§3. Агрегатные состояния веществ
Вопрос в начале параграфа
✓ Верны ли утверждения, что вода − это жидкость, а кислород − это газ?
Ответ:
Да, при нормальных условиях вода является жидкостью, а кислород − газом.
Лабораторный опыт 2
1. Пробирку или колбу закройте пробкой с газоотводной трубкой. Переверните пробирку или колбу и поместите газоотводную трубку в стакан с водой. Согрейте стенки колбы ладонью (рис.10). Что наблюдаете? Почему?
Рис. 10. Увеличение объёма газа при нагревании используют для проверки прибора на герметичность
Ответ:
Я наблюдаю выделение пузырьков газа, так как при согревании пробирки воздух расширился и выходит из колбы через воду.
Проверьте свои знания
1. Вам известны взаимные переходы воды из одного агрегатного состояния в другое: твердое (лед) − жидкое (вода) − газообразное (пар). Возможен ли переход из твердого состояния в газообразное?
Ответ:
Для воды переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую, возможен, поэтому бельё после стирки можно высушить на морозе.
Переход из твердого состояния в газообразное возможен также для йода.
Такой процесс называется возгонкой.
2. Какое из перечисленных явлений является лишним в следующем перечне: а) плавление льда, б) кипение воды, в) образование капель воды, г) конденсация водяного пара, д) кристаллизация воды? Поясните свой выбор.
Ответ:
а) плавление льда − переход из твердого состояние в жидкое.
б) кипение воды − переход из жидкого состояния в газообразное.
в) образование капель воды − нет перехода из одного состояния в другое.
г) конденсация водяного пара − переход из газообразного состояния в жидкое.
д) кристаллизация воды − переход из жидкого состояния в твердое.
Ответ: в.
Примените свои знания
3. Предложите схему взаимных переходов агрегатных состояний веществ проиллюстрируйте конкретными примерами и покажите значение таких взаимных переходов.
Ответ:
Схема взаимных переходов агрегатных состояний веществ (на примере воды):
Значение взаимных переходов агрегатных состояний воды: на изменении агрегатного состояния основан круговорот воды в природе (лед, пар, жидкость).
4. Почему во время соревнований фигуристов и хоккейных матчей делают перерывы на заливку льда?
Ответ:
Во время соревнований фигуристов и хоккейных матчей делают перерывы на заливку льда, так как лед нагревается при трении коньков спортсменов и переходит в жидкое состояние. Таким образом, образуется прослойка воды, которая препятствует нормальному ходу соревнований.
Используйте дополнительную информацию
5. Подготовьте сообщение о сухом льде.
Ответ:
Что такое сухой лед? Сухой лед − это твердый углекислый газ. Это кислотный оксид, молекула которого состоит из атома углерода и двух атомов кислорода.
Впервые сухой лед появился в 1835 году. Но популярность твердый углекислый газ нашел только спустя 90 лет. Его начали использовать для сохранения продуктов при транспортировках, потому что сухой лед препятствует росту бактерий, вирусов и гниению продуктов. Также его используют в медицине, пожаротушении и в огнетушителях.
О=С=О
6. Выразите свою точку зрения о количестве агрегатных состояний веществ. Аргументируйте ее сведениями, полученными из различных источников информации. Укажите эти источники.
Ответ:
В данный момент науке известно 4 агрегатных состояния: жидкое, твердое, газообразное и плазменное. Конечно, в повседневной жизни мы встречаем только первые три агрегатных состояния, но физики склонны выделять четвертое.
К жидкостям относят, например, воду, уксусную кислоту.
К твердым веществам − поваренную соль, алмаз.
К газам − кислород, азот.
К плазменному состоянию − вспышку молнии, северное сияние.
Практическая работа 1
Вопрос в начале работы
✓ В химической лаборатории необходимо соблюдать особые правила при работе с оборудованием и реактивами. Почему? Каковы эти правила?
Ответ:
В химической лаборатории необходимо соблюдать особые правила при работе с оборудованием и реактивами, так как спешка и небрежность могут привести к несчастным случаям.
Правила техники безопасности в химической лаборатории:
1. Во время урока учащиеся должны следовать указаниям учителя и инструкциям техники безопасности, быть очень внимательными.
2. Категорически запрещается пробовать на вкус вещества в кабинете химии. Нюхать их можно, лишь направляя лёгким движением руки испарения к носу, при этом нельзя вдыхать полной грудью.
3. Учащимся запрещено проводить любые опыты, которые не предусмотрены данной практической или лабораторной работой.
4. О рассыпанных веществах или разлитых реактивах ученик должен незамедлительно сообщить учителю или лаборанту.
5. Обо всех неполадках в работе оборудования и других проблемах ученики должны немедленно сообщить учителю и прекратить работу. Нельзя выливать в канализацию органические жидкости и растворы.
6. Нельзя оставлять без присмотра включённые или горящие нагревательные приборы. Во время урока необходимо соблюдать правила пожарной безопасности и технику обращения с электроприборами, спиртовками и газовыми горелками.
7. При получении травмы или ухудшении самочувствия ученик должен прекратить работу и сразу сообщить об этом учителю.
8. Вещества нельзя брать руками, нужно использовать для этого специальные шпатели, ложечки, пинцеты.
9. Нельзя наливать и перемешивать реактивы вблизи лица.
10. Необходимо пользоваться только чистой лабораторной посудой. Остатки реактивов или их растворов запрещается высыпать и выливать обратно в исходный сосуд.
11. После практического занятия учащиеся должны сдать оборудование и реактивы учителю или лаборанту.
12. По окончании работы необходимо привести рабочее место в порядок и тщательно вымыть руки с мылом.
Практическая работа 2
Вопрос в начале работы
✓ В замечательной книге М. Фарадея «История свечи» есть строчки: «Рассмотрение физических явлений, происходящих при горении свечи, представляет собой самый широкий путь, которым можно подойти к изучению естествознания… Я собираюсь изложить вам… ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи».
Какие явления вы будете изучать при выполнении этой практической работы?
Ответ:
При выполнении этой практической работы я буду изучать физические и химические явления.
Опыт 1. Физические явления при горении свечи
1. Возьмите небольшую парафиновую свечу (можно использовать огарок свечи), зажгите спичку и, нагревая с ее помощью нижний конец свечи, прикрепите её к кафельной плитке или кусочку стекла. Зажгите свечу (рис. 21).
Обратите внимание на то, что парафин вокруг фитиля начинает плавиться, образуя небольшую лужицу. Какое явление происходит? Через некоторое время лужица переполняется, жидкий парафин стекает по краям свечи, образуя при застывании причудливые потёки. Какое явление происходит?
Ответ:
1) Когда парафин вокруг фитиля начинает плавиться, образуя небольшую лужицу, происходит процесс плавления, то есть переход из твердого агрегатного состояния в жидкое.
2) Когда жидкий парафин стекает по краям свечи, образуя при застывании причудливые потеки, происходит процесс кристаллизации, то есть переход из жидкого агрегатного состояния в твердое.
В обоих случаях происходят физические явления.
Опыт 2. Строение пламени свечи
1. Проткните язычок пламени свечи спичкой, держа её за головку. Через две секунды выньте спичку из пламени и обратите внимание на то, какие её части обуглились. Сделайте вывод о строении пламени свечи и соответственно о правилах нагревания при выполнении химического эксперимента. Зарисуйте в тетради строение пламени и подпишите его части.
Ответ:
Схема строения пламени:
Вывод: При химических экспериментах пробирку необходимо вносить в самую верхнюю часть пламени (часть 3), так как там самая высокая температура.
Опыт 3. Обнаружение продуктов горения парафина и влияние воздуха на горение свечи
1. Возьмите пинцетом кусочек стекла или осколок фарфоровой посуды, внесите его в светящуюся зону пламени свечи и подержите его там несколько секунд. Посмотрите на поверхность стекла или фарфора. Объясните, что там появилось.
Сухой, желательно охлаждённый (но не запотевший) стеклянный стакан подержите над пламенем свечи до запотевания. Объясните наблюдаемое явление.
Накройте горящую свечу стеклянным стаканом. Что наблюдаете? Почему погасла свеча?
При горении свечи образуются не только сажа и вода, но также и углекислый газ. Как его можно распознать? (Для ответа на вопрос используйте знания из курса биологии и различные источники информации).
Ответ:
• На поверхности стекла появился черный налет. Это продукты сгорания фитиля.
• При нагревании холодного сухого стакана он начал запотевать, так как происходила конденсация паров воды.
• Если накрыть горящую свечу стеклянным стаканом, то она погаснет. Так как в стакане уменьшится содержание кислорода, а без него горение завершается, так как кислород поддерживает горение.
• При горении свечи образуется не только сажа и вода, но и углекислый газ. Его можно распознать с помощью лакмусовой бумажки. Необходимо направить газоотводную трубку с продуктами сгорания в воду, в нее поместить лакмусовую бумажку. Она покраснеет, так как $CO_{2}$ растворяется в воде с образованием кислоты, а, значит, образуется кислая среда.
Дополнительное задание
1. Подготовьте сообщение и презентацию по теме «Свечи, их классификация и роль в жизни человека».
Ответ:
История свечей началась в Древнем Риме. Тогда свечи изготавливали из пчелиного воска. Но такой воск был очень дорогой, поэтому свечи были доступны лишь малому количеству людей. Но позже свечи начали делать из парафина. Это более дешевый материал, поэтому свечи стали доступнее. Парафиновые свечи имеют свои плюсы: они долго горят, отличаются ярким пламенем без неприятных запахов.
До 19 века свечи в основном использовали для освещения. Но их вытеснили лампы накаливания, которые начали выполнять эту функцию.
В современном мире существует большое разнообразие свечей: столовые, декоративные, ароматические, хозяйственные. В последнее время все большую популярность набирают ароматические свечи.