практическая работа 1, страница 24 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

Практическая работа 1. Знакомство с химической лабораторией. Разделение смесей

Цель работы: познакомиться с простейшим оборудованием для проведения лабораторных опытов, его назначением и устройством, правилами работы с ним; освоить на практике способы разделения смесей.

Простейшее лабораторное оборудование

Лабораторный штатив (рис. 17) и штатив для пробирок (рис. 18) предназначены для закрепления химической посуды и оборудования при выполнении опытов.

Спиртовка (рис. 19) — нагревательный прибор, дающий тепло за счет горения спирта. Она предназначена для нагревания веществ или материалов при проведении опытов. Спиртовка состоит из стеклянного резервуара, металлической трубочки с диском, фитиля и колпачка.

Запомните! Спиртовку можно зажигать только спичкой (рис. 20). Использовать для этого пламя зажигалки или другой спиртовки строго запрещено, так как это может привести к пожару. Для гашения спиртовки ни в коем случае нельзя задувать пламя. Гасят пламя, быстро накрыв его колпачком.

Зажгите спиртовку, а затем погасите пламя при помощи колпачка.

Химическая посуда

Посуда общего пользования — химические стаканы, пробирки, колбы (коническая, плоскодонная и круглодонная), стеклянные трубки, шпатели и палочки, пробки с газоотводными трубками, фарфоровые чашки, стеклянные воронки.

Измерительная посуда предназначена для измерения объемов жидкостей. К этой посуде относятся: мензурки, мерные цилиндры, мерные стаканы, мерные колбы. На их внешних стенках нанесены деления, каждому из которых соответствует определенный объем $(см^3)$.

С образцами химической посуды вы можете познакомиться на форзаце 1 данного учебного пособия.

Задание. Налейте в пробирку из химического стакана немного воды (примерно на $\frac{1}{3}$ объема). С помощью специального держателя внесите пробирку в наклонном положении в верхнюю часть пламени спиртовки. При этом отверстие пробирки обязательно направьте в сторону от себя и от других учащихся! В течение примерно 5 с равномерно прогревайте пробирку по всей длине, а затем нагрейте только ее нижнюю часть до начала кипения воды (рис. 21). Не заглядывайте в пробирку с кипящей водой и не наклоняйтесь над ней!

Разделение неоднородной смеси

В химический стакан со смесью соли и песка налейте воду, объем которой примерно равен $\frac{1}{3}$ объема стакана. Тщательно размешайте его содержимое стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Что вы наблюдаете?

Отстаивание смеси

Извлеките стеклянную палочку из стакана и оставьте его постоять 2–3 мин. Какие изменения произошли в стакане? Запишите свои наблюдения.

Фильтрование

1) Приготовьте бумажный фильтр. Для этого кружок фильтровальной бумаги сложите вчетверо, как показано на рисунке 22. Высота фильтра должна быть такой, чтобы его верхний край был примерно на 0,5 см ниже края воронки для фильтрования.

2) Вставьте фильтр в воронку. Для того чтобы он плотно прилегал к внутренней поверхности воронки, равномерно смочите его небольшим количеством воды. Для этого можно использовать стеклянную трубочку.

3) Воронку с фильтром поместите в кольцо штатива. Снизу под воронкой поставьте пустой стакан так, чтобы его стенка касалась трубки воронки (см. рис. 11). Содержимое стакана со смесью воды, песка и соли осторожно, небольшими порциями сливайте по стеклянной палочке на фильтр. Что при этом происходит? Прозрачная жидкость, которая проходит через фильтр, называется фильтратом. Он представляет собой раствор соли в воде.

Выпаривание

1) Для выделения соли из фильтрата небольшой его объем поместите в фарфоровую чашку.

2) Чашку с фильтратом вставьте в кольцо штатива и осторожно нагревайте на пламени спиртовки так, чтобы жидкость из чашки испарялась без кипения. Что образовалось на дне чашки после испарения всей жидкости? Что представляет собой этот белый порошок? Чем он отличается от исходной смеси соли и песка?

Составление отчета о проделанной работе

Перечислите способы, которые вы использовали для разделения смеси соли и песка. Сделайте рисунки, запишите результаты работы. Сформулируйте выводы.

Разделение неоднородной смеси

При добавлении воды в смесь соли и песка и последующем размешивании происходит следующее: поваренная соль (хлорид натрия, $NaCl$) хорошо растворяется в воде, образуя прозрачный солевой раствор. Песок, состоящий в основном из диоксида кремния ($SiO_2$), в воде не растворяется. В результате образуется гетерогенная (неоднородная) система, состоящая из твердых частиц песка, взвешенных в солевом растворе.

Ответ: Наблюдается растворение соли в воде и образование мутной взвеси, так как песок не растворяется.

Отстаивание смеси

После того как стакан оставили постоять на 2–3 минуты, происходит процесс отстаивания. Частицы песка, имеющие большую плотность по сравнению с водой, под действием силы тяжести оседают на дно стакана. Жидкость над осадком (надосадочная жидкость) становится более прозрачной, хотя и не абсолютно, так как она представляет собой раствор соли.

Ответ: Произошло разделение смеси на два слоя: нижний слой — осевший на дно песок, и верхний слой — относительно прозрачный раствор соли в воде.

Фильтрование

При пропускании смеси через бумажный фильтр происходит разделение твердой и жидкой фаз. Поры фильтровальной бумаги достаточно малы, чтобы задержать нерастворимые частицы песка, но при этом достаточно велики, чтобы пропустить молекулы воды и ионы растворенной соли. В результате песок остается на фильтре в виде осадка, а прозрачная жидкость (раствор соли) проходит через фильтр и собирается в приемном стакане. Эта жидкость называется фильтратом.

Ответ: Происходит разделение смеси: нерастворимый песок остается на фильтре, а соленая вода проходит через него, образуя прозрачный фильтрат.

Выпаривание

1. Что образовалось на дне чашки после испарения всей жидкости?

После полного испарения воды из фильтрата на дне и стенках фарфоровой чашки образуется белый налет, состоящий из мелких кристаллов.

2. Что представляет собой этот белый порошок?

Этот белый порошок представляет собой поваренную соль (хлорид натрия, $NaCl$), которая была растворена в воде.

3. Чем он отличается от исходной смеси соли и песка?

Полученный белый порошок (соль) является чистым веществом (в рамках данного эксперимента), в то время как исходная смесь состояла из двух компонентов — соли и песка. Он однороден по составу и внешнему виду, в отличие от неоднородной исходной смеси.

Ответ: На дне чашки образовался белый кристаллический порошок — это чистая поваренная соль. Она отличается от исходной смеси тем, что не содержит песка и является индивидуальным веществом, а не смесью.

Составление отчета о проделанной работе

Для разделения смеси соли и песка были использованы следующие физические способы, основанные на различных свойствах компонентов смеси:

1. Растворение в воде. Метод основан на различной растворимости соли и песка в воде (соль растворима, песок — нет).
2. Отстаивание. Метод основан на различной плотности песка и водного раствора, что позволяет песку осесть на дно.
3. Фильтрование. Метод позволяет отделить нерастворимые твердые частицы (песок) от жидкости (раствор соли) с помощью пористого материала (фильтра).
4. Выпаривание. Метод позволяет выделить растворенное твердое вещество (соль) из раствора путем удаления растворителя (воды) при нагревании.

Рисунки к отчету должны схематически изображать каждый из этапов:

• Стакан со смесью песка, соли и воды.
• Процесс фильтрования: воронка с фильтром, на котором остается песок, и стакан с фильтратом.
• Процесс выпаривания: фарфоровая чашка над пламенем спиртовки, в которой из раствора образуются кристаллы соли.

Результаты работы:

В ходе работы исходная неоднородная смесь была разделена на составляющие ее компоненты — песок и поваренную соль. Песок был выделен методом фильтрования, а соль — методом выпаривания из фильтрата.

Выводы:

Неоднородные смеси, состоящие из веществ с различными физическими свойствами (например, растворимость, плотность), можно разделить на чистые компоненты с помощью последовательного применения физических методов разделения, таких как растворение, отстаивание, фильтрование и выпаривание.

Ответ: Для разделения смеси соли и песка были использованы методы: растворение, отстаивание, фильтрование и выпаривание. В результате работы смесь была успешно разделена на исходные компоненты — песок и соль. Вывод: физические методы позволяют разделять смеси на основе различных физических свойств их компонентов.