Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/02.0055 Oheň, který nespálí (laboratorní práce) Označení: EU-Inovace-BFCh-Ch-03 Předmět: Biologická, fyzikální a chemická praktika Cílová skupina: 8., 9. třída Autor: Mgr. Simona Kubešová Časová dotace: 2 vyučovací hodiny Forma: práce ve dvojicích Anotace: Provedením této laboratorní práce se žáci seznámí s tím, jak je možné v laboratoři připravit kyslík, jaké vlastnosti má plamen v jednotlivých zónách a proč oxid uhličitý hasí plamen. Cíl: Cílem laboratorní práce je ověření několika jevů že kyslík podporuje hoření, že plamen má několik teplotních zón a že oxid uhličitý hasí plamen.
Postup (teorie, motivace, fáze): Hoření je chemický děj, při kterém vzniká teplo, světlo a látky jiných vlastností, než má původní (hořící) látka. Při hoření se spotřebovává kyslík a vznikají plynné látky (především oxid uhličitý a vodní pára) a pevné látky (popel). Plamen je sloupec hořících, většinou plynných, látek. Plamen se skládá z několika teplotních zón. V každé zóně má jinou barvu a jinou teplotu. Pro hoření je důležitý přístup kyslíku. Při nedostatku kyslíku plamen zhasne, hoření se zastaví. Úkol č. 1: Příprava a důkaz kyslíku. Pomůcky: Žákovská souprava pro chemii Erlenmayerova baňka, špejle, zápalky, laboratorní lžička Chemikálie: 3 % roztok peroxidu vodíku, oxid manganičitý (burel) Postup: 1. Špejli zapálíme a rychlým pohybem uhasíme. Žhnoucí konec špejle zasuneme do Erlenmayrovy baňky. Pozorování: Špejle nehoří. 2. Do baňky nalijeme asi 5 cm 3 peroxidu vodíku a pokus s žhnoucí špejlí opakujeme. Pozorování: Špejle nehoří. 3. Do baňky s peroxidem vodíku přidáme malé množství oxidu manganičitého a směs v baňce promícháme krouživým pohybem. Pozorování: V baňce se vyvíjí plyn. 4. Do baňky opět zasuneme žhnoucí špejli. Pozorování: Žhnoucí špejle vzplane. Závěr: Reakcí peroxidu vodíku s oxidem manganičitým vzniká kyslík. Kyslík podporuje hoření, proto žhnoucí konec špejle vzplanul. Úkol č. 2: Oheň, který nespálí Pomůcky: karton, nůžky, kancelářské svorky, bavlněný hadřík, svíčka nebo lihový kahan, miska s vodou
Chemikálie: Alpa nebo 50% roztok etanolu Postup: 1. Z papíru složíme krabičku dle nákresu. Rohy zpevníme kancelářskými sponkami. Krabičku naplníme opatrně vodou a následně ji držíme rukou v plamenu kahanu. Nákres: Pozorování: Papírová krabička v plamenu nehoří. 2. Do kádinky nalijeme 100 cm 3 Alpy nebo 50% roztoku ethanolu. Bavlněný hadřík vložíme do kádinky a celý jej ponoříme. Hadřík uchopíme chemickými kleštěmi a nad umyvadlem plným vody ho zapálíme. Po chvíli hoření ho uhasíme. Pozorování: Hadřík, ačkoli hořel, po uhašení zůstal neporušený. 3. Zapálíme svíčku nebo lihový kahan. Do chemických kleští uchopíme čtverec papíru a vložíme ho do plamene těsně nad knot a po 5 s papír z plamenu vyjmeme. Do chemických kleští uchopíme druhý čtverec papíru a vložíme ho asi do poloviny plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmeme. Do chemických kleští uchopíme třetí čtverec papíru a vložíme ho na vrchol plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmeme. Do chemických kleští uchopíme čtvrtý čtverec papíru a vložíme ho asi 1 cm nad vrchol plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmeme. Pokud by se stalo, že papír začne hořet, vhodíme ho do misky s vodou, kterou máme pro tento případ připravenou. Pozorování: V jednotlivých částech plamene pozorujeme různé ohoření papíru.
Závěr: 1. Aby papír začal hořet, musí dosáhnout teploty vzplanutí. Protože je krabička naplněna vodou, je energie plamene (teplo) spotřebováváno k ohřevu vody v krabičce, papír tak nedosáhne teploty vzplanutí a proto nehoří. 2. Líh má teplotu varu 78 C, voda 100 C, proto se líh odpařuje z vodných roztoků dříve. Líh v přítomnosti kyslíku ze vzduchu tvoří hořlavou směs, která se v plamenu vznítí a hoří. Z hadříku tedy ubývá líh, ale zůstává v něm voda, tedy nehořlavá směs. Proto po uhašení zůstane hadřík neporušený. 3. Plamen se skládá z několika teplotních zón, proto můžeme v jednotlivých částech plamene pozorovat různé ohoření. 1. 1 400 C 2. 1 200 C 3. 800 C 4. 600 C Vyhledej na internetu a doplň k obrázku, jakých teplot dosahuje plamen v jednotlivých částech nad knotem, v polovině plamene, na vrcholu plamene a asi 1 cm nad vrcholem plamene. Úkol č. 2: Hašení plamene Pomůcky: 2 různě vysoké svíčky, 2 zavařovací sklenice (0,7 l) Postup: 1. Na Petriho misku pomocí rozehřátého vosku upevníme dvě různě vysoké svíčky a zapálíme je. Svíčky přiklopíme pomocí zavařovacích sklenic. Pozorování: Obě svíčky po určité době zhasnou. Dříve zhasne nižší svíčka.
Závěr: Při hoření se spotřebovává kyslík a vzniká oxid uhličitý. Vznikající oxid uhličitý je těžší než vzduch, proto se drží u dna a jeho hladina postupně stoupá. V atmosféře oxidu uhličitého dříve zhasne nižší svíčka. Oheň můžeme hasit pomocí oxidu uhličitého. Závěrečné zhodnocení:
Pracovní list č. Téma: Jméno a příjmení: Datum: Oheň, který nespálí Hodnocení: Školní rok: Třída: Úkol č. 1: Příprava a důkaz kyslíku. Pomůcky: Žákovská souprava pro chemii Erlenmayerova baňka, špejle, zápalky, laboratorní lžička Chemikálie: 3 % roztok peroxidu vodíku, oxid manganičitý (burel) Postup: 1. Špejli zapal a rychlým pohybem uhas. Žhnoucí konec špejle zasuň do Erlenmayrovy baňky. Pozorování: 2. Do baňky nalij asi 5 cm 3 peroxidu vodíku a pokus s žhnoucí špejlí opakuj. Pozorování: 3. Do baňky s peroxidem vodíku přidej malé množství oxidu manganičitého a směs v baňce promíchej krouživým pohybem. Pozorování: 4. Do baňky opět zasuň žhnoucí špejli. Pozorování: Závěr: Reakcí peroxidu vodíku s oxidem manganičitým vzniká. podporuje - nepodporuje (vyber správnou možnost) hoření, proto žhnoucí konec špejle.
Úkol č. 2: Oheň, který nespálí Pomůcky: karton, nůžky, kancelářské svorky, bavlněný hadřík, svíčka nebo lihový kahan, miska s vodou Chemikálie: Alpa nebo 50% roztok ethanolu Postup: 1. Z papíru složíme krabičku dle nákresu. Rohy zpevníme kancelářskými sponkami. Krabičku naplníme opatrně vodou a následně ji držíme rukou v plamenu kahanu. Nákres: Pozorování: 2. Do kádinky nalij 100 cm 3 Alpy nebo 50% roztoku ethanolu. Bavlněný hadřík vlož do kádinky a celý jej ponoř. Hadřík uchop chemickými kleštěmi a nad umyvadlem plným vody ho zapal. Po chvíli hoření ho uhas. Pozorování: 3. Zapálíme svíčku nebo lihový kahan. Do chemických kleští uchop čtverec papíru a vlož ho do plamene těsně nad knot a po 5 s papír z plamenu vyjmi. Do chemických kleští uchop druhý čtverec papíru a vlož ho asi do poloviny plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmi. Do chemických kleští uchop třetí čtverec papíru a vlož ho na vrchol plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmi. Do chemických kleští uchop čtvrtý čtverec papíru a vlož ho asi 1 cm nad vrchol plamene a po 5 s papír z plamenu vyjmi.
Pokud by se stalo, že papír začne hořet, vhoď ho do misky s vodou, kterou měj pro tento případ připravenou. Pozorování: Závěr: 1. Aby papír začal hořet, musí dosáhnout teploty vzplanutí. Protože je krabička naplněna vodou, je energie plamene (teplo) spotřebováváno k v krabičce, papír tak nedosáhne teploty vzplanutí a proto nehoří. 2. Líh má teplotu varu C, voda C, proto se odpařuje z vodných roztoků dříve. Líh v přítomnosti kyslíku ze vzduchu tvoří hořlavou směs, která se v plamenu vznítí a hoří. Z hadříku tedy ubývá líh, ale zůstává v něm voda, tedy nehořlavá směs. Proto po uhašení zůstane hadřík. 3. Plamen se skládá z několika teplotních zón, proto můžeme v jednotlivých částech plamene pozorovat různé ohoření. 1. 2. 3. 4. Vyhledej na internetu a doplň k obrázku, jakých teplot dosahuje plamen v jednotlivých částech nad knotem, v polovině plamene, na vrcholu plamene a asi 1 cm nad vrcholem plamene. Úkol č. 2: Hašení plamene Pomůcky: 2 různě vysoké svíčky, 2 zavařovací sklenice (0,7 l), zápalky
Postup: 1. Na Petriho misku pomocí rozehřátého vosku upevni dvě různě vysoké svíčky a zapal je. Svíčky přiklop pomocí zavařovacích sklenic. Pozorování: Obě svíčky po určité době. Dříve zhasne svíčka. Závěr: Při hoření se spotřebovává a vzniká. Vznikající je těžší lehčí (vyber správnou možnost) než vzduch, proto se drží u dna a jeho hladina postupně stoupá. V atmosféře oxidu uhličitého dříve zhasne svíčka. Oheň můžeme - nemůžeme (vyber správnou možnost) hasit pomocí oxidu uhličitého.
Použitá literatura: PEČOVÁ, D. - KARPER, I. - PEČ, P. Chemie II pro 8. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií, Olomouc: Prodos, spol. s.r.o., 1999. 71 s. ISBN 80-7230-025-3 Doc. RNDr. Pavel Beneš, CSc., PhDr. Václav Pumpr, CSc., Doc. RNDr. Jiří Banýr, CSc. Základy chemie 1. díl pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy, Moravské tiskárny Olomouc: nakladatelství Fortuna, spol. s.r.o., 1993. 143 s. ISBN 80-7168-043-5 Stock Photography [online] [cit. 2. 5. 2014]. Dostupné z: http://www.fotosearch.cz