8. Cấu trỳc luận văn
2.2.2. Một số hỡnh ảnh về dụng cụ thớ nghiệm
Cỏc hỡnh ảnh dưới đõy giới thiệu về một số dụng cụ thớ nghiệm thụng thường trong phũng thớ nghiệm húa học ở trường THPT.
Hỡnh 2.1. Ống nghiệm Hỡnh 2.2.Ống nghiệm 2 nhỏnh
31
Hỡnh 2.6. Đĩa thủy tinh Hỡnh 2.5. Cốc thủy tinh
Hỡnh 2.8. Đũa thủy tinh
Hỡnh 2.10. Kẹp sắt
Hỡnh 2.12. Nỳt cao su
Hỡnh 2.9. Kẹp gỗ Hỡnh 2.7. Chậu thủy tinh
32 Hỡnh 2.13. Ống dẫn khớ Hỡnh 2.14. Miếng kớnh mỏng Hỡnh 2.16. Bỡnh cầu 2 cổ đỏy trũn Hỡnh 2.15. Bỡnh cầu Hỡnh 2.17. Bỡnh cầu 3 cổ đỏy trũn Hỡnh 2.18. Bỡnh tam giỏc
33
Hỡnh 2.19. Phễu chiết húa chất Hỡnh 2.20. Phễu chiết thủy tinh cú khúa
Hỡnh 2.21. Lọ thủy tinh khụng màu
Hỡnh 2.22. Lọ thủy tinh cú màu
Hỡnh 2.23. Bộ hoàn lưu sinh hàn búng bỡnh cầu
34
2.2.3. Kĩ năng cơ bản để sử dụng đỳng, hiệu quả cỏc dụng cụ và húa chất thớ nghiệm
2.2.3.1. Sử dụng dụng cụ thớ nghiệm * Sử dụng dụng cụ thủy tinh
-Cần nhẹ nhàng, trỏnh làm va chạm mạnh.
-Khụng đun núng, rút nước núng vào cỏc dụng cụ thủy tinh cú thành dày. -Khi đun núng cần đun nhẹ, từ từ, đều rồi mới tập trung đun vào vị trớ cần thiết. Khi đun xong phải để nguội rồi mới thỏo khỏi giỏ, trỏnh để ngay xuống mặt bàn, khay cú nhiệt độ thấp hơn.
* Sử dụng đốn cồn
Hỡnh 2.26. Cõn húa chất
Hỡnh 2.28. Đốn cồn Hỡnh 2.27. Giỏ thớ nghiệm
35
-Khụng chõm lửa từ đốn này sang đốn khỏc (trỏnh làm đổ cồn gõy chỏy) -Khụng đổ cồn quỏ đầy hoặc để đốn bị khụ kiệt cồn.
-Khi muốn tắt đốn nờn lấy nắp đậy đốn lại, khụng nờn thổi tắt đốn.
2.2.3.2. Sử dụng húa chất thớ nghiệm
a. Một số quy định chung khi tiếp xỳc với húa chất
- Quy định thay thế: Loại bỏ cỏc chất hoặc cỏc quỏ trỡnh độc hại, nguy hiểm hoặc thay thế chỳng bằng thứ khỏc ớt nguy hiểm hơn hoặc khụng cũn nguy hiểm nữa. Khi tiến hành cỏc thớ nghiệm trong quỏ trỡnh dạy học cố gắng lựa chọn cỏc chất ớt độc hại, ớt gõy nguy hiểm vớ dụ thớ nghiệm brom tỏc dụng với nhụm cú thể thay thế bằng thớ nghiệm ớt độc hơn như iot tỏc dụng với nhụm. Hoặc loại bỏ cỏc chất gõy nguy hiểm thuỷ ngõn hoặc asen.
- Quy định khoảng cỏch: Trong dạy học cỏc thớ nghiệm độc hại hoặc dễ nổ gõy nguy hiểm phải được tiến hành trong tủ hốt hoặc cú tấm kớnh mica che
phớa HS, khoảng cỏch tiến hành cỏc thớ nghiệm khụng quỏ gần với HS.
- Quy định thụng giú: Sử dụng hệ thống thụng giú thớch hợp để di chuyển hoặc làm giảm nồng độ độc hại trong khụng khớ chẳng hạn như khúi, khớ, bụi, mự. Phũng thớ nghiệm, phũng kho hoỏ chất…cần phải thoỏng, cú hệ thụng hỳt giú, cú nhiều cửa ra vào.
- Quy định về trang bị phương tiện bảo vệ cỏ nhõn: cho HS nhằm ngăn ngừa việc hoỏ chất dõy vào người như: ỏo blu, kớnh bảo vệ mắt, găng tay, khẩu trang, ủng …
b. Một số quy định khi tiếp xỳc với một số loại húa chất cụ thể
* Húa chất là axit
-Phải làm việc trong tủ hỳt bất cứ khi nào đun núng axit hoặc thực hiện phản ứng với cỏc hơi axit tự do.
-Khi pha loóng, luụn phải cho axit vào nước trừ phi được dựng trực tiếp.
-Giữ để axit khụng bắn vào da hoặc mắt bằng cỏch đeo khẩu trang, găng tay và kớnh bảo vệ mắt. Nếu làm văng lờn da, lập tức rửa ngay bằng một lượng nước lớn.
-Luụn phải đọc kỹ nhón của chai đựng húa chất và tớnh chất của chỳng.
36
-Kiềm đặc cú thể làm chỏy da, mắt gõy hại nghiờm trọng cho hệ hụ hấp nờn khi tiếp xỳc với dung dịch kiềm đặc cần mang găng tay cao su, khẩu trang.
-Amoniac: là một chất lỏng và khớ rất ăn da, mang găng tay cao su, khẩu trang, thiết bị bảo vệ hệ thống hụ hấp. Hơi amoniac dễ chỏy, phản ứng mạnh với chất oxy hoỏ, halogen, axit mạnh.
-Kim loại Na, K, Li, Ca: phản ứng cực mạnh với nước, halogen, axit mạnh, tạo hơi ăn mũn khi chỏy. Cần mang dụng cụ bảo vệ da, mắt.
-Oxit canxi rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước, cần bảo vệ da mắt, đường hụ hấp do dễ nhiểm bụi oxit.
* Húa chất dễ chỏy nổ
Trong phũng thớ nghiệm cú húa chất dễ chỏy nổ phải quy định chặt chẽ chế độ dựng lửa, khu vực dựng lửa, cú bảng chỉ dẫn bằng chữ và ký hiệu cấm lửa để ở nơi dễ nhận thấy. Khi cần thiết phải sửa chữa cơ khớ, hàn điện hay hàn hơi phải cú biện phỏp làm việc an toàn.
Khụng dựng thiết bị, thựng chứa, chai, lọ hoặc đường ống bằng nhựa khụng chịu được nhiệt chứa húa chất dễ chỏy nổ. Khụng để cỏc húa chất dễ chỏy nổ cựng chỗ với cỏc húa chất duy trỡ sự chỏy. Khi đun núng cỏc chất lỏng dễ chỏy khụng dựng ngọn lửa trực tiếp, mức chất lỏng trong nồi phải cao hơn mức hơi đốt bờn ngoài.
Trong quỏ trỡnh sản xuất, sử dụng húa chất dễ chỏy nổ phải bảo đảm yờu cầu vệ sinh an toàn lao động. Phải cú ống dẫn nước, hệ thống thoỏt nước, trỏnh sự ứ đọng cỏc loại húa chất dễ chỏy nổ...
* Húa chất ăn mũn
Cỏc thiết bị, đường ống chứa húa chất dễ ăn mũn phải được làm bằng vật liệu thớch hợp, phải đảm bảo kớn. Tại nơi làm việc cú húa chất ăn mũn phải cú vũi nước, bể chứa dung dịch natri bicacbonat (NaHCO3) nồng độ 0,3%, dung dịch axit axetic nồng độ 0,3% hoặc cỏc chất khỏc cú tỏc dụng cấp cứu kịp thời tại chỗ khi xảy ra tai nạn. Tất cả cỏc chất thải đều phải được xử lý khụng cũn tỏc dụng ăn mũn trước khi đưa vào hệ thống thoỏt nước chung.
37
Khi tiếp xỳc với húa chất độc, phải cú mặt nạ phũng độc tuõn theo những quy định sau: Phải chứa chất khử độc tương xứng; Chỉ được dựng loại mặt nạ lọc khớ độc khi nồng độ hơi khớ khụng vượt quỏ 2% và nồng độ ụxy khụng dưới 15%; Đối với cacbua oxit (CO) và những hỗn hợp cú nồng độ CO cao phải dựng loại mặt nạ lọc khớ đặc biệt.
Cấm hỳt dung dịch húa chất độc bằng miệng. Khụng được cầm nắm trực tiếp húa chất độc. Cỏc thiết bị chứa húa chất độc dễ bay hơi, phải thật kớn và nếu khụng do quy trỡnh sản xuất bắt buộc thỡ khụng được đặt cựng chỗ với bộ phận khỏc khụng cú húa chất độc v.v..
2.2.4.Hướng dẫn thực hành cỏc TN
Cỏc TN được chỳng tụi trỡnh bày theo cỏc bài học với cỏc nội dung sau: - Dụng cụ và húa chất.
- Cỏch tiến hành TN.
- Hiện tượng, giải thớch và phương trỡnh húa học.
- Những lưu ý gồm: Điều kiện để TN thành cụng, an toàn, tiết kiệm hoỏ chất, những đề xuất cải tiến dụng cụ TN, cỏch tiến hành một số TN phự hợp với điều kiện thực tế phổ thụng về cơ sở vật chất.
Với những TN đơn giản cú thể cho HS tự tiến hành chỳng tụi trỡnh bày theo cỏch tiến hành với lượng nhỏ hoỏ chất. Với những TN GV biểu diễn được tiến hành với dụng cụ, hoỏ chất đủ để HS cả lớp cú thể quan sỏt rừ hiện tượng xảy ra.
Khi giảng dạy cỏc thớ nghiệm cú thể kết hợp với việc sử dụng cỏc phiếu học tập.
Dưới đõy là một số TN cụ thể :
Thớ nghiệm 1: Điều chế nitơ trong phũng thớ nghiệm
* Dụng cụ và húa chất
-Dụng cụ: Ống nghiệm, nỳt cao su thường, nỳt cao su cú ống dẫn khớ xuyờn qua, ống nghiệm, giỏ đỡ, chậu thủy tinh, ống hỳt nhỏ giọt, đốn cồn, diờm.
38
-Húa chất: Dung dịch NH4Cl bóo hũa, dung dịch NaNO2 bóo hoà, nước cất.
*Cỏch tiến hànhTN
- Kẹp ống nghiệm cố định vào lờn giỏ đỡ rồi dựng ống hỳt lấy 10 ml dung dịch NH4Cl và lấy 10ml dung dịch NaNO2 cho vào ụng nghiệm sau đú nắp kớn miệng ống nghiệm bằng nỳt cao su cú ống dẫn khớ.
- Cho nước cất vào chậu thủy tinh, mỳc đầy nước vào ống nghiệm rồi ỳp ngược xuống chậu nước.
- Cho đầu cũn lại của ống dẫn khớ vào trong ống nghiệm đó mỳc đầy nước. -Dựng đốn cồn đun núng nhẹ ống nghiệm chứa dung dịch cỏc chất phản ứng và quan sỏt hiện tượng đến khi nước trong ống nghiệm ỳp ngược bị đẩy hết ra chậu thủy tinh thỡ rỳt ống dẫn khớ ra khỏi ống nghiệm và đậy kớn ống nghiệm bằng nỳt cao su.
*Hiện tượng và giải thớch
- Khi cho dung dịch NaNO2 vào dung dịch NH4Cl và đun núng thỡ cú khớ khụng màu thoỏt ra là N2.
PTHH: NH4Cl + NaNO2 to N2↑ + NaCl + 2 H2O
- Khớ N2 theo ống dẫn khớ đi vào ống nghiệm ỳp ngược chứa đầy nước, do khớ N2 tan ớt trong nước nờn đó dần chiếm chỗ của nước trong ống nghiệm, đẩy nước ra ngoài chậu thủy tinh.
* Lưu ý:
- Cú thể thay thế bỡnh cầu 2 cổ bằng bỡnh Wurzt.
- Cú thể thực hiện thớ nghiệm điều chế một lượng nhỏ N2 bằng cỏch đun núng nhẹ dung dịch bóo hũa NH4NO2
Thớ nghiệm 2: Tớnh tan của amoniac trong nước
*Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Chậu thủy tinh, bỡnh thủy tinh trong suốt, nỳt cao su cú ống thủy tinh vuốt nhọn xuyờn qua, giỏ đỡ.
39
* Cỏch tiến hànhTN
-Nạp đầy khớ amoniac vào bỡnh thủy tinh trong suốt, đậy bỡnh bằng nỳt cao su cú ống vuốt nhọn xuyờn qua.
-Nhỳng đầu ống thủy tinh vào chậu nước cú pha sẵn dung dịch phenolphtalein.
* Hiện tượng và giải thớch
-Sau khi nhỳng một lỏt thỡ nước trong chậu phun vào trong bỡnh qua ống thủy tinh, dung dịch trong bỡnh cú màu hồng.
-Do amoniac tan nhiều trong nước (ở điều kiện thường, 1 lớt nước hũa tan được khoảng 800 lớt khớ amoniac) nờn làm giảm ỏp suất trong bỡnh do đú nước ở ngoài chậu thủy tinh bị hỳt vào trong bỡnh. Dung dịch ở trong bỡnh là dung dịch amoniac cú pH ≥ 8,3 nờn làm phenolphtalein chuyển thành màu hồng.
* Lưu ý:
-Nờn dựng ống vuốt nhọn ngắn thỡ nước sẽ phun vào bỡnh nhanh hơn, nếu dựng ống vuốt nhọn dài thỡ cần dựng thờm 1 cụng tơ hỳt sẵn một ớt nước làm mồi để bơm vào bỡnh.
Thớ nghiệm 3 : Khớ ammoniac tỏc dụng với khớ hiđroclorua
Hỡnh 2.29. Thớ nghiệm về tớnh tan nhiều của NH3 trong nước
40
* Dụng cụ và húa chất
- Lọ đựng dung dịch NH3 đậm đặc và lọ đựng dung dịch HCl đậm đặc.
*Cỏch tiến hànhTN
- Để 2 lọ húa chất ở cạnh nhau đồng thời mở lắp đậy của 2 lọ
*Hiện tượng và giải thớch
- Cú “khúi” trắng bay lờn ở phớa trờn của 2 lọ húa chất, do khớ HCl và NH3 dễ bay hơi và phản ứng với nhau tạo thành cỏc tinh thể nhỏ của NH4Cl cú màu trắng.
PTHH: NH3 (K) + HCl(k) → NH4Cl
* Lưu ý:
- Nờn đưa lọ đựng NH3 và HCl vào trong buồng kớnh rồi mới mở lắp đậy để trỏnh gõy độc hại cho người làm thớ nghiệm vỡ những chất này bay hơi rất mạnh.
-Cú thể thực hiện thớ nghiệm này bằng cỏch lấy 2 đũa thủy tinh nhỳng vào 2 dung dịch rồi lấy đũa ra để cạnh nhau.
Thớ nghiệm 7: Điờu chế amoniac trong phũng thớ nghiệm
* Dụng cụ và húa chất
- Dụng cụ: Giỏ đỡ, 2 ống nghiệm, ống dẫn khớ, nỳt cao su, bụng, đốn cồn, diờm, thỡa lấy húa chất.
Hỡnh 2.30. Thớ nghiệm về khớ NH3 tỏc dụng với khớ HCl
41 - Húa chất: Muối NH4Cl(r), Ca(OH)2(r).
*Cỏch tiến hànhTN
- Dựng thỡa lấy một thỡa NH4Cl và một thỡa Ca(OH)2 cho vào ống nghiệm thứ nhất, trộn đều, đậy ống nghiệm bằng nỳt cao su cú ống dẫn khớ xuyờn qua rồi nắp nằm ngang lờn giỏ, miệng hơi hướng xuống dưới.
-Dựng ống nghiệm thứ hai nỳt bụng, nắp lờn giỏ, ỳp xuống nối với ống dẫn khớ từ ống nghiệm thứ nhất để thu khớ NH3. .
-Dựng đốn cồn đun núng ống nghiệm thứ nhất.
Hỡnh 2.31. Điều chế khớ amoniac trong phũng thớ nghiệm
* Hiện tượng và giải thớch
- Khi đun thỡ thấy cú khớ thoỏt ra từ ống nghiệm thứ nhất theo ống dẫn khớ vào ống nghiệm thứ hai, khớ NH3 thu được nhẹ hơn khụng khớ nờn được thu vào ống nghiệm thứ hai bằng phương phỏp đẩy khụng khớ.
PTHH: 2NH4Cl + Ca(OH)2 to CaCl2 + 2 NH3↑ + 2 H2O
* Lưu ý:
-Để chứng minh khớ thu được là NH3 đồng thời xỏc định được thời điểm khớ thu được đó đầy ống nghiệm để dừng lại thỡ khi nỳt bụng vào ống nghiệm 2 cần lấy một mẩu giấy quỡ tớm ẩm kẹp vào ngay miệng ống nghiệm, khi nào thấy giấy quỡ ẩm chuyển sang màu xanh thỡ ống nghiệm đó đầy khớ NH3. - Khớ NH3 bay ra từ ống nghiệm thứ nhất cú lẫn hơi nước nờn để loại bỏ hơi nước ta cú thể dựng một ống dẫn khớ cú bầu chứa bột CaO.
42
Thớ nghiệm 9: Sự phõn hủy của NH4Cl
* Dụng cụ và húa chất
-Dụng cụ: Ống nghiệm, giỏ đỡ, đốn cồn, diờm, tấm kớnh nhỏ, thỡa lấy húa chất
-Húa chất: Muối NH4Cl tinh thể
*Cỏch tiến hànhTN
- Dựng thỡa lấy húa chất lấy 1 thỡa NH4Cl cho vào ống nghiệm rồi kẹp ống nghiệm lờn giỏ đỡ sau đú dựng tấm kớnh nhỏ đặt lờn miệng ống nghiệm. - Dựng đốn cồn đun ở phớa dưới ống nghiệm
Hỡnh 2.32. Sự phõn hủy của NH4Cl
*Hiện tượng và giải thớch
- Sau khi đun một thời gian thỡ thấy ở phớa dưới tấm kớnh xuất hiện cỏc tinh thể mầu trắng do khi đun núng NH4Cl bị phõn hủy:
PTHH: NH4Cl(R) to NH3(K) + HCl(K)
Khớ NH3 và HCl bay lờn miệng ống nghiệm gặp nhiệt độ thấp hơn đó kết hợp với nhau tạo tinh thể NH4Cl màu trắng
* Chỳ ý:
- Thớ nghiệm này cũng chứng minh hiện tượng thăng hoa húa học của NH4Cl
Thớ nghiệm 10 : Axit nitric tỏc dụng với đồng
* Dụng cụ và húa chất
-Dụng cụ: Bỡnh tam giỏc, pipet,
43
*Cỏch tiến hànhTN
- Dựng pipet lấy 5ml dung dịch HNO3 đặc cho vào bỡnh tam giỏc rồi cho một mảnh đồng vụn vào bỡnh và quan sỏt hiện tượng
*Hiện tượng và giải thớch
-Mảnh đồng tan, tạo dung dịch màu xanh lam và cú khớ màu nõu thoỏt ra do HNO3 cú tớnh oxi húa mạnh đó oxi húa Cu thành Cu2+( tan và cú màu xanh) đồng thời giải phúng ra khớ NO2 (cú màu nõu).
PTHH:
0 5 2 4
3 3 2 2 2
Cu 4HNO (đặ c) Cu(NO ) 2NO 2H O
* Lưu ý:
-Khớ NO2 độc hại và thoỏt ra rất mạnh nờn thớ nghiệm cần thực hiện trong tủ hốt cú hệ thống hỳt và xử lớ khớ NO2.
- Nếu khụng cú buồng kớnh thỡ nờn sử dụng mẩu đồng thật nhỏ và dựng nỳt bụng cú tẩm dung dịch kiềm đặc làm nỳt bỡnh tam giỏc để ngăn khụng cho NO2 thoỏt ra ngoài mụi trường.
- Sau khi kết thỳc thớ nghiệm nờn ngõm bỡnh đựng húa chất vào chậu đựng nước vụi để trung hũa hết axit trong bỡnh.
Hỡnh 2.33. Phản ứng của đồng với axit HNO3 đặc
44
Thớ nghiệm 13 : Điều chế axit nitric trong phũng thớ nghiệm
* Dụng cụ và húa chất
-Dụng cụ: Một bỡnh cầu thủy tinh cổ cao, một bỡnh cầu thủy tinh cú cổ cong nhỏ, ống hỳt nhỏ giọt, thỡa lấy húa chất, chậu thuỷ tinh, giỏ đỡ, đốn cồn, diờm.
-Húa chất: NaNO3(r), axit H2SO4 đặc, nước đỏ.
*Cỏch tiến hànhTN
-Cho nước đỏ vào chậu thủy tinh rồi cho nghiờng bỡnh cầu thủy tinh cổ cao vào chậu nước đỏ.
-Nắp bỡnh cầu thủy tinh cú cổ cong nhỏ lờn giỏ đỡ xuyờn vào trong cổ của bỡnh cổ cao.
-Mở nắp của bỡnh thủy tinh cổ cong rồi lấy một thỡa NaNO3(r) cho vào bỡnh cầu, dựng ống hỳt nhỏ giọt lấy dung dịch H2SO4 đặc cho vào bỡnh cầu đến khi axit ngập NaNO3 thỡ dừng lại và đậy nắp cho húa chất của bỡnh cầu cổ