HOÁ HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ
A. Dụng cụ thủy tinh
1. Nhóm d ụng cụ thủy tinh đa năng
a) Công dụng
Thường dùng để thực hiện các phản ứng hoá học.
b) Cách sử dụng
– Lượng hoá chất cho vào ống nghiệm chỉ nên chiếm từ 1/8 đến 1/4 thể tích ống nghiệm.
– Khi rót hoá chất độc và ăn da thì không được dùng
tay cầm ống nghiệm mà phải dùng kẹp ống nghiệm. Ống nghiệm – Nên kẹp ống nghiệm ở vị trí cách miệng ống
khoảng 1/5 chiều dài ống nghiệm.
– Muốn cho các chất rắn vào trong ống nghiệm mà không dính trên thành ống phải sử dụng ống nghiệm khô và sạch. Nên dùng một máng nhỏ bằng 1 mảnh giấy dài gấp đôi lại theo chiều dọc, cầm ống hơi nghiêng và luồn máng đến tận đáy ống nghiệm rồi đổ hoá chất vào, sau đó dựng ống nghiệm rồi đập nhẹ vào thành ống.
Cách trộn đều các hoá chất lỏng
– Muốn trộn đều các hoá chất lỏng đựng trong ống nghiệm, ta cầm miệng ống bằng các ngón tay trỏ và cái của bàn tay phải. Để ống hơi nghiêng và lắc bằng cách đập nhẹ phần dưới của ống vào ngón tay trỏ của bàn tay trái cho đến khi chất lỏng được trộn đều. Nếu lượng hoá chất chứa quá 1/2 ống phải dùng đũa thủy tinh khuấy nhẹ. Tuyệt đối không được dùng ngón tay bịt miệng ống nghiệm mà lắc.
– Khi đun nóng phải dùng kẹp gỗ để kẹp ống nghiệm. Chú ý để đáy ống nghiệm vào chỗ nóng nhất của ngọn lửa đèn cồn, tức là vị trí gần 2/3 của ngọn lửa kể từ dưới lên. Để tránh vỡ ống, lúc đầu lướt nhẹ toàn bộ ống trên ngọn lửa cho nóng đều, sau đó mới đun tập trung. Chú ý không được để đáy ống nghiệm chạm vào bấc đèn.
1.2. Phễu thủy tinh Ngọn lửa đèn cồn và cách đun nóng ống nghiệm
Phễu thủy tinh có nhiều loại khác nhau, nhiều kích thước khác nhau Phễu thường dùng để rót chất lỏng, để lọc … (a)
97
Phễu hình quả lê (phễu Brom) dùng để phân li hỗn hợp các chất lỏng không hòa tan vào nhau (b). Bảo quản phễu quả lê phải rất chú ý bộ phận khoá, vì rất dễ hỏng.
a) Công dụng: Dùng để lọc, để rót chất lỏng vào bình có miệng hẹp.
b) Cách sử dụng
– Đặt phễu trong vòng sắt, kẹp trên giá hoặc đặt trực tiếp lên các dụng cụ để đựng hoá chất lỏng như chai, lọ, ống nghiệm, bình cầu, bình tam giác…
– Khi rót chất lỏng vào phễu cần lưu ý không để chất lỏng bắn lên, không được đổ chất lỏng đầy phễu vì phễu dễ bị nghiêng làm chất lỏng tràn ra ngoài. Bề mặt chất lỏng cần cách miệng phễu ít nhất 1cm (xem hình dưới)
a) Cách gấp giấy lọc b) Cách lọc c) Phễu lọc
1.3. Cốc thủy tinh
Cốc có nhiều loại, nhiều kích cỡ (dung tích) khác nhau (từ 25ml – 2000ml). Chúng được dùng để đựng hoá chất hoặc thực hiện số phản ứng hoá học.
Cốc thủy tinh có loại chia độ, có loại không chia độ. Loại cốc có chia độ dễ dàng dùng để đong lấy một thể tích dung dịch nhất định.Nếu cần đun nóng lượng hoá chất trong cốc thủy tinh, phải đặt cốc trên lưới thép, rồi đun phí dưới. Khi đun xong phải để cốc trên kiềng, hoặc tấm gỗ, bìa khô để tránh bị vỡ cốc.
Không đun nóng trực tiếp trên ngọn lửa, không dùng cốc để cô cạn dung dịch.
1.4. Bình cầu
Bình cầu có nhiều loại như: đáy bằng, đáy tròn, có nhánh, đáy tròn cổ ngắn hoặc cổ dài, bình cầu cổ cong v.v…
Bình cầu đáy bằng dùng để pha chế dung dịch; Bình cầu đáy tròn dùng để thực hiện các phản ứng hoá học cần nhiệt độ hoặc sinh nhiệt v.v…
98
Cách sử dụng bình cầu để thực hiện các phản ứng phải kẹp chặt trên giá thí nghiệm, nếu đinh nóng nhất phải có lưới sắt đỡ, không trực tiếp để đèn cồn tiếp xúc trực tiếp với bình cầu.
1.5. Bình hình nón
Bình hình nón hay còn gọi là bình tam giác, nó có nhiều loại: cổ rộng, cổ hẹp, có nút nhám, có chia độ, v.v..
Bình hình nón chủ yếu dùng để hòa tan hoặc trộn các dung dịch hoá chất hoặc dùng để thực hiện các phản ứng hoá học có chất dễ bay hơi.
Cách dùng tương tự với cốc thủy tinh
Bình hình nón 1.6. Bình Kíp đơn giản
– Bình Kíp đơn giản là dụng cụ được sử dụng thay bình Kíp để điều chế chất khí từ chất rắn và chất lỏng. Ví dụ như điều chế khí hiđro, cacbon đioxit, axetilen… Ưu điểm nổi bật của dụng cụ là cấu tạo đơn giản, giá thành thấp, dễ tháo lắp, đảm bảo an toàn và tiết kiệm hoá chất.
a) Cấu tạo
– Bình tam giác thủy tinh có thành và đáy dày (1) dùng để chứa chất lỏng (như dung dịch axit loãng) và chất khí mới tạo thành (như hiđro).
– Phễu thủy tinh hình quả lê (2) dùng để rót chất lỏng vào bình (1) và chứa chất lỏng.
– Rổ nhựa (3) dùng để chứa chất rắn (kẽm viên).
– Nút cao su (4).
– Hệ thống ống dẫn khí bằng thủy tinh và cao su (5) có
kèm khoá K. Bình Kíp đơn giản
b) Cách sử dụng
Ví dụ: Điều chế khí hiđro từ kẽm viên và dung dịch axit clohiđric loãng.
* Chuẩn bị thí nghiệm
– Pha sẵn dung dịch clohiđric loãng, nồng độ khoảng 20%.
– Mở nút cao su (có kèm phễu quả lê và ống dẫn khí) ra, cho một ít hạt kẽm vào rổ nhựa (3). Sau đó, đậy chặt nút cao su vào miệng bình (1).
99
– Mở nút phễu (2) ra, rót dung dịch axit clohiđric loãng vào khoảng 2/3 phễu.
* Tiến hành thí nghiệm
Mở khoá K. Dung dịch axit clohiđric chứa trong phễu (2) chảy xuống bình (1) tác dụng với kẽm chứa trong rổ nhựa, tạo thành khí hiđro bay lên theo phương trình hoá học
2HCl + Zn → ZnCl2 + H2↑ Khí hiđro được dẫn ra ngoài qua ống dẫn khí (5).
Muốn phản ứng ngừng lại, ta đóng khoá K, lúc đầu phản ứng hoá học vẫn xảy ra, dẫn đến áp suất trong bình (1) ngày càng tăng và đẩy dần dung dịch clohiđric dâng lên trong phễu (2) cho đến khi axit không tiếp xúc được với kẽm chứa trong rổ nhựa (3) nữa thì phản ứng dừng lại. Muốn phản ứng tiếp tục, ta lại mở khoá K ra.
c) Lưu ý khi sử dụng
Cũng như bình Kíp, điều đặc biệt lưu ý trước khi đốt khí hiđro vừa mới được điều chế từ dụng cụ này, nhất thiết phải xem khí hiđro dẫn ra đã tinh khiết chưa. Nếu còn lẫn oxi của không khí có sẵn trong bình (1) sẽ có hỗn hợp nổ rất nguy hiểm. Cách làm cụ thể như sau:
Thu khí hiđro được dẫn ra từ bình (1) vào đầy một ống nghiệm. Dùng ngón tay bịt miệng ống nghiệm, đưa miệng ống đến sát gần ngọn lửa đèn cồn thì mở ngón tay ra. Nếu có tiếng nổ to thì phải lấy tiếp hiđro vào ống nghiệm khác và thử như trên cho tới khi không còn tiếng nổ nữa hoặc chỉ còn tiếng nổ nhỏ thì mới làm thí nghiệm được.
* Bảo quản: Khi không sử dụng dụng cụ sau một thời gian dài, cần rửa sạch để đảm bảo độ bền. Giữ cho các chi tiết thủy tinh vẫn trong suốt, các chi tiết cao su không bị lão hoá.
1.7. Bình điện phân dung dịch NaCl
Đây là bình điện phân dung dịch NaCl bão hòa để điều chế (không liên tục) một lượng nhỏ NaOH và Cl2trong phòng thí nghiệm, nhằm phục vụ thí nghiệm biểu diễn của GV trong quá trình giảng dạy hoá học tại nhà trường THCS và THPT.
a) Cấu tạo
Bình điện phân này gồm hai bộ phận chính:
1. Bình thủy tinh hình trụ có gắn:
– Cực thép (cực âm) K1.
– Cực than chì (cực dương) K2 và ống nghiệm treo trên giá chụp vào cực than chì,
chứa khí thoát ra (clo). Bình điện phân dung dịch NaCl Bình thủy tinh chứa dung dịch NaCl bão hòa.
100
2. Vách ngăn được lắp trong bình ngăn cách giữa hai cực và kẹp treo ống nghiệm.
b) Cách sử dụng
1. Đổ dung dịch NaCl bão hòa (lọc sạch) vào bình thủy tinh hình trụ và ống nghiệm chụp vào cực K2treo trên giá đỡ
2. Lắp đặt theo hệ thống hình vẽ 4. Nối cực than chì (amot) vào cực dương và điện cực thép (catot) vào cực âm của nguồn điện một chiều có hiệu điện thế từ 6 ÷ 12V.
3. Khi bột khí xuất hiện ở các cực cho thấy quá trình điện phân dung dịch NaCl đã xảy ra. Sau 5 ÷ 10 phút, nhỏ 5 ÷ 10 giọt dung dịch phenolphtalein vào bình bên ngăn có cực thép (catot) thấy xuất hiện màu hồng chứng tỏ đã có NaOH tạo ra. Để nhận biết khí clo, ta thấy khí thoát lên đẩy một phần cột nước trong ống nghiệm tụt xuống và ống nghiệm có màu vàng, chứng tỏ khí clo được giải phóng trong ống nghiệm (không thoát ra ngoài, tránh độc haijc ho người làm thí nghiệm).
* Bảo quản
1. Khi làm xong thí nghiệm cần rửa sạch cực thép cực than và vách ngăn.
2. Dụng cụ cần để nơi khô ráo, thường xuyên kiểm tra các cực và bảo quản màng ngăn khỏi bị rách.
1.8. Đèn cồn
a) Công dụng: Dùng để đun nóng hoá chất b) Cách sử dụng
– Không nên để cồn trong đèn gần khô kiệt vì khi cồn còn ít quá dễ tạo phản ứng nổ.
Không nên rót quá đầy cồn, rất nguy hiểm vì cồn rất dễ bắt lửa.
– Tuyệt đối không được châm đèn bằng cách lấy ngọn đèn cồn này châm vào ngọn đèn cồn kia vì làm như vậy cồn đổ ra sẽ bốc cháy.
– Dùng nắp đèn chụp vào ngọn đèn để tắt đèn, không được thổi bằng miệng
Cách đun bát sứ 1.9. Ống sinh hàn
Ống sinh hàn có 2 loại: ống sinh hàn ruột thẳng và ống sinh hàn xoắn ruột gà (còn gọi là ống sinh hàn ngược).
Ống sinh hàn thẳng (a) dùng để cất nước hay chất lỏng, phân li các chất lỏng hòa tan lẫn nhau, thu chất ngưng tụ…
Ống sinh hàn ngược (b) có tác dụng làm tăng bề mặt hơi ngưng tụ, làm lạnh…
101
Ống sinh hàn 1.10. Lọ thủy tinh
Lọ thủy tinh rất đa dạng, có loại miệng hẹp, có loại miệng rộng, nhiều loại dung tích khác nhau, nhiều loại có màu khác nhau, có nút nhám hoặc nút thường. Nhìn chung lọ miệng hẹp dùng để đựng chất lỏng, lọ miệng rộng dùng để đựng chất rắn.
Ngoài một số dụng cụ thủy tinh kể trên, trong phòng thí nghiệm còn nhiều dụng cụ thủy tinh chuyên dụng, đặc biệt khác phục vụ nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
1.11. Bình rửa khí Lọ thủy tinh
Bình rửa khí, bình làm khô khí có một số kiểu dáng khác nhau. Chúng được cấu tạo dựa vào nguyên tắc dùng các chất hấp thụ để giữ lại hơi nước, các khí
tạp khác trong quá trình điều chế một chất khí. Chất hấp thụ này thường là axit sunfuaric đặc, canxi clorua khan, kiềm đặc v.v. Khi sử dụng cần lưu ý cấu tạo, cách lắp ráp, cách sử dụng hoá chất cho thích hợp.