Χημεία Γυμνασίου ΕΚΦΕ ΑΓΙΩΝ ΑΝΑΡΓΥΡΩΝ Παρασκευές διαλυμάτων Μέτρηση pH Χημεία Γυμνασίου Παρασκευές διαλυμάτων Μέτρηση pH Παιχνίδια με δείκτες Διαδοχικές εξουδετερώσεις Φυσικά – Χημικά Φαινόμενα Καύση μετάλλων Πυροχημική ανίχνευση μετάλλων Κατασκευή πυροτεχνημάτων Εισηγητές Στέφανος Κ. Ντούλας Χημικός MSc-Med Αντώνιος Ε. Χρονάκης Χημικός

1ο Πείραμα ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ CuSO4 0,1Μ Όργανα – Συσκευές Ζυγός Ποτήρι ζέσεως 100 mL Ογκομετρική φιάλη 100 mL Ποτήρι ζέσεως 400 mL Γυάλινη ράβδος ανάδευσης Γυάλινο χωνί Κουταλάκι ή σπάτουλα Υδροβολέας Σταγονόμετρο Ετικέτες Αντιδραστήρια CuSO4.5H2O Νερό

1ο Πείραμα ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ CuSO4 0,1Μ Πειραματική Πορεία Προσθέτουμε στο ποτήρι 2,5g CuSO4.5H2O. Τοποθετούμε τα 2,5g σε ποτήρι ζέσεως και προσθέτουμε νερό (περίπου 70ml). Αναδεύουμε με γυάλινη ράβδο. Μεταφέρουμε με γυάλινο χωνί στην ογκομετρική φιάλη. Αραιώνουμε στα 100ml. Τοποθετούμε ετικέτα.

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ CuSO4 0,1Μ Ηλεκτρονικός ή Φαρμακευτικός Ζυγός; 1ο Πείραμα ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ CuSO4 0,1Μ Ηλεκτρονικός ή Φαρμακευτικός Ζυγός; Απαιτείται προσοχή στα όρια του ζυγού. Η χρήση του TARE (μηδενισμός) παραπλανά τον ασκούμενο. Οι εργαστηριακοί ζυγοί έχουν συνήθως όριο τα 200g.

Αραίωση Διαλύματος CuSO4.5H2O 1ο Πείραμα Αραίωση Διαλύματος CuSO4.5H2O Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Σιφώνιο Διάλυμα CuSO4 0,1Μ Ογκομετρική φιάλη των 100ml Απιονισμένο νερό Υδροβολέας Σταγονόμετρο Ετικέτες

Αραίωση Διαλύματος CuSO4.5H2O 1ο Πείραμα Αραίωση Διαλύματος CuSO4.5H2O Πειραματική Πορεία Λαμβάνουμε με σιφώνιο 10ml διαλύματος CuSO40,1Μ. Τοποθετούμε τα 10ml διαλύματος CuSO40,1Μ ογκομετρική φιάλη των 100ml. Αραιώνουμε στα 100ml. Ανακινούμε. Τοποθετούμε ετικέτα «Διάλυμα CuSO4 0,01Μ».

Μέτρηση του pH διαλυμάτων ορισμένων οξέων 2ο Πείραμα Μέτρηση του pH διαλυμάτων ορισμένων οξέων Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Υδροβολέας Ξύδι άχρωμο Ποτήρι ζέσεως 100ml (5) Χυμός Λεμονιού Ποτήρι ζέσεως 400ml Υδροχλωρικό Οξύ 1,5Μ Γυάλινη Ράβδος Ανάδευσης Αναψυκτικό τύπου σόδας Πεχαμετρικό χαρτί Απιονισμένο Νερό Πεχάμετρο Ετικέτες

Μέτρηση του pH διαλυμάτων ορισμένων βάσεων 2ο Πείραμα Μέτρηση του pH διαλυμάτων ορισμένων βάσεων Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Υδροβολέας Καθαριστικό Τζαμιών Ποτήρι ζέσεως 100ml (5) NaOH 4%w/v Ποτήρι ζέσεως 400ml Απιονισμένο Νερό Γυάλινη Ράβδος Ανάδευσης Πεχαμετρικό χαρτί Πεχάμετρο Ετικέτες

3ο Πείραμα ΤΟ ΚΡΑΣΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΝΕΡΟ 3ο Πείραμα ΤΟ ΚΡΑΣΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΝΕΡΟ Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Ποτήρι ζέσεως των 400ml Υδροχλωρικό Οξύ πυκνό Κωνική φιάλη των 250ml (4) NaOH 0,5%w/v Κωνική φιάλη των 500ml (1) Φαινολοφθαλεΐνη Γυάλινη Ράβδος Ανάδευσης

3ο Πείραμα ΤΟ ΚΡΑΣΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΝΕΡΟ 3ο Πείραμα ΤΟ ΚΡΑΣΙ ΓΙΝΕΤΑΙ ΝΕΡΟ Πειραματική Πορεία Τοποθετούμε πέντε κωνικές φιάλες στον πάγκο εργασίας δίπλα-δίπλα. Ρίχνουμε 2 σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνη στην πρώτη και στην τρίτη κωνική. Στη δεύτερη κωνική δεν ρίχνουμε τίποτα. Στην τέταρτη κωνική ρίχνουμε λίγο πυκνό HCℓ. Όλες οι προσθήκες έχουν γίνει από πριν ώστε να μην τις γνωρίζουν οι μαθητές. Ρίχνουμε στις κωνικές μικρή ποσότητα διαλύματος ΝaΟΗ 0,5%w/v. Βλέπουμε τα χρώματα και συζητάμε με τους μαθητές. Αδειάζουμε το περιεχόμενο από τα 4 κωνικές στη μεγάλη κωνική. Παρατηρούμε τον αποχρωματισμό του διαλύματος.

Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση 4ο Πείραμα Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Υδροβολέας HCℓ 0,5Μ Ποτήρι ζέσεως 100ml (5) NaOH 0,5M Ποτήρι ζέσεως 400ml Μπλέ της βρωμοθυμόλης Γυάλινη Ράβδος Ανάδευσης Μπλέ της θυμόλης Απιονισμένο Νερό Φαινολοφθαλεΐνη Πεχαμετρικό χαρτί Πεχάμετρο Ετικέτες

Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση 4ο Πείραμα Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση Πειραματική Πορεία Σε ποτήρι ζέσεως των 100ml προσθέτουμε 20ml Η20 και 2-3 στγ. δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης. Με το σταγονόμετρο προσθέτουμε 10 σταγόνες διαλύματος ΗCℓ. Με το άλλο σταγονόμετρο προσθέτουμε στάγδην και υπ’ ανάδευση διάλυμα ΝaOH μέχρι το διάλυμα να γίνει πράσινο. Προσθέτουμε άλλες δέκα σταγόνες διαλύματος NaOH. Με το άλλο σταγονόμετρο προσθέτουμε στάγδην και υπ’ ανάδευση διάλυμα ΗCℓ

Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση 4ο Πείραμα Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση Μπλε της βρωμοθυμόλης pH < 6 6 < pH < 7,6 pH > 7,6 .

Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση 4ο Πείραμα Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση Μπλε της θυμόλης pH < 1,2 2,8 < pH < 8 pH > 9,0 .

Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση 4ο Πείραμα Διαδοχικές εξουδετερώσεις οξέος από βάση Φαινολοφθαλεΐνη pH < 8,2 8,2 < pH < 10 pH > 10 .

4ο Πείραμα Μπλε της βρωμοθυμόλης Μπλε της θυμόλης Ηλιανθίνη Φαινολοφθαλεΐνη Ηλιανθίνη

ΦΥΣΙΚΑ – ΧΗΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ 5ο Πείραμα ΦΥΣΙΚΑ – ΧΗΜΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΕΠΙΔΡΑΣΗ Fe ΣΕ S Fe(s) + S(s) → FeS(s) Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Ύαλοι ωρολογίου(3) Σίδηρος, Fe σε σκόνη Δοκιμαστικός σωλήνας Θείο, S σε σκόνη Λύχνος Ξύλινη λαβίδα Γυάλινη Ράβδος Ποτήρι ζέσεως Μαγνήτης

7ο Πείραμα ΠΙΔΑΚΑΣ ΑΜΜΩΝΙΑΣ Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Ζυγός NaOH Σφαιρική φιάλη 1000 mL Λεκάνη κυματισμού Ελαστικό πώμα Γυάλινος σωλήνας Δακτύλιος στήριξης Ορθοστάτης Αντιδραστήρια NH4Cℓ NaOH Φαινολοφθαλεΐνη Νερό

ΠΙΔΑΚΑΣ ΑΜΜΩΝΙΑΣ NH4Cℓ + NaOH  NH3 + NaCℓ + H2O 7ο Πείραμα ΠΙΔΑΚΑΣ ΑΜΜΩΝΙΑΣ NH4Cℓ + NaOH  NH3 + NaCℓ + H2O Πειραματική Πορεία Προσθέτουμε στη σφαιρική φιάλη 1 κουταλιά NH4Cℓ. Προσθέτουμε στη σφαιρική φιάλη μισή κουταλιά NaOH. Προσθέτουμε ελάχιστο νερό για να δημιουργηθεί πολτός. Τοποθετούμε στη σφαιρική φιάλη το ελαστικό πώμα στο οποίο έχουμε προσαρμόσει τον γυάλινο σωλήνα. Τοποθετούμε τη σφαιρική φιάλη ανάποδα στον δακτύλιο.

7ο Πείραμα ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗ ΔΙΑΛΥΤΌΤΗΤΑ Φύση διαλύτη «τα όμοια διαλύουν όμοια» Δ.Ο (στερεό): ↑ Θ  ↑ Διαλυτότητα Θερμοκρασία Δ.Ο (αέριο): ↑ Θ  ↓ Διαλυτότητα 3. Πίεση Δ.Ο (αέριο) ↑ P  ↑ Διαλυτότητα

6ο Πείραμα Υπέρλαμπρη καύση Mg Μg + ½ O2 MgO ΜgO + H2O Mg(OH)2 Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Ποτήρι ζέσεως 400ml Ταινία Μαγνησίου Λύχνος υγραερίου Απιονισμένο Νερό Αναπτήρας Φαινολοφθαλεΐνη

6ο Πείραμα Υπέρλαμπρη καύση Mg Μg + ½ O2 MgO ΜgO + H2O Mg(OH)2 Πειραματική Πορεία Πιάνουμε με μεταλλική λαβίδα, μια ταινία Mg μήκους περίπου 7cm. Την ανάβουμε με αναπτήρα και παρατηρούμε. Ρίχνουμε τη ταινία σε ποτήρι ζέσεως, το οποίο περιέχει νερό μαζί με λίγες σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης. Παρατηρούμε το χρώμα που παίρνει το διάλυμα.

Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων Θέρμανση ουσίας σημαίνει προσφορά ενέργειας σε αυτή. Θέρμανση οδηγεί στη διάσπαση της ουσίας στα στοιχεία που την αποτελούν και η απελευθέρωσή τους σε μορφή ατόμων ή ιόντων. Ακολουθεί διέγερση των ατόμων (άλματα e- σε στιβάδες υψηλότερης ενέργειας που διαρκεί κλάσματα δευτερολέπτου) Επιστροφή e- στην αρχική ενεργειακή στάθμη. Εκπομπή της επιπλέον ενέργειας με μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Μέρος της ακτινοβολίας αυτής είναι στην περιοχή του ορατού.

Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων Χρήσιμες Παρατηρήσεις ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων Χρήσιμες Παρατηρήσεις Το χρώμα της φλόγας οφείλεται αποκλειστικά στο μεταλλικό ιόν Τα στοιχεία που διεγείρονται ευκολότερα είναι τα ελαφρά μέταλλα Ο χρωματισμός της φλόγας ταυτοποιεί το διεγειρόμενο στοιχείο

Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων 9ο Πείραμα Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Λύχνος Ράβδος Μαγνησίας Γουδί Πορσελάνης Sr(NO3)2 Κάψα Πορσελάνης CuSO4.5H2O Σύρμα Χρωμονικελίνης (Ανοξείδωτο) NaCℓ Κουταλάκι ή Σπάτουλα Ba(NO3)2 Ποτήρι ζέσεως Ca(NO3)2 Πυκνό Υδροχλωρικό οξύ (Προαιρετικά) Ετικέτες

Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων 9ο Πείραμα Πυροχημική Ανίχνευση Μετάλλων Ιόν Χρώμα Sr2+ Κόκκινο (βυσσινί) Να+ Κίτρινο Ca2+ Κεραμιδί Cu2+ Γαλαζοπράσινο Βα2+ Πρασινοκίτρινο

Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων Παρατηρήσεις και Προεκτάσεις ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων Παρατηρήσεις και Προεκτάσεις Η μαύρη πυρίτιδα αποτελεί τη βάση των πυροτεχνημάτων. Η ανάγκη για λαμπερά χρώματα επιβάλλει τη χρήση μιας ποικιλίας πρόσθετων, στα οποία περιλαμβάνονται: α) Οξειδωτικά μέσα, β) Χρωστικές ουσίες, γ) Συνδετικές ύλες Η προσεκτική συναρμολόγηση των επιμέρους συστατικών με τη χρήση κατάλληλων ασφαλειών, εξασφαλίζει τη σταδιακή τους πυροδότηση.

Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων Η έκρηξη ή πιο σωστά η εκρηκτική καύση γίνεται με οξυγόνο Το Οξυγόνο παρέχεται στο καύσιμο από κάποιο οξειδωτικό συνήθως περισσότερο αποτελεσματικό από το νιτρικό κάλιο Ένα τέτοιο οξειδωτικό είναι το υπερχλωρικό κάλιο (ΚCℓO4), στο μόριο του οποίου περιέχονται 4 άτομα οξυγόνου. Το καύσιμο μπορεί εκτός από πυρίτιδα να είναι θείο (S), Ξυλάνθρακας, Μαγνήσιο ή Θερμίτης, (αργίλιο και οξείδιο του σιδήρου). .

Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων . Για την παραγωγή του χρώματος χρησιμοποιούνται άλατα: α) Ανθρακικό λίθιο για το κόκκινο χρώμα, β) Χλωριούχο βάριο για το πράσινο, γ) Άλατα χαλκού (συνήθως CuCℓ2) για το μπλε Τα άλατα αυτά προστίθενται στα πυροτεχνήματα με συνδετική ύλη τη δεξτρίνη, ή χλωριωμένα πολυμερή.

Ο κρότος στα Πυροτεχνήματα ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Ο κρότος στα Πυροτεχνήματα Ο κρότος που συνοδεύει τις εκρήξεις, οφείλεται στην απότομη εκτόνωση των αερίων της καύσης. Όταν αντί του ισχυρού κρότου ακούγεται ένας ήχος σαν σφύριγμα, λαμβάνει χώρα οξείδωση ενός οργανικού άλατος, π.χ. του σαλικυλικού νατρίου, από ΚCℓO4. Τα δύο άλατα τοποθετούνται σε επάλληλα στρώματα, σε σωλήνες μικρής διαμέτρου, ώστε η έκλυση των αερίων να γίνεται διαδοχικά παράγοντας διακεκομμένους ήχους που μοιάζουν με σφύριγμα Τα άλατα αυτά προστίθενται στα πυροτεχνήματα με συνδετική ύλη τη δεξτρίνη, ή χλωριωμένα πολυμερή. .

Πυροτεχνήματα και Περιβάλλον ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ Πυροτεχνήματα και Περιβάλλον . Μόνο στη Γερμανία, καταναλώνονται περί τους 30.000 τόνοι ετησίως. Από περιβαλλοντική σκοπιά, τα πυροτεχνήματα ρυπαίνουν την ατμόσφαιρα με καπνιά, SO2, και μεταλλικά οξείδια. Επιπρόσθετα, επειδή μερικά πρόσθετα περιέχουν χλώριο, η καύση των αντίστοιχων πυροτεχνημάτων οδηγεί στο σχηματισμό διοξινών Τα μπλε πυροτεχνήματα να παράγουν τη μεγαλύτερη ποσότητα διοξινών αφού περιέχουν χλωριούχο χαλκό.

Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων 8ο Πείραμα Κατασκευή Απλών Πυροτεχνημάτων Όργανα – Συσκευές Αντιδραστήρια Ξυλάκια ΚCℓO3 Γουδί Πορσελάνης Sr(NO3)2 Κάψα Πορσελάνης Ζάχαρη Άχνη Κόλλα σε σπρέι Κουταλάκι ή Σπάτουλα Διηθητικό Χαρτί Γάντια Λεκάνη κυματισμών (Γυάλινη)

ΥΠΕΝΘΥΜΙΣΗ

Βιβλιογραφία Κ. ΓΙΟΥΡΗ ΤΣΟΧΑΤΖΗ, Διδακτική Πειραμάτων Χημείας, Εκδόσεις Ζήτη 2000 ΣΙΔΕΡΗ ΜΗΤΣΙΑΔΗ, Οδηγός Πειραμάτων Χημείας, Σαββάλας 1994 ΛΙΟΔΑΚΗΣ, ΓΑΚΗΣ, Εργαστηριακός Οδηγός Χημείας Α΄ Λυκείου, ΟΕΔΒ Αθήνα ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΑΝΟΥΣΑΚΗΣ, Χημεία ένα συναρπαστικό παιχνίδι, Εκδοτικός οίκος Αδελφών Κυριακίδη 2005 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΕΠΠΕ 18, Διδασκαλία Πειραμάτων Χημείας, Αθήνα 1999 ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΒΑΡΒΟΓΛΗΣ, Χημεία και Καθημερινή ζωή, Εκδόσεις Κάτοπτρο