''Atrakcyjne doświadczenia w nauczaniu chemii'' (''Chemia w Szkole'' 3-2008 r.).pdf

Metodyka i praktyka szkolna

Atrakcyjne doświadczenia

w nauczaniu chemii

Proponowane eksperymenty bardzo dobrze nadają się dla uczniów kółek

chemicznych w różnych typach szkół, gdzie mogą służyć do powiązania

ze sobą wiadomości chemicznych i biologicznych, a przez to do pogłębienia

zainteresowań naukami przyrodniczymi.

KATARZYNA DOBROSZ-TEPEREK, BEATA DASIEWICZ

ważniejsze jest, ażeby szkoła wzbu-

dziła zainteresowania, żywość reak-

cji intelektualnej, pasję poznania, zacie-

kawienie. Jeżeli uczeń interesuje się czym-

kolwiek, to trzeba zrobić wszystko, aby

podsycić owe zainteresowania, nawet jeśli

dotyczą one spraw, które nie mieszczą się

w programie nauczania” [2]. Mając to

na uwadze, autorki niniejszego artykułu

starają się zachęcić nauczycieli chemii,

aby na lekcjach, szczególnie na zajęciach

pozalekcyjnych przeprowadzali ze swoimi

uczniami różnorodne eksperymenty, gdyż

wnauczaniu chemii odgrywają one pod-

stawową rolę.

Opisy eksperymentów

Doświadczenie 1. Wykrywanie anionów szczawianowych w materiale roślinnym

metodą analizy jakościowej

Sprzęt i odczynniki: Zlewka, bagietka

szklana, lejek szklany, sączek karbowany,

probówki, świeży (ew. mrożony) rabar-

bar, szczaw lub szpinak, 3–5% roztwór

CaCl 2 , AgNO 3 iPb(NO 3 ) 2 , rezorcyna,

rozcieńczony roztwór HCl, stężony roz-

twór H 2 SO 4 .

Czas wykonania: 45 minut (uwaga: od-

czynniki chemiczne o określonych stęże-

niach przygotowuje nauczyciel przed za-

jęciami).

wamy i sączymy. Powinien być zupełnie

klarowny z tym, że zależnie od rodzaju

użytego surowca, jego barwa będzie ró-

żowa lub zielona. Następnie do trzech

probówek wlewamy po 2 cm 3 otrzyma-

nego roztworu i 1 cm 3 3–5% roztworu

kolejno: CaCl 2 , AgNO 3 iPb(NO 3 ) 2 . Do

czwartej probówki wlewamy 5 cm 3 otrzy-

manego wyciągu roślinnego i dodaje-

my 0,2 g rezorcyny, całość mieszamy

iogrzewamy do temperatury 40–60°C.

Gdy rezorcyna całkowicie się rozpuści,

roztwór przelewamy do czystej probówki

i oziębiamy go do temperatury pokojo-

wej. Dalej probówkę lekko przechylamy

i ostrożnie po ściankach wlewamy 2 cm 3

stężonego H 2 SO 4 , a następnie całość

ogrzewamy.

Wykonanie:

Łodygę rabarbaru lub 5–6 liści szcza-

wiu, szpinaku siekamy drobno, zalewa-

my 20 cm 3 wody i całość, mieszając ba-

gietką szklaną, ogrzewamy w zlewce

przez 15 minut. Otrzymany roztwór zle-

Chemia w Szkole

Z daniem Jerzego Stobińskiego „naj-

Metodyka i praktyka szkolna

Spostrzeżenia i wnioski: W trzech

pierwszych probówkach wytrącają się nie-

rozpuszczalne osady. Otrzymane szcza-

wiany, z wyjątkiem szczawianu srebra roz-

puszczają się w rozcieńczonym roztworze

kwasu solnego. W czwartej probówce stę-

żony kwas siarkowy opada na dno probów-

ki, anagranicy obu cieczy pojawia się nie-

bieski pierścień-obwódka. Po podgrzaniu

probówki roztwór staje się ciemnozielony,

a po ostygnięciu żółtozielony. Efekty wizu-

alne zachodzących reakcji chemicznych

świadczą o obecności szczawianów w przy-

gotowanym wyciągu roślinnym.

Doświadczenie 2. Oznaczanie ogólnej twardości wody naturalnej

metodą kompleksometryczną

Sprzęt i odczynniki: biureta, pipeta,

kolby stożkowe 250 cm 3 , mianowany roz-

twór EDTA (o stężeniu około 0,0125

mol/dm 3 ), woda z naturalnego zbiornika

wodnego, roztwór NaOH o stężeniu 2

mol/dm 3 , bufor amonowy (pH =10),

wskaźniki kompleksometryczne – czerń

eriochromowa T i mureksyd.

Czas wykonania: 45 minut (uwaga:

mianowany roztwór EDTA przygotowuje

nauczyciel przed zajęciami).

towujemy do kolby stożkowej, dodaje-

my 10 cm 3 roztworu NaOH, szczyptę mu-

reksydu i miareczkujemy roztworem ED-

TA do momentu zmiany barwy

różowoczerwonej na niebieską, bez od-

cienia fioletu.

Spostrzeżenia i wnioski: Zmiany za-

barwienia oznaczają koniec miareczko-

wania. Ogólna twardość wody naturalnej

wzależności od miejsca ujęcia może wy-

nosić: 0–4°N, co oznacza wodę bardzo

miękką, 5–8°N wodę miękką, 9–12°N wo-

dę średnio twardą, 13–18°N wodę dosyć

twardą lub 19–30°N wodę twardą.

Wykonanie:

Do 100 cm 3 wody naturalnej umiesz-

czonej w kolbie stożkowej, dodajemy

szczyptę czerni eriochromowej T, 10 cm 3

roztworu buforu amonowego, mieszamy

imiareczkujemy roztworem EDTA

do momentu zmiany barwy fiołkowej

na niebieską. W celu oznaczenia samego

wapnia identyczną objętość wody odpipe-

1°N odpowiada takiej ilości jonów

Ca 2+ lub Mg 2+ , która powoduje twardość

wody identyczną z twardością powstałą

po rozpuszczeniu w 1 dm 3

wody 10 mg

CaO.

Doświadczenie 3. Badanie składu barwników roślin zielonych metodą chromato-

grafii cienkowarstwowej

Sprzęt i odczynniki: moździerz, kapila-

ry, płytka chromatograficzna (typu Silica

Gel ), komora chromatograficzna, bibuła

filtracyjna, lampa UV, liście lub igły, pia-

sek, aceton, toluen.

Czas wykonania: 30 minut.

Wykonanie:

Zieloną część rośliny ucieramy w moź-

dzierzu z odrobiną piasku (w celu łatwiej-

szego zniszczenia ścianek komórkowych)

ikilkoma kroplami acetonu. Za pomocą

kapilary nanosimy wyciąg roślinny na

3/2008

Metodyka i praktyka szkolna

płytkę chromatograficzną i rozwijamy

w układzie aceton-toluen 1:2.

(barwa zielonkawa), chlorofil b (barwa sza-

rozielona), chlorofil a (barwa zielononie-

bieska), ksantofil (barwa żółta). Barwniki

szybko blakną, dlatego rozwiniętą płytkę

chromatograficzną należy obejrzeć w świe-

tle lampy UV. Plamki chlorofilu fluoryzują

na różowo. W skład barwników roślin zie-

lonych wchodzą chlorofile a i b oraz karo-

tenoidy – karoten i ksantofil.

Spostrzeżenia i wnioski: Plamki obu

chlorofili a i b są blisko siebie, wyraźnie na-

tomiast oddziela się od nich karoten i ksan-

tofil. Kolejność plamek barwników po-

cząwszy od góry jest następująca: karoten

(barwa pomarańczowa), związany chlorofil

Doświadczenie 4. Izolacja olejków eterycznych – jałowcowego lub sosnowego

Sprzęt i odczynniki: kolba okrągłoden-

na 500 i 50 cm 3 , zestaw do destylacji pro-

stej, rozdzielacz 100 cm 3 , kolby stożkowe

50 cm 3 , moździerz, łaźnia wodna, sączek

karbowany, lejek szklany, szyszkojagody

jałowca lub igliwie sosnowe, chlorek me-

tylenu, bezwodny siarczan(VI) magnezu.

Czas wykonania: 90 minut.

izbieramy około 50–60 cm 3 destylatu. De-

stylat chłodzimy do temperatury pokojowej,

przenosimy do rozdzielacza i ekstrahujemy

za pomocą chlorku metylenu (2-krotnie

po 10 cm 3 ). Połączone ekstrakty organiczne

suszymy przez 15 minut bezwodnym siarcza-

nem magnezu, przesączamy do małej suchej

kolby stożkowej, a następnie odparowujemy

chlorek metylenu w łaźni wodnej.

Wykonanie:

Materiał biologiczny (w ilości około 1

szklanki) rozcieramy w moździerzu na mia-

zgę, następnie przenosimy go do dużej kolby

destylacyjnej i dodajemy około 200 cm 3 wo-

dy. Montujemy zestaw do destylacji prostej

Spostrzeżenia i wnioski: Po odparowa-

niu rozpuszczalnika pozostaje około

0,5 cm 3 substancji oleistej o charaktery-

stycznym zapachu. Tą oleistą substancją

jest olejek eteryczny.

Doświadczenie 5. Synteza mydła o zapachu leśnym

Sprzęt i odczynniki: waga techniczna,

zlewki, lejek Büchnera, łaźnia wodna,

kolba ssawkowa, pipeta, bagietka szkla-

na, szkiełko zegarkowe, tłuszcz, np. sma-

lec, wodorotlenek sodu, etanol 96%

i 50%, olejek eteryczny z poprzedniego

doświadczenia (około 0,5 cm 3 ).

Czas wykonania: 45 minut.

ny uprzednio roztwór 10 g wodorotlenku

sodu w mieszaninie 18 cm 3 wody i 18 cm 3

96% etanolu. Całość ogrzewamy miesza-

jąc we wrzącej łaźni wodnej przez 30 mi-

nut. Jeżeli mieszanina zacznie gwałtow-

nie się pienić, dodajemy 50% wodny

roztwór etanolu (maksymalnie 40 cm 3 ),

małymi porcjami za pomocą pipe-

ty. W oddzielnej zlewce o pojemności

400 cm 3 rozpuszczamy 50 g chlorku sodu

w 150 cm 3 wody. Do tego roztworu wle-

wamy, mieszając intensywnie bagietką

Wykonanie:

Do 10 g tłuszczu umieszczonego

wzlewce 250 cm 3 dodajemy przygotowa-

Chemia w Szkole

Metodyka i praktyka szkolna

szklaną, mieszaninę poreakcyjną. Całość

ochładzamy do temperatury pokojowej.

Osad odsączamy na lejku Büchnera

przy włączonej pompce wodnej i dodaje-

my olejek eteryczny, a następnie prepa-

rat suszymy na szkiełku zegarkowym

na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy

preparat.

Spostrzeżenia i wnioski: Otrzymane

mydło ma wyraźnie wyczuwalny zapach le-

śny. Wykazuje właściwości czyszczące, pie-

niące oraz efekt Tyndalla. Mydło toaleto-

we jest mieszaniną soli sodowych różnych

długołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Dlatego też obliczenie wydajności prepa-

ratu jest niemożliwe ( W > 100%).

Doświadczenie 6. Wykrywanie cukrów, białek i tłuszczów w surowcach naturalych

Sprzęt i odczynniki: probówki, palnik

gazowy, łapa drewniana, moździerz, owo-

ce leśne (np. śliwy tarniny, poziomki, je-

żyny), miód pszczeli (np. wrzosowy) oraz

kontrolna próbka roztworu glukozy, żołę-

dzie, kasztany oraz kontrolna próbka mą-

ki ziemniaczanej, orzechy laskowe oraz

kontrolne próbki białka kurzego i nasion

słonecznika; odczynniki – Fehlinga, Lu-

gola, stęż. HNO 3 , Sudan III.

Czas wykonania: 45 minut.

Reakcję charakterystyczną tłuszczów

przeprowadzamy pod mikroskopem wo-

bec odczynnika – Sudan III. W etapie

pierwszym kilka nasion miażdżymy

wmoździerzu, miazgę umieszczamy

między warstwami bibuły filtracyjnej,

lekko ogrzewamy bibułę nad palnikiem.

W etapie drugim skrawki nasion umiesz-

czamy w kropli odczynnika Sudan III

na szkiełku podstawowym i obserwuje-

my pod mikroskopem czerwone zabar-

wienie kropli tłuszczu w komórkach.

Dodatkowo, możemy przeprowadzić

próbę kontrolną dla tłuszczów – po-

wszechnie stosuje się miażdżenie mate-

riału roślinnego (nasion słonecznika)

wbibule filtracyjnej i obserwowanie po-

jawienia się tłustej plamy.

Wykonanie:

Wykrywanie cukrów i białek w surow-

cach roślinnych oparte jest na reakcjach

probówkowych. W oznaczonych probów-

kach umieszczamy (oprócz miodu, który

rozpuszczamy w gorącej wodzie) roz-

drobniony uprzednio w moździerzu ma-

teriał badawczy. Do każdej z nich dodaje-

my odpowiednie odczynniki.

Spostrzeżenia i wnioski: Wyniki do-

świadczenia zestawiamy w tabeli 1.

Tabela 1.

Materiał

badawczy

Odcz.

Fehlinga

Odcz.

Lugola

Stęż.

HNO 3

Odcz.

Sudan

III

Reakcja barwna

Wykryty

związek

owoce leśne, miód

pszczeli, glukoza

ceglastoczerwony

osad

cukier prosty –

glukoza

żołędzie, kasztany,

mąka ziemniaczana

granatowe zabar-

wienie roztworu

cukier złożony

– skrobia

orzechy laskowe,

białko kurze

żółte zabarwienie

roztworu lub żółty

osad

białko

orzechy laskowe,

słonecznik

czerwony roztwór

tłuszcz

3/2008

Metodyka i praktyka szkolna

Doświadczenie 7. Badanie wędrówki jonów w polu elektrycznym

metodą elektrochemiczną

Sprzęt i odczynniki: dwa przewody

zdrutu miedzianego, źródło prądu stałe-

go (16 V), jodek potasu, fenoloftaleina,

ziemniak lub żołędzie.

Czas wykonania: 45 minut.

dła prądu, wydrążamy drugie małe wgłę-

bienie i wlewamy kroplę fenoloftaleiny.

Łączymy elektrody ze źródłem prądu.

Spostrzeżenia i wnioski: Dostrzegamy

wokół katody malinową barwę, pocho-

dzącą od obecności jonów OH – , nato-

miast wokół anody niebieską barwę

– od utworzenia kompleksu skrobi

(ziemniaczanej lub w żołędziach) z jo-

dem. W wyniku wędrówki jonów w polu

elektrycznym zachodzą na elektrodach

następujące reakcje chemiczne:

K(–): 2 H 2 O + 2e –

Wykonanie:

Odcinamy plasterek ziemniaka lub

w kuwecie umieszczamy rozdrobnione

wmoździerzu żołędzie i wtykamy w mate-

riał roślinny, w odległości około 5 cm od

siebie, dwa kawałki drutu miedzianego,

które służyć będą jako elektrody. Wydrą-

żamy na środku, między elektrodami, ma-

łe wgłębienie, do którego wlewamy dwie

krople roztworu KI. Wokół elektrody,

która stanowić będzie ujemny biegun źró-

H 2 + 2OH –

oraz

A(+): 2 I –

I 2 +2e – .

[1] K. Dobrosz-Teperek, B. Dasiewicz: Materiały 50 Jubileuszowego

Zjazdu PTChem i SITPChem, S10-CL-8, Toruń 2007, s. 305.

[2] J. Stobiński: Chemiczne kółko zainteresowań w szkole średniej ,

WSiP, Warszawa 1975.

dr inż. KATARZYNA DOBROSZ-TEPEREK

Na uczy ciel aka de mic ki, star szy wy kła dow ca w Ka te drze Che mii

Wy dzia łu Tech no lo gii Żyw no ści SGGW w War sza wie.

Pro wa dzi ba da nia nad do sko na le niem me tod dy dak tycz nych

w szko le wyż szej.

[3] S. Sękowski: Drugi bazar chemiczny , WSiP, Warszawa 1987, s. 103.

[4] T. Drapała, A. Kozakiewicz: Ćwiczenia z chemii ogólnej , Wyd.

SGGW, Warszawa 1998, s. 231.

[5] T. Pluciński: Doświadczenia chemiczne , Wyd. Adamantan, War-

szawa 1997, s. 120.

[6] E. Białecka-Florjańczyk, J. Włostowska: Ćwiczenia laboratoryjne

zchemii organicznej , Wyd. SGGW, Warszawa 1997, s. 113.

[7] B. Borowska, V. Panfil: Metody aktywizujące w edukacji biologicz-

nej, chemicznej i ekologicznej , Wyd. TEKST, Bydgoszcz 2001, s. 61.

[8] E. Węgrzyn-Kamela: Od jesieni do jesieni , Wyd. Didasko, War-

szawa 2000, s. 13.

dr BEATA DASIEWICZ

Na uczy ciel aka de mic ki, star szy wy kła dow ca w Ka te drze Che mii

Wy dzia łu Tech no lo gii Żyw no ści SGGW w War sza wie.

Spe cja li zu je się w ana li zie związ ków or ga nicz nych w żyw no ści.

[9] Internet: www.profesor.pl/mat/na8/na8_h_wronska_030909_1.php

– 30k.

[10] Z. Matysikowa, R. Piosik, Z. Warnke: Doświadczenia chemicz-

ne dla szkół średnich , WSiP, Warszawa 1987, s. 95.

Chemia w Szkole

L ITERATURA

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: