Работа в химической лаборатории. Маркировка опасных веществ. Наблюдение и эксперимент в химии

Лабораторное оборудование и химическая посуда

Работа в химической лаборатории неосведомленным людям иногда напоминает колдовство волшебника, а для других она ничем не отличается от обычных действий хозяйки на кухне. И действительно, химик в лаборатории — это все равно, что повар на кухне. Но химик орудует не обычной посудой, а специальной — химической — и смешивает не продукты питания, а химические реактивы.

Для того чтобы успешно справиться с выполнением химических экспериментов, необходимо четко знать, какое оборудование есть в химической лаборатории, какая посуда используется химиками и для чего она предназначена. Также необходимо уметь правильно выполнять простые химические действия.

На рисунке 14 изображено наиболее распространенное устройство в химической лаборатории — лабораторный штатив. На его стержне с помощью муфты крепятся кольца и держатели, в которых закрепляется химическая посуда. Таким образом на лабораторном штативе собираются самые разнообразные установки для опытов.

На рисунке 15 изображена химическая посуда, с которой работает каждый химик. Простые опыты проводят в пробирках — стеклянных трубках, запаянных с одного

конца. Если необходимо нагревание, пробирку закрепляют в пробиркодержателе. Для работы с растворами используют химические стаканы и колбы разной емкости.

Чтобы пробирки и колбы можно было нагревать, их делают из специального тонкого и термостойкого стекла.

Но такие тонкостенные сосуды можно легко разбить, поэтому обращаться с ними нужно намного осторожнее, чем с обычной кухонной посудой.

Для определения объемов жидкостей используют специальную измерительную посуду: мерный цилиндр, мерный стакан, мерную пипетку и мерную колбу.

Если необходимо отобрать небольшое количество порошкообразного вещества, пользуются шпателем.

Бывает так, что при хранении сыпучее вещество слежалось и превратилось в твердый ком. Чтобы снова превратить его в порошок, необходимо воспользоваться ступкой — толстостенной керамической чашей с шероховатой внутренней поверхностью. Небольшой кусочек твердого вещества помещается на дно ступки и круговыми движениями растирается пестиком о внутренние стенки (рис. 16).

Для работы при высоких температурах используют фарфоровую посуду. Фарфоровая чашка — это тонкостенная керамическая емкость, предназначенная для выпаривания жидкостей. Ее можно нагреть и не бояться, что она треснет. Если же необходимо очень сильно нагревать вещество в закрытом сосуде, используют фарфоровый тигель. Его можно нагреть в специальных печах до температуры 1200 °С. Чтобы передвинуть горячие фарфоровую чашку или фарфоровый тигель, используют тигельные щипцы.

Нагревательные приборы. Строение пламени

Многие химические опыты требуют нагревания. В химических лабораториях чаще всего используют газовые горелки (рис. 17, с. 22). В них горит природный газ, который смешивается с воздухом в специальной камере. Обычно газ, смешанный с достаточным количеством воздуха, сгорает голубоватым несветящимся пламенем, температура которого может достигать 1500 °С. Если воздуха недостаточно,

то пламя горелки становится ярко-желтым и коптит.

В школьных лабораториях чаще используют спиртовые горелки — спиртовки (рис. 18). В них горит этиловый спирт. Пламя спиртовки «холоднее», чем пламя газовой горелки, его температура не превышает 1200 °С. Иногда для нагревания используют спрессованное сухое горючее — «сухой спирт» (рис. 19). Его пламя еще «холоднее», и к тому же сильно коптит.

Если внимательно посмотреть на пламя, то можно заметить несколько зон, которые отличаются цветом, а следовательно, и температурой (рис. 20). Во внутренней, самой холодной, части пламени воздух только смешивается с газом или парами спирта, там еще не происходит горение. Средняя светящаяся часть пламени — зона неполного сгорания. Самой горячей является внешняя часть пламени — зона полного сгорания горючего, она почти бесцветная.

условиях опасность представляют химически активные, легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества.

Для предупреждения об опасности используют маркировку веществ специальными знаками (рис. 22). Их обычно изображают на этикетках и упаковках. Часто знаки дополняются правилами пользования веществом. Их обязательно следует прочитать и соблюдать.

Работа в химической лаборатории всегда связана с определенной опасностью, поэтому во время опытов необходимо очень осторожно обращаться с химическими реактивами и оборудованием.

Особенно осторожными нужно быть при работе с нагревательными приборами. Во избежание ожога при нагревании химической посуды, необходимо использовать специальные приспособления — держатели, щипцы. Помните, что горячая посуда внешне ничем не отличается от холодной! Кроме того, особые меры предосторожности нужно соблюдать при нагревании легковоспламеняющихся веществ.

При выполнении химических опытов очень важно соблюдать технику эксперимента. Это позволит получить верный результат и предотвратит возникновение ситуаций, опасных для здоровья. Внимательно изучите правила безопасности в химической лаборатории и соблюдайте их. Помните, что большинство аварий и пожаров в лабораториях и на производстве происходят тогда, когда пренебрегают этими простыми правилами.

Наблюдение и эксперимент в химии

Химия занимается поиском, накоплением и систематизацией знаний о веществах. Это невозможно без использования определенных методов познания, среди которых можно выделить наблюдение и эксперимент.

Первым методом познания окружающего мира было наблюдение тел, веществ или явлений. Наблюдение — это целенаправленное и сознательное восприятие объекта для получения знаний о его свойствах.

Наблюдение должно быть активным. Что это значит? Вспомните, как вы ехали в автобусе и смотрели в окно. Если спросить вас, что происходило между второй и третьей остановкой, то вы вряд ли дадите точный ответ. Можно ли сказать, что вы проводили наблюдения? Нет. Вы просто созерцали происходящее за окном. Если бы вы целенаправленно наблюдали, то легко ответили бы на вопрос.

Но возможности нашего организма для наблюдений не безграничны: мы не видим микроскопические объекты, электрический ток, ультрафиолетовое излучение и многое другое. Поэтому мы используем разнообразные приборы и устройства: микроскоп, вольтметр, линейку и др. Эти приборы как бы усиливают наши органы чувств.

Человек всегда задает вопросы: «Как?», «Почему?», «А что будет, если...?». Для ответов на эти вопросы одних наблюдений недостаточно. Мы можем бесконечно долго наблюдать за каплей воды, но узнаем только о способности воды испаряться. Мы не определим, что происходит с водой при высокой температуре, проводит ли она электрический ток. Для того чтобы это узнать,

необходимо провести эксперимент (от латин. ехрептеМит проба, опыт). Эксперимент является способом получения знаний и проверки истинности предположений.

Во время проведения экспериментов создаются определенные условия. Объекты исследования нагревают или охлаждают, помещают под пресс, смешивают с другими веществами или действуют на них электрическим током.

Эксперимент неразрывно связан с наблюдением, так как изменения, происходящие с объектом, необходимо наблюдать. Эксперимент должен иметь определенную цель и происходить по заранее составленному плану.

Эксперимент может быть реальным и воображаемым. Кстати, существование мельчайших частиц вещества — атомов — впервые было доказано античным философом Демокритом именно благодаря мысленному эксперименту. Описывая и сравнивая явления, которые мы наблюдали, можно выделить некоторые закономерности. Вы, конечно, замечали, что в горячей воде сахар растворяется быстрее, чем в холодной. Вы наблюдали, как ржавеют оставленные под дождем железные изделия. А серебро и золото не «боятся» воды. Подобные наблюдения подводят нас к выводу о том, что в горячей воде вещества растворяются быстрее, а металлы проявляют разную активность при взаимодействии с водой.

Для того чтобы объяснить полученные факты, мы строим предположения, или гипотезу (от греч. пуяотпеот.а — основание, предположение). Любая гипотеза должна быть подтверждена экспериментально. Доказанное предположение перестает быть гипотезой и становится теорией. Теория — это комплекс взглядов или мнений, который описывает, объясняет и предсказывает какие-либо явления. Теория может быть создана на основании ряда экспериментов. Но некоторые теории были выдвинуты на теоретической основе и лишь затем подтверждены фактами, как, например, самый важный в химии Периодический закон Д. И. Менделеева.

Во время учебы в школе и далее в своей жизни вам не раз придется наблюдать и экспериментировать. Большинство знаний о свойствах веществ, теории и законы были получены и открыты экспериментально. И вы также свои познания в химии будете получать или подтверждать, проводя эксперименты самостоятельно или наблюдая за действиями учителя.

Умение наблюдать и делать выводы, основываясь на своих наблюдениях, выдвигать гипотезы и отстаивать свои взгляды — важнейшие качества любого человека.

Выводы:

1. Для проведения химических экспериментов используют специальную посуду, приборы и приспособления. Каждое устройство используют по своему назначению с соблюдением соответствующих правил.

2. Для нагревания используют газовые горелки, спиртовки или сухое горючее. Газовые горелки позволяют нагревать предметы и вещества до большей температуры. При нагревании пробирку или другой объект, который нагревают, нужно держать в верхней части пламени, так как там самая высокая температура.

3. При работе в химической лаборатории нужно строго соблюдать правила безопасности, обращать внимание на предупреждающую маркировку на реактивах и предметах.

4. Для исследования веществ в первую очередь проводят наблюдения (невооруженным глазом либо с использованием специальных приборов). Основываясь на результатах опытов, формулируют гипотезы. Экспериментально доказанные гипотезы становятся основой законов и обобщаются в теории.

Контрольные вопросы

1. Из каких материалов чаще всего изготавливают химическую посуду?

2. Для чего предназначены: 1) пробирки; 2) колбы; 3) мерный цилиндр; 4) фарфоровая чашка; 5) ступка?

3. Назовите основные части лабораторного штатива.

4. Чем химическая посуда отличается от обычной стеклянной кухонной посуды?

5. Какое оборудование используют для нагревания в лаборатории? Какое нагревательное устройство дает наивысшую температуру пламени?

6. Какие части пламени имеют наибольшую и наименьшую температуру?

Задания для усвоения материала

1. Почему в пламени горелки пробирка может треснуть, если снаружи на ней есть капли воды?

2. Если в пламя газовой горелки внести тонкую медную проволоку, то ее кончик оплавится, а если внести большую медную пластинку, то она только нагреется. Как это можно объяснить? (Температура плавления меди составляет 1083 °С.)

3*. В кабинете химии очень важно соблюдать правила безопасности. Но их так тяжело выучить! Проявите изобретательность и творчество — сочините рассказ, стихотворение или сделайте рисунок, которые помогут вам и вашим друзьям легко запомнить эти правила.

І Правила безопасности при работе в кабинете химии.

Приемы работы с химическим оборудованием

Кабинет химии — это небольшая химическая лаборатория. В нем вы будете проводить множество опытов. Работа будет безопасной для вас и окружающих, если соблюдать простые правила.

1. Работу начинайте с изучения описания опытов и только с разрешения учителя. Выполняйте только те опыты, которые приведены в описании.

2. Перед работой наденьте защитный халат, а также перчатки и очки (если они нужны).

3. Во время работы поддерживайте чистоту и порядок на рабочем месте. После работы помойте использованную посуду и вымойте руки с мылом.

4. При выполнении работы не разговаривайте, не занимайтесь посторонними делами и не отвлекайте соседей.

5. Каждая емкость с реактивами обязательно должна иметь этикетку с названием или формулой реактива. Не используйте емкости с реактивами без этикетки.

6. Открыв банку с реактивом, не кладите пробку на стол боком, а кладите ее низом кверху.

7. Реактивы для опытов нужно брать только в количестве, предусмотренном в описании опыта. Излишки взятого реактива нельзя сливать (ссыпать) назад в сосуд, где он хранился, а нужно помещать

в специальную банку для отходов.

8. Никогда не берите реактивы руками, пользуйтесь для этого специальными ложечками, шпателями или пинцетами.

9. Наливая жидкости, емкость с реактивом берите так, чтобы этикетка была направлена вверх (рис. 23). Снимайте каплю с края горлышка емкости, так как жидкость будет стекать по стеклу и может испортить этикетку или повредить кожу рук. Набирать жидкость из емкости можно также при помощи пипетки.

10. Химические реактивы нельзя пробовать. Это касается даже тех веществ, которые в повседневной жизни употребляются в пищу (поваренная соль, сахар, уксус).

11. Если вы хотите проверить запах реактива, никогда не подносите емкость к лицу, а, удерживая ее на некотором расстоянии, взмахами руки направьте воздух над емкостью к себе (рис. 24).

12. Для нагревания растворов в пробирке пользуйтесь пробиркодержателем.

Внимательно следите за тем, чтобы отверстие пробирки было направлено в сторону от вас и окружающих, поскольку жидкость при перегревании может выплеснуться из пробирки.

13. Нагреваемая в пламени пробирка снаружи должна быть абсолютно сухой.

Во избежание перегревания, сначала равномерно прогрейте всю пробирку, перемещая ее в пламени вверх и вниз, а затем нагревайте ее содержимое снизу.

14. Не заглядывайте в пробирку, в которой нагревается жидкость. Не наклоняйтесь над емкостью, в которую наливают какую-либо жидкость, так как мелкие капельки могут попасть в глаза. Лучше надеть защитные очки.

15. Горячая посуда по внешнему виду не отличается от холодной. Прежде чем взять емкость рукой, убедитесь, что она остыла.

16. Во время работы с растворами кислот и щелочей следите за тем, чтобы они не попали на кожу и одежду. Если случайно прольете кислоту на руки, немедленно смойте ее водой и протрите руки разбавленным раствором соды. В случае попадания на кожу раствора щелочи, сразу же смойте его водой и протрите это место разбавленным раствором борной кислоты.

17. В случае попадания едких растворов в глаза необходимо немедленно промыть их под струей воды, наклонившись над раковиной.

18. Если вы разбили посуду с химическими реактивами, осколки нужно выбрасывать только в специальный бак для мусора.

Правила безопасности при работе в кабинете химии. Приемы обращения с лабораторной посудой, штативом и нагревательными приборами. Строение пламени

Оборудование: спиртовка, спички, лабораторный штатив, набор химической посуды.

1. Правила безопасности

Изучите правила безопасности при работе в кабинете химии (с. 28-29).

2. Ознакомление с лабораторной посудой

1. Рассмотрите выданную вам лабораторную посуду, вспомните название и назначение каждого предмета.

2. Назовите химическую посуду, которую используют для нагревания реактивов и для измерения объемов жидкостей.

3. Используя соответствующую посуду и реактивы, выполните следующие действия: в пробирку насыпьте шпателем небольшое количество соли, влейте в нее небольшое количество дистиллированной воды и слегка встряхивайте пробирку до полного растворения соли.

3. Работа с лабораторным штативом

Стержневой лабораторный штатив (рис. 14, с. 20) состоит из тяжелой подставки и вертикального стержня, к которому при помощи зажимов крепятся лапки и кольца. Штатив предназначен для собирания различных установок и закрепления приборов. При помощи

лапок на штативе крепятся пробирки, колбы, холодильники. На кольцо помещаются воронки, колбы и фарфоровые чашки.

1. Закрепите на стержне штатива кольцо. Кольцо используют для помещения на него предметов с неплоским дном. Закрепите на кольце воронку или фарфоровую чашку, как показано на рисунке 25а, б. Для некоторых экспериментов предметы в кольце можно закреплять другим способом (рис. 25е).

2. Положите на кольцо металлическую сетку, а на нее поставьте плоскодонную колбу, как показано на рисунке 26. Так можно нагревать колбу горелкой. Благодаря металлической сетке при нагревании пламя горелки не касается стенок колбы. Между пламенем и колбой возникает прослойка из горячего воздуха — так называемая воздушная баня. Это способствует более равномерному прогреванию стеклянной посуды. Керамическая посуда (фарфоровая чашка, фарфоровый тигель) более устойчива к нагреванию, поэтому ее устанавливают без сетки.

3. Закрепите лапку на штативе при помощи зажима. Закрепите в лапке штатива пробирку или колбу.

Пробирку нужно зажимать так, чтобы ее можно было провернуть с небольшим усилием. Сильно зажимать пробирку нельзя, поскольку она может лопнуть. Лучше всего при закреплении пробирки сначала сжать лапку пальцами, а потом завинтить на ней винт, пока он не перестанет свободно поворачиваться.

Пробирки и колбы зажимают в лапке около отверстия, но не очень близко к нему (рис. 27). Поворачивая зажим в муфте, можно по-разному ориентировать колбу в зависимости от необходимой конструкции устройства (рис. 28, с. 32).

4. Зарисуйте в тетради собранные вами устройства, подпишите детали на рисунках.

4. Строение лабораторной спиртовки

Спиртовка (рис. 18, с. 22) — это нагревательный прибор, который чаще всего используется в школе. Она состоит из толстостенного стеклянного резервуара, заполненного спиртом, и колпачка. В спирт погружается фитиль, изготовленный из витых нитей. Фитиль удерживается в отверстии резервуара специальной трубкой с диском. Иногда у спиртовки имеется специальная подставка из толстой проволоки.

Спирт пропитывает фитиль, поднимается по нему вверх и испаряется с его конца. Испарения спирта можно поджечь спичкой или лучиной (рис. 29). Ни в коем случае нельзя зажигать спиртовку от

пламени другой спиртовки, так как в этом случае спирт может пролиться и вспыхнуть! Для того чтобы погасить спиртовку, нужно надеть на нее колпачок, который перекрывает доступ воздуха. Дуть на пламя спиртовки нельзя!

Спиртовка должна быть заполнена спиртом не менее чем на две трети своего объема. Если пламя уменьшается, а фитиль начинает тлеть, нужно погасить спиртовку и долить спирт.

Если горящая спиртовка упала и разбилась, а разлившийся спирт продолжает гореть, пламя нужно потушить, накрыв плотной тканью или засыпав песком.

Зарисуйте в тетради спиртовку и подпишите ее составные части.

5. Строение пламени

1. Зажгите спиртовку (или сухое горючее, или свечу) спичкой. Для этого поднесите зажженную спичку к фитилю.

2. Рассмотрите пламя, найдите в нем разные зоны (рис. 20, ^ 23). В какой зоне температура самая высокая?

3. Зарисуйте строение пламени в тетради, обозначьте его зоны.

4. Внесите в пламя одновременно две лучины: одну — в нижнюю часть, другую — в верхнюю. В каком случае лучина загорелась быстрее? Почему?

5. Погасите спиртовку, накрыв ее колпачком.

6. Формулировка выводов

По результатам практической работы сделайте выводы.

При формулировке выводов используйте ответы на вопросы:

1. Какое вещество горит в спиртовке?

2. Горит ли в спиртовке фитиль и какова его роль?

3. Почему нельзя наклонять спиртовку при поджигании?

4. Почему нельзя поджигать спиртовку от другой, уже подожженной?

5. В какой части пламени необходимо помещать предмет, который нужно нагреть? Почему?

6. Почему нельзя дотрагиваться дном пробирки до фитиля спиртовки?

7. Для чего применяют муфту, зажим, кольцо?

8. Чем грозит слишком сильное и слишком слабое зажатие колбы в зажиме?

9. Почему при нагревании стеклянных емкостей горелкой необходимо использовать металлическую сетку?

Это материал учебника Химия 7 класс Григорович