Химический Новый год,
или В дорогу за чудесами

Внеклассное мероприятие
для учеников младших классов

Продолжение. Начало см. в № 1, 2/2004 

Рекомендации по проведению занятия

Мероприятию гарантировано успешное проведение при его тщательной подготовке. Ниже приводится материальное обеспечение к занятию.

Оборудование и реактивы
для демонстрационного эксперимента.

Стол для демонстрационных опытов (1 шт.), химическая клеенка (1х1 м), емкость на 1 л для слива растворов, содержащих свинец, лист оцинкованного железа (2 пластины размером 7х20 см), стеклянная банка на 1 л с пластмассовой крышкой (1 шт.), прочная нить (капрон, тонкая леска, длина 10–15 см), лоскут хлопчатобумажной материи, например медицинский бинт, пропитанный раствором фенолфталеина (4 отрезка размером 10х10 см), моток медной проволоки толщиной
1 мм (длина 30 см), емкость на 200–250 мл – стакан или колба (1 шт.), пульверизатор, надетый на пластиковую бутылку емкостью 0,5–1 л, или самодельный пульверизатор, изготовленный из пустого парфюмерного флакона (1 шт.), фарфоровая чашка или химический стакан на 50–100 мл (1 шт.), пластиковая чайная ложка (1 шт.), темная пластиковая бутылка на 1,5 л с крышкой (1 шт.), фенолфталеин (спиртовой раствор, 5 мл), NН₃•Н₂О – 1%-й раствор аммиака (50 мл),
KI (кристаллический, мелкодисперсный, 0,5–1 г), свинцовая примочка Pb(CH₃COO)₂ (1%-й раствор, подкисленный лимонной кислотой, 0,8 л), КI (таблетка, 1 шт.), пена для ванны (20 мл), пергидроль (20 мл 30–38%-го раствора H₂O₂) или таблетки гидроперита (10 таблеток (по 1,5 г) на
15–20 мл холодной воды).

Реквизиты для командных соревнований.

Стол для заданий командам (1 шт.), фанты двух цветов (20 одного и 20 другого цвета), коробочка для фантов (1 шт.), воздушные шары с вопросами (2 шт. и 2 шт. запас), фрагменты аппликации «Круговорот воды» (1 экз.), скотч (ширина 1–3 см, 1 шт.), ножницы (1 шт.), предметное стекло (1 шт.), пластиковые прозрачные бутылки без этикеток объемом 1 л, одинаковые по форме, – одна с водой объемом 1 л, другая со льдом (замороженная вода объемом 0,92 л) (2 шт.), пластиковые прозрачные бутылки без этикеток объемом 1,5 л, одинаковые по форме, – одна с водой объемом
1 л, другая со льдом (замороженная вода объемом 1 л) (2 шт.), пружинные весы или безмен (цена деления 50–100 г, 1 шт.), непрозрачные пакеты для бутылок с водой и льдом (2 шт.), почтовые конверты для вопросов 2-го и 3-го конкурсов (4 шт.).

При проведении занятий химического содержания со школьниками, в том числе приступивших к изучению химии, следует уделить особое внимание их здоровью и безопасности. Поэтому мы сочли необходимым отметить некоторые организационные моменты при подготовке химического эксперимента.

Репетиция экспериментальной части

Предлагаемые опыты относительно просты в исполнении, но во избежание непредвиденных ситуаций следует предварительно провести их вместе с исполнителями.

Где достать реактивы?

Вещества, используемые в демонстрационном эксперименте, имеются как в школьной лаборатории, так и в свободной продаже. Ацетат свинца (свинцовая вода), 30%-й раствор пероксида водорода (пергидроль), фенолфталеин (пурген), 10%-й раствор аммиака (нашатырный спирт), йодид калия – все эти вещества можно приобрести в аптеке. Гидрокарбонат натрия (пищевая сода) и лимонная кислота имеются в продовольственных магазинах. Пена для ванны продается в магазине бытовой химии. Оцинкованное железо есть в любой слесарной мастерской, на пунктах приема металлолома.

Техника безопасности

1. Следует принять за аксиому, что все вещества – потенциальные яды, поэтому обращение с ними требует предельной осторожности и аккуратности.
2. При отработке и проведении опытов следует иметь под рукой аптечку, содержащую таблетки активированного угля (минимум три упаковки), раствор 3%-го гидрокарбоната натрия, 3%-й раствор лимонной кислоты, клей БФ-6 (на случай механического повреждения кожи, порезов), зеленку, спиртовой раствор йода, марганцовку, раствор нашатырного спирта, вату, бинт, медицинский пластырь, а также иметь свежие яйца (при отравлении солями тяжелых металлов), доступ к водопроводу (на случай попадания веществ на тело или одежду). При отсутствии водопровода в пределах соседних классных комнат следует приготовить пластиковое ведро или тазик с теплой водой и кружку. Необходим строгий контроль за реактивами.
3. Приготовление растворов ацетата свинца, аммиака, пероксида водорода с пеной для ванны, а также наполнение пластиковой бутылки пергидролем производит учитель химии. Приготовление раствора ацетата свинца, а также концентрированного раствора пероксида водорода (концентрацией больше, чем 5%) требует использования резиновых перчаток, т. к. соли тяжелых металлов токсичны, а концентрированный пероксид водорода вызывает химические ожоги.
4. Проводя опыт с водным аммиаком (нашатырным спиртом), не следует увеличивать его концентрацию для улучшения зрелищности. Во-первых, концентрированные растворы аммиака обладают резким, неприятным запахом, во-вторых, как раз наоборот: чем меньше концентрация, тем интенсивнее окраска индикатора (вследствие большей степени диссоциации слабого электролита).

Техника выполнения опытов

При подготовке к химическим опытам познакомьтесь с изготовлением вспомогательного оборудования, которое вам придется сделать своими руками или с помощью учащихся.
Опыт «Химическая елка». Для его проведения требуется изготовить модель из оцинкованного железа. Изготовление конструкции выполняется из двух листов размером 7x10 см и толщиной
1–2 мм (рис. 9).

Перед тем как соединить две пластины между собой, зачистите их наждачной бумагой и постарайтесь не касаться поверхности металла (держитесь за края). Будьте аккуратны при изготовлении искусственного дерева, не порежьтесь! Изготовление аппликации из железа можно поручить ученикам старших классов на уроках трудового обучения.
Используемый раствор ацетата свинца следует подкислить лимонной кислотой¹. Тем самым вы избавитесь от мутной взвеси в растворе, которая образуется вследствие гидролиза соли.
Результатом взаимодействия между катионами свинца и железоцинковым сплавом будет образование черного налета мелкодисперсного свинца. В дальнейшем этот налет будет превращаться в красивые крупные свинцовые хлопья.
Опыт «Замерзающая и оживающая гвоздика». При демонстрации данного эксперимента нужно изготовить искусственное изделие из отрезков медицинского бинта. Четыре отрезка размером
10x10 см, сложенные вместе, обрабатывают водно-спиртовым раствором фенолфталеина². Высушенную заготовку сложите в гармошку, перетяните ее центр мотком медной проволоки и расправьте полученный «бант» в форме лепестков гвоздики. Оставшийся медный провод будет служить осью (стеблем) искусственного цветка. Гвоздику можно поставить в неглубокую химическую посуду (например, плоскодонную колбу).

Чтобы цветок равномерно обработать небольшим количеством раствора аммиака, потребуется распылитель. Для этого используйте пульверизатор, который после выполнения опыта следует промыть и высушить. Если стандартный пульверизатор отсутствует, то его можно изготовить самостоятельно из пустого парфюмерного флакона³. Техника его выполнения изображена на
рис. 10.

Этапы изготовления пульверизатора

1. Распылитель от флакона отделяйте при помощи больших ножниц. Острым концом ножниц ослабьте крепление металлического ободка у основания отверстия флакона.
2. Приготовьте небольшую емкость для раствора аммиака⁴.
3. Проделайте отверстие в крышке (колпачке) острым предметом по размеру пульверизатора.
4. Вставьте пульверизатор в колпачок и обрежьте его трубку по размеру емкости.
5. Для относительной герметичности конструкции внутреннюю сторону колпачка аккуратно заполните расплавленным воском (при помощи горящей свечи).
Опыт «Искусственный снег». В фарфоровой чашке смешайте равные объемы пероксида водорода и пены для ванны (5–7 мл)⁵. Добавьте в приготовленный раствор пластиковой чайной ложкой порошок йодида калия (0,5–1 г).
Опыт «Метель из бутылки». Монтаж изделия для этого опыта производится перед выходом исполнителя (Деда Мороза). Эффект опыта – интенсивное выделение газовой смеси, состоящей из кислорода и паров воды вследствие сильной экзотермической реакции. Для надежности проведения этого опыта бутылку с реагирующей смесью поставьте в посуду с холодной водой. Разогретая смесь настолько деформирует бутылку, что она теряет свою устойчивость уже через несколько секунд после начала реакции.

Уничтожение и утилизация отходов
химического эксперимента

Вещества, используемые при проведении опыта «Химическая елка», токсичны (соли тяжелых металлов). Поэтому не сливайте их в канализацию. Растворы солей этих металлов (свинца, цинка, железа) переведите в осадок при помощи сульфида натрия или обыкновенной стиральной или пищевой соды (карбоната или гидрокарбоната натрия). Осадок отделите от раствора, герметично упакуйте в плотный бумажный кулек, помещенный в двойной целлофановый пакет.
Остальные твердые отходы выбросите в мусор. Жидкие продукты химических опытов – растворы пероксида водорода, пены, йодида калия, нашатырного спирта, фенолфталеина – вылейте в канализацию. Оставшиеся реагенты, в том числе искусственную ель и химический цветок, можно использовать неоднократно.

ЛИТЕРАТУРА

Алексинский В.Н. Занимательные опыты по химии. Книга для учителя. 2-е изд. М.: Просвещение, 1995, 96 с.;
Загадки русского народа. Сборник загадок, вопросов, притч и задач. Сост. Д.Н.Садовников.
М.: Изд-во МГУ, 1960, 335 с.;
Першин Р.В. Если иссякли запасы реактивов. Химия в школе, 2000, № 8, с. 73;
Пословицы. Поговорки. Загадки. Сост. А.Н.Мартынова, В.В.Митрофанова. М.: Современник,
1986, 512 с.;
Семенов А.С. Справочные таблицы при работе с реактивами. Химия в школе. 1991, № 1, с. 42;
№ 2, с. 37;
Узорова О.В., Нефедова Е.А. Окружающий мир. 3 класс. В 2 ч. Ч. 2. М.: Астрель, 2002, 222 с.; Химия. Интересные уроки. Из зарубежного опыта преподавания. Сост. В.Н.Головнер. М.:
Изд-во НЦ ЭНАС, 2001, 136 с.

Д.М.ТОНКИХ,
аспирант;
Г.М.ЧЕРНОБЕЛЬСКАЯ,
профессор (МПГУ, Москва);
В.М.ШАБАРШИН, к.х.н.,
доцент (ЛПГУ, Липецк)

¹ Преимущество лимонной кислоты перед уксусной – отсутствие резкого запаха. Катионы свинца не образуют осадка с анионами лимонной кислоты.
² Фенолфталеин есть в продаже под названием «пурген» (слабительное средство). Для приготовления раствора достаточно будет одной таблетки, которую нужно растворить в двадцатипяти- или пятидесятикратном объеме водки (от массы таблетки).
³ Флакон из-под туалетной воды или духов. Ни в коем случае не используйте баллончики из-под дезодорантов (даже пустых). Это опасно для жизни!
⁴ В качестве емкости для раствора аммиака используйте пузырек для лекарств с широким горловым отверстием (диаметром от 2 и более сантиметров) и закручивающимся колпачком из мягкой пластмассы.
⁵ Объем жидкостей удобно измерять шприцем.