Серный ангидрид очень энергично действует на корковую пробку, но хорошая пробка свободно выдерживает один и даже два опыта (пробный и на уроке). Для того чтобы продукты действия серного ангидрида на пробку не могли попасть в газоотводную трубку б, последняя должна немного выставляться внутрь трубки А. [25]
Кроме того, пробки полезно защищать надетыми на трубки кружочками асбестового картона или хотя бы комочками асбестовой ваты.
На резиновую пробку серный ангидрид действует несколько менее сильно, чем на корковую, и потому пробку, в которую вставлена трубка б, можно взять резиновую, но она также быстро портится. [11]
Для получения сернистого газа удобнее всего воспользоваться действием серной кислоты H2SO4 на Na2SO3. Соль можно поместить в колбу Б, как на рисунке, или в какой-нибудь другой сосуд. Кислород берется из газометра.
Для осушения и смешивания оба газа пропускают через одну и ту же банку Вс концентрированной серной кислотой. Для этого в пробку банки Ввставлены три трубки. Трубка, отводящая газ, соединяется или непосредственно с трубкой А.[25]
Резиновая трубка, соединяющая трубку ас осушительным аппаратом, должна быть достаточнодлинной. Нужно, чтобы трубку Аможно было свободно поднять вместе со штативом для вынимания пробирки Диз стакана Г.В стакан Гпомещается лед. Стакан лучше всего, взять батарейный
Пробирка Д,служащая для собирания серного ангидрида, должна быть средней величины. Следует иметь также 2—3 запасные пробирки. К пробиркам до урока нужно подобрать хорошие корковые пробки. Горелку полезно снабдить насадкой для плоского пламени.
Если нагревание ведется на спирту, то следует взять спиртовку с плоским фитилем или расправить фитиль в виде веера.
Когда прибор собран, пропустить через него в течение некоторого времени из газометра воздух, нагревая при этом платинированный асбест возможно сильнее, чтобы удалить из асбеста и из прибора всю влагу. После этого дать трубке Аостыть не прекращая тока воздуха. Весь прибор необходимо поместить под тягу.
Получение серного ангидрида
Приготовить охладительную смесь.(из льда и поваренной соли) Отставив пока стакан со смесью в сторону, приоткрыть кран воронки прибора для получения сернистого газа настолько, чтобы серная кислота капала не слишком частыми каплями и из прибора выделялся равномерный ток газа. Открыть кран газометра и отрегулировать ток кислорода таким образом, чтобы он был примерно вдвое слабее, чем ток сернистого газа, так как с двумя объемами SO2 реагирует один объем O2 по реакции:
2SO2+O2 =2SO3
Обратить внимание учащихся на то, что при обыкновенной температуре никакой реакции между сернистым газом и кислородом не замечается. Начать осторожно нагревать трубку А,держа горелку в руке. Когда трубка прогреется, подставить горелку и отрегулировать пламя или высоту горелки таким образом, чтобы конец пламени едва касался трубки А,не обхватывая ее.
Наилучшая температура для реакции около 400°, но при демонстрационном опыте точного измерения температуры не требуется.
Когда трубка Апрогреется и из трубки бначнется выделение белого дыма, отрегулировать ток газов таким образом, чтобы было обильное выделение дыма, и, подняв трубку Авместе со штативом, погрузить трубку б в пробирку Д, находящуюся в охлаждающей смеси. Через 5 минут собирается достаточное количество твердого SO3 . На этом опыт получения серного ангидрида заканчивается. [25]
Данный опыт целесообразнее показывать в форме видеозаписи, что позволяет избежать значительных затрат времени на подготовку и проведение эксперимента.
■6.)Демонстрация быстро протекающих процессов в «замедленной съемке» и многократной повторной демонстрацией, например, горение пороховых смесей, взрывные процессы и тд.
В нашем сборнике в опытах 1,2,6 используется замедленное воспроизведение и повторный показ ключевого момента эксперимента. В опыте «мыльные пузыри наполненные водородом» данный эффект использован для показа момента поднятия пузыря и его воспламенения; в опыте «летающая банка» -момент взрывного горения ,фактически не заметного невооруженным глазом; в опыте «получение фосфина»- момент самовоспламенения газа и образования вихревого кольца, что позволяет не только в деталях рассмотреть чрезвычайно быстрые процессы, но и обратить внимание учеников на важные детали плохо доступные при обычном восприятии.
■7.)В записи «демонстрационный эксперимент» может стать домашним, усилив, таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и воспитания. Для домашней демонстрации видеозапись опытов может быть перезаписана на Flesh-карту или DVD-диск и передана учащимся для домашнего просмотра.
■8.)Широкое распространение такого рода эксперимент может найти на занятиях во внеурочное время, для учащихся в элективных курсах с углубленным изучением химии.
Из недостатков можно отметить тот факт, что не все свойства можнодемонстрировать таким образом.
3.2. DVD-cборник химических опытов, созданный в ходе работы над ВКР, как пример использования МА химическом эксперименте.
В ходе выполнения дипломной работы в качестве эксперимента нами было создано DVD-пособие: сборник опытов на различные темы курса химии. Съемка химического эксперимента проводилась сотрудниками лаборатории информационных технологий на видеокамеры: CanonXM 2 , CanonXL 2. Для переноса информации с цифровых кассет использовался videorecorderSamsungDVD-V 6500. Обработка и редактирование материала производилась с помощью программы AdobePremierePro 2.0.
DVD-сборник содержит следующие опыты :
1.) Мыльные пузыри наполненные водородом
2.) «Летающая банка» (взрыв водородно-воздушной смеси)
3.) Окрашивание пламени солями различных металлов
4.) Пирофорные свойства нанопорошка свинца
5.) Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S)
6.) Получение фосфина и его возгорание на воздухе
7.) Самовозгорание белого фосфора на воздухе
Данное пособие может использоваться как для демонстрации на уроке , так и в качестве раздаточного пособия ученикам, усилив, таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и воспитания.
В ходе демонстрации опытов учащимся можно задать вопросы проблемного характера. Например: Для сжигания железа в кислороде используют стальную проволоку. Обычная железная проволока как правило не горит. Почему?
дополнительные вопросы:
1.) Чем сталь отличается от железа?
2.) Какой сплав железа еще эффективнее горит в кислороде?
3.) Почему горение стали в кислороде сопровождается рассыпанием искр в виде звездочек?
Рассмотрим некоторые важные особенности техники проведения данных опытов:
1.) Мыльные пузыри наполненные водородом. Водород берется от аппарата Киппа. Мыльный раствор готовился растворением шампуня в воде с добавлением глицерина. Смачивание мыльным раствором удобно производить куском фильтровальной бумаги.
2.)«Летающая банка». Банка изготавливается обрезанием полулитровой пластиковой бутылки, при этом на краю обреза делаются 4 округлых выреза(диаметром 1 см.)-один для трубки, подающей водород, остальные для доступа воздуха. Отверстие в дне банки делается диаметром 2 мм. Возможно также использование алюминиевой банки, но оно менее наглядно, т.к. не видно вспышки взрыва. [11 ]
3.) Окрашивание пламени солями различных металлов. Использовались: NaCI, CaCI2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2. Соли вносят в пламя медленно ссыпая с листа бумаги, однако не следует долго держать CaCI2 на воздухе, т.к. он слеживается и плохо ссыпается с бумаги. Хорошо использовать пламя бутановой горелки - почти бесцветное, в отличие от спиртовки.
4.) Пирофорные свойства нанопорошка свинца. Данный опыт практически неизвестен. Обычно используют пирофорное железо, дающее чрезвычайно тусклые искры. Пирофорный свинец готовят разложением сухого виннокислого свинца без доступа воздуха. Виннокислый свинец приготовляют сливанием растворов ацетата свинца и виннокислого натрия, с последующим фильтрованием и сушкой. Т.к. ампулы приготовлять довольно трудоемко, привожу упрощенный вариант получения пирофорного свинца: нагревание небольшого количества виннокислого свинца в маленькой пробирке, закрытой ватным тампоном, до прекращения выделения «паров». Однако при таком варианте невозможно длительное хранение пирофора. Опыт лучше проводить вытяжном шкафу- при воспламенении нанопорошка на воздухе образуется «дым» из оксида свинца.
5.) Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S). Опыт традиционен. Единственное замечание - трудно подобрать проволоку (из высокоуглеродистой стали) пригодную для сжигания в кислороде.
6.) Получение фосфина и его возгорание на воздухе. Данный опыт чрезвычайно красив и занимателен, однако проведение его осложняется использованием белого фосфора. Для опыта достаточно 2 кусочков фосфора величиной с горошину. Фосфор приготавливают возгонкой красного фосфора в инертной среде (удобно использовать изогнутую пробирку или стеклянную трубку, закрытую ватным тампоном) при нагревании до 350-400°С, с последующим сплавлением под водой, получившегося белого фосфора.[18] Раствор щелочи берут насыщенный. Опыт удобно проводить в пробирке с газоотводной трубкой, раствор щелочи наливают на ⅔ объема пробирки. Газоотводную трубку помещают на 1,5 см. под воду, с добавлением небольшого количества любого ПАВ. После опыта следы фосфора нейтрализуют хлорной или бромной водой.