Chemia to nauka o substancjach i ich przemianach. Często do zrozumienia zasad chemii niezbędne są eksperymenty.
Uczeń wykonał doświadczenie chemiczne. Zobaczmy, co mógł robić.
Co to jest doświadczenie chemiczne?
Doświadczenie chemiczne, inaczej eksperyment chemiczny, to procedura laboratoryjna. Pozwala obserwować reakcje chemiczne i właściwości substancji. Kontroluje się warunki, takie jak temperatura i ciśnienie.
Celem jest zweryfikowanie hipotezy. Może to być także odkrycie nowych zjawisk.
Przykładowy schemat doświadczenia: Reakcja kwasu z metalem
Załóżmy, że uczeń bada reakcję kwasu solnego (HCl) z magnezem (Mg).
Materiały i sprzęt:
Potrzebne będą:
- Probówka
- Stojak na probówki
- Kwas solny (HCl), rozcieńczony
- Magnes (Mg), np. w postaci wiórków lub paska
- Zapałki lub zapalarka
Przebieg doświadczenia:
1. Do probówki wlej niewielką ilość kwasu solnego.
2. Dodaj do probówki wiórki lub pasek magnezu.
3. Obserwuj, co się dzieje.
4. Zbliż zapaloną zapałkę do wylotu probówki.
Obserwacje:
Po dodaniu magnezu do kwasu solnego, pojawiają się bąbelki gazu.
Probówka staje się cieplejsza. To oznacza, że reakcja jest egzotermiczna. Wydziela ciepło.
Zapalona zapałka zbliżona do wylotu probówki powoduje charakterystyczny "szczekający" dźwięk. Świadczy to o obecności wodoru (H2).
Równanie reakcji:
Reakcję można zapisać równaniem chemicznym:
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)
Magnez (Mg) w stanie stałym reaguje z kwasem solnym (HCl) w roztworze wodnym. Powstaje chlorek magnezu (MgCl2) w roztworze wodnym i wodór (H2) w postaci gazu.
Analiza i wnioski
Doświadczenie pokazuje, że metale reagują z kwasami. Wydziela się wodór. Powstaje sól. W tym przypadku jest to chlorek magnezu.
Reakcja jest egzotermiczna. To znaczy wydziela się energia w postaci ciepła.
Obecność wodoru można potwierdzić przez spalenie. Powstaje charakterystyczny dźwięk.
Inny przykład: Badanie pH roztworów
Inny eksperyment może polegać na badaniu pH różnych roztworów. Używa się wskaźników.
Materiały i sprzęt:
- Probówki
- Stojak na probówki
- Szkiełka zegarkowe
- Bagietka szklana
- Uniwersalny papierek wskaźnikowy lub wskaźnik płynny (np. oranż metylowy, fenoloftaleina)
- Różne roztwory (np. ocet, sok z cytryny, woda z mydłem, roztwór wodorotlenku sodu)
Przebieg doświadczenia:
1. Nalej niewielkie ilości badanych roztworów do oddzielnych probówek lub na szkiełka zegarkowe.
2. Zanurz papierek wskaźnikowy w każdym roztworze.
3. Porównaj kolor papierka z skalą pH. Określ pH roztworu.
4. Alternatywnie, dodaj kilka kropli wskaźnika płynnego do każdego roztworu. Obserwuj zmianę koloru. Porównaj z tabelą wskaźnika.
Obserwacje:
Różne roztwory powodują różne zmiany koloru wskaźnika. Pokazują różne wartości pH.
Kwasy (np. ocet, sok z cytryny) mają pH poniżej 7. Zmieniają kolor uniwersalnego papierka wskaźnikowego na czerwony lub pomarańczowy. Oranż metylowy barwi się na czerwono.
Zasady (np. woda z mydłem, roztwór wodorotlenku sodu) mają pH powyżej 7. Zmieniają kolor uniwersalnego papierka na niebieski lub fioletowy. Fenoloftaleina barwi się na malinowo.
Roztwory obojętne (np. woda destylowana) mają pH około 7. Nie powodują wyraźnej zmiany koloru uniwersalnego papierka.
Wnioski:
Doświadczenie pokazuje, że różne substancje mają różne pH. pH określa kwasowość lub zasadowość roztworu. Wskaźniki pH pozwalają na określenie pH roztworów. Opierają się na zmianie koloru w zależności od pH środowiska.
Znaczenie doświadczeń chemicznych
Doświadczenia chemiczne są ważne. Pomagają zrozumieć zasady chemii.
Umożliwiają weryfikację teorii.
Rozwijają umiejętności obserwacji, analizy i wnioskowania.
Są podstawą badań naukowych i rozwoju nowych technologii.
