1. Osnova 1. Osnova...2 2. Úvod...3 3. Obecný cíl vzdělávání...3 4. Rozvíjené kompetence...3 5. Hlavní myšlenka...4 6. Časová dotace...4 7. Klíčové zásady realizace...4 8. Požadavky na realizaci...4 9. Cílová skupina...5 10. Postup práce:...5 11. Zadání žákům:...5 12. Harmonogram činnosti...6 13. Závěr...6 14. CHEMIE FORMOU HER specifické vysvětlení...7 2
2. Úvod Metodika má pomoci učitelům základních škol při výuce chemie aplikovat nové vyučovací metody a žákům poskytnout soubor poznatků o chemických látkách, jevech, zákonitostech a vztazích mezi nimi, formovat logické myšlení a rozvíjet vědomosti a dovednosti vedoucí k pochopení a objasnění průběhu chemických dějů, jež budou využitelné v odborné praxi i v občanském životě. 3. Obecný cíl vzdělávání Chemie tvoří základ pro další odborné vzdělávání, vede žáka ke vztahu k životnímu prostředí, životním hodnotám a zdraví a učí jej zpracovávat a třídit informace a aplikovat je jak v praxi tak v osobním životě. 4. Rozvíjené kompetence Vzdělávání směřuje k tomu, aby žáci: pochopili a osvojili si vybrané pojmy, zákonitosti, terminologii a chemické názvosloví uměli pracovat s chemickými rovnicemi a tabulkami, veličinami a jednotkami a dovedli uplatnit tyto znalosti a dovednosti při chemických výpočtech získali přehled o systému chemických prvků a sloučenin osvojili si základní poznatky o charakteristice chemického děje a naučili se logicky vyvozovat závěry plynoucí z chemických reakcí znali vlastnosti a využití běžných chemických látek v odborné praxi i v občanském životě a jejich vliv na zdraví člověka a životní prostředí ověřili si v laboratoři platnost některých fyzikálně chemických pouček a zákonů dovedli pracovat s různými informačními zdroji uměl aplikovat získané chemické poznatky občanském životě i odborné praxi 3
5. Hlavní myšlenka Chemie je obor, který u žáků vzbuzuje pocit, že je to velice těžký předmět se spoustou vzorců, reakcí a chemických rovnic a je nesnadné ho pochopit a zvládnout. Proto je cílem tohoto projektu ukázat, že některé oblasti z výuky chemie lze žákům přiblížit formou her, kvízů, křížovek i jiných aktivit. Žáci si tak nenásilnou formou procvičí teoretické poznatky z hodin chemie. 6. Časová dotace Hodinová dotace: 18 vyučovacích hodin Frekvence: 6 týdnů 7. Klíčové zásady realizace Složení jednotlivých skupin žáků (maximálně čtyři žáci ve skupině, je nutné klást důraz na znalosti a dovednosti - žáky rozdělit rovnoměrně, aby v každé skupině byli žáci zkušení i méně zkušení a dle toho jim udělit funkce) Důraz na samostatné rozhodování žáků (učitel jen radí a kontroluje zadanou práci) Klást důraz na konkrétnost a opravdovost zadané práce (ta odpovídá reálné skutečnosti) Pozitivní motivace (motivace žáků zapojením do projektu s konkrétním výstupem, podpora samostatné práce) 8. Požadavky na realizaci Učebna s počítačem, plátnem a data projektorem - s možností připojení k Internetu Herní plán Cesta k pokladu, umístěný na tabuli (nástěnce, popř. interaktivní tabuli) Periodické tabulky prvků pro žáky - k vyhledávání jednotlivých informací Příprava učitele představení základních teoretických informací formou prezentací v PowerPointu Rozdělení jednotlivých úkolů skupinám žáků Průběžná kontrola a zapisování výsledků realizace projektu do herního plánu 4
9. Cílová skupina Žáci 8. a 9. ročníků základních škol. 10. Postup práce: vytvoření pracovních skupin, seznámení s průběhem hry a kritérii hodnocení jednotlivých úkolů rozdělení funkcí v soutěžním týmu a jejich pracovní náplň seznámení s vybranými tématy teoretický výklad vyučujícího jednotlivých témat a přiblížení konkrétních úkolů formou prezentací v programu PowerPoint vždy po teoretickém výkladu budou jednotlivé skupiny plnit úkoly na zadané téma výsledky budou následně zapisovány do herního plánu a tak bude jasné, která skupina žáků je úspěšnější po splnění všech zadaných úkolů bude vyhodnocen nejlepší tým 11. Zadání žákům: žáci budou rozděleni do tříčlenných skupin každá skupina, tvořící soutěžní loď, je označena barvou) ve skupině jsou rozděleny funkce dle zkušeností a dovedností: kapitán, velící důstojník, kormidelník, plavčík hra může probíhat formou postupného společného plnění jednotlivých úkolů kdy vyučující objasní úkol, bude stanoven čas na splnění a poté hned vyhodnocení. nebo mohou být připravena jednotlivá stanoviště týmy se budou u těchto stanovišť postupně střídat na tabuli, nástěnce, interaktivní tabuli (popř. na velké čtvrtce) bude nakreslen herní plán a po každém splněném úkolu bude patrný postup jednotlivých týmů (viz. barevné označení) celkem musí žáci splnit 5 úkolů každý je bodově ohodnocen (3 body = postup o jedno políčko v herním plánu) tým, který se dostane k pokladu nebo alespoň na nejbližší vzdálenost vyhrává k plnění úkolů budou připraveny pracovní listy (ke každému úkolu zvlášť) nebo celkový pracovní sešit (možnost použití jako motivaci k výuce) každému úkolu bude předcházet krátký teoretický výklad a seznámení s podmínkami splnění úkolu 5
12. Harmonogram činnosti Č. Název aktivity Počet hodin Místnost Předmět Pomůcky 1. blok 2. blok 3. blok 4. blok Seznámení s projektem Rozdělení žáků do skupin Chemické hry k tématům Závěrečné hodnocení 1 x 45 min. 1 x 45 min. 15 x 45 min. 1 x 45 min. Učebna teorie Učebna teorie Učebna teorie Učebna teorie Chemie Chemie Chemie Chemie PC, dataprojektor Pracovní sešity PC, dataprojektor, pracovní sešity, kartičky, křížovky, psací potřeby PC, dataprojektor, pracovní sešity 13. Závěr Cílem celého projektu je ukázat, že chemie není jen náročná věda, ale zároveň naučit žáky vyhledávat důležité informace periodické tabulce prvků a v jiných informačních zdrojích (např. na Internetu), umět je správně používat a aplikovat, pracovat s danými texty, umět vybrat základní a podstatné informace z textu, zpracovat je do určité formy. Dále je podporována a rozvíjena práce s počítačem, práce ve skupinách, žáci se učí vystupovat před kolektivem, na veřejnosti a učí se také prezentovat svou práci a názory, které musí obhájit. 6
14. CHEMIE FORMOU HER specifické vysvětlení FORMY PRÁCE: úvodní stručný výklad vyučujícího (seznámení s projektem) seznámení s jednotlivými tématy formou prezentace skupinová práce (hry, plnění různých úkolů a jejich následné řešení v pracovním sešitě) OSNOVA MODELOVÉHO VYUČOVÁNÍ: seznámení žáků s projektem a s jeho cílem rozdělení žáků do skupin (soutěžních tým) stručný výklad vyučujícího k probíraným tématům formou prezentace chemické hry k tématům školního vzdělávacího plánu 1.ročníku: chemické prvky, anorganické názvosloví, vlastnosti kyselin a zásad, práce s laboratorním sklem, ukázka práce s chemickými sloučeninami hra: chemické prvky - přiřazuj - hra: anorganické názvosloví poskládej vzorce - hra: ph roztoků odhadni a urči - hra: laboratorní sklo - pexeso - hra: tajné písmo - vyhledej postupné zapisování výsledků jednotlivých her do herního plánu závěrečné hodnocení vyhodnocení soutěžních týmů podle pořadí a získaných bodů PODROBNÝ ROZBOR JEDNOTLIVÝCH BODŮ OSNOVY: Seznámení žáků s projektem a s jeho cílem: - vyučující seznámí žáky s projektem na téma: Přenositelné kompetence - objasní žákům pravidla celého modulového vyučování - modulové vyučování bude probíhat 18 vyučovací hodin - vyučování je zaměřeno z části teoreticky, ale především prakticky (formou různých křížovek, doplňovaček a praktických her si žáci zdokonalují vědomosti a dovednosti probrané látky) pojmy se společně s vyučujícím snaží žáci objasnit - během celého modulového vyučování sbírají soutěžní týmy body, které znamenají určitý postup v herním plánu v závěru modulového vyučování proběhne vyhodnocení nejlepších týmů Rozdělení žáků do skupin (soutěžních týmů): - během celého modulového vyučování budou žáci pracovat ve skupinách (soutěžních týmech) - vyučování bude probíhat formou hry: Cesta k pokladu a nejlepší tým bude v závěru vyhodnocen a odměněn (vhodná motivace žáků k práci) - jednotlivé skupiny jsou vybírány podle určitých kritérií, to znamená, že v každém týmu by měl být žák, který chemii ovládá dobře, žák schopný vyhledávat informace na internetu či v periodické tabulce, žák logicky uvažující... je možné vytvořit i týmy chlapecké a dívčí a porovnat tak vzájemné schopnosti a dovednosti.. výběr žáků ve skupině závisí na celkovém počtu žáků, zapojených do projektu a také na počtu skupin, dále pak schopnostech a dovednostech žáků (vše posoudí vyučující před vlastním zahájením projektu) Průběh hry: Cesta k pokladu žáci budou rozděleni do tříčlenných skupin (každá bude mít své označení barvu) hra může probíhat formou postupného společného plnění jednotlivých úkolů kdy vyučující objasní úkol, bude stanoven čas na splnění a poté hned vyhodnocení. nebo mohou být připravena jednotlivá stanoviště týmy se budou u těchto stanovišť postupně střídat 7
na tabuli (popř. na velké čtvrtce) bude nakreslen herní plán a po každém splněném úkolu bude patrný postup jednotlivých týmů (viz. barevné označení) celkem musí žáci splnit 5 úkolů každý je bodově ohodnocen (3 body = postup o jedno políčko v herním plánu) tým, který se dostane k pokladu nebo alespoň na nejbližší vzdálenost vyhrává k plnění úkolů budou připraveny pracovní listy (ke každému úkolu zvlášť) nebo celkový pracovní sešit (možnost použití jako motivaci k výuce) každému úkolu bude předcházet krátký teoretický výklad a seznámení s podmínkami splnění úkolu Úvod: Pro většinu žáků je velice problematické zapamatovat si názvy a značky prvků. Pro výuku chemie je ale jejich znalost nezbytná. Pokud se podaří žáky vhodně motivovat k tomu, aby se chemické prvky naučili, mohou se pak seznamovat s pravidly anorganického názvosloví a sestavovat vzorce chemických sloučenin. Pro práci chemiků a laborantů je také důležité vědět, k čemu slouží jednotlivé druhy laboratorního skla a nádobí. Žáci by tedy měli jejich názvy a možnosti využití znát a umět je používat. V laboratoři i při chemických pokusech pracují žáci s různými sloučeninami. Rozhodující u těchto sloučenin je jejich ph. Žáci by tedy měli umět ph určovat a rozlišovat látky na kyselé, zásadité a neutrální. Stejně jako ve všech oblastech výuky i ve výuce chemie je důležité umět používat naučnou literaturu, vyhledávat informace na Internetu a vědět, jak získané informace roztřídit a dále využít. Cíl projektu: Tento projekt by měl sloužit jako návod učitelům chemie, jak žákům přiblížit výuku chemie nenásilnou formou to znamená, že neproběhne frontální výklad vyučujícího, pak zápis do žákovských sešitů a následné zkoušení u tabule. Naopak - žáci se do výuky mohou aktivně zapojit, vyzkoušet si prakticky teoretické poznatky, pracovat ve skupinách a také prezentovat výsledky své práce ostatním spolužákům. Je třeba podotknout, že pro tento projekt byla vybrána jen vzorová témata, ale tuto metodu práce lze aplikovat téměř na veškerá témata z výuky chemie. Vše se odvíjí od vlastní iniciativy vyučujícího, jeho fantazie pro vytváření úkolů a jeho ochoty věnovat přípravě výuky více času. Realizace projektu: - Frontální výuka byla nahrazena výkladem vyučujícího za pomoci prezentace v programu PowerPoint promítané dataprojektorem žáci tento výklad sledují pozorněji a je pro ně názornější vzhledem k tomu, že zde lze využít i různé animace, obrázky, schémata.. - Žáci si pak vybraná témata výuky mohou prakticky trénovat a zkoušet pomocí různých kvízů, křížovek, doplňovaček a kartiček, které jsou připravené v pracovním sešitě. Jednotlivá témata jsou číselně označena a oddělena pomocí grafického znaku na úkoly: PROCVIČOVAC a PRAKTICKÉ RADY - Žáci pracují v barevně označených soutěžních týmech. Každý z členů týmů má určitou funkci, tu mu přidělí vyučující podle zadaných kritérií (např. znalosti chemie). Kapitán: kontroluje správnost plnění úkolů a prezentuje je ostatním spolužákům Kormidelník: vypracovává zadané úkoly, vypisuje jejich řešení do pracovního sešitu Plavčík: přijímá a odevzdává zadané úkoly, pomáhá při řešení úkolů 8
VYBRANÁ TÉMATA: Chemické prvky: žáci mohou používat periodické tabulky vyplňují křížovky, osmisměrky a další úkoly dle předchozího výkladu viz prezentace Chemický prvek plavčík vystřihne jednotlivé kartičky a rozdělí je na 3 hromádky: značky, latinské názvy a české názvy dle zadání vyučujícího plní kormidelník úkoly záleží na rychlosti splnění úkolu např.: - vybere značky prvků a k nim přiřadí český název - sestaví celkové trojice - k latinským názvům přiřadí české názvy kapitán zdvihnutím ruky oznámí vyučujícímu splnění úkolu Anorganické názvosloví: - žáci rozlišují jednotlivé typy chemických sloučenin a rozdělují je podle specifických - vlastností - viz prezentace: Kyseliny, Hydroxidy a Anorganické názvosloví - a zapisují je do tabulek a schémat - plavčík rozstříhá jednotlivé kartičky - kormidelník a kapitán sestavují dle zadaní vyučujícího zadané sloučeniny záleží na - rychlosti a správnosti možnosti zadání: 5 hydroxidů, 5 oxidů, 5 kyselin, 5 solí co nejvíce možných existujících sloučenin (dle pravidel anorganického názvosloví) přímo konkrétní sloučeniny, které vyučující napíše na tabuli ph roztoků: žáci se nejprve teoreticky seznámí s vlastností kyselin a zásad a hodnotami jejich ph viz prezentace: Kyselost a zásaditost pak plní jednotlivé úkoly na procvičování určování ph k tomuto úkolu bude připraveno 10 různých roztoků (5 % - vzhledem k BOZP) všechny jsou popsané vyučujícím a vystavené na samostatném pracovním stole plavčík pomocí indikátorů určuje ph a kormidelník rozlišuje látky kyselé a zásadité kapitán jejich poznatky zapisuje do tabulky v pracovním sešitě zdvihnutím ruky dá znamení o splnění úkolu Laboratorní sklo: V tomto úkolu bude propojena práce v klasické třídě a v chemické laboratoři (pokud ji na škole mají k dispozici) nejdříve proběhne výklad o práci v chemické laboratoři, včetně poučení o bezpečnosti (viz prezentace Chemie a její dělení a výukový text Chemické sklo ) pak se pokusí žáci odpovídat na zadané otázky. Mohou používat veškeré dostupné materiály nebo Internet žáci mají k dispozici kartičky s chemickým nádobím a zároveň s jejich názvy plavčík je rozstříhá a rozdělí na dvě hromádky zvlášť názvy a obrázky kormidelník rychle sestaví dvojice (dle čísel) žáci mají 30 sekund na zapamatování jednotlivých dvojic kapitán odstraní názvy skla na hromádku (nebo je odevzdá vyučujícímu) a všichni členové týmu se pokusí dle obrázků napsat do tabulky v pracovním sešitě správné názvy 9
po splnění úkolu zdvihne kapitán ruku (rozhoduje opět rychlost a správnost vypracování) pro lepší motivaci budou na samostatné lavici fyzicky vystaveny konkrétní nádoby z chemické laboratoře Tajné písmo: Tento úkol bude vyvrcholením celé soutěže (žáci budou motivováni, že se naučí kouzlo) Vyučující předem připraví žluté papírky, na kterých je roztokem hexokyanonoželeznatanu draselného napsaný název prvku. Žáci si pomocí vatové tyčinky kouzelným roztokem (roztok chloridu železitého) odkryjí název prvku a budou pracovat s učebními texty, Internetem a jinými připravenými materiály jejich úkolem je vyhledání co nejvíce informací o tomto prvku - výskyt v přírodě - vlastnosti - sloučeniny - výroba - využití Vyhledané informace zapisuje kapitán do pracovního sešitu a pak zdvihnutím ruky oznámí vyučujícímu ukončení úkolu. Pomůcky: žlutý papír nastříhaný na menší čtverce či obdélníky vatové tyčinky a špejle s vatou namotanou na jednom konci 2 kádinky 5% roztok chloridu železitého FeCl 3-5% roztok hexakyanoželeznatanu draselného K 4 [Fe(CN) 6 ] žluté krevní soli Kouzlo pak učitel prozradí promítnutím názorné prezentace a bude vyhodnocena celá soutěž. Závěrečné hodnocení vyhodnocení soutěžních týmů: - během celého modulového vyučování získávají soutěžní týmy body - po jejich sečtení je vyhlášen nejlepší tým POMŮCKY A PŘÍSTROJE: pracovní sešit (nebo jednotlivé pracovní listy, které lze rozstříhat) herní plán periodické tabulky prvků psací potřeby, nůžky ukázka laboratorního skla PC, dataprojektor Závěr: - Vše závisí na počtu žáků ve třídě a na kreativnosti vyučujícího. Tento projekt je ukázkou týmové práce ve tříčlenných skupinách. Ale pokud bude ve třídě nízký počet žáků, je možné, aby soutěžili jednotlivci. Také délka soutěže se odvíjí od zadání vyučujícího. Tento projet trvá - - 10
- 6 týdnů (18 vyučovacích hodin), ale je možné, aby soutěž probíhala celoročně samozřejmě s více tématy a obsáhlejším pracovním sešitem. - Závěrečné hodnocení vyhodnocení soutěžních týmů: - během celého modulového vyučování získávají soutěžní týmy body - po jejich sečtení je vyhlášen nejlepší tým POMŮCKY A PŘÍSTROJE: pracovní sešit (nebo jednotlivé pracovní listy, které lze rozstříhat) herní plán periodické tabulky prvků psací potřeby, nůžky ukázka laboratorního skla PC, dataprojektor Přílohy Pracovní sešit pro učitele Pracovní sešit pro žáky 11
1. CHEMICKÉ PRVKY : S pomocí periodické tabulky prvků vyluštěte křížovky: 1 C A značka vápníku 2 H G značka rtuti 3 Z L A T O česky aurum 4 J O D I 5 B R O M Br 1 Z I N E K Zn 2 Ž E L E Z O Fe 3 N I K L Ni 4 S O D Í K Na 5 V O D Í K H 6 H Y D R A R G Y R U M latinsky rtuť 1 P značka fosforu 2 CH L O R Cl 3 H L I N Í K Al 4 Z L A T O Au 5 N I K L Ni 6 S O D Í K Na 7 V O D Í K H 8 H Y D R O G E N I U M latinsky vodík 2
Najděte prvky podle jejich českého jména a vyřešte osmisměrku: O K O B A L T M R R O Z Z M Ě Ď U A B N I K L T Ť I R Í K R O B A U M Í Ř O Y K A K T S S T D U S Í K R O CH S R T Y L D D R S V A N A D Í O T N T S Z E K M K V A H L I N Í K J N G C Í N O T I T A N R K E O N E Z R A D É K I Č Ř O H M Tajenka: Roztoky stejnorodé PROTONOVÉ ČÍSLO se označuje Z a udává počet protonů v jádře NUKLEONOVÉ ČÍSLO se označuje A a udává součet protonů a neutronů v jádře Počet protonů odpovídá počtu elektronů S využitím periodické tabulky prvků doplňte následující tabulku : Název prvku Značka Z A Počet Počet Počet prvku protonů neutronů elektronů Astat At 85 211 85 126 85 Argon Ag 18 40 18 22 18 Brom Brom 35 80 35 45 35 Francium Fr 87 223 87 136 87 Olovo Pb 82 208 82 126 82 3
Hořčík Mg 12 26 12 14 12 Bismut Bi 83 209 83 126 83 Rozstříhejte na jednotlivé kartičky a pak s nimi pracujte dle pokynu vyučujícího : S kartičkami lze pracovat dle fantazie vyučujícího a aktivity lze různě obměňovat např. : poskládat trojice kartiček český název, latinský název, značka tvořit jen dvojice kartiček a jednu část vynechat použít jen jednu z variant např. názvy : na pruh papíru žáci dopisují značky prvků 2. ANORGANICKÉ NÁZVOSLOVÍ : Rozdělte do tabulky tyto sloučeniny a určete jejich názvy: CO2, KOH, HCl, Al2O3, H2SO4,Ca(OH)2, H2CO3, NaOH, CaO, Al(OH)3, HNO3, HBr, NO2, Mg(OH)2, SO3 OXIDY KYSELINY HYDROXIDY CO2 uhličitý HCl chlorovodíková KOH draselný Al2O3 hlinitý H2SO4 sírová Ca(OH)2 vápenatý CaO vápenatá H2CO3 uhličitá NaOH sodný NO2 dusičitý HNO3 dusičná Al(OH)3 hlinitý SO3 sírový HBr bromovodíková Mg(OH)2 hořečnatý Do volných políček vepište názvy jednotlivých kyslíkatých kyselin: kyselina hydrogenjodistá HIO 4 kyselina bromná - HBrO kyselina selenová H 2 SeO 4 4
kyselina chlorečná HClO 3 kyselina křemičitá H 2 SiO 3 kyselina chlorná - HClO kyselina manganistá - HMnO 4 kyselina chloritá - HClO 2 Přiřaďte k sobě kyselinu a její anion: Hydroxidy : Kyseliny: KOH HNO 3 NaOH HCl Ca(OH) 2 H 2 SO 4 Pojmenuj sloučeninu Hg(OH) 2 hydroxid rtuťnatý Cr 2 S 3 sulfid chromitý HBrO 3 kyselina bromičná CF 4 fluorid uhličitý CO oxid uhelnatý Fe(OH) 3 hydroxid železitý N 2 S 5 sulfid dusičný H 2 SiO 3 kyselina křemičitá ZnF 2 fluorid zinečnatý Na 2 O oxid sodný Utvoř vzorec sloučeniny hydroxid lithný LiOH hydroxid niklitý Ni(OH) 3 sulfid fosforitý P 2 S 3 sulfid manganatý MnS kyselina manganová H 2 MnO 4 kyselina fosforitá HPO 2 oxid železitý Fe 2 O 3 oxid manganičitý MnO 2 jodid nikelnatý NiI 2 bromid manganičitý MnBr 4 5
Rozstříhejte na jednotlivé kartičky a pak s nimi pracujte dle pokynu vyučujícího : 6
V tomto úkolu opět záleží ne kreativnosti a fantazii vyučujícího žáci si kartičky rozstříhají a pak mohou např. : sestavit vzorce pěti kyselin, pěti hydroxidů, pěti solí sestavovat vzorce co nejvíce možných sloučenin a zároveň jeden z členů týmu zapisuje jejich názvy na papír vyučující napíše na tabuli konkrétní názvy sloučenin a žáci sestavují jejich vzorce 3. POZNEJ ph ROZTOKŮ : Bylo změřeno ph různých roztoků, jak ukazuje obrázek. Rozdělte tyto roztoky na kyselé, zásadité a neutrální : KYSELÝ ZÁSADITÝ NEUTRÁLNÍ ocet voda soda citron mořská voda sodovka amoniak žaludeční šťávy vápenné mléko sliny 7
8
Na pracovním stole je připraveno 10 různých roztoků. Zkuste pomocí lakmusového papírku určit jejich přibližné ph a rozhodněte, zda se jedná o roztok kyselý, zásaditý nebo neutrální : LÁTKA HODNOTA ph CHARAKTER ROZTOKU OCET CITRONOVÁ ŠŤÁVA DESTILOVANÁ VODA HYDROXID AMONNÝ CHLORID ŽELEZITÝ LÍH CHLORID SODNÝ THIOKYANID DRASELNÝ SÍRAN MĚĎNATÝ MLÉKO Tyto vybrané roztoky jsou pouze ukázkou opět záleží na možnostech vybavení školní laboratoře a na vyučujícím, které roztoky zvolí. Z tohoto důvodu se mohou výsledky lišit. 9
4. LABORATORNÍ SKLO : Žáci si vystřihnou kartičky rozdělí je na dvě hromádky : obrázky a názvy. Pak s nimi pracují dle pokynu vyučujícího např. : k obrázkům dopisují na volný papír správný název ( aniž by viděli správné řešení ) je možné využít kartičky jako klasické pexeso k vybraným názvům se snaží žáci najít v laboratoři správné konkrétní nádobí Vyučující vám připravil podávačku. Dokážete k vystavenému laboratornímu sklu napsat správný název? Dle výběru vyučující a možností laboratoře Zkuste odpovědět na následující otázky: ( pokud si nevíte rady máte k dispozici učebnice, studijní materiály a Internet ) Seznam odpovědí: 1. Laboratorní stojan by měl být nehořlavý, z chemicky odolného materiálu (nereaktivní), měl by být stabilní (nekývat se). Mělo by být snadné na něj uchycovat předměty. 2. Byreta se používá při titraci. Jejím kohoutem z ní vypouštíme roztok určité chemické látky (tzv. činidla) do titrační baňky s roztokem jiné látky. V titrační baňce pak proběhne požadovaná chemická reakce. Důležité je, že pomocí stupnice na byretě dokážeme určit přesný objem použitého činidla. 3. Exsikátor se používá k sušení látek, případně k tomu, abychom již vysušeným látkám zabránili zvlhnout. 4. Chladič se využívá při destilaci. 5. Je-li kohout rovnoběžný s trubičkou na dolním konci nálevky, je nálevka otevřená a roztok jí protéká. Je-li kohout na tuto trubičku kolmý, je nálevka uzavřená a roztok jí neprotéká. 6. Erlenmeyerova baňka se používá např. k uchovávání roztoků, které máme v úmyslu chladit tekoucí vodou a pak vylít jinam. Její výhodou je úzké hrdlo, které zmenšuje nebezpečí vniknutí vody do roztoku uvnitř baňky. Díky úzkému hrdlu je také možno Erlenmeyerovu baňku snadno uzavřít. 7. V titrační baňce probíhá chemická reakce při titraci. Umístíme do ní titrovaný roztok a pak za stálého míchání přidáváme tzv. činidlo z byrety. Její výhodou je kulovitý tvar spodní části, který umožňuje dobré promíchávání titrovaného roztoku a dlouhé válcovité dostatečně široké hrdlo, které brání vyšplíchnutí obsahu baňky ven, ale umožní snadné přidávání roztoku z byrety. 8. Šroub držáku má být umístěn k naší šikovnější ruce (praváci doprava, leváci doleva). Předmět musí být držákem držen zespoda (aby při mírném uvolnění držáku nemohl vypadnout), nikoli shora. 10
9. Lodička se používá k navažování chemických látek na vahách, chceme-li tyto látky pak přemístit jinam (např. do odměrné baňky nebo do kádinky). Na rozdíl od lodičky se váženka používá tehdy, když chceme pouze velmi přesně zjistit hmotnost dané látky, ale na jejím dalším osudu nám nezáleží. Váženka s víčkem se také používá k vážení těkavých (snadno se odpařujících nebo sublimujících) látek. 10. Stopka nálevky se musí dotýkat horní části vnitřní stěny kádinky nebo jiné nádoby, do níž chceme filtrovat. 11. V chemické laboratoři se používá také lihový kahan. 12. Kádinku nesmíme zahřívat přímo plamenem kahanu. Praskla by. 13. Váženka se používá tehdy, když chceme pouze velmi přesně zjistit hmotnost dané látky, ale na jejím dalším osudu nám nezáleží. Váženka s víčkem se také používá k vážení těkavých (snadno se odpařujících nebo sublimujících) látek. 14. Třecí miska s tloučkem se používá k rozmělňování chemických látek. V kuchyni našich babiček se velmi podobné vybavení používalo k roztloukání koření. 15. Síťka s keramickou výplní se dává pod zahřívané kádinky nebo baňky, aby nepraskaly. Dříve používaný azbest je podezřelý, že by mohl způsobovat rakovinu. 16. V chemické laboratoři je běžnější plynový kahan. 17. Pipeta se používá k přesnému odměření objemu roztoku, který chceme vlít do určité nádoby. Pipetovaný roztok do pipety nasajeme (většinou ústy nebo pomocí vhodného mechanického zařízení) tak, aby jeho hladina sahala přesně po tzv. rysku (značku na pipetě) a pak jej z pipety vypustíme do nádoby, kde jej chceme mít. 18. Měření objemu je mnohem přesnější pipetou. 19. Zkumavky mají válcovitý tvar, takže se snadno mohou ze stolu odkutálet, spadnout na zem a rozbít se. Pokud bychom na stůl odložili znečištěnou zkumavku, její obsah by mohl znečistit stůl a ten potom další předměty. Snadno by tak mohlo dojít k poleptání nebo otravě. 20. Při pipetování musíme použít bezpečnostní pomůcky, pokud pipetovaná látka je jedovatá, omamná nebo žíravá. 21. Na misku vah zásadně nedáváme žádné chemické látky (vždy je nutno použít lodičku, váženku, kádinku apod.). Vážené předměty i okolí vah musí mít pokojovou teplotu. Váhy se nesmí přemísťovat ani vystavovat otřesům. 22. Trojnožka se používá při zahřívání předmětů kahanem. Pod trojnožku postavíme kahan, na trojnožku pak položíme síťku s keramickou vložkou a na ni pak zahřívaný předmět. 23. Rtuťový teploměr obsahuje rtuť, jejíž páry jsou jedovaté. Proto se musíme snažit předejít jeho rozbití. 24. Zkumavku musíme při pokusech držet ústím pryč od sebe i od ostatních lidí. 25. Střička bývá naplněna kapalinou, kterou při práci často používáme. Většinou se do střičky dává destilovaná voda, někdy také ethanol. 26. Laboratorní kleště je nutno nahřát v plameni, dříve než jimi uchopíme horký křehký předmět. Pokud to neuděláme, předmět při tepelném šoku praskne. 27. Zábrus je přesně podle normy zabroušený vnitřní okraj některých baněk (např. baňky odměrné a baňky destilační). Baňku se zábrusem je možno vodotěsně a vzduchotěsně uzavřít, takže z ní např. při destilaci nebudou nekontrolovaně unikat páry, které by např. mohly způsobit požár v laboratoři nebo otrávit experimentátora. 28. Prachovnice se používá k uchovávání chemikálií. 29. Spalovací lžíce se používá ke spalování chemických látek v hlubokých uzavíratelných nádobách (chceme-li pak např. studovat vlastnosti plynu vzniklého spálením dané látky). 11
30. Odměrnou baňku zahřívat nesmíme. Při zahřívání vlivem tepelné roztažnosti mění svůj objem a tím přestává být funkční. 5. TAJNÉ PÍSMO : Na žlutých papírcích je ukrytý název chemického prvku. Odkryjte název prvku pomocí kouzelného roztoku ( jehož účinky a chemickou reakci vám vyučující prozradí na konci soutěže ), a pak s pomocí studijních materiálů a Internetu vyhledejte : Kyslík Elementární kyslík je nejrozšířenější prvek na Zemi a současně nejdůležitější biogenní prvek patří do 16. skupiny PSP prvků p 4 atomové jádro obsahuje 8 protonů. ve valenční vrstvě má kyslík dva nepárové elektrony, může vytvořit dvě jednoduché nebo jednu dvojnou vazbu. Výskyt kyslíku jeho celkové hmotnostní zastoupení v litosféře, hydrosféře a atmosféře je cca 50 %. volný je ve formě dvouatomových molekul obsažen ve vzduchu (20,9 %), vázaný ve vodě a oxidických sloučeninách, tvořících zemskou kůru. Fyzikální vlastnosti kyslíku bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, obtížně zkapalnitelný. Je málo rozpustný ve vodě (32 mg dm -3, n.p.); i toto malé množství však postačuje pro existenci živých organizmů ve vodě. 12
rozpustnost kyslíku výrazně klesá s rostoucí teplotou a v přítomnosti organických látek. působením tichého elektrického výboje nebo ultrafialového záření na molekuly kyslíku vzniká tříatomová alotropická modifikace ozon O3 : ozon má pronikavý zápach, je značně jedovatý a je jedním z nejsilnějších oxidačních činidel. používá se např. k dezinfekci vody. Kyslík se dodává v ocelových lahvích označených modrým pruhem, plněných na tlak 15 MPa. Laboratorní příprava kyslíku a) Termickým rozkladem oxidů ušlechtilých kovů nebo peroxidů např. 2 HgO = 2 Hg + O2 2 H2O2 = 2 H2O + O2 b) Elektrolýzou vody vylučuje se na anodě. Chemické vlastnosti kyslíku je velmi reaktivní prvek, slučuje se s většinou prvků přímo (kromě zlata, platiny, vzácných plynů a halogenů). má výjimečné oxidační vlastnosti. samovolné exotermní reakce látek s kyslíkem, při nichž se uvolňuje světlo a teplo, se označují jako hoření. Pro iniciaci hoření je třeba látku zahřát na tzv. zápalnou teplotu, která je pro různé látky rozdílná. těkavé látky uvolněné z hořícího předmětu vytvářejí plamen. kyslík má vysokou elektronegativitu, jeho kovalentní vazby s jinými prvky mají často polární charakter. s prvky 1. a 2. skupiny vytváří iontové oxidy. s nekovy vytváří oxidy molekulové. jeho binární sloučeniny oxidy tvoří základ chemického systému. Od nich je možno reakcí s vodou odvodit oxokyseliny nebo hydroxidy. kyslík může vytvářet dvojné (např. O2, CO2), výjimečně i trojné vazby (CO). Průmyslová výroba kyslíku kyslík se vyrábí frakční (postupnou) destilací zkapalněného vzduchu, založenou na rozdílných teplotách varu jednotlivých složek vzduchu. Použití kyslíku k intenzifikaci metalurgických procesů, kyslíkovodíkový plamen slouží k autogennímu svařování a řezání kovů (t = 2 500 C), do dýchacích přístrojů, v lékařství, v laboratořích k oxidaci a spalování, kapalný kyslík se spolu s vodíkem používá v palivových článcích a k pohonu raketových motorů Oxidy jsou binární sloučeniny kyslíku s dalšími prvky, v nichž má kyslík vždy oxidační číslo -II. neobsahují vzájemné vazby mezi kyslíkem. vznikají přímou syntézou prvků (např. hořením) nebo termickým rozkladem kyslíkatých látek. 13
názvosloví oxidů je základem českého názvosloví sloučenin. mnohé oxidy se vyskytují v přírodě jako kovové rudy a slouží k výrobě kovů. mezi nejdůležitější charakteristické vlastnosti oxidů patří strukturní typ a acidobazický charakter Dělení oxidů podle struktury Oxidy nekovů většinou plynné látky (kromě oxidů fosforu a jodu). Jsou kyselinotvorné. Oxidy kovů mají různou strukturu a acidobazický charakter : a) Iontovou strukturu (velký rozdíl elektronegativit) mají oxidy s prvků, oxidy prvků 3. skupiny vč. lanthanidů a oxidy d prvků v oxidačním čísle II. Jsou to krystalické látky s vysokou teplotou tání a jsou zásadotvorné. b) Molekulovou strukturu mají oxidy d prvků ve svých nejvyšších oxidačních číslech (VI VIII). Mají nízké teploty varu a tání, většinou jde o plyny nebo těkavé kapaliny. Jsou vždy kyselinotvorné. c) Polymerní (až atomovou) strukturu mají oxidy polokovů. Jsou krystalické, vesměs velmi tvrdé. Atomovou strukturu mají prostorové polymery. Polymerní oxidy mají amfoterní nebo slabě kyselý charakter. Dělení oxidů podle reakce s vodou Acidobazické vlastnosti oxidů udávají schopnost oxidů tvořit sloučením s vodou kyseliny nebo zásady. a) Zásadotvorné oxidy oxidy kovů a polokovů s oxidačním číslem < IV. Často mají iontový charakter. Jejich reakcí s vodou vznikají hydroxidy. b) Kyselinotvorné oxidy oxidy všech nekovů a oxidy kovů a polokovů s oxidačním číslem > IV. Jsou to molekulové látky, jejich reakcí s vodou vznikají oxokyseliny. Označují se také jako anhydridy kyselin. c) Amfoterní oxidy reagují s kyselinami i zásadami za vzniku solí. Jsou to oxidy d a p prvků s oxidačním číslem III a IV. Jsou špatně rozpustné ve vodě. d) Netečné oxidy nereagují s vodou a nevytvářejí kyseliny ani zásady. Patří k nim např. CO a N2O. Peroxidy jsou binární sloučeniny kyslíku, obsahující vazbu O O, která se v oxidech nevyskytuje. formální oxidační číslo kyslíku zde je -I. peroxidový anion se uvádí ve tvaru O2 2- nebo O 1-. jsou odvozeny od peroxidu vodíku H2O2, který se chová jako slabá dvojsytná kyselina. 14
Peroxidy vznikají náhradou vodíkových atomů v H2O2 kovem nebo hořením kovů 1. a 2. skupiny v kyslíku. Peroxid vodíku je nestálá sloučenina, rozkládající se na vodu a kyslík podle rovnice 2 H2O2 = 2 H2O + O2 Podle podmínek se H2O2 chová jako oxidační nebo redukční činidlo: v prvním případě se anion kyslíku v peroxidu redukuje : 2 NaBr + H2O2 + H2SO4 = Br2 + Na2SO4 + 2 H2O ve druhém případě se kyslíkový anion v peroxidu oxiduje PbO2 + H2O2 = Pb(OH)2 + O2 15
HRA : CESTA K POKLADU SOUTĚŽNÍ TÝM - barva : Kapitán : Kormidelník : Plavčík : 2
1) CHEMICKÉ PRVKY : S pomocí periodické tabulky prvků vyluštěte křížovky: 1 značka vápníku 2 značka rtuti 3 česky aurum 4 I 5 Br 1 Zn 2 Fe 3 Ni 4 Na 5 H 6 latinsky rtuť 1 značka fosforu 2 Cl 3 Al 4 Au 5 Ni 6 Na 7 H 8 latinsky vodík 3
Najděte prvky podle jejich českého jména a vyřešte osmisměrku: O K O B A L T M R R O Z Z M Ě Ď U A B N I K L T Ť I R Í K R O B A U M Í Ř O Y K A K T S S T D U S Í K R O CH S R T Y L D D R S V A N A D Í O T N T S Z E K M K V A H L I N Í K J N G C Í N O T I T A N R K E O N E Z R A D É K I Č Ř O H M Tajenka: PROTONOVÉ ČÍSLO se označuje.. a udává.. NUKLEONOVÉ ČÍSLO se označuje..a udává Počet protonů odpovídá počtu. S využitím periodické tabulky prvků doplňte následující tabulku : Název prvku Značka prvku Z A Počet Počet protonů neutronů 85 126 Počet elektronů 40 18 35 45 4
223 87 82 126 26 12 83 209 Rozstříhejte na jednotlivé kartičky a pak s nimi pracujte dle pokynu vyučujícího : BOR Borum B BROM Bromum Br CÍN Stannum Sn DRASLÍK Kalium K DUSÍK Nitrogenium N FLUOR Fluorum F 5
FOSFOR Phosphorum P HELIUM Helium He HOŘČÍK Magnesium Mg CHLOR Chlorum Cl CHROM Chromium Cr JOD Jodum, Iodum I KŘEMÍK Silicium Si KYSLÍK Oxygenium O MĚĎ Cuprum Cu 6
NIKL Niccolum Ni OLOVO Plumbum Pb RTUŤ Hydrargyrum Hg SÍRA Sulphur S SODÍK Natrium Na STŘÍBRO Argentum Ag UHLÍK Carboneum C VÁPNÍK Calcium Ca VODÍK Hydrogenium H 7
ZINEK Zincum Zn ZLATO Aurum Au ŽELEZO Ferrum Fe 2) ANORGANICKÉ NÁZVOSLOVÍ : Rozdělte do tabulky tyto sloučeniny a určete jejich názvy: CO2, KOH, HCl, Al2O3, H2SO4,Ca(OH)2, H2CO3, NaOH, CaO, Al(OH)3, HNO3, HBr, NO2, Mg(OH)2, SO3 8
Do volných políček vepište názvy jednotlivých kyslíkatých kyselin: Přiřaďte k sobě kyselinu a její anion: 9
Pojmenujte sloučeninu: Hg(OH) 2... Fe(OH) 3... Cr 2 S 3... N 2 S 5... HBrO 3... H 2 SiO 3... CF 4... ZnF 2... CO... Na 2 O... Utvořte vzorec sloučeniny : hydroxid lithný... hydroxid niklitý... sulfid fosforitý... sulfid manganatý... kyselina manganová... kyselina fosforitá... jodid nikelnatý... bromid manganičitý... oxid železitý... oxid manganičitý... 10
Rozstříhejte na jednotlivé kartičky a pak s nimi pracujte dle pokynu vyučujícího : 11
12
3) POZNEJ ph ROZTOKŮ : Bylo změřeno ph různých roztoků, jak ukazuje obrázek. Rozdělte tyto roztoky na kyselé, zásadité a neutrální : KYSELÝ ZÁSADITÝ NEUTRÁLNÍ 13
Určete ph roztoků, které byly testovány zobrazenými ph papírky: Seřaďte od nejkyselejšího k nejbazičtějšímu roztoku:. 14
Na pracovním stole je připraveno 10 různých roztoků. Zkuste pomocí lakmusového papírku určit jejich přibližné ph a rozhodněte, zda se jedná o roztok kyselý, zásaditý nebo neutrální : LÁTKA HODNOTA ph CHARAKTER ROZTOKU OCET CITRONOVÁ ŠŤÁVA DESTILOVANÁ VODA HYDROXID AMONNÝ CHLORID ŽELEZITÝ LÍH CHLORID SODNÝ THIOKYANID DRASELNÝ SÍRAN MĚĎNATÝ MLÉKO 15
4) LABORATORNÍ SKLO : Zkuste odpovědět na následující otázky: ( pokud si nevíte rady máte k dispozici učebnice, studijní materiály a Internet ) Seznam otázek: 1. Jaké vlastnosti by měl mít laboratorní stojan? 2. K čemu se používá byreta? 3. K čemu se používá exsikátor? 4. Při které laboratorní práci se využívá chladič? 5. Jak při pohledu na dělicí nálevku poznáte, jestli je otevřená a roztok jí bude protékat, nebo jestli je zavřená? 6. K čemu se používá Erlenmeyerova baňka? 7. K čemu se používá titrační baňka? 8. Jak se správně připevňuje držák ke stojanu a jak se do něj správně uchycují předměty? 9. K čemu se používá lodička? Čím se její použití liší od použití váženky? 10. Jak se správně umisťuje stopka nálevky do kádinky nebo jiné nádoby, do níž chceme filtrovat? 11. Jaký jiný než plynový kahan se v chemické laboratoři používá? 12. Můžeme kádinku zahřívat přímo plamenem kahanu? Proč? 13. K čemu se používá váženka? 14. K čemu se používá třecí miska s tloučkem? Znáte podobné vybavení také z kuchyně? 15. K čemu se používá síťka s keramickou výplní? Proč by se neměla používat síťka azbestová? 16. Který kahan je v chemické laboratoři běžnější: lihový, nebo plynový? 17. K čemu a jak se používá pipeta? 18. Je přesnější odměření objemu odměrným válcem, nebo pipetou? 19. Proč se zkumavky mají odkládat do stojanu a ne volně na stůl? 20. Ve kterých případech musíme při pipetování použít bezpečnostní pomůcky? 21. Jak musíme pracovat s vahami, abychom je nepoškodili? 22. K čemu se používá trojnožka? 23. Čím je rtuťový teploměr nebezpečný? 24. Jak musíme při pokusech držet zkumavku, abychom neublížili sobě ani nikomu jinému? 25. K čemu se používá střička? 26. Co uděláte s laboratorními kleštěmi, než jimi uchopíte horký křehký předmět? Proč? 27. Co je to tzv. zábrus a proč je jím destilační baňka opatřena? 28. K čemu se používá prachovnice? 29. K čemu se používá spalovací lžíce? 30. Smíme odměrnou baňku zahřívat? Proč? 16
Vypracování : Rozstříhejte na jednotlivé kartičky, rozdělte je na dvě hromádky zvlášť obrázky a zvlášť 17
názvy a pak s nimi pracujte dle pokynu vyučujícího : 18
19
20
Vyučující vám připravil poznávačku. Dokážete k vystavenému laboratornímu sklu napsat správný název? Očíslované laboratorní sklo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Název laboratorního skla 21
22
5) TAJNÉ PÍSMO : Na žlutých papírcích je ukrytý název chemického prvku. Odkryjte název prvku pomocí kouzelného roztoku ( jehož účinky a chemickou reakci vám vyučující prozradí na konci soutěže ), a pak s pomocí studijních materiálů a Internetu vyhledejte : Název prvku :.. Výskyt v přírodě : Vlastnosti : Sloučeniny : Výroba : Využití : 23
Volný list pro doplnění poznámek : 24
Chemické sklo Chemické nádobí je zhotoveno z tvrdého varného draselného nebo borosilikátového skla (Simax, Jenatherm G, Pyrex), které se od běžného skla liší menším zásaditým výluhem a větší odolností vůči zvýšené teplotě. Jeho teplota měknutí se pohybuje okolo 500 o C a sklo má malou tepelnou roztažnost, takže při nepravidelném zahřátí nepraská. Tepelnou odolnost však nelze přeceňovat, zvláště v případě bodového ohřátí nesvítivým plamene kahanu. Také prudké ochlazení může způsobit prasknutí skleněné nádoby. Prasknutí mohou napomoci povrchové škrábance a rýhy. Pro zahřívání a vaření jsou určeny jen nádoby z varného tenkostěnného skla, silnostěnné praskají. Porcelán také vydrží vyšší teplotu - jeho bod měknutí se pohybuje okolo 1400 o C. Čištění chemického skla se provádí mýdlovou vodou nebo saponátem v obyčejné vodovodní vodě a poté se oplachuje ve vodě destilované. Nádobí určené ke kvalitativní či kvantitativní analýze se oplachuje 3x v destilované vodě, vždy v nové lázni. Zvláště znečištěné nádobí se čistí naložením do chromsírové směsi, která se připravuje tak, že se vodný roztok dvojchromanu draselného 1 : 10 smísí s 1-1,5 násobkem objemu kyseliny sírové. Silnější chromsírová směs je nasycený roztok dvojchromanu v kyselině sírové. Vznikne červeně zbarvená kapalina obsahující oxid chromový, která má silné oxidační vlastnosti a nečistoty rozloží a uvede do roztoku. Jak se chromsírová směs zvolna vyčerpává, mění barvu do zelena (vzniká oxid chromový). Chromsírová směs je neobyčejně agresivní, je s ním možno pracovat jedině v gumových rukavicích a při reakci se může zahřívat. Starší literatura udává čisticí směs manganistanovou, kterou však nelze doporučit, neboť se může explozivně rozkládat. Na mastné depozity lze použít ethanolický louh, směs hydroxidu sodného, ethanolu (lihu) a malého množství vody. S ethanolickým louhem je též třeba pracovat opatrně a jedině v rukavicích. Mytí nádobí je nedílnou součástí laboratorní práce a vyplácí se trpělivý a kvalifikovaný přístup, aby drahé nádobí nepřicházelo nazmar. Důležité je mýt hned po použití a stupňovat použité přípravky od nejjednoduššího (voda) k razantnějším: Nejprve zkoušíme kyselinu chlorovodíkovou, sírovou dusičnou, u organických nečistot též ethanol, toluen a nakonec chromsírovou směs. Mezi jednotlivými etapami musí být nádobí důkladně opláchnuto vodou, neboť chromsírová směs prudce reaguje s některými organickými látkami, např. s ethanolem. Nádobí se neutírá, ale nechává volně okapat nebo se vkládá do sušárny (nikoli nádobí s korkovými či gumovými součástmi a přesné odměrné nádobí). Urychleného schnutí dosáhneme vypláchnutím ethanolem, případně pak ještě etherem či acetonem. Druhy chemického nádobí a laboratorních pomůcek Baňky s plochým nebo kulatým dnem a s dlouhým nebo krátkým hrdlem se používají k zahřívání a jako reakční nádoby. Varné baňky s plochým dnem se tloušťkou a odolností proti teplotě liší od titračních baněk, které bývají menší (max. 250 ml) a mají široké krátké hrdlo. Titrační baňky nejsou odolné vůči zvýšené teplotě. Bodotávek slouží k určování bodu tání pevných látek 1
1. vodní vývěva, 2. váženka, 3. titrační baňka, 4. produktová baňka nebo varná baňka, 5. postřikovací baňka, 6. promývací baňka, 7. odměrná baňka, 8. odsávací baňka Büchnerovy nálevky jsou porcelánové nálevky, do nichž se filtrační papír vkládá v kolečkách na perforované dno. Používají se k podtlakové filtraci nasazené na odsávací baňku. Byrety jsou skleněné trubice s dělením odshora dolů očíslovaným, které jsou v dolním konci zakončeny kohoutkem nebo hadičkou s tlačkou. Užívá se jich k odměřování přesného objemu, který se pohybuje mezi 0.05 a 50 ml. U byret mnoho záleží na tom, aby se zvláště při rychlejším vypouštění tekutiny vyčkalo, až tekutina dojde. Aby se na odměrných nádobách hladce tvořil meniskus a neulpívaly nad ním kapky tekutiny, je třeba odměrné nádoby, jmenovitě pipety a byrety náležitě čistit. To se děje vymýváním vlažnou mýdlovou vodou a dále destilovanou vodou nebo chromsírovou směsí. Sušíme prosávání vzduchu, nikdy do byrety nefoukáme. Odměrná nádoba má udaný obsah jen při teplotě, pro kterou byla kalibrována (obvykle 20 o C). Dělicí nálevky zvané děličky slouží k oddělování nemísitelných kapalin (spodní fáze se vypustí kohoutem) a pro dávkování kapalin do reakčních směsí. Tento druh děliček mívá tubus opatřený zábrusem a nazývají se přikapávačky. 2
1. Mikropipeta, 2. pipeta, 3. zpětný chladič, 4. chladič Liebigův, 5. byreta, 6. kuličkový chladič, 7. byreta s kohoutem, 8. hustoměr, 9. sestupný chladič Liebigův, 10. zpětný chladič Dimrothův, 11. chladič Liebigův nezábrusový Ehrlenmeyerovy baňky jsou kónické nádoby s úzkým nebo širokým hrdlem. Vyrábějí se v objemech 25 ml až 5 l. Kónické zúžení zabraňuje většímu odpařování, umožňuje krátkodobé zahřívání bez zpětného chladiče, zejména tehdy, když hrdlo baňky přikryjeme hodinovým sklíčkem a kouskem ledu. Celý vnitřek baňky je dostupný tyčinkou. Používají se ke krystalizaci, jako reakční nádoby, k zahřívání roztoků a lze do nich jímat destiláty. Nelze je používat k jakékoli práci za sníženého tlaku, jak to platí pro všechny tenkostěnné baňky s plochým dnem. Frakční baňka je dlouhohrdlá baňka se postranním tubusem určená pro destialci. Hrdlem se přes zátku se zavádí teploměr a na postranní tubus se opět pomocí zátky připojuje Liebigův chladič a spodní konec se opatří alonží. Frity jsou nálevky ve spodní části opatřené filtrační skleněnou destičkou ze slinutého skla (frity). Vrchní část bývá válcovitá nebo kuželová a bývají označený S 0 až 4 podle průlinčitosti (čím vyšší číslo, tím hustší). Používají se nasazené do tulipánku k podtlakové filtraci. 3
1. vodní vývěva, 2. lihový kahan, 3. exsikátor, 4. odměrný výlec, 5. odměrný džbán, 6. odsávací baňka s fritou, 7. varná baňka, 8. varná baňka, 9. Ehrlenmayerova baňka Hadice pryžové nebo PVC se používají k vedení plynů, par i kapalin. Pryžové hadice vzdorují dobře vodě, zředěným kyselinám i louhům, nesnášejí však chlor, páry bromu a benzenu, bobtnají v olejích a uhlovodíkových rozpouštědlech. Jsou natolik pevné, že silnostěnných tzv. tlakových hadic je možno užít k napojení vývěvy. Při navlékání musí být hadice hladce seříznuta, aby se netrhala a nasazujeme-li ji na skleněnou trubici, musí mít tato otavené okraje. Jde-li navlékání na sucho obtížně, je nutno potřít skleněnou část nebo vnitřek hadičky glycerinem či lehce navlhčit. Po navlečení je nezbytné hadičku na pevnou část připevnit svorkou, nikoli drátem, který může hadici proříznout. PVC hadice jsou olejovzdorné a vůbec vůči chemikáliím velmi odolné, nejsou však tak pevné, při tlakovém namáhání praskají. Lze je tepleně tvarovat. Ke speciálním účelům se používají také drahé silikonové hadice, které odolávají vysokým teplotám, olejům a uhlovodíkovým rozpouštědlům. 4
1. lodička na vážení, 2. třecí miska, 3. korkovrt, 4. varná baňka se zábrusem, 5. nálevka, 6. násypka, 7. reagenční láhev, 8. prachovnice, 9. krystalizační miska, 10. krystalizační miska Hodinová sklíčka jsou kruhová mírně vypouklá skla, která v závislosti na velikosti slouží k přikrývání kádinek, nálevek a k sušení nebo k odpařování malých množství těkavých rozpouštědel, např. při zkouškách krystalizace Kádinky se podle poměru výšky a průměru dělí na vysoké a úzké. Vyrábějí se v objemech 5 ml až 10 l. Slouží k mísení a zahřívání, nehodí se ke krystalizaci a k uchovávání těkavých rozpouštědel. Nálevky se používají k nalévání kapalin a k filtraci roztoků. Podle účelu mají dlouhý nebo krátký stonek o různý průměr. Pro filtrace větších množství se používají nálevky žebrované. Násypky se tvarem podobají nálevkám, ale mají široký a krátký stonek. Odměrné baňky jsou skleněné baňky úzkohrdlé, obyčejně se zabroušenou zátkou, ale i bez ní. Pojmou jeden určitý objem po znamínko vyznačené na hrdle (obvykle 50-1000 ml). Znamínko na baňce je kruhové a při odměřování kapaliny je třeba, aby se opticky přední strana kryla se stranou zadní, kruhové znaménko se má jevit jako přímka a meniskus tekutiny se má dotýkat rysky dolním okrajem. Odměrných baněk používáme k přípravě roztoků o známé a pokud možno přesné koncentraci. Tekutinu do nich naléváme nálevkou a dáváme pozor, aby nesmáčela sklo nad ryskou. Stalo-li se tak, vysušíme ji svitkem filtračního papíru, když jsme baňku naplnili až na několik ml pod znamínko a pak pipetkou dodáme zbylé množství tekutiny. Odměrné nádoby se nikdy 5
nesuší za zvýšené teploty, neboť jsou přesně kalibrovány. Nenechávají se v chromsírové směsi při čištění déle než několik hodin. Odsávačky jsou silnostěnné Ehrlenmeyerovy baňky s postranní olivkou a používají se při filtraci za sníženého tlaku k jímání filtrátu. Stejnou funkci plní i tlustostěnné zkumavky s postranní olivkou zvané odsávací zkumavky. Petriho miska je dvojitá miska s krycím víkem. Pipety slouží k odměření menšího objemu tekutiny. Rozeznáváme pipety nedělené a pipety dělené. Prvé z nich jsou nejčastěji skleněné trubice, které jsou ve středu válcovitě rozšířeny a na dolním konci vytaženy v úzký otvor. Mají jen jednu známku umístěnou nad rozšířením a slouží k odměření jen jednoho objemu na pipetě označeného. Jejich plnění se děje tak, že mírně nasajeme tekutinu nad známku, uzavřeme horní otvor zvlhčeným ukazovákem a osušíme dolní konec filtračním papírem. Pak opatrným uvolňováním ukazováčku necháme meniskus tekutiny klesnout až ke kruhové známce. Nato vyprázdníme obsah pipety do připravené nádoby, tak že přiložíme dolní otvor pipety kolmo držené na skleněnou vnitřní stěnu nádoby, uvolníme ukazováček a necháme téci, až ustane souvislý proud. Pak vyčkáme cca 15 sekund a otřeme dolní otvor pipety jedním krátkým posunutím po stěně nádoby. Zbylá kapalina se nikdy nevyfukuje. Dělené pipety jsou skleněné trubice, které jsou děleny na ml, popř. na jejich zlomky a jsou od shora dolů očíslovány. Na dolním konci jsou vytaženy rovněž v úzký otvor. Hodí se k odměření různých množství tekutiny. Plní se nasátím až po horní známku a vyprazdňují se vypouštěním tekutiny, až meniskus klesne k žádané známce. Prachovnice jsou širokohrdlé lahve podobné reagenčním a slouží k uchovávání pevných preparátů. Reagenční lahve mají zábrusové nebo šroubovací uzávěry a slouží k uchovávání preparátů. Vyrábějí se ve velikostech od 50 ml do 10 l. Často se vedle skleněných používají levnější polyethylenové. Třecí misky s tloučkem se používají k roztírání preparátů a lze je použít i k tření barev. Nejčastěji jsou porcelánové se zdrsnělým povrchem a tloučkem, existují však i hladké a skleněné misky. Pro analytické účely se používají misky achátové, které mají minimální otěr. Vodní vývěva slouží k evakuaci nádob pro podtlakovou filtraci, destilaci ap. Zábrusové aparatury slouží obvykle k destilaci a k organickým syntézám, které probíhají za zvýšené teploty a po řadu hodin. Tyto syntézy vyžadují dobře utěsněné reakční soustavy, aby neunikala těkavá rozpouštědla. Chladiče zpětné se používají ke kondenzaci těkavých komponent unikající ze zahřívaných reakčních směsí a k jejich zpětnému vracení do reakční směsi. Chladiče sestupné se používají ke kondenzaci par složek při destilaci a odvádí se jimi destilát do jímadla. Většinou jsou to vodní chladiče, u nízkovroucích kapalin (do 150 o C) stačí vzduchem chlazená dostatečně dlouhá trubice, tzv. vzduchový chladič. Trubice musí být dostatečně dlouhá, aby destilát kondenzoval již v její první třetině. Nejrozšířenější typy vodních chladičů jsou chladič dle Liebiga, nejúčinnější a nejpoužívanější je spirálový chladič Dimrothův. Běžný je také kuličkový chladič. K destilaci určené sestupné chladiče mají přitaven nástavec, kterým se připojují k destilační baňce a do kterého se umisťuje teploměr ke kontrole teploty odcházejících par. Vedle tubusu na teploměr může mít chladič druhý tubus k zavedení kapiláry při vakuové destilaci. Tento typ chladiče se nazývá Claisenův chladič. Je-li nástavec odpojitelný, lze jej použít k přeměně zpětného chladiče (Liebigova či 6
Dimrothova, ne kuličkového) na sestupný určený k destilaci a nazývá se Claisenův nástavec. Stejnou funkci má nástavec s odbočkou, který však nemá tubus na kapiláru. Destilační soustava se zakončuje alonží kterou se destilát odvádí do jímky. Y kusy slouží k napojení zpětného chladiče a přikapávačky u soustav určených syntéze pod zpětným chladičem. Sušicí rourka brání vniknutí vlhkosti do aparatury a je naplněna hygroskopických chloridem vápenatým. Jádro s nástavcem na přehánění vodní parou se používá při destilaci s vodní parou. Funkční zapojení zábrusových kusů je patrno na těchto obrázcích: - zahřívání pod zpětným chladičem za vyloučení vlhkosti, do směsi se přikapává reakční složka a míchá se míchadlem. - extrakce se Soxhletovým přístrojem (viz. extrakce), nezábrusová destilační aparatura se vzdušným chladičem, - standardní zábrusová aparatura k destilaci, - aparatura k destilaci s vodní parou (viz. destilace), - aparatura k vakuové destilaci s jímkou na frakce (tzv. prasátko). Zábrusy slouží k utěsnění dílů aparatur a nahrazují provrtané zátky pospojované hadičkami. Běžné jsou kuželové zábrusy s normovaným průměrem (První č. udává průměr zábrusu a druhé označuje délku zábrusu při úkosu 1:10. Vyrábějí se zábrusy od 5/13 do 100/60 a nejběžnější jsou NZ 14.5/23 a NZ 29/32 nebo NZ 45/40. Při nákupu dílů aparatur musejí být pochopitelně všechny zábrusy stejné. Pro spojování různých zábrusů se používají tzv. přechodní vložky neboli redukce. Pro specielní použití jsou určeny kulové zábrusy. V současnosti se místo zábrusů často používají šroubové spoje s převlečnou polyethylenovou matkou, které jsou označeny písmeny GL a číslem udávající průměr skleněné části. Při sestavování zábrusových aparatur je nutné dbát určitých zásad zaručujích funkčnost a bezpečnost. Jednotlivé díly musejí být bezpečně upevněny v držácích stojanu a nesmějí být zkříženy, aby pnutí nezpůsobilo po zahřátí popraskání skla. Části by měly být z téhož druhu skla, neboť při rozdílné roztažnosti jednotlivých dílů opět vzniká pnutí a zábrusy pak nejdou rozebrat. Zapečení zábrusů se zamezuje namazáním Ramsayovým tukem, který zároveň těsní. Správně namazaný zábrus při otočení zprůhlední a nevytlačuje přebytek mazadla. Kohouty se mažou mimo vrtání, které by se mohlo ucpat. V případě, že zábrusy, zejména kohouty, netěsní, přebrušují se jemným křemeným pískem (dodává se specielně k tomuto účelu). Aby se zábrus nezapekl, nesmí se do něj dostat reakční směs a aparatura se musí rozebírat za tepla. Ukládají-li se díly mimo provoz, do zábrusem se vloží kousek papíru. Zapečení zábrusy se uvolňují opatrným vikláním, kape se do nich glycerin nebo se lehce nahřívají tak, aby se roztáhl vnější plášť a nikoli jádro. Aby se dosáhlo co největšího teplotního rozdílu mezi jádrem a pláštěm, zábrus se nejprve vychladí v suchém ledu a pak rychle ohřeje. Plamenem nelze ohřívat zábrusy lahví s hořlavinami, ty se musejí ohřívat třením. Zvláště svízelné případy zamrzlých kohoutů se daří otevřít pomocí mechanického světáku, jehož čelisti se vyloží tuhým papírem, aby kov nedosedal přímo na sklo. Do roztažených čelistí se vloží zábrus tak, aby se plášť zábrusu opíral o nepohyblivou a jádro o pohyblivou čelist. Mírným dotlačením čelistí jádro z pouzdra vyklouzne, nesmí však upadnout na zem. Zátky se používají korkové, pryžové nebo polyethylenové. Pryžové zátky lépe těsní, do korkových se zase lépe řežou otvory. Otvory do zátek vrtáme korkovrtem proti rovné ploše od užšího konce zátky k širšímu. Při řezání pryže smáčíme korkovrt glycerinem, korkové zátky řežeme na sucha a před vrtáním je důkladně promačkáme, nejlépe mezi dvěma prkénky, kterými pohybujeme tak, aby se zátka otáčela pod mírným tlakem kolem své osy. K tomuto účelu lze zakoupit páčkové mačkadlo neboli krokodýla. Korkovrty se ostří ostřičem tak, že se nůž odtáhne od kužele, kužel se zasune do korkovrtu, nůž se přitlačí a otáčí se jím. Zkumavky slouží pro pokusy v malém měřítku, pro orientační zkoušky rozpustnosti, krystalizaci malých množství apod. Snášejí náhlé změny teplot a skleněné lze jzahřívat přímým plamenem nebo i prudce ochladit tekoucí vodou. 7