Методические указания для лабораторных и практических работ по химии

ДЕПАРТАМЕНТ ЛЕСНОГО ХОЗЯЙСТВА НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение Нижегородской области

«КРАСНОБАКОВСКИЙ ЛЕСНОЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ПРАКТИЧЕСКИХ  И ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: ОУД. 11 ХИМИЯ

Специальности:  35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство»,

РАССМОТРЕНО: на заседании предметно цикловой комиссии общеобразовательных дисциплин ПРОТОКОЛ №___ от «____»_____________________2020 г. Председатель ПЦК______/___________ /

СОСТАВИЛ: Преподаватель Шарова И.А.

р.п. Красные Баки

2020 г.

Назначение методических указаний

Настоящие методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по химии для СПО по специальности 35.02.01 «Лесное и лесопарковое хозяйство».

Данные методические указания предназначены для студентов первых курсов по специальности  35.02.01  «Лесное и лесопарковое хозяйство».

Они помогают студентам приобрести практические навыки экспериментальной работы и обработки экспериментальных данных, позволяют более глубоко освоить теоретический материал, требующийся для выполнения практических упражнений и лабораторных опытов.

Методические указания содержат  теоретическую часть, примеры решения задач по материалу, связанному с лабораторными и практическими  заданиями и задания для самостоятельной работы.

Содержание:

Назначение методических указаний……………………………………………………………2

Практические работы

Практическая работа № 1 «Решение расчетных задач по химическим формулам  и  уравнениям»………………………………………………………………………………….......4

Практическая работа  № 2 «Характеристика элемента по положению в периодической системе»…………………………………………………………………………………………..4

Практическая работа №3 «Окислительно-восстановительные реакции»…………………...7

Практическая работа №4 «Свойства неметаллов»…………………………………………….8

Практическая работа №5 «Свойства оксидов и гидроксидов металлов и неметаллов»……………………………………………………………………………………..10

Практическая работа №6 «Генетическая связь между классами неорганических соединений»….............................................................................................................................11

Практическая работа  №7 «Изомерия и номенклатура алканов»…………………………...12

Практическая работа  № 8  «Ознакомление с коллекцией каучуков и образцами резины»………………………………………………………………………………………….14

Практическая работа №9«Изомерия и номенклатура алкинов.»………...………………….14

Практическая работа  № 10 «Ознакомление с образцами нефти»………………………….15

Практическая работа  № 11 «Изомерия и номенклатура  альдегидов и кетонов»……………………………………………………………………..…………………..15

Практическая работа  № 12 «Изомерия и номенклатура карбоновых кислот»…………………………………………………………………………………………..16

Лабораторные работы

Лабораторная работа № 1 «Ознакомление со свойствами дисперсных систем»…………………………………………………………………………………………..18

Лабораторная работа № 2 «Реакции ионного обмена»………………………………………19

Лабораторная работа № 3 «Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей»……………………………………………………………………………………………20

Лабораторная работа № 4 «Свойства алюминия и его соединений»……………………….21

Лабораторная работа № 5 «Галогены и их свойства»………………………………………..22

Лабораторная работа № 6 «Физические и химические свойства одноосновных карбоновых кислот»…......................................................................................................................................23

Лабораторная работа № 7 «Свойства моносахаридов и полисахаридов»…………………..24

Лабораторная работа № 8 «Пластмассы и волокна»…………………………………………25

Литература……………………………………………………………………............................28

Практическая работа №1

Тема: «Решение расчетных задач по химическим формулам и уравнениям»

Цель: закрепить умения решать задачи на нахождение массы, объёма и количества вещества, составлять уравнения реакций и пропорции для проведения расчетов.

                               Алгоритм решения расчетных задач:

1)      Составить уравнение химической реакции.

2)      Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, то есть не содержащих примеси). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала надо определить содержание чистого вещества.

3)      Под формулами веществ с известными  и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакции.

4)      Составить и решить пропорцию.

5)      Записать ответ.

Выполнение работы

       Решите задачи:

1. Найти массу серной кислоты, необходимую для полной нейтрализации гидроксида натрия массой 20 грамм?
2. Какой объем кислорода (н. у.) израсходуется на сжигание 8 грамм магния?
3. Для восстановления из оксида меди (II) израсходован водород объемом 1,12 литров (н. у.). Сколько меди при этом выделилось?
4. Какова масса нитрата меди, образующегося при взаимодействии 4 граммов оксида меди (II) c азотной кислотой?
5. Сколько граммов оксида алюминия образуется при окислении алюминия количеством вещества 4 моль?

Оформление работы

Решить данные задачи согласно требованиям, предъявляемым к оформлению задач.

Практическая работа №2

Тема: « Характеристика элемента по положению в периодической системе»

Цель: закрепить понятие и смысл периодического закона, характеристики элементов по их положению в Периодической системе, пользуясь знаниями о структуре Периодической системы.

Зная структуру Периодической системы можно дать характеристику любого элемента, стоящего в ней.

Горизонтальные ряды, начинающиеся водородом или щелочным металлом и заканчивающиеся инертным газом, называют периодами. При движении по периоду металлические свойства последовательно сменяются неметаллическими.

Вертикальные колонки Периодической системы называют группами. Каждая группа делится на две подгруппы – главную и побочную. Элементы главной  и  побочной  подгрупп отличаются между собой. При движении вниз по главной подгруппе металлические свойства возрастают, а неметаллические убывают. В случае элементов побочных подгрупп такую закономерность проследить не удается, так как все элементы побочных подгрупп – металлы.

При движении по группам и периодам происходят последовательные изменения многих свойств элементов и  простых веществ. В основе изменения свойств  в  группах лежит увеличение числа электронных слоев при движении вниз по Периодической системе. Это приводит к увеличению размеров атомов, т .е. возрастанию атомных радиусов, а также к ослаблению связи валентных электронов с ядром, т.е. к уменьшению электроотрицательности и усилению металлических свойств.

При движении по периоду число электронных слоев остается неизменным, а количество валентных электронов возрастает – это приводит к сжатию электронных облаков и к уменьшению атомных радиусов и, следовательно, к усилению связи валентных электронов с ядром. Это в свою очередь приводит к росту электроотрицательности, усилению неметаллических свойств и ослаблению металлических свойств. Графически это представлено в виде схем 1-3, на которых направление стрелок соответствует усилению свойств.                      

                                                                                            Схема1                              

                                   РАДИУС АТОМА

           

п                 группы е и о д ы

                        Металлические свойства                        Схема 2

           

п                 группы е и о д ы

                       Неметаллические свойства                        Схема 3

           

п                 группы е и о д ы

План характеристики элемента:

1.      Положение элемента в периодической системе Д. И. Менделеева (период, группа, подгруппа) и электронное строение атома с указанием числа протонов, нейтронов, электронов.

2.      Характер простого вещества – металл, неметалл, переходный металл.

3.      Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.

4.      Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.

5.      Состав высшего оксида, его характер (основной, кислотный, амфотерный).

6.      Состав высшего гидроксида, его характер (кислота, основание, амфотерный гидроксид).

7.      Состав летучего водородного соединения (для неметаллов).

Выполнение работы

Задание (по вариантам):

Дать характеристику  химических элементов по плану.

I.      магний  и фосфор

         натрий и сера

                  II.    алюминий и йод

        цинк и калий

III.   медь и кислород

         железо и бром

IV.   кальций, хром, литий, углерод

V.    бор, ванадий, марганец, фтор

VI.   калий, германий, кремний, водород

VII. мышьяк, азот, серебро, магний

Оформление работы

Охарактеризовать химические  элементы (по вариантам) согласно данному плану

Контрольные вопросы

1.      Как изменяются металлические свойства при движении по периоду слева направо?

2.      Назовите элементы главной подгруппы VII группы ПСХЭМ.

3.      Назовите элементы побочной подгруппы V группы ПСХЭМ.

Практическая работа № 3

Тема: «Окислительно – восстановительные реакции»

Цель: закрепить умения выявлять ОВР, составлять метод электронного баланса для окислительно – восстановительных реакций, уметь определять «окислители» и «восстановители» в реакциях.

Окислительно – восстановительными называют реакции, в результате которых происходит перенос электронов от одних атомов к другим. Так как перенос электронов сопровождается изменением степени окисления, можно рассматривать окислительно – восстановительные реакции как процессы, сопровождающиеся изменением степеней окисления некоторых атомов. Атом или ион, теряющий электроны, называют восстановителем, а процесс потери электронов – окислением. Атом или ион, приобретающий электроны, называют окислителем, а процесс присоединения атомом или ионом электронов – восстановлением. В результате реакции окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется.

В качестве примера окислительно – восстановительной реакции рассмотрим взаимодействие оксида меди (II) с аммиаком:

CuO + NH₃ →Cu + N₂ + H₂ O

Расставив степени окисления всех элементов, находим, что в результате реакции степени окисления изменяются только у меди и азота:

Выполнение работы

Задания:

1 вариант

    1. Расставьте коэффициенты в уравнениях  реакций, укажите окислитель и восстановитель:

CaSO₄ + H₂ → CaS + H₂O

Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂

       2. В каких реакциях водород является окислителем:

            а) 2H₂ + O₂ = 2H₂ O;           в) 2Na + H₂ = 2NaH;

            б) Ca + H₂ =CaH₂;              г) 3H₂ + N₂ = 2NH₃?

2 вариант

1.      Расставьте коэффициенты в уравнениях  реакций, укажите окислитель и восстановитель:

KClO₃ + P →KCl + P₂O₅

Fe₂O₃ + C →Fe +CO

2.      В каких реакциях углерод является окислителем:

а) C + O₂ = CO_2;                     в) CaO +3C =CaC₂ +CO;

б) Ca +2C = CaC₂+CO;          г) C +H₂SO₄(конц) = CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

Оформление работы

Работу оформить согласно требованиям к написанию окислительно – восстановительных реакций.

Контрольные вопросы

1.      Какие реакции являются окислительно-восстановительными?

2.      Что называют окислением, восстановлением, окислителем, восстановителем?

Практическая работа №4

Тема: «Свойства неметаллов»

Цель: изучить свойства неметаллов, их неметалличность, реакционную способность. Продолжить закреплять умения разбирать реакции как ОВР.

Для неметаллов характерны как восстановительные, так и окислительные свойства. Способность неметаллов проявлять те или иные  свойства определяется их положением в ряду электроотрицательности:

                                  F, O, Cl, N, Br, S, C, H

                                        ЭО уменьшается 

Окислительные свойства неметаллы могут проявлять в реакциях с металлами, водородом. Восстановительные свойства неметаллы проявляют в реакциях с кислородом, со многими другими неметаллами и сложными веществами.

Выполнение работы:

Задания:

I.                    Сравнить неметалличность элементов:

I вариант: CI, Br, I, F

II вариант: P, S, CI, S

II.                 Расположить элементы в порядке:

I вариант: возрастания  неметалличности.

II вариант: убывания  неметалличности.

III.              На примере соответствующих реакций:

         I в                                                            II в      

1)      P+O₂→   P₂O₅                          1) S+O₂ →   SO₂

2)      P + Na → Na₃P                        2) S + Al → AI₂S₃

                        Объяснить в каком случае

фосфор                                                                     сера

                                   проявляют:

               а) окислительные свойства                 б) восстановительные свойства

IV.              Какие из следующих взаимодействий могут закончиться получением водорода

             I вариант                                                             II вариант

1)      H₂O +2K→                                                              1) H₂O + C →

2)      Ni + HCI →                                                             2) Ag + HCI →

3)      SO₂ + 2H₂S →                                                         3) H₂O + CaH₂ →

Оформление работы

Оформить работу, выполнив предложенные задания.

Контрольные вопросы

1.        Вспомните, как изменяются свойства неметаллов в группах, в периодах?

2.        Что такое электроотрицательность?

Практическая работа № 5

Тема:  «Свойства оксидов и гидроксидов металлов и неметаллов»

Цель: изучить  химические свойства оксидов и гидроксидов металлов и неметаллов, научиться определять их характер, закреплять умения написания уравнений реакций по цепочке превращений.

Выполнение работы

Задание 1.

Составьте формулы и сравните характер оксидов  следующих химических элементов:

I вариант: бериллия, магния, кальция.

II вариант: натрия, магния, алюминия.

Задание 2.

Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

I вариант:  Na →    Na₂O₂ →    Na₂O →    NaOH →    Na₂SO₄

         II вариант:  Сu →    CuO →    CuCl₂  →   Cu(OH)₂ →    CuO →    Cu

Задание 3 

Напишите формулы гидроксидов металлов:

I вариант: Сu⁺², Cr⁺³, Mq⁺², Na⁺

II вариант: Ca⁺², Al⁺³, Ba⁺², K⁺

Оформление работы

       Оформить работу, выполнив предложенные задания по вариантам.

Контрольные вопросы

1.      Какие вещества называют оксидами?

2.      Какие оксиды называют основными? Какие элементы образуют эти оксиды?

3.      Какие оксиды называют кислотными? Какие элементы образуют эти оксиды?

4.      Какие оксиды называют амфотерными? Какие элементы образуют эти оксиды?

5.      Какие вещества называют гидроксидами?

6.      Как классифицируют гидроксиды?

Практическая работа № 6

« Генетическая связь между классами неорганических соединений»

Цель: научить экспериментально осуществлять превращения веществ согласно схеме, проводить наблюдения, записывать уравнения реакций, делать выводы.

Приборы и реактивы:  цинк, серная кислота, щелочь, нитрат серебра, металл, пробирки.

Генетическая связь между различными классами неорганических веществ – последовательность химических превращений, в результате которых представители одних классов переходят в вещества, принадлежащие к другим классам.

Например, рассмотрим цепочку превращений соединений бария.

Ba    →  BaO   →    Ba(OH)₂  →   BaCO₃

Барий при сгорании на воздухе образует оксид BaO, который присоединяет воду, превращаясь в основание – гидроксид бария Ba(OH)_{2 .} При взаимодействии  гидроксида бария с кислотой образуется соль:

Ba + O₂ = BaO

BaO + H₂ O = Ba(OH)₂

Ba(OH)₂ + H₂CO₃ = BaCO₃↓  + 2H₂ O

Выполнение  работы:

1.Экспериментально осуществить превращение по схеме, записать все наблюдения, составить уравнения реакций, сделать соответствующие выводы.

Zn→  ZnSO₄  →    Zn(OH)₂→   Na₂[Zn(OH)₂]₄→ ZnCl₂

                                                                              ↓

                                                                             Zn(NO₃)₂ →  Zn

          2. Мысленный эксперимент.

Составить схему превращений, записать уравнения соответствующих реакций в данной схеме:

    S    →  H₂SO₄

Оформление работы

       Оформить работу, выполнив предложенные задания.  Записать уравнения всех возможных реакций.

Контрольные вопросы:

1.      Какие классы неорганических веществ вам известны?

2.      Как из оксида получить соль?

3.      Как из гидроксида получить соль?

Практическая работа № 7

Тема «Изомерия и номенклатура алканов»

Цель: закреплять умения и навыки  составления  структурных формул алканов по углеродным скелетам, называть углеводороды по международной  и рациональной номенклатуре.

Алканами называют углеводороды с незамкнутыми углеродными цепями, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями.

В соответствии с требованиями ИЮПАК при названии алканов следует руководствоваться определенными правилами.

1.      Выбирают в молекуле самую длинную цепь углеродных атомов.

2.      Нумеруют цепочку с того конца, к которому ближе разветвление молекулы.

3.      Основа названия – название углеводорода с тем же числом углеродных атомов, что и в самой длинной цепи (см. таблицу гомологического  ряда алканов).

4.      Перед основой названия перечисляют всех заместителей с указанием номера углеродного атома, при котором они стоят. Если одинаковых заместителей несколько, перед их названиями ставят приставки «ди-»(два), «три-»(три), «тетра-»(четыре) и т.д.

5.      Все цифры друг от друга разделяют запятыми, буквы от цифр – дефисом. Если при одном углеродном атоме не один, а два заместителя, его цифру повторяют в  названии дважды.

Рассмотрим примеры:

                                                                                    CH₃   CH₃

  1        2        3         4                        5          4          3 │   2│    1

CH₃ – CH – CH₂ – CH₃                   CH₃ – CH₂ –   CH –  C - CH₃                  

           │                                                                               │

           CH₃                                                                         CH₃

     2- метилбутан                           2,2,3 – триметилпентан

Выполнение работы

Задания:

1. Какая из приведенных общих формул углеводородов соответствует   алканам:  

            C_nH_2n∙2; C_nH_2n; C_nH_2n+2; C_nH_2n-6?

2. Составьте структурные формулы предельных углеводородов по приведенным углеводородным скелетам и назовите их:

а) C – C – C – C           б)      C – C – C                    в)         C – C  –   C –  C - C      

                                                     C – C – C                                              C       C      C          

г)         C                          д)    C – C – C – C – C      

                C – C – C –C                           C  -  C   -  C                  

                C – C – C

3. Назовите по международной номенклатуре следующие предельные углеводороды:

       а)  CH₃ – CH₂ - CH₂              в) CH₃ – CH – CH₂ – CH – CH₃

                                  │                                  │                   │

                                 CH₃                            CH₃              CH₃

        б) CH₃ – CH₂ – CH – CH₂ –  CH₂ – CH₃

                                 C₂H₅

4. У каких из перечисленных алканов отсутствуют изомеры: метан, этан, пропан, бутан?

5. Напишите структурные формулы и назовите по рациональной   номенклатуре следующие алканы:

а) 2,4 диметилпентан;                в) 2,3,4, триметилгептан.

б) 3 – метил – 3 этилгексан;      г) 2,2,4,4- тетраметилпентан.

Оформление работы

Выполнить данные задания в соответствии с требованиями, сделать вывод в конце работы.

Контрольные вопросы:

1.      Какие углеводороды называются алканами?

2.      Какие виды изомерии характерны для алканов?

Практическая работа № 8

Тема: «Ознакомление с коллекцией каучуков и образцами резины»

Цель: ознакомиться со свойствами каучуков, образцами резины.

Приборы и оборудование:  коллекция «Каучук», изделия из резины (сапоги, перчатки и т.д.), презентация.

Выполнение работы:

Задание: ознакомиться с коллекцией каучуков, записать перечень коллекции и свойства каучуков. Работу оформить в таблице:

Название каучука	Физические свойства	Химические свойства

Контрольные вопросы:

1.      Какие каучуки относят к природным?

2.      Какие каучуки относят к синтетическим?

3.      Какой процесс называют вулканизацией каучука? Какие продукты при этом получаются?

Практическая работа № 9

 Тема «Изомерия и номенклатура алкинов»

Цель: закреплять умения и навыки  составления  структурных формул алкинов по углеродным скелетам, называть углеводороды по международной  и рациональной номенклатуре.

Алкинами называют углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода

Выполнение работы

Задания:

1.      Какая из приведенных общих формул углеводородов соответствует   алкинам:  

            C_nH_2n-6; C_nH_2n; C_nH_2n+2; C_nH_2n-2?

2.Составьте структурные формулы алкинов по приведенным молекулярным формулам и назовите их. Постройте и назовите к ним изомеры.

1) C₅H₁₀       2) C₇H₁₄

3. У каких из перечисленных алканов отсутствуют изомеры:  этин, пропин, бутин, пентин?

4. Напишите структурные формулы и назовите по рациональной   номенклатуре следующие алкины:

а) 3 –метилпентин-1;                в) 3,4,5 триметилгептин-1.

б) 4 – метил – 4 этилгексин-2;      г) 5,5,6,6- тетраметилоктин-3.

Оформление работы

Выполнить данные задания в соответствии с требованиями, сделать вывод в конце работы.

Контрольные вопросы:

1.К каким углеводородам относятся алкины?

2.Какие виды изомерии характерны для алкинов?

Практическая работа № 10

Тема «Ознакомление с коллекцией образцов нефти  и продуктов её переработки»

Цель: ознакомиться с коллекцией образцов нефти, продуктами её переработки.

Приборы и оборудование: коллекция «Нефть», презентация.

Выполнение работы:

Задание 1: ознакомиться со способами переработки нефти и записать их по плану:

1.      Ректификация нефти. Продукты ректификации нефти.

2.      Фракционная перегонка нефти.

3.      Крекинг нефтепродуктов.

Задание 2: Рассмотреть коллекцию с образцами нефти.

Контрольные вопросы:

1.      Какое происхождение имеет нефть?

2.      Какие углеводороды входят в состав нефти и какие в состав газов?

Практическая работа № 11

Тема: «Изомерия и номенклатура альдегидов и кетонов»

Цель: закреплять умения написания  структурных формул и названий карбонильных соединений, их изомеров.

Альдегидами называют органические соединения, содержащие альдегидную группу – СНО, связанную с углеводородным радикалом:

                                        R  - C – H

                                               ║

                                               O

Общая формула веществ гомологического ряда альдегидов C_n H_2n O. Для альдегидов характерен единственный тип изомерии – изомерия углеродного скелета.

В соответствии с правилами международной номенклатуры при построении названий альдегидов выбирают самую длинную цепь углеродных атомов, начиная с первого атома карбонильной группы. К основе – названию предельного углеводорода с тем же числом углеродных атомов – добавляют суффикс «-аль». Перед названием перечисляют положение и названия заместителей в цепи. Наряду с международной номенклатурой для альдегидов широко используют тривиальные названия.

Кетонами называют органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами:

                                        R  - C – R^’

                                               ║

                                               O

Кетоны имеют такую же общую формулу C_n H_2n O. В отличие от альдегидов помимо изомерии углеродного скелета для кетонов характерна и изомерия положения функциональной группы.

Согласно международной номенклатуре названия кетонов строят следующим образом: к названию соответствующего углеводорода добавляют суффикс «-он» и далее цифрой указывают положение карбонильной группы в цепи. При этом цепь нумеруют с того конца, к которому ближе функциональная группа.

Выполнение работы

Задания:

1.      Даны молекулярные формулы веществ:

С₂ Н₆ О , С Н₂ О,   С₃ Н₆ О,   С₄ Н₈ О₂,  С₄ Н₁₀ О₂,  С₄ Н₈ О.

Выберите формулы предельных карбонильных соединений, напишите структуры всех возможных изомеров и назовите их по международной номенклатуре.

2.      Сколько изомерных альдегидов и сколько кетонов соответствует формуле С₅Н₁₀О? напишите их структурные формулы, назовите по международной номенклатуре.

3.      Напишите структурные формулы следующих альдегидов:

А) 2,2 – диметилбутаналь

Б) 2,2,3 – триметилпентаналь

В) пропионовый

Г) масляный

Оформление работы

            Работу оформить согласно данным заданиям

Контрольные вопросы:

1.      Какие соединения называются альдегидами?

2.      Какие соединения называются кетонами?

3.      Каковы общие формулы данных соединений?

4.      Какие виды изомерии характерны для альдегидов и кетонов?

Практическая работа № 12

Тема: «Изомерия и номенклатура карбоновых кислот»

            Цель: ознакомиться с классом карбоновых кислот, номенклатурой кислот, закреплять умения написания структурных формул карбоновых кислот, называть кислоты согласно  номенклатуре.

            Карбоновые кислоты – это органические вещества, молекулы которых содержат карбоксильную группу – СООН, связанную с углеводородным радикалом.

            Для карбоновых кислот чаще используют тривиальные названия. Эти термины указывают скорее на источник выделения, чем на химическую структуру кислот. Например, жжение при укусе муравья вызывает муравьиная кислота; уксусная кислота впервые выделена из уксуса, образующегося при скисании вина; капроновая кислота входит в состав козьего жира.

            Международные названия кислот получают добавлением к названию алкана с тем же числом углеродных атомов окончания «- овая» и слова «кислота». Самую длинную цепочку нумеруют, начиная от атома углерода карбоксильной группы.

Выполнение работы

Задания:

1.      Назовите по международной номенклатуре следующие соединения:

 а) СН₃ – СН₂ – СООН                                б) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН

            в) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН₂ – СН₂ – СООН   г) СН₃ – СООН

2.      Для следующих  карбоновых кислот дайте международные и тривиальные названия:

       а)  СН₃ – СООН ; б) СН₃ – СН₂ – СООН;   в)  СН₃ – СН₂ – СН₂ – СООН.

3.      Напишите структурные формулы следующих карбоновых кислот:

       а)  2 – метилбутановой;                    в) 3,4 – диметил – 5 – этилгексановой;

       б)  2, 2 – диметилпропановой;         г) 2 – этил – 3, 5 –диметилгептановой.

4.      Назовите по международной номенклатуре следующие карбоновые кислоты:

       а)   СН₃ 

             │

             СН – СН – СН₂ - СООН

             │       │

            С ₂Н₅  СН₃                       

       б)      СН₃            СН₃

                  │               │

        СН₃ – С – СН₂ – СН - СООН

                  │

                СН₃

Оформление работы

Работу оформить согласно данным заданиям.

Контрольные вопросы:

1.      Какие вещества называют карбоновыми кислотами?

2.      Какими правилами пользуются при назывании карбоновых кислот?

Лабораторная работа № 1

Тема «Ознакомление со свойствами дисперсных систем»

Цель: ознакомиться со свойствами дисперсных систем, их физическими свойствами.

1.      Получение суспензии мела в воде

Оборудование и реактивы. Пробирка; порошок мела; вода.

Порядок выполнения опыта. Суспензия мела используется в качестве побелки. Суспензию готовят либо из порошка мела, либо из специальных меловых паст, смешивая их в определенной пропорции с водой.

            Насыпьте в пробирку примерно ½ чайной ложки мела. Можно использовать школьный мелок, растертый в ступке, или имеющуюся в продаже в хозяйственных магазинах меловую побелку. Добавьте в пробирку 4-5 мл воды, закройте отверстие пробирки и энергично её потрясите. (Можно ли назвать образующуюся жидкость раствором? Почему?)

            Наблюдайте за расслоением суспензии. (Чем оно обусловлено? Какие частицы седиментируют в первую очередь? Стала ли жидкость над осадком абсолютно прозрачной? Почему? Для чего перед использованием меловую побелку фильтруют через слой капрона, марли или ткани?)

2.      Получение суспензии чистящего порошка

Оборудование и реактивы. Прозрачный стеклянный стакан; лазерная указка; порошок для чистки посуды; вода.

Порядок выполнения опыта. Насыпьте в стакан воды чайную ложку чистящего порошка и интенсивно перемешайте. Наблюдайте седиментацию частиц.

            На следующий день посмотрите, стала ли жидкость над осадком абсолютно прозрачной. С помощью лазерной указки проверьте, обладает ли жидкость эффектом Тиндаля. (Есть ли на поверхности жидкости частички порошка? Как вы можете объяснить тот факт, что они не опустились на дно?).

3.      Получение эмульсии растительного масла

Оборудование и реактивы. Пробирка с пробкой; растительное масло; вода.

Порядок выполнения опыта. Налейте в пробирку 2-3 мл воды и 1 мл растительного масла. (Смешиваются ли жидкости? Какая из них образует верхний слой? Почему?)

            Закройте пробирку и интенсивно встряхните. (О чем свидетельствует мутность полученной системы?) Наблюдайте расслоение образовавшейся эмульсии. (Почему опасно попадание воды в масло, системы смазки двигателя автомобиля?).

Сделайте выводы по каждому опыту. Запишите.

Контрольные вопросы:

1.      Что такое дисперсные системы?

2.      Что такое дисперсионная среда?

3.      Что такое дисперсная фаза?

Лабораторная работа № 2

Тема « Реакции  ионного обмена»

Цель: совершенствовать навыки в выполнении химических экспериментов, соблюдая правила техники безопасности; закреплять умения подтверждать теоретические знания химическим экспериментом, совершенствовать навыки при  написании уравнений реакций в молекулярной,  ионной и краткой ионной  формах.

Приборы и реактивы: пробирки, сульфат меди (II),хлорид калия, сульфат алюминия, щелочь, хлорид бария, фосфат натрия, сульфат натрия, карбонат натрия, азотная кислота, фенолфталеин.

Реакции между ионами называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций – ионными уравнениями.

В ионных уравнениях осадок, газ и малодиссоциирующие соединения всегда записывают в молекулярной форме.

Пример 1: реакция с  образованием осадка.

        NaCl + AgNO₃ = AgCl ↓ + NaNO₃ (молекулярная форма)

В данной реакции образуется осадок. Запишем уравнение в ионной форме:

                  Na⁺+  Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- = AgCl↓+ Na⁺ + NO₃ ^–

Данное уравнение показывает все ионы, входящие в состав реагентов.

Краткая ионная форма уравнения:

                                        Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

Пример 2: реакция с образованием газа.                       

                               Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑

Сокращенное ионное уравнение будет иметь вид:

                                         2H⁺ + S^2- = H₂S↑

Выполнение работы

Опыт 1. Возьмите пробирки. В каждую налейте по 2-3 мл раствора: в первую сульфата меди (II), во вторую хлорида калия, в третью сульфата алюминия. Затем в каждую пробирку добавьте: в первую немного раствора гидроксида натрия, во вторую – фосфата натрия, а в третью – хлорида бария. Что наблюдаете? Составьте уравнения соответствующих реакций.

Опыт 2. В две пробирки налейте по 2-3 мл раствора сульфата натрия и карбоната натрия соответственно. Затем прилейте в каждую из них раствор азотной кислоты.  Что наблюдаете?  Составьте уравнения соответствующих реакций.

Опыт 3. В одну пробирку налейте 3-4 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2-3 капли фенолфталеина. Раствор приобретает малиновый цвет. Затем прилейте раствор соляной или серной кислоты до обесцвечивания.

В другую пробирку налейте примерно 10 мл сульфата меди (II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия. Отметьте образование осадка. Прилейте в пробирку серную кислоту до растворения осадка.

Составьте уравнения происходящих реакций в молекулярном и ионном виде. Поясните, почему в первой пробирке произошло обесцвечивание, а во второй растворение осадка. Каким общим свойством обладают растворимые и нерастворимые основания.

Оформление работы

Ход работы оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

В таблице  указать  уравнения всех реакций в молекулярном и ионном виде, лежащих в основе данных опытов.

Контрольные вопросы:

1.      Между какими веществами могут проходить реакции ионного обмена? Привести пример  реакции ионного обмена.

2.      Что получится в результате следующей реакции:

               Hg(NO₃)₂+ 2KBr →   

Лабораторная работа № 3

      «Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей»

Цель: Ознакомиться с химическими свойствами металлов в ходе экспериментов, сделать вывод о влиянии кислот и солей на металлы, закреплять умения написания реакций в молекулярном и ионном виде.

Приборы и реактивы: цинк (гранул), медная стружка, серная кислота, соляная кислота, нитрат серебра, сульфат меди (II), нитрат свинца.

Химические свойства металлов можно охарактеризовать следующим образом: все металлы проявляют только восстановительные свойства.

Металлы взаимодействуют с растворами кислот при соблюдении ряда условий:

·         Металл должен находиться левее водорода в ряду напряжений: K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb (H₂), Сu, Hg, Ag, Au.

·         в результате реакции должна образоваться растворимая соль, так как в противном случае она покроет металл осадком и доступ кислоты к металлу прекратится;

·         для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы;

·         по – особому взаимодействуют с металлами концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации.

Металлы взаимодействуют с растворами солей при соблюдении определенных условий:

·         металл должен находиться в ряду напряжений левее металла, образующего соль;

·         в результате реакции должна образоваться растворимая соль, так как  в противном случае она покроет металл осадком и доступ кислоты к  металлу прекратится;

·         для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы;

Выполнение работы:

1.      Действие кислот на металлы.

В две пробирки поместите по одной грануле цинка, в две другие- немного железных опилок, в две другие- немного медных стружек. В одну пробирку с цинком добавьте 1 мл. разбавленной серной кислоты, в другую- 1мл. соляной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

2.      Взаимодействие солей с металлами.

В одну пробирку прилейте 2-3 мл. раствора нитрата серебра, во вторую- сульфата меди (II), в третью- нитрата свинца (II).

В первую пробирку опустите тонкую медную проволоку, во вторую железную скрепку, в третью- медную проволоку. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Оформление работы

Ход работы оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

В таблице  указать  уравнения всех реакций в молекулярном и ионном виде, лежащих в основе данных опытов.

Контрольные вопросы:

1.      С какими из веществ могут реагировать металлы?

2.      Как реагируют металлы с растворами кислот?

3.      Как реагируют металлы с растворами солей?

Лабораторная работа № 4

Тема «Свойства алюминия и его соединений».

Цель: Ознакомиться со свойствами алюминия и его соединений, закрепить умения составлений  уравнений реакций, характеризующих химические свойства алюминия и его соединений.

Приборы и реактивы: растворы соляной и серной кислот, азотная кислота (конц), алюминий (гранул), сульфат алюминия, хлорид алюминия, щелочь, лакмусовая бумага.

Алюминий – самый распространённый элемент в природе (после кислорода и кремния).  В  свободном состоянии не встречается. Алюминий, взаимодействуя с веществами, проявляет степень окисления +3.

Металлический алюминий образует сплавы со многими металлами: Cu, In, Mg, Mn, Ni, Cr и т.д.  Алюминий реагирует со многими неметаллами, галогенами, со сложными веществами.

Выполнение  работы:

1.      Взаимодействие алюминия с кислотами. В одну пробирку налейте 2 мл. 20%-го раствора соляной кислоты, в другую – серной кислоты той же концентрации, в третью – концентрированного раствора азотной кислоты. Опустите в каждую из пробирок по кусочку алюминия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Почему в последнем случае не происходит химической реакции?

2.      Взаимодействие гидроксида  алюминия с кислотами и щелочами.  В две пробирки налейте по 1 мл. раствора сульфата или хлорида алюминия, затем с помощью пипетки добавляйте раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. В первую пробирку прилейте избыток раствора щелочи и встряхните, во вторую – избыток  раствора кислоты и встряхните. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

3.      Действие растворов солей алюминия на индикатор. Капните на отдельные лакмусовые бумажки с помощью пипетки растворы хлорида и сульфата алюминия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной формах.

Оформление работы

                          Ход работы оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

 После работы напишите вывод.

Контрольные вопросы:

1.      С какими веществами реагирует алюминий?

2.      Какую степень окисления имеет алюминий?

3.      Назовите известные вам сплавы алюминия?

Лабораторная работа № 5

Тема «Галогены и их свойства»

Цель: рассмотреть свойства важнейших соединений галогенов.  Изучить качественные реакции на галогенид-ионы.

Приборы и реактивы: 3 пробирки с веществами: хлорид калия, бромид калия, иодид калия, нитрат серебра.

Элементы VII группы главной подгруппы имеют общее название галогены, т.е. солеобразователи.

Большинство галогенидов являются ионными соединениями, легко растворимыми в воде (кроме галогенидов Ag⁺, Hg+, Cu+).

Галогениды неметаллов нерастворимы в воде, но легко гидролизуются с образованием соответствующей кислородной кислоты и галогеноводорода. Кроме степени окисления -1, галогены (за исключением фтора) образуют соединения с более высокими степенями окисления: хлор и йод могут иметь максимальную степень окисления +7, а бром +5.

Выполнение  работы:

В выданных пробирках находятся вещества: хлорид калия, бромид калия, и иодид калия. Определите, какое вещество в какой пробирке. Для определения в растворе хлорид-, бромид- и иодид- ионов и их различия используют реакцию с нитратом серебра. В результате реакции на хлорид-ионы выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра, сокращенное ионное уравнение реакции записывается так:

                                    Aq  +  Cl  =  AqCl

В результате реакции на бромид-ионы выпадает светло-желтый осадок:

                                     Aq  +  Br  =  AqBr

В результате  реакции на иодид-ионы выпадает желтый осадок:

                                     Aq  +  I  =  AqI

Оформление работы

Работу оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

Запишите соответствующие уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

                                   Контрольные вопросы:

1.      Что такое галогениды?

2.      Какие степени окисления могут иметь  соединения галогенов?

Лабораторная работа № 6

Тема «Физические и химические свойства одноосновных карбоновых кислот»

Цель: ознакомиться с физическими и химическими свойствами карбоновых кислот на примере уксусной кислоты, закрепить умения написания уравнений химических реакций, лежащих в основе данных опытов.

Приборы и реактивы:  пробирки,  раствор уксусной кислоты,  лакмус, щелочь, цинк в гранулах, оксид меди (II) кристаллический, сода или мел, держатель, спиртовка.

Предельными одноосновными карбоновыми кислотами называют органические соединения, содержащие карбоксильную группу – СООН, связанную с алкильным радикалом.

Карбоновые кислоты взаимодействуют с активными металлами с выделением водорода, с основными оксидами, с основаниями.  Кроме того, карбоновые кислоты обладают рядом специфических свойств. Прежде всего, это образование многочисленных производных и реакции по углеводородному радикалу.

Выполнение работы

1.      Прилейте в 4 пробирки по 2 мл выданного раствора уксусной кислоты. Осторожно понюхайте этот раствор. Что ощущаете? Вспомните, как используется уксусная кислота в домашних условиях?

2.      В пробирку добавьте несколько капель лакмуса. Что наблюдаете? Затем нейтрализуйте кислоту избытком щелочи. Что наблюдаете?

3.      В три оставшиеся пробирки добавьте: в первую – гранулу цинка, во вторую – несколько крупинок оксида меди (II) и подогрейте её, в третью кусочек мела или соды. Что наблюдаете?

Оформление работы

Ход работы оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

В таблице указать  уравнения всех реакций, лежащих в основе     данных опытов.

Контрольные вопросы

1.      Какова общая формула  карбоновых кислот?

2.      Какими физическими свойствами наделены карбоновые кислоты?

3.      С какими веществами могут реагировать карбоновые кислоты?

Лабораторная работа № 7

Тема «Свойства моносахаридов и полисахаридов»

Цель: ознакомиться с химическими свойствами углеводов на примере глюкозы, сахарозы и крахмала.

Приборы и реактивы:  щелочь,  р-р медного купороса, р-р глюкозы, аммиачный р-р оксида серебра, спиртовка, р-р сахарозы, крахмал, вода холодная, вода горячая.

Углеводы делятся на две группы: простые (или простые сахара) и сложные  (или сложные  сахара).

Простыми углеводами (моносахаридами) называют такие углеводы, которые не способны гидролизоваться. Моносахариды подразделяются на альдозы и кетозы, в зависимости от наличия в их структуре альдегидной или кетонной группы. По числу углеродных атомов монозы делятся на тетрозы (4), пентозы (5), гексозы(6) и т.д., могут содержать от трёх до десяти атомов углерода.

Сложными углеводами называются такие углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов. К ним относятся олигосахариды и полисахариды. Олигосахариды при гидролизе дают несколько молекул моносахаридов, полисахариды – множество таких молекул. Одними из наиболее распространённых моносахаридов являются глюкоза и фруктоза, которые имеют молекулярную формулу С₆ Н₁₂ О₆. Наибольшее значение из дисахаридов (относящихся к олигосахаридам) имеет сахароза – свекловичный  или тростниковый сахар С₁₂ Н₂₂ О₁₁, из полисахаридов – крахмал и клетчатка (целлюлоза). Их состав можно изобразить формулой (С₆ Н₁₀ О₅)_n.

Выполнение работы

Свойства глюкозы:

1.      В пробирку с 3-4 каплями раствора медного купороса прилейте 2-3 мл. раствора щелочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирку 3 мл. раствора глюкозы и смесь взболтайте. Что наблюдаете?

2.      Нагрейте содержимое пробирки. Что наблюдаете?

3.      К 3 мл. аммиачного раствора оксида серебра добавьте 2 мл. раствора глюкозы и нагрейте смесь на пламени спиртовки. Что наблюдаете? О чем говорят данные опыта? Напишите уравнения реакций.

Свойства сахарозы:

1.      В пробирку с 3-4 каплями раствора медного купороса прилейте 2-3 мл. раствора щелочи. Что наблюдаете? Затем добавьте в пробирку 3 мл. раствора сахарозы и взболтайте. Что наблюдаете?

2.      К раствору сахарозы в стаканчике добавьте небольшими порциями известковое молоко, постоянно помешивая жидкость. Что наблюдаете? Почему?

Свойства крахмала:

1.      В пробирку насыпьте немного крахмала (порошок). Прилейте воды, взболтайте смесь. Что можно сказать о растворимости его в воде?

2.      Вылейте взвесь крахмала в воде в стаканчик с горячей водой и прокипятите его. Что наблюдаете?

3.      В пробирку с 2-3 мл. полученного крахмального клейстера добавьте каплю  спиртового раствора йода. Что наблюдаете?

Оформление работы

Ход работы оформить в таблице:

Что делали?	Что наблюдали?

В таблице указать  уравнения всех реакций, лежащих в основе     данных опытов.

Контрольные вопросы:

1.      Какие органические вещества относятся к углеводам? Откуда такое название?

2.      На какие группы делятся углеводы?

3.      Какова биологическая роль глюкозы?

Лабораторная работа № 8

Тема «Пластмассы и волокна»

Цель: ознакомиться с физическими и химическими свойствами пластмасс и волокон.

Приборы и реактивы: пластмассы, волокна различного происхождения, держатель, спиртовка, концентрированные  серная кислота и  азотная кислота, щелочь.

Пластмассы и волокна относят к высокомолекулярным соединениям, полимерам. Полимеры представляют собой соединения, макромолекулы которых построены из повторяющихся структурных звеньев, молекул определенного соединения, называемого мономером.

Выполнение работы

1.      Свойства пластмасс.

Вам предложены образцы двух пластмасс из следующего перечня: полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, фенопласт.

Название пластмассы	Физические свойства	Отношение к нагреванию	Характер горения
полиэтилен	Жирный на ощупь, в виде плёнки прозрачный, эластичный.	Размягчается, легко вытягивается в нити.	Горит ярким пламенем с запахом расплавленного парафина, продолжает гореть вне пламени.
Поливинилхлорид	Эластичный, в толстых слоях жёсткий. Может быть прозрачным и непрозрачным.	Размягчается и разлагается с выделением       хлороводорода	Горит коптящим пламенем, вне его гаснет
полистирол	Хрупкий, неэластичный, прозрачный, но может быть и непрозрачным	Размягчается, легко вытягивается в нити.	Горит коптящим пламенем, ощущается приятный запах стирола, горит вне пламени
Фенолформальдегидная смола	Непрозрачная, неэластичная, хрупкая	Не размягчается, разлагается	Загорается, при длительном пребывании смолы в пламени ощущается характерный запах фенола

2.      Свойства волокон.

Вам предложены образцы – нити и ткани – трех волокон из следующего списка: хлопок, шерсть, натуральный шёлк, вискозное волокно, ацетатное волокно, капрон. Пользуясь таблицей, определите, какие именно волокна  вам выданы.

Название	Характер горения	Отношение к кислотам и щелочам
		HNO3	H2 SO4	NaOH
Хлопок	Быстро сгорает, ощущается запах жженой бумаги, остается серый пепел	растворяется	растворяется	Набухает, но не растворяется
вискозное	То же	То же	Растворяется, раствор красно-коричневый	растворяется
Шерсть и шелк натуральный	Горит, ощутим запах паленого пера, образуется черный шарик	Желтое окрашивание	разрушается	растворяется
Ацетатное	Горит в пламени, вне пламени гаснет, спекается в шарик.	Растворяется, раствор бесцветный	растворяется	Желтеет и растворяется
Капрон	При нагревании размягчается, плавится, из расплава вытягиваются нити, горит с неприятным запахом	То же	Растворяется, раствор бесцветный	Не растворяется

Оформление работы

Пользуясь данными таблиц, определите вещества, сделайте вывод о свойствах  пластмасс и волокон.

Контрольные вопросы:

1.      В чем отличие синтетических и природных волокон?

2.      Какой реактив может показать разложение поливинилхлорида?

3.      Как называются полимеры, которые при повышении температуры не плавятся и не размягчаются?

Критерии оценок практических работ:

3 балла ставится в том случае, если выполнены все задания методических указаний, поставленная цель достигнута, имеется вывод о проделанной работе.

2 балла  ставится тогда, когда выполнены все задания, но с небольшими недочетами, поставленная цель достигнута,  имеется вывод о проделанной работе.

1 балл ставится в том случае, когда имеются недочеты, цель не совсем достигнута, нет вывода о проделанной работе или ставится тогда, когда не все задания выполнены,  или выполнены и во всех есть недочеты, нет вывода.

Критерии оценок лабораторных  работ:

3 балла ставится в том случае, если соблюдена техника безопасности при работе с оборудованием, выполнены все опыты, поставленная цель достигнута, имеется полный вывод о проделанной работе.

2 балла  ставится тогда, когда выполнены все опыты, но с небольшими недочетами, поставленная цель достигнута,  имеется вывод о проделанной работе.

1 балл  ставится в том случае, когда имеются нарушения в технике безопасности и  недочеты при выполнении работы, цель не совсем достигнута, нет написанных уравнений реакций,  нет вывода о проделанной работе или ставится тогда, когда не все задания выполнены,  или выполнены и во всех есть недочеты, имеются грубые нарушения техники выполнения опытов,  нет вывода.

Основные источники:

1.        Ерохин Ю.М. Химия для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник  для студ. учреждений СПО/ Ю.М. Ерохин, И.Б. Ковалева. – 5-е изд. Стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2018. -496 с.

Дополнительные источники:

1. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия для преподавателя: методическое пособие. – М., 2014.

Интернет – источники:

www. chem. msu. su (Электронная библиотека по химии).

www. enauki. ru (интернет-издание для учителей «Естественные науки»).

www. 1september. ru (методическая газета «Первое сентября»).

www. hvsh. ru (журнал «Химия в школе»).

www. hij. ru (журнал «Химия и жизнь»).

www. chemistry-chemists. com (электронный журнал «Химики и химия»).

Краткое описание документа:

Методические указания к лабораторным и практическим работам по химии предназначены для студентов 1 курса специальности 35.02.01 "Лесное и лесопарковое хозяйство"