробирки налейте по 1мл разбавленной серной кислоты. Добавьте в первую пробирку несколько капель лакмуса, во вторую - несколько фенолфталеина, третью - несколько капель метилового оранжевого. Что наблюдаете? Напишите уравнения диссоциации кислот.

Опыт № 5 Действие кислот на металлы.

В пробирку поместите по одной грануле цинка, в другую - немного железных опилок, еще в третью - немного медных стружек. В каждую пробирку добавьте 1мл разбавленной серной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт № 6 Взаимодействие кислот с основными оксидами.

В пробирку насыпьте немного черного порошка оксида меди (II), прилейте 1мл разбавленной серной кислоты. Закрепите пробирку в держателе и слегка нагрейте. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт № 7 Взаимодействие кислот со щелочами.

Налейте в пробирку 1мл раствора щелочи и добавьте к нему несколько капель фенолфталеина. Что наблюдаете? Прилейте затем в эту пробирку избыток раствора серной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт № 8 Взаимодействием кислот с нерастворимыми основаниями.

В пробирку налейте 1мл раствора сульфата меди (II) и добавьте 1мл гидроксида натрия. Что наблюдаете? В пробирку добавьте до полного растворения серной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Контрольные вопросы

Осуществить превращения. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Уравнения реакций даются каждому индивидуально

Практическая работа №4

Тема: «Окислительно- восстановительные реакции. Степень окисления. Метод электронного баланса».

Цель: отработать навыки составления уравнений химических реакций в молекулярном и ионном видах.

Задачи:

1. Познакомиться экспериментально с химическими свойствами кислот и оснований.

2. Закрепить умения составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Таблица «Растворимость кислот, солей и оснований в воде».

3. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

4. Ручка.

5. Простой карандаш.

6. Линейка.

1. Растворы: серной кислоты, соляной кислоты,гидроксида натрия; индикатора синий лакмус,фенолфталеина метилоранж; кювета для капельного анализа, пипетка, стеклянная палочка, универсальная индикаторная бумага.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практической работы
Кислоты изменяют окраску индикаторов: лакмус-красный, метилоранж-красный (только для растворимых кислот).
Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Какие вещества называют кислотами?

2. Приведите по две формулы кислот разной основности и назовите их.

3. Укажите валентность кислотных остатков, входящих в состав солей, формулы которых MgBr₂; Ca₃(PO₄)₂; KMnO₄; Na₂CО₃; AlPO₄; CuSO₄; Fe(NO₃)₃; Al₂S₃; PbCl₄; KI

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практической работы

Химические свойства оснований:

1. Диссоциация:

КОН + nН₂О  К⁺×mН₂О + ОН^–×dН₂О или сокращенно: КОН К⁺ + ОН^–.

Многокислотные основания диссоциируют по нескольким ступеням (в основном диссоциация протекает по первой ступени). Например, двухкислотное основание Fe(OH)₂ диссоциирует  по двум ступеням: Fe(OH)₂FeOH⁺ + OH^– (1 ступень);

FeOH⁺Fe²⁺ + OH^– (2 ступень).

1. Взаимодействие с индикаторами (щелочи окрашивают фиолетовый лакмус в синий цвет, метилоранж – в желтый, а фенолфталеин – в малиновый):

индикатор + ОН^– (щелочь)  окрашенное соединение.

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе:

1. Какие вещества называют основаниями?

2. Перечислите известные вам классификации оснований.

3. От чего зависит число гидроксильных групп в основаниях?

Задания для практической работы:

Задание № 1. Экспериментально исследуйте свойства кислот и оснований и индикаторов капельным методом.

Инструкция по выполнению практической работы(кислоты)

1. Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.

2. В кювет для капельного анализа внести по 4 капли серной кислоты. Затем добавьте в кювету:

- опыт № 1. индикатор метиловый оранжевый

- опыт № 2. индикатор лакмус синий;

- опыт № 3. индикатор универсальный;

- опыт № 4. индикатор метиловый оранжевый, а далее гидроксид натрия;

В пять кювет для капельного анализа внесите по 2 капли щёлочи. Затем добавьте в кювету:

- опыт № 5. индикатор метиловый оранжевый

- опыт № 6. индикатор лакмус синий

- опыт № 7. индикатор универсальный

- опыт № 8. индикатор фенолфталеин

- опыт № 9. индикатор метиловый оранжевый, а далее кислоту.

Запишите наблюдаемые явления в таблицу.

Лабораторная работа №3

Тема «Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Практическое применение электролиза».

Цель: отработать навыки составления уравнений реакций в молекулярной и ионной формах.

Задачи лабораторной работы:

1. Повторить теоретический материал по теме лабораторной работы.

2. Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

3. Провести реакции ионного обмена.

4. Оформить отчет.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Таблица «Растворимость кислот, солей и оснований в воде».

3. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

4. Ручка.

5. Простой карандаш.

6. Линейка.

7. Растворы: кислот - соляной, серной; гидроксида натрия, индикаторов - фенолфталеина, метилоранжа, синего лакмуса; солей - карбонат натрия, нитрат бария, сульфат алюминия, сульфат меди (II), хлорид аммония, хлорид кальция; дистиллированная вода; кювета для капельного анализа, пипетка, стеклянная палочка, универсальная индикаторная бумага.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме лабораторной работы

Распад электролитов на ионы при растворении в воде или расплавлении называется электролитической диссоциацией. Электролиты – вещества, проводящие электрический ток в растворенном или расплавленном состоянии. К электролитам относятся вещества с ионной связью: соли, основания и полярные молекулы кислот.

Вещества, которые в растворенном или расплавленном состоянии не проводят электрического тока, называются неэлектролитами.

Классификация электролитов Степень электролитической диссоциации Сила электролита Примеры α 30% сильные кислоты H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI основания Ме(OH)n Р., М. в воде соли Р. в воде 3% средние кислоты HF , H2SO3, Н3PO4 основания Fe(OH)3 α слабые кислоты H2CO3, H2SiO3, H2S, СН3СООH основания Ме(OH)n Н. в воде и NH4OH соли М. в воде	Электролитическая диссоциация: I. Кислот 1. HCl D H+ + Cl-,   HCl + H2O D H3O+ + Cl-, 2. H2SO4 D 2H+ + SO42-. 3. Ступенчатая диссоциация кислот:       H3PO4 D H+ + H2PO4-,       H2PO4- D H+ + HPO42-,       HPO42- D H+ + PO43-. II.  Щелочей NaOH D Na+ + OH-, Ca(OH)2 D Ca2+ + 2OH-. III. Солей BaCl2 D Ba2+ + 2Cl-, Ca(NO3)2 D Ca2+ + 2NO3-, Al2(SO4)3 D 2Al3+ + 3SO42-
Реакции обмена между растворами электролитов идут до конца, если образуется малодиссоциирующее вещество, или вещество, практически нерастворимое, выделяющееся из раствора в виде осадка или газа.

Алгоритм составления реакций ионного обмена (РИО)

в молекулярном, полном и кратком ионном виде

1).  Записываем уравнение РИО в молекулярном виде:	Взаимодействие серной кислоты и хлорида бария:                              II  II          I   I H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl
2). Используя ТР указываем растворимость веществ воде: - Если продукт является М  или Н – оно выпадает в осадок, справа от химической формулы ставим знак ↓; - Если продукт является газом, справа от химической формулы ставим знак ↑.	Р             Р            Н               Р H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 ↓+ 2HCl Молекулярный вид
3). Записываем уравнение РИО в полном ионном виде.	2H+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = BaSO4 ↓+ 2H+ + 2Cl- Полный ионный вид
4). Записываем уравнение реакции в кратком ионном виде. Сокращаем одинаковые ионы, вычёркивая их из уравнения реакции.	SO42- + Ba2+ + = BaSO4 ↓ Краткий  ионный вид Вывод – данная реакция необратима, т.е. идёт до конца, т.к. образовался осадок  BaSO4 ↓

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Как называются реакции между кислотой и основанием? Почему?

2. Составить молекулярные уравнения для реакций, если краткие ионные уравнения имеют

вид: a) Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓,       б) 2H⁺ + SO₃^2- → H₂O + SO₂↑.

1. Для уравнений реакций составьте ионные уравнения:
         а) Fe(OH)₃$ + 3HCl → FeCl₃ + 3H₂O, б) Ca(OН)₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O.

Задания для лабораторной работы:

Задание № 1. Проведите реакции ионного обмена.

Задание № 2. Составьте соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном видах.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.

2. Капельным методом проведите опыты:

– опыт № 1 Образование малорастворимых веществ.

В кювету для капельного анализа добавьте по одной капле следующих растворов: № 1 -сульфата меди (II), № 2 - хлорида кальция, № 3 - сульфата алюминия.

Добавьте к ним растворы: в первую - гидроксид натрия, ко вторую - карбонат натрия, к третью - нитрат бария.

В таблицу запишите наблюдения (цвет и характер осадка). Составьте уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном видах. Назовите полученные вещества.

- опыт № 2 Реакции с образованием газов.

В 4-ю кювету для капельного анализа добавьте 1 каплю раствора карбоната натрия, в 5-ю кювету – 1 каплю раствора хлорида аммония (NH₄Cl).

Добавьте к ним растворы: в 4-ю - 1 каплю серной кислоты, в 5-ю -1 каплю раствора щелочи.

В таблицу запишите наблюдения (цвет и запах газов). Составьте уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном видах. Назовите полученные вещества.

- опыт № 3 Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующих веществ.

В 6-ю кювету для капельного анализа добавьте 1 каплю раствора гидроксида натрия и добавьте индикатор - фенолфталеин.

В таблицу запишите наблюдения. Объясните причину изменения окраски индикатора.

Добавьте по каплям в 6-ю кювету раствор соляной кислоты до обесцвечивания. Объясните причину обесцвечивания.

В 7-ю кювету для капельного анализа добавьте 1 каплю раствора сульфата меди и немного гидроксида натрия. Запишите наблюдения.

Прилейте в 7-ю кювету кислоты до растворения осадка. Запишите наблюдения.

1. Поясните, почему в 6-ой кювете произошло обесцвечивание, а в 7-ой кювете - растворение осадка. Составьте уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном видах. Назовите полученные вещества.

Методика анализа результатов, полученных в ходе лабораторной работы

1. Используя инструкцию по выполнению лабораторной работы, проведите опыты.

2. Следующий опыт следует начинать только после полного разбора предыдущего опыта.

Порядок выполнения отчёта по лабораторной работе

1. В тетради для практических занятий и лабораторных работ напишите номер, название и

учебную цель работы.

1. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

2. Выполнив опыты № 1, 2, 3 запишите наблюдения и выполните задание.

3. Запишите вывод в таблицу

Название опыта	Уравнение реакции ионного обмена	Качественный признак реакции

Вывод: ___________________________________________________________________________

Лабораторная работа

Тема «Общие способы получения металлов.

(Свойства оксидов и гидроксидов железа и меди)»

Цель работы: Провести химические реакции, подтверждающие общие свойства металлов. Рассмотреть свойства оксидов и гидроксидов железа и меди.

Реактивы: соляная кислота, магний (порошок), цинк (гранулы), медь, сульфат железа (II), гидроксид калия, пероксид водорода, серная кислота, хлорид меди (II).

Приборы и оборудование: пробирки, спиртовка, спички, ложечка для твердых реактивов, пипетки, держатель, штатив пробирочный.

Ход работы:

I. Вытеснение металлами водорода из раствора кислоты.

Название металла	Описание опыта	Наблюдение	Уравнение реакции
Mg	________________________	______________	______________________
Zn	________________________	______________	______________________
Cu	________________________	______________	______________________

II. Получение и свойства гидроксидов железа.

Название опыта	Описание опыта	Наблюдение	Уравнение реакции
1. Получение гидроксида железа (II)	___________________	______________	______________________
2. Окисление гидроксида железа(II) до гидроксида железа (III)	___________________	______________	______________________
3. Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотами	___________________	______________	____________________________________________

III. Получение и свойства оксидов и гидроксидов меди (II).

Название опыта	Описание опыта	Наблюдение	Уравнение реакции
1. Получение гидроксида меди (II)	___________________	______________	______________________
2. Получение оксида меди (II)	___________________	______________	______________________
3. Взаимодействие гидроксида меди (II) с кислотами	___________________	______________	____________________________________________

Контрольный вопрос:

Какой из перечисленных ниже металлов будет взаимодействовать с хлоридом железа (III): а) Al; б) Zn; в) Ag? Напишите уравнения соответствующих реакций.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вывод:

Практическая работа

Название «Элементы 7 группы главной подгруппы».

Цель: закрепить навыки составления уравнений химических реакций.

Задачи:

1. Повторить теоретический материал по теме практического занятия.

2. Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

3. Провести качественные реакции на галогены входящие в состав предложенных для анализа кислот.

4. Подтвердить опытным путём качественный состав соляной кислоты.

5. Предложить способы получения хлорида меди (II). Составить уравнения соответствующих химических реакций.

6. Оформить отчет.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

3. Ручка.

4. Простой карандаш.

5. Линейка.

6. Пробирки, штатив для пробирок; растворы: иодида калия, бромида натрия, хлорида натрия, нитрата серебра; индикаторов – лакмус, фенолфталеина, метилоранжа; хлор, медь

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практического занятия

Галогены (от греч. halos - соль и genes - образующий) - элементы главной подгруппы VII группы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод, астат. 

1) Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня - nS²nP⁵.

2)  С возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства); галогены - сильные окислители, окислительная способность элементов уменьшается с увеличением атомной массы.

3)  Молекулы галогенов состоят из двух атомов.

4)  С увеличением атомной массы окраска становится более темной, возрастают температуры плавления и кипения, а также плотность.

5)  Сила галогеноводородных кислот возрастает с увеличением атомной массы.

6) Галогены могут образовывать соединения друг с другом (например, BrCl)

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Составьте формулы всех кислот, образованных галогенами, запишите их названия.

2. Поставьте знак или = вместо *:

а) заряд ядра: Cl * Br; I * F; Cl * P;

б) число электронных слоёв: Cl * Br; I * F; Cl * P;

в) число электронов на внешнем уровне: Cl * Br; I * F; Cl * P;

г) радиус атома: Cl * Br; I * F; Cl * P;

д) восстановительные свойства: Cl * Br; I * F; Cl * P;

е) окислительные свойства: Cl * Br; I * F; Cl * P.

3. Дайте характеристику соляной кислоты:

а) по наличию кислорода - ……………………………………………

б) по основности - ……………………………………………………..

в) по растворимости в воде - ………………………………………….

г) по степени электролитической диссоциации - ................................

д) по летучести - ……………………………………………………….

е) по стабильности - ……………………………………………………

Задания для практического занятия:

Задание №1. Провести качественные реакции на галогены.

Задание №2. Определить качественный состав соляной кислоты.

Задание №3. Предложить способы получения хлорида меди (II). Составить соответствующие уравнения химических реакций.

Инструкция по выполнению практического занятия

1. Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.

2. Посмотрите видео – эксперимент к опыту № 1: Качественные реакции галогенидов - солей галогенводородных кислот HCl, HBr, HI.

3. Опыт №1 Качественные реакции галогенидов - солей галогенводородных кислот HCl, HBr, HI.

- В три пробирки прилейте по 1-2мл растворов хлорида натрия, бромида натрия и йодида калия;

- В каждую пробирку добавьте несколько капель раствора нитрата серебра;

- Заполните таблицу № 1.

1. Посмотрите видео – эксперименты: «Обнаружение хлорид-ионов» и «Действие кислот на индикаторы» к опыту № 2: Определение качественного состава соляной кислоты.

2. Опыт № 2 Определение качественного состава соляной кислоты

- В три пробирки прилейте по 1-2 мл раствора соляной кислоты;

- В первую пробирку добавьте несколько капель лакмуса; во вторую – метилоранжа, а в третью пробирку – фенолфталеин;

- Заполните таблицу № 2.

6. Определите наличие хлорид-иона в растворе соляной кислоты:

– В пробирку прилейте 1 -2 мл раствора соляной кислоты;

- Добавьте к раствору соляной кислоты раствор нитрата серебра;

- Заполните таблицу № 3.

7. Посмотрите видео – эксперимент «Взаимодействие хлора с медью» к опыту № 3 Получение

хлорида меди (II).

8. Предложите ещё два различных способа получения хлорида меди (II). Составьте уравнения соответствующих химических реакций.

Методика анализа результатов, полученных в ходе практического занятия

1. Используя инструкцию по выполнению практического занятия, проведите опыты.

2. Следующий опыт следует начинать только после полного разбора преведущего опыта

3. Выполнив опыты, запишите наблюдения в таблицы и выполните задания.

Таблица № 1

Название опыта	Что делали? Что наблюдали? Выводы.	Составьте уравнения реакций между веществами
Качественные реакции галогенидов солей галогенводородных кислот HCl, HBr, HI.		NaCl + AgNO3→
		NaBr + AgNO3→
		KI+ AgNO3→

Таблица № 2

Название индикатора	Цвет индикатора в нейтральной среде	Цвет индикатора в кислой среде
лакмус
метилоранж
фенолфталеин

Таблица № 3

Название опыта	Что делали? Что наблюдали? Выводы.	Составьте уравнения реакций между веществами
Определение хлорид - иона		HCl + AgNO3 →

Вывод: ___________________________________________________________________________

Практическая работа .
Тема «Элементы 6 группы главной подгруппы»

Цель. Обобщить знания о свойствах соединений элементов подгруппы кислорода.

1. Получение кислорода

А) разложение кислородсодержащих солей.

Б) разложение пероксидов

2. Свойства кислорода

А) способ собирания кислорода

Б) горение в кислороде

3.Получение озона

А) реакция на йодкрахмальный раствор (йодный индикатор)

Б) горение в озоне

1. Окислительно-восстановительные свойства серы

А) нагревание с металлом (Рb)

Б) нагревание с концентрированной азотной кислотой

1. Получение сероводорода и его свойства

А) Нагревание серы с парафином

Б) Пропустить сероводород через подкисленные раствора перманганата и дихромата

В) определить кислотность

1. Свойства серной кислоты

А) определение кислотности и качественной реакции (соли свинца и бария)

Оформить работу в виде таблицы

Выводы :________________________________________________________________

Практическая работа

Тема «Элементы 5 группы главной подгруппы»

Цели. Повторить состав и свойства соединений азота и фосфора, их взаимопревращения и способы распознавания.
Оборудование и реактивы. Спиртовка, спички, синее стекло, фильтровальная бумага, держатель для пробирок, штатив с пробирками (2 шт.), шпатели (3 шт.), ступка, пестик, санитарная склянка;
в пробирках № 1–3:
I вариант – суперфосфат двойной, NH₄NO₃, (NH₄)₂SO₄,
II вариант – NH₄Сl, NaNO₃, KCl,
III вариант – KNO₃, (NH₄)₂SO₄, суперфосфат двойной;
кристаллические соли (NH₄)₂SO₄, NH4Сl, аммофос, водные растворы СН₃СOONa ( = 10%), AgNO₃, BaCl₂,
СН₃СOOH ( = 10%), NaOH, лакмусовая бумажка, CuO, Cu (стружки), HNO₃ (разб.), HNO₃ (конц.), H₂SO₄ (конц.), дифениловый индикатор, (C₆H₅)₂NH в концентрированной H₂SO₄,
Ca(OH)₂ (сухой), вода дистиллированная, AgNO₃ в HNO₃, в пробирках № 4–6 сухие кристаллические вещества: Na₂SO₄, NH₄Cl, NaNO₃, в пробирках № 7 и 8: H₃PO₄ и H₂SO₄ (разб. р-ры), в пробирках № 9 и 10: Na₃PO₄ и Ca₃(PO₄)₂.

Экспериментальная задача. В четырех пронумерованных склянках находятся водные растворы ортофосфата натрия, сульфата аммония, натриевой селитры, хлорида калия. Используя наиболее рациональные методы распознавания (см. табл.), определить, где находится каждое вещество.

Характерные признаки некоторых солей
(методы распознавания)

Таблица

Название вещества	Внешний вид	Растворимость (в воде)	Взаимодействие раствора данной соли с				Окрашивание пламени
			H2SO4 (конц.) и Cu	растворами BaСl2 и СН3СООН	раствором NaOH при нагревании	раствором AgNO3
Нитрат аммония NH4NO3	Белый кристаллический порошок	Хорошая	NO2, бурый, с резким запахом	–	NH3, бесцветный, с резким запахом	–	Желтое (от примесей)
Хлорид аммония NH4Cl	Белый кристаллический порошок	Хорошая	–	–	NH3	AgCl, белый осадок	Желтое (от примесей)
Нитрат калия KNO3	Светло-серые мелкие кристаллы	Хорошая	NO2	–	–	–	Фиолетовое
Cульфат аммония (NH4)2SO4	Бесцветные крупные кристаллы	Хорошая	–	BaSO4, белый, нерастворим в СН3СООН	NH3	Ag2SO4, белый, хорошо растворимый в кислотах	–
Суперфосфат Са(H2PO4)2• 2H2O	Светло-серый порошок или гранулы	Растворяется медленно	–	Ba3(РO4)2, белый, частично растворим в СН3СООН	–	Ag3PO4, желтый (в присутствии СН3СООNa)	Kирпично- красное
Сильвинит KCl•NaCl	Розовые кристаллы	Хорошая	–	–		AgCl	Желтое с проблесками фиолетового
Хлорид калия KCl	Бесцветные кристаллы	Хорошая	–	–	–	AgCl	Фиолетовое

Решение

Все ионы в водной среде бесцветные, по цвету их распознать невозможно.
2) Поскольку ни одно из веществ (склянки № 1–4) не отличается худшей растворимостью, то и по этому признаку растворы не отличить, все – прозрачные растворы.
3) В двух растворах присутствуют одинаковые катионы, но во всех – различные анионы, поэтому качественное распознавание следует вести по анионам. Реактив на – AgNO₃ в присутствии 10%-го раствора СН₃СООNa (или BaCl₂ и СН₃СООН); реактив на – раствор BaCl₂; реактив на Cl^– – раствор AgNO₃ в HNO₃; реактив на – концентрированная Н₂SO₄ и Cu (стружки). Можно сразу выявить , затем, используя один реактив (AgNO₃), распознать все три оставшихся раствора (или наоборот). Другие варианты более длительны и требуют значительно большего расхода реактивов.
4) Все четыре пробы растворов испытать раствором AgNO₃ (1–2 капли): раствор из склянки № 4 остался без изменения – это должен быть раствор NaNO₃; в склянке № 2 – белый кристаллический осадок, нерастворимый в кислотах, – это раствор KCl; две остальные пробы дают мутные растворы, при добавлении в которые 10%-го раствора СН₃СООNa проба № 3 дает осадок желтого цвета – это раствор Na₃PO₄, а проба № 1 – раствор (NH₄)₂SO₄ (муть исчезает при добавлении кислоты HNO₃).

Проверка первичных испытаний.

К пробе раствора из склянки № 1 добавить по 1–2 капли растворов BaCl₂ и СН₃СООН, раствор становится молочного цвета, т. к. выпадает белый кристаллический осадок:

Можно эту же пробу проверить добавлением раствора щелочи с нагреванием. Выделяется газ NH₃, определяемый по характерному запаху и посинению влажной красной лакмусовой бумажки. Уравнение реакции:

К пробе раствора из склянки № 4 добавить концентрированную H₂SO₄ и Cu (стружки), немного подогреть. Выделяется газ бурого цвета с резким запахом, и раствор становится зеленовато-лазурного цвета:

5) Вывод.

В склянках:
№ 1 – раствор (NH₄)₂SO₄,
№ 2 – раствор KCl,
№ 3 – раствор Na₃PO₄,
№ 4 – раствор NaNO₃.

Cхема распознавания

Определяемые растворы
№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
(NH4)2SO4	KCl	Na3PO4	NaNO3
Все растворы прозрачные и бесцветные
+AgNO3
Помутнение раствора (Ag2SO4, растворим в кислотах)	Белый творожистый осадок (AgСl, нерастворим в кислотах)	Мутный раствор, при добавлении CH3COONa дает желтый осадок Ag3PO4	Без изменений
+BaCl2			+H2SO4 (конц.), +Сu (стружки)
BaSO4, белый, нерастворим в кислотах			NO2, бурый газ с резким запахом, изменяется цвет раствора (Сu2+)

 

Порядок работы	Задания	Наблюдения и выводы
Используя таблицу, составить план (порядок) распознавания веществ	Согласно варианту записать, растворы каких солей даны в пробирках № 1–3. Определить, где находится каждое из указанных веществ. В выводах записать уравнения проведенных реакций в молекулярной и ионной формах. Отметить признаки каждой качественной реакции	…
1) В пробирку с небольшим количеством CuO (на кончике шпателя) добавить раствор HNO3, взболтать. 2) В пробирку с концентрированной HNO3 опустить немного медных стружек (если эффект сразу не наблюдается, немного подогреть смесь)	Используя выданные реактивы, получить раствор нитрата меди(II) двумя способами. Отметить признаки реакций и написать молекулярные и ионные уравнения реакций. Kакая из реакций является окислительно-восстановительной?	…
В ступке смешать и растереть смесь Ca(OH)2 (чуть увлажненную) с солью аммония, осторожно понюхать. Повторить опыт с другими солями аммония	Опытным путем доказать, что сульфат, нитрат и хлорид аммония нельзя смешивать с известью. Дать соответствующие объяснения	…
Составить план (порядок) распознавания, наиболее рациональный по времени и расходу реактивов	В пробирках № 4–6 определить кристаллические сульфат натрия, хлорид аммония и нитрат натрия. Написать уравнения реакций. Отметить наблюдаемые признаки реакций	...
Лучше всего испытать пробы растворов в пробирках № 7 и 8 реактивами BaCl2 и CH3COOH, очень внимательно наблюдая за результатом при взбалтывании реакционной смеси	Kачественным распознаванием определить, в какой из пробирок № 7 и 8 находятся растворы серной и ортофосфорной кислот. Написать уравнения реакций	...
Составить план распознавания веществ Na3PO4 и Сa3(PO4)2 в пробирках № 9 и 10	Определить практически в пробирках № 9 и 10 кристаллические ортофосфаты натрия и кальция	...

Выводы: _________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема «Элементы 4 группы главной подгруппы»

Цель: изучение свойств углерода и кремния и их соединений

Результаты опытов записать в виде таблицы:

№ опыта

Реактивы

Оборудование

Уравнение реакции

Наблюдения

Вывод

№ 1

В пробирку засыпать соль угольной кислоты и капнуть на неё несколько капель любой кислоты.

№ 2

В пробирку, где была произведена реакция опустим горящую лучинку.

№ 3

Пропустить полученный газ через раствор известкового молока (гидроксида кальция), или продуть собственный выдыхаемый воздух через этот раствор.

№ 4

К 4 - 5 каплям раствора силиката натрия добавить 6 - 7 капель 2 н. соляной кислоты.

№ 5

В три пробирки внести по 3 - 4 капли растворов хлорида бария, хлорида никеля(II) и сульфата меди(II). Добавить в каждую пробирку по 2 - 3 капли раствора силиката натрия.

№ 6

С помощью универсальной индикаторной бумаги установить среду раствора силиката натрия. Написать уравнение гидролиза в молекулярном и ионном виде.

Объяснить, почему среда раствора Na2SiO3 более щелочная, чем раствора Na2CO3.

Выводы:__________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема «Урок-упражнение по теме 1.6»

Цель: отработать навыки составления уравнений химических реакций в молекулярном и ионном видах.

Задачи:

1. Познакомиться экспериментально с химическими свойствами металлов.

2. Закрепить умения составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

3. Ручка.

4. Простой карандаш.

5. Линейка.

6. Растворы: серной кислоты, образцы металлов, сера, пробирки,штатив

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практической работы
Взаимодействие с простыми веществами

С кислородом большинство металлов образует оксиды – амфотерные и основные:

4Li + O₂ = 2Li₂O,

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃.

Щелочные металлы, за исключением лития, образуют пероксиды:

2Na + O₂ = Na₂O₂

С галогенами металлы образуют соли галогеноводородных кислот, например,

Cu + Cl₂ = CuCl₂.

С водородом самые активные металлы образуют ионные гидриды – солеподобные вещества, в которых водород имеет степень окисления -1.

2Na + H₂ = 2NaH.

С серой металлы образуют сульфиды – соли сероводородной кислоты:

Zn + S = ZnS

С азотом некоторые металлы образуют нитриды, реакция практически всегда протекает при нагревании:

3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

С углеродом образуются карбиды:

4Al + 3C = Al3C4.

С фосфором – фосфиды:

3Ca + 2P = Ca3P2.

Металлы могут взаимодействовать между собой, образуя интерметаллические соединения:

2Na + Sb = Na2Sb,

3Cu + Au = Cu3Au.

Металлы могут растворяться друг в друге при высокой температуре без взаимодействия, образуя сплавы.
1. Взаимодействие с кислотами
H₂SO₄ + Ca = CaSO₄ + H₂ 2HCl + Ca = CaCl₂ + H₂

Вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе

1. Какие вещества называют металлами?

2. Все ли металлы способны вытеснять водород из кислот?

3. С чем могут взаимодействовать металлы?

4. Отличаются ли металлы по химической активности?.

Задания для практической работы:

Задание № 1. Экспериментально исследуйте свойства металлов.

Задание № 2. Составьте соответствующие уравнения химических реакций.

Инструкция по выполнению практической работы

1. Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.

2. Проведение химической реакции: окисление металлов

-Для этого внести в пламя спиртовки очищенную медную проволоку, после чего видно, что на проволоке появился черный налет. (2Сu +O2 =2CuO )

оксид меди (черного цвета)

-Внести в пробирку стружки железа и порошок серы, аккуратно встряхнуть, нагреть пробирку. Видно, что образовалась масса сульфида железа.

-Провести химическую реакцию между раствором соляной кислоты и таблетками цинка.

-Налейте в фарфоровую тарелку дистиллированной воды, осторожно внести пинцетом очищенный кусочек натрия. В результате видно бурное выделение водорода, а при помощи фенолфталеина можно обнаружить образование щелочи.

-Внести в пробирку кусочки железа, добавить 10 % раствор сульфата меди. Через некоторое время можно заметить появление бурого налета на кусочках железа. Это говорит о том, что произошла химическая реакция между металлом и солью более слабого металла.

запишите наблюдаемые явления.

Порядок выполнения отчёта по практической работе

1. В тетради для практических занятий и лабораторных работ напишите номер, название и

учебную цель работы.

1. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к практической работе.

2. Выполнив опыты, запишите наблюдения в таблицу и выполните задание.

Название опыта	Рисунок того что делаете	Наблюдения и их объяснения	Уравнения реакций
.

Вывод: ___________________________________________________________________________

Раздел 2. Органическая химия.

Практическая работа.

Тема «Основные положения теории химического строения А.М.Бутлерова. Понятие об изомерии»

Знать: способы образования и разрыва ковалентной связи, типы и сущность гибридизации электронных орбиталей, характеристики ковалентной связи, классификацию ковалентной связи; классификацию органических соединений, классификацию реакций в органической химии; номенклатуру органических реакций; гомологический ряд алканов; виды формул, используемых в органической химии; основные положения теории химического строения органических соединений А.М.Бутлерова.
Уметь: составлять схемы образования и разрыва связи; объяснять четырехвалентность углерода в органических соединениях; составлять полные и краткие структурные формулы углеводородов; составлять формулы изомеров и гомологов для предложенного вещества; демонстрировать уравнениями основные типы реакций в органической химии.
Основные понятия: изомерия, химическое строение, гомология, изомерия, гидрирование (дегидрирование), галогенирование (дегалогенирование), хлорирование (дехлорирование), гидратация (дегидратация), гидрохлорирование (дегидрохлорирование), гидрогалогенирование (дегидрогалогенирование), радикальные реакции, ионные реакции.

Алгоритм 1.1. Составление полных и кратких структурных формул углеводородов
Задание. Составить полную и краткую структурные формулы пропана С₃Н₈.
Решение:
1. Записать в строчку 3 атома углерода, соединить их связями:
С–С–С.
2. Добавить черточки (связи) так, чтобы от каждого атома углерода отходило 4 связи: 
3. Записать краткую структурную формулу:
СН₃–СН₂–СН₃

Алгоритм 1.2. Составление формул изомеров
Задание. Составить формулы изомеров пентана С₅Н_12.
Решение:
1. Записать углеродные скелеты изомеров, уменьшая число атомов углерода в основной цепи, таким образом разветвляя углеродную цепь:

2. Расставить атомы водорода и представить структурные формулы в сокращенном виде:

Алгоритм 1.3. Составление формул гомологов.
Задание. Составить формулы двух гомологов для вещества, имеющего строение:

Решение:
1. Составляя формулы гомологов, увеличиваем или уменьшаем число групп СН₂ в основной цепи, сохраняя строение (разветвление).

Алгоритм 1.4. Типы органических реакций

В органической химии все структурные изменения рассматривают относительно атома углерода (или двух атомов C), участвующего в реакции. При определении типа реакции учитывают только органические вещества.

К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й п о с т р у к т у р н ы м и з м е н е н и я м,

происходящим с исходным веществом (по результату).
1) Присоединение:

CH₂=CH₂ + HBr CH₃–CH₂Br.

2) Замещение:

CH₄ + Cl₂ CH₃Cl + HCl,

CH₃Cl + NaOH CH₃OH + NaCl.

3) Отщепление:
а) дегидрирование:
С₃Н₈ С₃Н₆ +Н₂;

б) дегидратация:

СН₃–СН₂ОН СН₂=СН₂ + H₂O;

в) дехлорирование:
СН₂Сl–CH₂Cl + Zn ZnCl₂ + CH₂=CH₂;

г) дегидрохлорирование:

СН₃СН₂Сl + KOH CH₂=CH₂ + KCl + H₂O.

4) Полимеризация:
n(CH₂=CH₂) (–СH₂–CH₂–)n.

К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й п о х а р а к т е р у р а з р ы в а с в я з е й.
1) Радикальные:
СH₄ + Cl₂ CH₃Cl + HCl.
Механизм реакции (последовательность промежуточных стадий):

2) Ионные:
СH₃–Cl + NaOH CH₃–OH + NaCl.

Механизм реакции:
CH₃–Cl H₃C⁺ + Cl^–,

NaOH Na⁺ + OH^–,

H₃C⁺ + OH^– CH₃OH,

Na⁺ + Cl^– NaCl.

Контрольные вопросы:
1. Что изучает органическая химия?
2. Перечислите особенности строения и свойств органических веществ.
3. Какие вещества называют изомерами? Приведите примеры.
4. Сформулируйте основные положения теории химического строения органических соединений А.М.Бутлерова.
5. Приведите примеры ациклических (предельных и непредельных), алициклических, ароматических соединений.
6. Что называют функциональной группой?
7. Какие виды номенклатуры органических соединений используют в настоящее время?
8. Какие виды формул используют в органической химии?
9. Дайте определения следующим понятиям: химическое строение, гидрирование, дегидратация, гидрохлорирование, дегидрохлорирование, сигма-связь, пи-связь, изомеризация, ионные реакции, радикальные реакции,первичный (вторичный, третичный, четвертичный) углеродный атом.

Задания:
1. Составить структурные формулы соединений, указать, к какому классу относится каждое из них:
C₂H₆, C₂H₂, CH₃OH, C₂H₅Br, CH₃COOH, C₆H₆.

2. Написать структурные формулы изомеров состава C₇H₁₂, содержащих один четвертичный атом углерода, назвать вещества.
3. Привести формулы пяти углеводородов, не имеющих изомеров.

Практическая работа

Тема «Способы отображения строения молекул органических веществ».

Цель: научиться составлять модели молекул различной сложности.

Задачи:

1. Изучить особенности строения молекул органических веществ.

2. Найти общие признаки и различия гомологов и изомеров.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

3. Ручка.

4. Простой карандаш.

5. Линейка.

6. Пластилин.

7. Спички.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы

по теме практического занятия

Для того чтобы понять сущность работы, надо знать, что:

1. Простейшим представителем насыщенных углеводородов является метан, структурная формула которого
2. sp3- гибридизация характерна для атомов углерода в (алканах) – в частности, в метане.	Рисунок 1
3. Атом углерода в молекуле метана расположен в центре тетраэдра, атомы водорода – в его вершинах. 4. Валентные углы между направлениями связей равны между собой и составляют угол 109°28'.
5. В этане есть углерод - углеродные связи.. L (С-С) = 0,154 нм.	Рисунок 2

Вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Какие вещества называют органическими?

2. В чем отличие органических веществ от неорганических веществ?

3. Что общего и в чём различия в строении а) гомологов, б) изомеров

4. Определите молекулярную формулу вещества, если оно содержит С-20%, Н-80%, а плотность вещества по водороду примерно равна 15.

Задания для практического занятия:

Задание № 1. Составьте сокращённые структурные формулы углеводородов: метана, этана, пропана, бутана, изобутана, пентана и всех его изомеров.

Задание № 2. Изготовьте модели молекул углеводородов: метана, этана, пропана, бутана, изобутана, пентана и всех его изомеров.

Инструкция по выполнению практического занятия

1. Составьте сокращённые структурные формулы углеводородов: метана, этана, пропана, бутана, изобутана, пентана и всех его изомеров.

2. Изготовьте модели молекул углеводородов:

- Модель молекулы метана. Соберите модель молекулы метана, используя для этого спички и пластилин. Для этого из пластилина (в наборе 16 шариков) выберите четыре шарика, а из пластилина (в наборе 7 шариков) – один шарик. В качестве стержней можно использовать спички. Учтите, что в молекуле метана угол между химическими связями С–Н составляет 109°28', т. е. молекула имеет тетраэдрическое строение (см. рис. 1).

- Модель молекулы этана. Соберите модель молекулы этана, используя для этого спички и пластилин. Учтите, что в молекуле этана угол между химическими связями С–Н составляет 109°28', а углерод-углеродные связи L (С-С) = 0,154 нм. (см. рис. 2).

- Модель молекулы пропана. Соберите модель молекулы пропана, используя для этого спички и пластилин.

- Модели молекул бутана и изобутана. Соберите модель молекулы н-бутана, используя пластилин. Подумайте и переделайте модель н-бутана в модель молекулы изобутана. Учтите, что в бутане атомы углерода расположены по отношению друг к другу под углом 109°, т. е. углеродная цепь должна иметь зигзагообразное строение. В молекуле изобутана все связи центрального атома углерода направлены к вершинам правильного тетраэдра. Сравните строение этих углеводородов.

- Модели молекул пентана и всех его изомеров. Соберите модель молекулы н-пентана и всех его изомеров последовательно, используя пластилин.

Порядок выполнения отчёта по практическому занятию

1. В тетради для практических занятий и лабораторных работ напишите номер, название и

учебную цель занятия.

1. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию.

2. Выполните задания № 1 и № 2. Сколько моделей: а) гомологов, б) изомеров было собрано во время практического занятия?

3. Заполните таблицу.

№ задания	Название вещества	Шаростержневая модель молекулы	Сокращенная структурная формула	Молекулярная формула

Вывод: ___________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема «Применение. Способы получения алканов».

Цель: познакомиться с разными способами получения алканов

Задачи:

1. Научиться выделять полученный продукт из реакционной массы.

2. Развивать умение формулировать выводы из проделанной работы.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий и лабораторных работ по учебной дисциплине «Химия».

2. Тетрадь для практических занятий и лабораторных работ в клетку.

3. Ручка.

4. Простой карандаш.

5. Линейка.

Способы получения алканов

1. Промышленные способы получения алканов

До на­сто­я­ще­го вре­ме­ни ал­ка­ны в ос­нов­ном не по­лу­ча­ют, а вы­де­ля­ют из при­род­но­го сырья: при­род­но­го газа, нефти, ка­мен­но­го угля. Ал­ка­ны яв­ля­ют­ся ос­нов­ны­ми ком­по­нен­та­ми при­род­но­го газа, нефти, ка­мен­но­го угля. В про­мыш­лен­но­сти ал­ка­ны вы­де­ля­ют из при­род­ных ис­точ­ни­ков. Эти ис­точ­ни­ки все еще счи­та­ют­ся почти неис­чер­па­е­мы­ми. Но было время, когда необ­хо­ди­мо было син­те­зи­ро­вать ал­ка­ны. На­при­мер, про­цесс Фи­ше­ра-Троп­ша (1) был раз­ра­бо­тан в 20-е гг. ХХ в. в Гер­ма­нии в связи с де­фи­ци­том бен­зи­на. Сей­час этот метод не ис­поль­зу­ет­ся.

nCO+(2n+1)H₂C_nH_2n+2+nH₂O      (1)

2. Лабораторные способы получения алканов

Метан и дру­гие га­зо­об­раз­ные ал­ка­ны об­ра­зу­ют­ся при раз­ло­же­нии остат­ков рас­ти­тель­ных и жи­вот­ных ор­га­низ­мов без до­сту­па воз­ду­ха. Раз­ра­бо­тан спо­соб про­ве­де­ния этого про­цес­са ис­кус­ствен­но – в спе­ци­аль­ных баках. Рис. 1.

Рис. 1. Био­га­зо­вая уста­нов­ка

Об­ра­зу­ю­щий­ся газ, со­сто­я­щий на 50–70% из ме­та­на, на­зы­ва­ют био­га­зом. Для по­лу­че­ния син­тез-га­за из ме­та­на ис­поль­зу­ют два про­цес­са, про­те­ка­ю­щие при 800–900и в при­сут­ствии ка­та­ли­за­то­ров Ni, MgO, Al₂O_3.

CH₄+H₂O СO + 3H₂↑

3. Способы получения алканов

1.Де­карбок­си­ли­ро­ва­ние солей кар­бо­но­вых кис­лот.

Соли кар­бо­но­вых кис­лот сме­ши­ва­ют с твер­ды­ми ще­ло­ча­ми и силь­но на­гре­ва­ют (сплав­ля­ют). При этом вы­де­ля­ет­ся уг­ле­во­до­род, ко­то­рый со­дер­жит на один атом уг­ле­ро­да мень­ше, чем ис­ход­ная соль.

CH₃CH₂COONa + NaOH  CH₃-CH₃­ + Na₂CO₃.

2. Гид­ро­лиз кар­би­да алю­ми­ния.

При вза­и­мо­дей­ствии кар­би­да алю­ми­ния с водой об­ра­зу­ет­ся метан.

Al₄C₃ + 12H₂O ¾¾® 3CH₄­  + 4Al(OH)₃¯.

3. Ре­ак­ция Вюрца.

При на­гре­ва­нии  га­ло­ге­нал­ка­нов с на­три­ем об­ра­зу­ют­ся ал­ка­ны, со­дер­жа­щие в два раза боль­ше ато­мов уг­ле­ро­да, чем ис­ход­ный га­ло­ге­нал­кан. Эту ре­ак­цию ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния уг­ле­во­до­ро­дов с более длин­ной уг­ле­род­ной цепью.

2CH₃Br + 2Na  CH₃-CH₃ + 2NaBr.

4. Алканы в качестве сырья

1. Энер­го­но­си­те­ли (топ­ли­во). Ал­ка­ны нефти и при­род­но­го газа ис­поль­зу­ют­ся как энер­го­но­си­те­ли. Они яв­ля­ют­ся топ­ли­вом для транс­пор­та, для теп­ло­вых элек­тро­стан­ций. Рис. 2. Кроме того, лег­кие ал­ка­ны ис­поль­зу­ют­ся и как бы­то­вое топ­ли­во. Рис. 3.

Рис. 2. Ал­ка­ны, как топ­ли­во для транс­пор­та

Рис. 3. Ал­ка­ны – бы­то­вое топ­ли­во

2. Сырье для неф­те­хи­ми­че­ско­го син­те­за

Из ал­ка­нов нефти и при­род­но­го газа по­лу­ча­ют ал­ке­ны, аро­ма­ти­че­ские уг­ле­во­до­ро­ды, сажу как на­пол­ни­тель для ре­зи­ны. Рис. 4. Из ал­ка­нов по­лу­ча­ют син­те­ти­че­ские мо­ю­щие сред­ства, га­ло­ге­нал­ка­ны, аце­ти­лен, ме­та­нол и т.д.

Рис. 4. Сажа яв­ля­ет­ся на­пол­ни­те­лем для ре­зи­ны

Рис. 5. Твер­дые ал­ка­ны для по­лу­че­ния па­ра­фи­на

3. Жид­кие ал­ка­ны слу­жат рас­тво­ри­те­ля­ми, вхо­дят в со­став сма­зоч­ных масел, смесь твер­дыхал­ка­нов – па­ра­фин ис­поль­зу­ет­ся при про­из­вод­стве све­чей. Рис. 5.

До­бы­ча и про­из­вод­ство ал­ка­нов в про­мыш­лен­ных мас­шта­бах яв­ля­ет­ся не толь­ко по­ло­жи­тель­ным про­цес­сом, но и это при­во­дит к неко­то­рым эко­ло­ги­че­ским про­бле­мам.

Метан, на­при­мер, яв­ля­ет­ся 3-м по зна­чи­мо­сти пар­ни­ко­вым газом, т.е. газом, ко­то­рый, на­кап­ли­ва­ясь в ат­мо­сфе­ре Земли, уси­ли­ва­ет пар­ни­ко­вый эф­фект. Вклад его в пар­ни­ко­вый эф­фект за­ме­тен. Из-за пар­ни­ко­во­го эф­фек­та ме­та­на необ­хо­ди­мо изу­чать его вклад в этот про­цесс для воз­мож­но­го про­гно­зи­ро­ва­ния кли­ма­та.

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа

Тема «Химические свойства алкенов»

Цель работы:

-освоить лабораторный способ получения этилена, изучить его свойства, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: три пробирки, газоотводная трубка, резиновая пробка с отверстием под газоотводную трубку, металлический штатив, газовая горелка, этанол, концентрированная серная кислота, раствор перманганата калия, раствор бромной (или йодной) воды, кусочки пемзы.

Опыт.

Соберите прибор (см. рисунок), в пробирку налейте 0,5 мл этанола и добавьте туда 2 мл концентрированной серной кислоты (осторожно!). Положите туда небольшой кусочек пемзы (для равномерного кипения), полученную смесь сильно нагрейте. Выделяющийся этен пропустите по очереди через слабый раствор перманганата калия, а затем раствор бромной (или йодной) воды, взятые в количестве по 1 мл. Что вы наблюдаете?

После обесцвечивания растворов конец газоотводной трубки поднимите вверх и подожгите выделяющийся этен, не прекращая нагревания прибора. Отметьте характер пламени. Прекратите нагревание прибора, дайте ему остыть, разберите и помойте прибор.

Задание для самостоятельной работы

1.Как получают этен в лаборатории и промышленности? Напишите уравнения реакций.

2.Почему серная кислота, применяющаяся в опыте, должна быть концентрированной?

3.Почему этен легко обесцвечивает раствор перманганата калия и раствор бромной (или йодной) воды? Напишите уравнения реакций.

4. Напишите уравнение реакции горения этена.

Рисунок 3. Получение этена

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа

«Получение ацетилена и изучение его свойств»

Цель работы:

- освоить лабораторный способ получения этилена, изучить его свойства, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: три пробирки, газоотводная трубка, резиновая пробка с отверстием под газоотводную трубку, металлический штатив, сухой карбид кальция, раствор перманганата калия, раствор бромной (или йодной) воды.

Опыт.

Все детали прибора должны быть сухими. Приготовьте три пробирки: в первую пробирку налейте 1 мл бромной (или йодный) воды, во вторую – 1 мл слабого раствора перманганата калия. Как окрашены эти растворы? В третью пробирку положите небольшой кусочек карбида кальция, добавьте 3-4 капли воды, быстро закройте пробкой с газоотводной трубкой и сразу начинайте пропускать выделившийся газ ацетилен (этин) по очереди через каждый раствор бромной (или йодный) воды, а затем через слабый раствор перманганата калия.

Поднимите газоотводную трубку вверх и подожгите выделяющийся этин. Отметьте характер пламени. Чем оно отличается от пламени этена? Прекратите нагревание прибора, дайте ему остыть, разберите и помойте прибор.

Задание для самостоятельной работы

1.Как получают в лаборатории этин из карбида кальция? Напишите уравнение реакции.

2. Почему при получении этина из карбида кальция все детали прибора должны быть сухими?

3.Почему этин обесцвечивает раствор перманганата калия и раствор бромной (или йодной) воды? Напишите уравнения реакций.

4. Напишите уравнение реакции горения этина.

Выводы:__________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема: « Урок- упражнение по теме 2.1- 2.2)»

Цель: повторить и обобщить знания по классу «Непредельные углеводороды»
Знать: общие формулы алкенов, алкадиенов и алкинов; виды изомерии и номенклатуру непредельных углеводородов; физические и химические свойства алкенов, алкадиенов и алкинов; механизм реакции присоединения; способы получения и применения; качественные реакции на непредельные соединения.
Уметь: давать названия алкенам, алкадиенам и алкинам; составлять формулы непредельных углеводородов по названиям веществ, составлять структурные формулы гомологов и изомеров для предложенного непредельного соединения; составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства алкенов, алкадиенов и алкинов; сравнивать химическую активность алкенов; сравнивать строение и свойства углеводородов, устанавливать зависимость между строением и свойствами; устанавливать генетические связи между изученными углеводородами; применять знания о свойствах углеводородов при решении типовых и комбинированных расчетных задач.
Основные понятия: двойная связь, тройная связь, изомерия положения кратных связей, межклассовая изомерия, полимер, правило Марковникова, правило Зайцева, сопряжение, изолированные, сопряженные и кумулированные связи.

Алгоритм 3.1. Номенклатура непредельных углеводородов
Задание. Назвать по систематической номенклатуре вещество:
Решение:
1. Выбрать главную цепь, содержащую кратную связь, пронумеровать атомы углерода в главной цепи с того конца, к которому ближе расположена кратная связь: 
2. Последовательно назвать:
1) номер углеродного атома главной цепи, содержащего заместители;
2) количество заместителей и их название;
3) углеводород, которому соответствует главная цепь;
4) положение кратной связи: 3,3-диметилбутен-1.

Алгоритм 3.2. Использование правил Марковникова и Зайцева при составлении уравнений реакций.
Задание 1. Составить уравнение реакции присоединения бромоводорода к пропену.
Решение:
1. Написать структурную формулу пропена:
CH₂=CH–CH₃.

2. Показать смещение электронной плотности в пропене:

3. Составить уравнение реакции присоединения по Марковникову:
СН₂=СН–СН₃ + Н+Br CH₃–CHBr–CH₃.

Задание 2. Составить уравнение реакции между 2-хлорбутаном и гидроксидом калия.
Решение:
1. Составить структурную формулу 2-хлорбутана:

2. Посчитать, у какого атома углерода (С-1 или С-3), связанного с атомом углерода (С-2), при котором находится атом хлора, меньше атомов водорода.

3. Составить уравнение реакции дегидрохлорирования по Зайцеву:

Контрольные вопросы:
1. Какие углеводороды называют непредельными?
2. Какие общие формулы и особенности номенклатуры непредельных соединений?
3. Строение алкенов, алкинов и алкадиенов.
4. Виды изомерии алкенов, алкинов и алкадиенов.
5. У каких алкенов наблюдается пространственная изомерия?
6. Классификация диеновых углеводородов.
7. Причины химической активности непредельных углеводородов.
8. Какие типы химических реакций присущи всем непредельным углеводородам?
9. Сформулируйте правило Марковникова и правило Зайцева.
10. Каков механизм реакции присоединения?
11. Какова причина кислотных свойств алкинов? Приведите уравнения соответствующих реакций.
12. Каковы способы получения алкенов, алкинов и алкадиенов?
13. Дайте определения, что такое сопряжение и делокализация электронной плотности.

Задания для самоконтроля:
1. Составить структурные формулы соединений по их названиям: 3-метилпентен-1; 2,3-диметилбутадиен-1,3; 4-метилпентин-2; 2-метил-4-изопропилгексен-1; 2-метилгексатриен-1,3,5.

2. Составить структурные формулы алкинов состава С8Н14, содержащих в главной цепи пять углеродных атомов. Назвать эти алкины.

3. Для вещества 2-метилпентадиен-1,3 составить формулы двух гомологов и трех изомеров (углеродного скелета, положения кратных связей, другого класса углеводородов). Назвать все эти вещества.

4. Написать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:

5. В чем сходство и отличие свойств этена и этина? Ответ обосновать, проиллюстрировать уравнениями реакций.

6. Какую массу бромной воды с массовой долей брома 1,6% может обесцветить пропен объемом 1,12 л (н.у.)? Ответ. 500 г. 

7. Алкен нормального строения содержит двойную связь при первом углеродном атоме. Этот алкен массой 0,7 г присоединяет бром массой 1,6 г. Определить алкен и назвать его. Ответ. Пентен-1.

8. Технический карбид кальция массой 20 г обработали водой. Полученный ацетилен пропустили через избыток бромной воды и получили 86,5 г 1,1,2,2-тетрабромэтана. Найти массовую долю СаС2 в техническом карбиде кальция. Ответ. 80%.

9. Какая масса бромбензола получится при взаимодействии 156 г бензола и 110 мл брома ( = 3,1 г/мл)? Ответ. 314 г.

10. Газ, образовавшийся при нагревании 28,75 мл предельного одноатомного спирта ( = 0,8 г/мл) с концентрированной серной кислотой, присоединяет 8,96 л (н.у.) водорода. Определить строение спирта, если выход углеводорода составляет 80% от теоретического. Ответ. С2Н5ОН

Выводы:__________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема « Применение и получение аренов. Природные источники ароматических углеводородов»

Цель: познакомиться со способами получения и применения аренов.

Знать: состав и использование природного и попутного нефтяного газов; состав и свойства нефти; продукты, получаемые из нефти; способы переработки нефти; применение продуктов нефтепереработки; способы переработки каменного угля; состав и использование продуктов коксования.
Уметь: сравнивать состав природного и попутного нефтяного газов; сравнивать состав и свойства бензина, полученного прямой перегонкой, каталитическим крекингом и термическим крекингом; составлять уравнения реакций, протекающих в ходе крекинга и ароматизации.
Основные понятия: фракционная перегонка, октановое число, пиролиз, каталитический и термический крекинг, ароматизация, коксование.

Алгоритм 5.1. Крекинг линейных алканов
Задание. Составить две схемы крекинга линейного углеводорода н-октана н-С₈Н₁₈.

Решение:
1. Крекинг – это расщепление длинных линейных молекул алканов на более короткие (по углеродной цепи) молекулы. Процесс протекает при 450–550 °С в присутствии катализаторов либо без них. Как правило, углеродная цепь разрывается примерно посередине.

2. Из одной молекулы алкана получаются две меньшие молекулы – алкана и алкена. Для алкана
н-С₈Н₁₈ составим две схемы крекинга:

3. Уравнения реакций с записью структурных формул веществ имеют вид:
н-С₈Н₁₈ н-С₄Н₁₀ + СН₂=СН-СН₂СН₃,
н-С₈Н₁₈ н-С₅Н₁₂ + СН₂=СН-СН₃.

Алгоритм 5.2. Ароматизация углеводородов
Задание. Составить схемы ароматизации н-гептана н-С₇Н₁₆ и циклогексана цикло-С₆Н₁₂.
Решение:
1. Ароматизация нефти, – это химические реакции при пиролизе нефти, при которых образуются углеводороды с бензольным кольцом (арены).

2. Главные процессы при ароматизации – циклизация алканов в производные циклогексана (а) и дегидрирование насыщенного цикла в бензольное кольцо (б)

Контрольные вопросы

1. Каковы природные источники углеводородов?
2. Каков состав природного и попутного нефтяного газов?
3. Области применения природного газа.
4. Какие продукты можно получить из природного газа и попутного нефтяного газа? Каково их применение?
5. Каков состав нефти?
6. Каковы способы промышленной переработки нефти?
7. Назовите светлые нефтепродукты. Где их используют?
8. В чем отличие термического и каталитического крекинга по условиям реакции и образующимся продуктам?
9. Что такое ароматизация? С какой целью его осуществляют?
10. Каков состав каменного угля?
11. Назовите фракции коксования.
12. Назовите продукты коксохимического производства и их применение.
13. Охрана окружающей среды при нефтепереработке.

Задания:

1. Составить две схемы крекинга н-гептана н-С₇Н₁₆ с образованием алканов и алкенов.
2. Написать схемы риформинга н-октана н-С₈Н₁₈, при котором образуются арены – этилбензол и 1,2-диметилбензол (с отщеплением водорода).

Выводы:__________________________________________________________________________

Практическая работа

Тема « Урок-упражнение по теме «Ароматические углеводороды»».

Знать: общую формулу аренов; электронное строение молекулы бензола; физические и химические свойства бензола; способы получения бензола и его гомологов; химические свойства гомологов бензола; правила ориентации (замещения) в бензольном кольце.
Уметь: объяснять электронное строение ароматических углеводородов; составлять уравнения реакций, характеризующих свойства и способы получения бензола; выявлять связи между электронным строением и свойствами; применять правила ориентации (замещения) при составлении уравнений реакций; приводить примеры химических реакций, демонстрирующих генетические связи между углеводородами; решать комбинированные расчетные задачи.
Основные понятия: арены, бензольное кольцо, ароматическая система, правила ориентации в бензольном кольце, алкилирование.

Алгоритм 4.1. Использование правила ориентации в бензольном кольце при составлении уравнений реакций.
Задание 1. Составить уравнение реакции бромирования толуола.
Решение:
1. Составить структурную формулу толуола (метилбензола):

2. Определить характер имеющегося заместителя.
Радикал метил СН₃, как и все алкилы, является заместителем 1-го рода и направляет вновь вводимый заместитель в орто- и параположения. При бромировании толуола получится смесь орто- и парабромпроизводных.
3. Составить уравнение реакции и назвать образующиеся продукты:

Задание 2. Составить уравнение реакции бромирования нитробензола.
Решение: 
1. Составить структурную формулу нитробензола:
2. Определить характер группы NO2.

Нитрогруппа NO2 – заместитель 2-го рода, она направляет вновь вводимый заместитель в метаположение.
3. Уравнение реакции:

Контрольные вопросы:
1. Какие углеводороды называют ароматическими?
2. В чем особенность строения молекулы бензола?
3. Какие виды изомерии характерны для аренов?
4. В чем сходство и отличие химических свойств:
а) бензола и предельных углеводородов;
б) бензола и непредельных углеводородов? Ответ подтвердите уравнениями реакций.
5. Каковы способы получения ароматических углеводородов?
6. На примере бензола и толуола покажите взаимосвязь ароматических углеводородов с другими классами соединений, составив схемы превращений и уравнения реакций по ним.
7. Поясните взаимное влияние атомов в молекуле толуола. Как оно сказывается на химических свойствах этого вещества? Составьте соответствующие уравнения реакций.
8. Каковы правила ориентации в бензольном кольце?

Задания:
1. Составить уравнения реакций нитрования бензола, бромбензола, нитробензола.
2. Осуществить превращения:
а) карбонат кальция оксид кальция карбид кальция ацетилен бензол гексахлоран;

б) метан пропан пропен кумол;
3. Какая масса брома прореагирует с толуолом массой 1,84 г при монобромировании? Ответ. 3,2 г.
4. Какой объем водорода (н.у.) образуется при дегидроциклизации 200 мл н-гептана ( = 0,66 г/мл), если реакция протекает с выходом 65%? Ответ. 76,9 л.
5. Сколько граммов тринитротолуола теоретически можно получить при взаимодействии 138 г толуола и 300 мл 90%-й азотной кислоты ( = 1,4 г/мл)? Ответ. 340,5 г.
6. Сожгли гомолог бензола массой 5,3 г и получили 8,96 л (н.у.) оксида углерода(IV). Определить формулу углеводорода и составить структурные формулы его изомеров. Ответ. С8Н10, 4 изомерных гомолога бензола.
7. Бензол, полученный дегидрированием циклогексана объемом 151 мл и плотностью 0,779 г/мл,подвергли хлорированию при освещении. В результате получили хлорпроизводное массой 300 г. Определить выход продукта реакции. Ответ. 74%.
8. Смесь бензола и стирола обесцвечивает бромную воду массой 500 г с массовой долей брома 3,2%. При сжигании той же массы смеси выделился оксид углерода(IV) объемом 44,8 л (н.у.).

Определить массовые доли бензола и стирола в смеси. Ответ. 60% бензола и 40% стирола.

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа

Тема «Химические свойства алканолов. Способы получения спиртов»

Цель работы:

– экспериментально изучить свойства гидроксильных соединений, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: пробирки, спираль из медной проволочки, этанол, глицерин, фенол, растворы: сульфата мели (II), гидроксида натрия, индикатора фенолфталеина хлорида железа (III).

Опыт 1. Окисление одноатомного спитра

В пробирку налейте не более 1 мл этанола и погрузите в него раскаленную спираль из медной проволочки. При этом ощущается характерный запах уксусного альдегида, образующегося в результате реакции.

Задание для самостоятельной работы

Какие вещества образуются при действии этанола на раскаленную спираль из медной проволочки? Напишите уравнение.

Опыт 2. Реакция нейтрализации между фенолом и щелочью

Внимание! С фенолом обращаться осторожно.

В пробирку налейте 1 мл гидроксида натрия и 1-2 капли индикатора фенолфталеина, Раствор окрашивается в слабо-малиновый цвет. Далее к раствору по каплям добавляйте раствор фенола (после каждой капли взбалтывать содержимое пробирки) до исчезновения окраски.

Задание для самостоятельной работы

1.Почему раствор фенола взаимодействует с раствором гидроксида натрия? Напишите уравнение реакции.

2.Какая разница в отношении к щелочам фенола и этанола?

Опыт 3.Качественная реакция на фенол

Внимание! С фенолом обращаться осторожно.

К 1 капле фенола добавить 5 капель воды и 1 каплю хлорида железа (III).Раствор приобретает фиолетовую окраску, образуется органическое комплексное соединение.

Задание для самостоятельной работы

Составьте структурную формулу фенола и объясните, к какому классу органических соединений относится фенол.

Какое вещество является реактивом на фенол?

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 9

«Получение альдегидов и изучение их свойств»

Цель работы:

-освоить лабораторный способ получения альдегида, изучить его свойства, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: пробирки, этанол, формалин, спираль из медной проволочки, растворы: нитрата серебра, сульфата меди (II), гидроксида натрия, концентрированного аммиака, спиртовка.

Опыт 1. Получение этаналя

В пробирку налейте не более 1 мл этанола и погрузите в него раскаленную спираль из медной проволочки. При этом ощущается характерный запах уксусного альдегида, образующегося в результате реакции.

Задание

Какие вещества образуются при действии этанола на раскаленную спираль из медной проволочки? Напишите уравнение.

Опыт 2. Окисление метаналя

Реакция «серебряного зеркала». В чистую и сухую пробирку налейте 2 капли раствора нитрата серебра, добавьте 1 каплю концентрированного раствора аммиака, а затем 2 капли формалина. Полученную смесь быстро нагрейте в пламени, не доводя до кипения. Как только заметили, что содержимое пробирки побурело и начал образовываться зеркальный слой серебра, нагревание прекратите.

Задание

Почему поверхность стекла становиться зеркальной? Напишите уравнение реакции.

Опыт 3. Реакция «медного зеркала».

Налейте в пробирку 5 капель формалина, добавьте туда 2 капли раствора сульфата меди (II) и 5 капель 10%-ного раствора гидроксида натрия, сразу нагрейте и проследите за появлением сначала желтого осадка гидроксида меди (I), а затем – красного осадка оксида меди (I).

Задание

1. Напишите уравнение получения гидроксида меди (II).

2.Напишите уравнение реакции формальдегида с гидроксидом меди (II).

3.В результате окисления формальдегида образуется муравьиная кислота. Напишите уравнение реакции.

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 10

«Изучение химических свойств карбоновых кислот»

Цель работы:

-экспериментально изучить свойства карбоновых кислот, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: пробирки, этанол, растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, фенолфталеина; стружки магния, гранулы цинка, порошок меди, кусочек пемзы, водяная баня, газовая горелка.

Опыт 1. Электролитическая диссоциация

растворов уксусной и лимонной кислоты

В две пробирки с растворами кислот добавить 3-5 капель раствора индикатора лакмуса. Как изменился цвет раствора индикатора?

Нанесите по одной капле кислоты на желтые полоски универсальной индикаторной бумаги. Как изменился желтый цвет полоски универсальной индикаторной бумаги? Определите при помощи шкалы рН значение среды раствора уксусной и лимонной кислоты.

Задание

Составить полуструктурные формулы уксусной и лимонной кислоты.

Составить уравнение электролитической диссоциации раствора уксусной кислоты и раствора лимонной кислоты

Опыт 2. Взаимодействие уксусной и

лимонной кислоты с некоторыми металлами

В три пробирки влейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. В одну пробирку всыпьте немного стружек магния, в другую – несколько гранул цинка, в третью – порошок меди. В первой пробирке происходит бурная реакция, во второй – реакция протекает спокойно (иногда начинается только при нагревании), а в третьей пробирке реакция не идет. Аналогичные опыты проделайте с раствором лимонной кислоты.

Задание

1.Какие металлы будут реагировать с кислотой? А какие нет?

2.Напишите уравнения реакций в молекулярном, ионном и сокращенно-ионном виде и назовите все вещества по систематической номенклатуре для уксусной и лимонной кислот.

Опыт 3. Взаимодействие уксусной и

лимонной кислоты с основаниями

Влейте в пробирку 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. При добавлении кислоты происходит обесцвечивание.

Задание

Напишите уравнения реакций для уксусной и лимонной кислоты в молекулярном, ионном и сокращенно-ионном виде и назовите все вещества по систематической номенклатуре.

Опыт 4. Взаимодействие уксусной кислоты с этанолом

В пробирку налейте 10 капель этанола, столько же ледяной уксусной кислоты, положите внутрь маленьких кусочек пемзы. Закройте пробирку газоотводной трубкой и поставьте на водяную баню, нагретую до 60-70⁰С, на 10-15 минут (см. рисунок). Охладите пробирку, не встряхивая, под струей воды и налейте в нее аккуратно по стенке 2-3 мл холодной воды. Смесь расслаивается, образовавшийся эфир наверху и при покачивании пробирки хорошо замечен. Понюхайте образовавшийся эфир (приятный запах).

Задание

1.Напишите уравнение реакции между уксусной кислотой и этанолом и назовите по систематической номенклатуре все вещества.

2.Какую роль в реакции играет серная кислота?Можно ли серную кислоту заменить на соляную? И почему?

3. Напишите уравнение реакции между лимонной кислотой и этанолом и назовите по систематической номенклатуре все вещества.

4.Что такое реакция «этерификация»? Что такое реакция «перэтерификация»? Приведите пример реакции перэтерификация?

Рис. Получение сложного эфира

Выводы:__________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 11

«Получение сложного эфира.

Изучение физических и химических свойств жиров»

Цель работы:

–экспериментально получить сложный эфир и изучить физические и химические свойства жиров, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: пробирки, этанол, бензин, бензол, тетрахлорэтан, концентрированная уксусная кислота, бромная вода, 20%-оый гидроксид натрия, твердый хлорид натрия, газоотводная трубка, кусочки жира, подсолнечное масло, маргарин, сливочное масло, кусочек пемзы, стеклянная палочка, водяная баня, газовая горелка.

Опыт 1. Получение сложного эфира

В пробирку налейте 10 капель этанола, столько же «ледяной» (концентрированной) уксусной кислоты, положите внутрь маленький кусочек пемзы. Закройте пробирку газоотводной трубкой и поставьте на водяную баню, нагретую до 60-70⁰С, на 10-15 минут (см. рисунок). Охладите пробирку, не встряхивая, под струей воды и налейте в нее аккуратно по стенке 2-3 мл холодной воды. Смесь расслаивается, образовавшийся эфир наверху и при покачивании пробирки хорошо замечен. Понюхайте образовавшийся эфир (приятный запах).

Задание для самостоятельной работы

1.Напишите уравнение этой реакции и назовите по систематической номенклатуре все вещества.

2.Какую роль в реакции играет серная кислота?

3.Что такое реакция «этерификация»? Что такое реакция «перэтерификация»? Приведите пример реакции перэтерификация?

Рис. Получение сложного эфира

Опыт 2. Растворимость жиров

В одну пробирку налейте 3 мл бензина, во вторую – воды, в третью – этанола, в четвертую – бензола, в пятую – тетрахлорэтана. Во все пробирки с веществами поместите по кусочку жира и встряхните.

Задание

1.В каком растворителе растворился кусочек жира?

Опыт 3. Доказательство непредельного характера жира

В одну пробирку налейте 2 мл подсолнечного масла, во вторую поместите кусочек твердого животного жира. К содержимому пробирок добавьте немного бромной воды. (Пробирку с кусочком твердого животного жира нагрейте до расплавления).

Задание В какой из пробирок бромная вода обесцветилась? О чем это свидетельствует?

Опыт 4. Омыление жиров

В фарфоровую чашечку поместите 3 г жира, маргарина или сливочного масла и прилейте 8 мл 20%-ого гидроксида натрия. Для ускорения реакции добавьте 2 мл этанола. Смесь кипятите 15-20 минут, помешивая стеклянной палочкой и добавляя воду до исходного уровня. Чтобы проверить, не остался ли непрореагировавший жир, немного горячей смеси влейте в пробирку с горячей водой. Если при охлаждении на поверхности воды не всплывают капельки, то процесс омыления завершен, Если капельки жира всплывают, тогда кипячение смеси продолжайте. После окончания реакции омыления к полученной массе добавьте 0,5 г хлорида натрия и еще кипятите.

Задание

Какое вещество появилось на поверхности воды в результате проделанного опыта?

Напишите уравнение происходящей реакции.

Для каких практических целей используется процесс омыления жиров?

Выводы:__________________________________________________________________________

Практическая работа

Альдегиды.

Альдегиды – сложные органические вещества, состоящие из углеводородного радикала или водорода связанного с функциональной группой - СОН. Общая формула альдегидов: C_nH_2nO. Названия альдегидов производят от названий кислот, в которые они превращаются при окислении или по международной системе.

Например: муравьиный альдегид или формальдегид – метаналь; уксусный альдегид или ацетальдегид – этаналь.

Одним из способов получения альдегидов является окисление первичных спиртов:

R-OH + [O] R-COH + H₂O.

В качестве окислителя может выступить кислород, оксид металла, хромовая смесь и другие сильные окислители.

Альдегиды –реакционноспособные вещества, т.к. альдегидная функциональная группа легко вступает в реакции окисления с образованием органических кислот с тем же количеством атомов углерода в цепи, что и в альдегиде:

R-COH + [O] R-COOH

Две таких реакции являются качественными для альдегидов.

Одна из них – реакция серебряного зеркала. Окислителем альдегидной группы в этой реакции является оксид серебра (фактически для реакции берётся раствор нитрата серебра в аммиаке). Выделяющееся серебро в виде тонкого слоя (зеркала) покрывает стенки реакционного сосуда.

Для второй реакции окислителем выступает гидроксид меди(II).

В ходе этой реакции образуется одновалентный оксид меди красного цвета.

Цель: получить этаналь (уксусный альдегид) и изучить свойства альдегидов опытным путем.

Оборудование: этиловый спирт, медная проволока, раствор нитрата серебра, раствор аммиака, сульфат меди, гидроксид натрия, химическая посуда и оборудовании.

Опыт №1. Получение этаналя ( уксусного альдегида) окислением этанола.

В пробирку налейте не более 0,5-1мл этанола и погрузите в него раскаленную спираль медной проволоки. Повторите процедуру несколько раз. Какой ощущается запах?

Задание для самостоятельного вывода. -Какие вещества образуются при действии этанола на медную проволоку? Напишите уравнение реакции.

Опыт №2. Окисление метаналя (этаналя) гидроксидом меди(II).

В пробирку налейте 1мл раствора метаналя (этаналя) и добавьте 1мл раствора, содержащего 2% сульфата меди(II) и 10% гидроксида натрия.

Полученную смесь нагревайте.

Опыт №3. Окисление метаналя (этаналя) оксидом серебра(I).

Тщательно вымойте пробирку. В чистую пробирку налейте 2мл свежеприготовленного раствора, содержащего 2% нитрата серебра(I) и к нему добавьте по каплям разбавленный раствор аммиака до растворения получившегося вначале осадка.

К полученному раствору добавьте несколько капель раствора метаналя (этаналя). Пробирку с раствором нагрейте.

Задание для самостоятельного вывода.

-Что образуется при окислении альдегидов? Как можно отличить альдегиды от других органических веществ?

Напишите уравнения соответствующих реакций.

Выводы:__________________________________________________________________________

64