Πειράματα με οξέα, βάσεις και άλατα.

Transcript

1 Πειράματα με οξέα, βάσεις και άλατα. Συμπληρωματικό υλικό Μαρίνα Στέλλα Υπεύθυνη ΕΚΦΕ

2 Επίδραση οξέος σε μέταλλο Φυσαλίδες H 2 Κροτούν αέριο (καίγεται με χαρακτηριστικό κρότο) Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 (g) HCl 4M + κομματάκια Zn σαπουνόνερο ΕΚΦΕ Σερρών

3 Η αντίδραση των οξέων με τα μέταλλα Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Pb, Η, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Σειρά δραστικότητας μετάλλων

4 Μπαλόνι υδρογόνου Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 (g) Το Η2 είναι ελαφρύτερο του αέρα και το μπαλόνι ανεβαίνει ψηλά HCl εμπορίου + κομματάκια Zn (τσίγκος) Καίγεται με χαρακτηριστικό κρότο ΕΚΦΕ Καρδίτσας

5 Επίδραση οξέος σε ανθρακικό άλας CO 2 NaHCO 3 + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g) Υλικά -1 μπαλόνι -ξίδι CH 3 COOH -μαγειρική σόδα NaHCO 3-1 μπουκάλι άδειο Οδηγίες -Πριν ξεκινήσετε, βεβαιωθείτε ότι έχετε τεντώσει το μπαλόνι για να καταστεί όσο το δυνατόν ευκολότερο να φουσκώσει. -Με ένα κουταλάκι βάζουμε τη μαγειρική σόδα μέσα στο μπαλόνι (3-4 κουταλιές) -Στο μπουκάλι ρίχνουμε αρκετό ξίδι -τοποθετούμε στο στόμιο του μπουκαλιού το μπαλόνι -αναποδογυρίζουμε σιγά σιγά το μπαλόνι, με αποτέλεσμα να πέφτει η σόδα μέσα στο μπουκάλι με το ξίδι

6 Επίδραση οξέος σε ανθρακικό άλας Ξύδι NaHCO 3 + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g) Μαγειρική σόδα Φυσαλίδες CO 2 ( βαρύ αέριο με αποτέλεσμα να σβήσει η φλόγα)

7 Ανίχνευση παραγόμενου CO 2 από την επίδραση οξέος σε ανθρακικό άλας NaHCO 3 + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g) Μαγειρική σόδα + ξύδι Το ασβεστόνερο θολώνει λόγω του παραγόμενου CaCO 3 Μαγειρική σόδα Διαυγές ασβεστόνερο Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 (s) +H 2 O

8 Πως βάζουμε ένα αυγό στο μπουκάλι! CaCO 3 + CH 3 COOH CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g) Ένα αυγό (το κέλυφός του αποτελείται από CaCO 3 ) 24 ώρες μέσα σε ξύδι Βάζουμε το αυγό (που έχει πλαστικοποιηθεί) στο στόμιο του μπουκαλιού και παρατηρούμε ότι κατεβαίνει σιγά σιγά και τελικά πέφτει μέσα στο μπουκάλι, λόγω ελάττωσης της πίεσης στο εσωτερικό του. Αναμμένο βαμβάκι

9 Οι δείκτες (ηλιανθίνη) Οι δείκτες αυτοί είτε είναι ουσίες που παρασκευάζονται εξολοκλήρου από τους χημικούς ή παραλαμβάνονται από εκχύλιση φυτών. Συνήθως στο χημικό εργαστήριο ο όρος «δείκτες» αναφέρεται στα διαλύματά τους. Το χρώμα που παίρνει ένα διάλυμα μιας ουσίας αν προστεθούν σε αυτό μερικές σταγόνες δείκτη είναι ενδεικτικό για το αν η ουσία είναι οξύ ή βάση.

10 Οι βάσεις αλλάζουν το χρώμα των δεικτών Τα οξέα αλλάζουν το χρώμα των δεικτών Το μπλε της βρωμοθυμόλης Το βάμμα του ηλιοτροπίου + οξύ + οξύ Η ηλιανθίνη + οξύ

11 Ο δείκτης «κόκκινο λάχανο» Απιοντισμένο νερό Μπορείτε να φτιάξετε πεχαμετρικά χαρτιά διαβρέχοντας ένα κομμάτι στυπόχαρτο ή κοινό λευκό χαρτί κουζίνας με το εκχύλισμα του λάχανου και να το αφήσετε να στεγνώσει. Το χαρτί θα διατηρηθεί πολύ χρόνο και θα έχει όλες τις ιδιότητες του δείκτη. ΕΚΦΕ Καρδίτσας Χρωματική κλίμακα

12 Φτιάχνω τον δικό μου δείκτη και phμετρικό χαρτί Προσθέτουμε λίγο οινόπνευμα για να διατηρείται περισσότερο.

13 Οι βάσεις αλλάζουν το χρώμα των δεικτών Ο δείκτης Φαινολοφθαλεΐνη Το μπλε της βρωμοθυμόλης ph < 8,2 8,2 < ph < 10 + βάση + βάση

14 Το μαγικό μελάνι! Εμποτισμένη με δείκτη Φαινολοφθαλεΐνη Ψεκάζουμε με διάλυμα βάσης (πχ. Καθαριστικό για τα τζάμια με αμμωνία) και χρωματίζεται η λέξη.

15 Πρόταση σερβιρίσματος! Με δείκτη κόκκινο λάχανο «Κερνάμε» σε ρακοποτηράκια διάφορα άχρωμα υγρά και μετά περνάμε και συμπληρώνουμε με δείκτη. Μετρούν του ph με πεχαμετρικό χαρτί και εμποτισμένη μπατονέτα. Τα ταξινομούν από το μικρότερο ph στο μεγαλύτερο.

16 Κατασκευή και χρήση χρωματικής κλίμακας ph με δείκτη από κόκκινο λάχανο Φύλλο εργασίας ΕΚΦΕ Ν. Ιωνίας /Gymnasium_C/Stella-PH-RedGabage.pdf

17 Η εξουδετέρωση οξέος από βάση H + (aq) + OH - (aq) H 2 O(l)

18 Κάνε το νερό... κρασί και το κρασί... νερό! ΕΚΦΕ Σερρών

19 Σταδιακή ανάμιξη διαλυμάτων NaOH και HCl Σε αυτό το πείραμα προστίθεται σταδιακά ένα διάλυμα βάσης σε ένα διάλυμα οξέος. Το ph του διαλύματος παρακολουθείται με πεχαμετρικό χαρτί. Διαπιστώνεται ότι σε κάποια στιγμή το χρώμα του χαρτιού γίνεται ίδιο με το χρώμα του στο καθαρό νερό. Συνεπώς, το διάλυμα στο σημείο αυτό είναι ουδέτερο.

20 Πειράματα σε μικροκλίμακα Πειράματα σε μικροκλίμακα χαρακτηρίζονται αυτά που χρησιμοποιούν πολύ μικρές ποσότητες υλικών (1 ή 2 σταγόνες) και απλές συσκευές. Παρουσιάζουν τα εξής χαρακτηριστικά: είναι οικολογικά, περιορίζουν τα χημικά απόβλητα είναι οικονομικά, απαιτούν ελάχιστες ποσότητες υλικών είναι ασφαλή, περιορίζονται τα ατυχήματα από αδεξιότητες είναι σύντομα, εκτελούνται γρήγορα και δεν έχουν σχεδόν καθόλου πλυσίματα απαιτούν ελάχιστη προετοιμασία δεν απαιτούν τη χρήση του εργαστηρίου μπορεί να εκτελεστούν στην αίθουσα διδασκαλίας μπορεί να εκτελεστούν και ατομικά.

21 Αντικαταστούμε : τα 2,5,10ml διαλύματος με 1-2 σταγόνες τους γυάλινους δοκιμαστικούς σωλήνες με μια διαφάνεια τις γυάλινες ράβδους ανάδευσης με οδοντογλυφίδες Τα γυάλινα σταγονόμετρα με μικρά σταγονομετρικά μπουκαλάκια τις σπάτουλες με κατάλληλα κομμένα καλαμάκια το πλύσιμο με απλό σκούπισμα με χαρτί κουζίνας 50 ml διαλύματος αρκεί για να εργαστούν μετωπικά ομάδες μαθητών για αρκετά χρόνια.

22 Μέτρηση ph διαλυμάτων σε μικροκλίμακα 1. λευκό ξύδι διάλυμα άσπρου σαπουνιού διάλυμα καυστικού νατρίου 4. διάλυμα υδροχλωρίου 5. υγρό καθαριστικό τζαμιών (με αμμωνία) 6. νερό βρύσης άχρωμο διάλυμα αναψυκτικού διάλυμα κιτρικού οξέος (ή χυμός λεμονιού) 9. γάλα 10. ζαχαρόνερο Φύλλο εργασίας ΕΚΦΕ Ν. Ιωνίας

23 Πειράματα με οξέα, βάσεις και άλατα σε μικροκλίμακα Φυσαλίδες Η 2 Φυσαλίδες CO 2 Φύλλο εργασίας ΕΚΦΕ Ν. Ιωνίας

24 Ag(s) Τα οξέα δεν αντιδρούν με μέταλλα δεξιά του Η. Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Pb, Η, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Ο Cu σαν ισχυρότερο μέταλλο αντικαθιστά τον Ag στη χημική του ένωση.

25 Εξουδετέρωση σε μικροκλίμακα ph<7 ph=7 ph>7 Σε μια διαφάνεια ρίχνουμε διαδοχικά 1 σταγόνα μπλε της βρωμοθυμόλης 1 σταγόνα διαλύματος HCl και 1 σταγόνα διαλύματος NaOH Είναι λίγο δύσκολο να επιτευχθεί πλήρης εξουδετέρωση σε επίπεδο σταγόνας, όμως η μετάβαση από το ένα χρώμα στο άλλο είναι ορατή.

26 Εξουδετέρωση σε διηθητικό χαρτί 1 σταγόνα από κάθε διάλυμα στην αντίστοιχη περιοχή Με 1 σταγόνα δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης σε κάθε περιοχή 1. Διηθητικό χαρτί 2. Απιοντισμένο νερό 3. διάλυμα υδροχλωρίου διάλυμα καυστικού νατρίου Δείκτης μπλε της βρωμοθυμόλης

27 Τα άλατα σαν προϊόντα εξουδετέρωσης

28 πηγές Χημεία Γ Γυμνασίου,2007, Π. Θεοδωρακόπουλος, Π. Παπαθεοφάνους, Φ. Σιδέρη ΟΕΔΒ. Θαυμαστός Κόσμος της Χημείας Πειράματα Χημείας σε μικροκλίμακα, 2007, Α. Μαργαρίτης, Πειραματικό ΓΕΛ Ηρακλείου Kalogirou E, Nicas E (2010) Microscale chemistry: experiments for schools. Science in School 16: (27/03/2017)