Videoexperimente in der Chemie. Organisation eines chemischen Experiments in der organischen Chemie in einer Fachklasse
ARBEITSTHEMA
Organisation eines chemischen Experiments am organische Chemie in der Fachklasse.
Abschlussqualifikationsarbeit
Einführung
Kapitel I. Das Konzept der Profilbildung und des Ortes Thema"Chemie" drin
1 Das Konzept der Profilbildung
2 Chemiestudium auf Profilebene
Kapitel II. Organisation eines schulchemischen Experiments in organischer Chemie
1 Chemisches Schulexperiment: Arten, Anforderungen, Technik
2 Ergänzung zum schulchemischen Versuch der Organischen Chemie
Fazit
Bibliographisches Verzeichnis
Einführung
BEI moderne Schule In dieser Phase wird das Konzept der Profilbildung umgesetzt. Chemie auf Profilebene wird in den Klassen chemisch-biologischer, chemisch-mathematischer und physikalisch-chemischer Profile studiert. Da die Chemie eine experimentelle Wissenschaft ist, wurde erwartet, dass die Programme mehr Zeit für praktische und Laborarbeiten aufwenden würden, das Demonstrationsexperiment intensiver und abwechslungsreicher werden würde. In den Programmen für Fachklassen stehen den Schülern jedoch nur 5 Stunden für die praktische Arbeit zur Verfügung, und die Praxis zeigt, dass Lehrer ein „Live“ -Demonstrationsexperiment zunehmend durch eine Videodemonstration ersetzen. Ausgehend von dieser Problemstellung haben wir das Thema unserer Arbeit formuliert: „Organisation eines chemischen Experiments in der Organischen Chemie in einer Fachklasse“.
Gegenstand unserer Arbeit ist der Prozess des Chemieunterrichts an einer Fachschule.
Gegenstand ist die Organisation eines chemischen Experiments in der organischen Chemie in einer Fachschule.
Zielsetzung: eine Ergänzung zum schulchemischen Experiment in der Organischen Chemie entwickeln und erproben. 1. Erkunden Sie das Konzept der Profilerziehung. Analysieren Sie ein exemplarisches Programm einer vollständigen Allgemeinbildung ( Profilebene) in Chemie für die Organisation eines chemischen Experiments in der organischen Chemie. Die Voraussetzungen für ein schulisches Chemieexperiment untersuchen. Entwickeln Sie eine Ergänzung zum schulchemischen Experiment in der organischen Chemie. Ein chemisches Experiment testen und Empfehlungen für seinen Einsatz in der Schule geben. Folgende Methoden wurden im Rahmen der Arbeit angewandt: Theoretische Analyse der Literatur zur Fragestellung und zum Forschungsgegenstand; Aufbau eines chemischen Experiments. Die praktische Bedeutung der Studie wird durch die Tatsache bestimmt, dass die in der Arbeit vorgestellten Empfehlungen zur Verwendung des chemischen Experiments von Lehrern, Leitern chemischer Kreise und Schülern während der Pädagogik verwendet werden können Praktiken Methoden Ausübungen. Kapitel 1. Das Konzept der Fachausbildung und der Platz des Fachs "Chemie" darin. § 1.1 Das Konzept der Profilbildung Experimentierschule Profil Organische Chemie Profiltraining. Die Ziele der Profilbildung. In Übereinstimmung mit dem Dekret der Regierung der Russischen Föderation vom 29. Dezember 2001 Nr. 1756-r über die Genehmigung des Modernisierungskonzepts Russische Erziehung für die Zeit bis 2010 wird in der Oberstufe der allgemeinbildenden Schule Fachbildung angeboten, die Aufgabe ist zu schaffen Systeme der spezialisierten Ausbildung (Berufsbildung) in den oberen Klassen einer allgemeinbildenden Schule, die auf die Individualisierung der Bildung und die Sozialisierung der Schüler ausgerichtet sind, einschließlich der Berücksichtigung der tatsächlichen Bedürfnisse des Arbeitsmarktes<…>Entwicklung eines flexiblen Profilsystems und Zusammenarbeit der Oberstufe mit Einrichtungen der Grund-, Mittel- und Hochschulbildung Berufsausbildung.
Zunächst ist zwischen den Begriffen „Profilbildung“ und „Profilschule“ zu unterscheiden. Profilbildung ist ein Mittel zur Differenzierung und Individualisierung von Bildung, das es ermöglicht, durch Veränderungen in Struktur, Inhalt und Organisation des Bildungsprozesses die Interessen, Neigungen und Fähigkeiten der Schüler stärker zu berücksichtigen, Voraussetzungen für Unterrichten von Gymnasiasten gemäß ihren beruflichen Interessen und Absichten in Bezug auf die Weiterbildung. Die Profilschule ist eine institutionelle Form der Verwirklichung dieses Ziels. Dies ist die Hauptform, jedoch können in einigen Fällen andere Formen der Organisation spezialisierter Schulungen vielversprechend werden, einschließlich solcher, die die Umsetzung relevanter Bildungsstandards und -programme über die Mauern einer separaten Öffentlichkeit hinausführen Bildungseinrichtung. Die Profilausbildung zielt auf die Umsetzung eines schülerorientierten Bildungsprozesses ab. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten zum Aufbau eines individuellen Bildungsweges durch den Schüler erheblich erweitert. Der Übergang in die Fachausbildung hat folgende Hauptziele: − Vertiefung einzelner Fächer des Programms der Vollständigen Allgemeinbildung; − Schaffung von Bedingungen für eine deutliche Differenzierung der Inhalte des Unterrichts von Gymnasiasten mit breiten und flexiblen Möglichkeiten zum Aufbau individueller Bildungsprogramme durch Schüler; − zur Herstellung eines gleichberechtigten Zugangs zu einer vollwertigen Bildung beitragen verschiedene Kategorien Schüler nach ihren Fähigkeiten, individuellen Neigungen und Bedürfnissen; − die Möglichkeiten zur Sozialisierung von Schülern erweitern, die Kontinuität zwischen allgemeiner und beruflicher Bildung sicherstellen, Schulabsolventen besser auf die Entwicklung höherer Berufsbildungsprogramme vorbereiten. Öffentliche Aufforderung zur Profilierung der Schule. Der Leitgedanke hinter der Erneuerung der Oberstufe der Allgemeinbildung ist, dass die Bildung hier individueller, funktionaler und effizienter werden soll. Die langjährige Praxis hat überzeugend gezeigt, dass zumindest ab der späten Adoleszenz, ab etwa 15 Jahren, im Bildungssystem Bedingungen geschaffen werden sollten, damit Schüler ihre Interessen, Fähigkeiten und weiteren (nachschulischen) Lebensentwürfe verwirklichen können. Soziologische Untersuchungen belegen, dass die Mehrheit der Gymnasiasten (über 70 %) es vorzieht, „die Grundlagen der Hauptfächer zu kennen und nur diejenigen eingehend zu studieren, die ausgewählt wurden, um sich darauf zu spezialisieren“. Mit anderen Worten entspricht die Profilierung der Hochschulbildung der Struktur der Bildungs- und Lebenseinstellung der Mehrheit der Gymnasiasten. Gleichzeitig wird die traditionelle Position „alle Schulfächer (Chemie, Physik, Literatur, Geschichte etc.) so tief und vollständig wie möglich zu kennen“ von etwa einem Viertel der Gymnasiasten vertreten. Mit 15-16 Jahren entwickeln die meisten Schülerinnen und Schüler eine Orientierung auf das spätere Berufsfeld. Laut soziologischen Erhebungen, die 2002 vom Zentrum für soziologische Forschung des russischen Bildungsministeriums durchgeführt wurden, Die berufliche Selbstbestimmung derjenigen, die beabsichtigen, ihr Studium an einer Berufsschule oder Fachoberschule (College) fortzusetzen, beginnt bereits in der 8. Klasse und erreicht ihren Höhepunkt in der 9 Das Studium an einer Universität entwickelt sich hauptsächlich in der 9. Klasse . Gleichzeitig haben sich ca. 70-75% der Schülerinnen und Schüler am Ende der 9. Klasse bereits für die Wahl eines möglichen beruflichen Tätigkeitsfeldes entschieden. Gegenwärtig hat sich in der Hochschulbildung eine starke Meinung über die Notwendigkeit einer zusätzlichen spezialisierten Ausbildung für Gymnasiasten gebildet, um Aufnahmeprüfungen und Weiterbildungen an Universitäten zu bestehen. Die traditionelle Nicht-Kernausbildung von Gymnasiasten an allgemeinbildenden Einrichtungen hat zu einer Unterbrechung der Kontinuität zwischen Schule und Universität geführt, zahlreiche Studienkollegs der Universitäten, Nachhilfe, bezahlte Kurse usw. Die meisten Gymnasiasten glauben, dass die derzeitige allgemeine Bildung keine Möglichkeiten für ein erfolgreiches Studium an einer Universität und eine Weiterentwicklung bietet Professionelle Karriere. In dieser Hinsicht halten weniger als 12 % der befragten älteren Schüler das derzeitige Niveau und die Art der abgeschlossenen Sekundarschulbildung für akzeptabel (Daten des Allrussischen Zentrums für das Studium der öffentlichen Meinung). Auslandserfahrung der Fachausbildung. Bildungsreformen finden derzeit in den meisten entwickelten Ländern der Welt statt. Dabei spezieller Ort sie beschäftigen sich mit dem Problem der Profildifferenzierung von Bildung. In den meisten europäischen Ländern (Frankreich, Holland, Schottland, England, Schweden, Finnland, Norwegen, Dänemark etc.) erhalten alle Schüler bis zum 6. Studienjahr in der Grundgesamtschule formal die gleiche Ausbildung. Bis zum 7. Studienjahr muss sich der Student für seine Wahl entscheiden weiter Weg. Jedem Schüler werden zwei Möglichkeiten der Weiterbildung in der Hauptschule angeboten: akademisch die den Weg für die Hochschulbildung ebnet und Fachmann , in dem sie nach einem vereinfachten Studienplan studieren, der hauptsächlich Anwendungs- und Profilfächer enthält. Gleichzeitig halten viele Wissenschaftler-Lehrer europäischer Länder eine frühzeitige Profilerstellung (in der Grundschule) für unangemessen. In den USA findet Profilbildung in den letzten zwei oder drei Schuljahren statt. Die Studierenden können aus drei Profiloptionen wählen: akademisch, allgemein und berufsvorbereitend. Die Variabilität der Bildungsdienste in ihnen erfolgt durch die Erweiterung des Spektrums verschiedener Trainingskurse optional. Dabei werden zunächst die Wünsche und Anliegen der Eltern berücksichtigt, die ein Profil für ihre Kinder planen. Eine Analyse der Auslandserfahrungen ermöglicht es, für alle untersuchten Länder folgende Gemeinsamkeiten in der Bildungsorganisation der höheren allgemeinbildenden Schule herauszuarbeiten: Die allgemeine Bildung auf der höheren Ebene in allen entwickelten Ländern ist spezialisiert. Profilschulungen umfassen in der Regel drei, seltener zwei den letzten Jahren Lernen in der Schule. Der Anteil der Schüler, die ihre Ausbildung an einer Fachschule fortsetzen, nimmt in allen Ländern stetig zu und liegt derzeit bei mindestens 70 %. Die Anzahl der Differenzierungsbereiche, die als Analoga von Profilen betrachtet werden können, ist gering. Zum Beispiel zwei in englischsprachigen Ländern (akademische und nichtakademische), drei in Frankreich (Naturwissenschaften, Philologie, Sozioökonomie) und drei in Deutschland ( Sprache-Literatur-Kunst , Sozialwissenschaften, Mathematik - exakte Wissenschaften - Technik ).
Die Organisation der Profilausbildung unterscheidet sich in der Art und Weise, wie das individuelle Curriculum des Studierenden gestaltet wird: von einer eher starr festgelegten Liste von Pflichtausbildungskursen (Frankreich, Deutschland) bis hin zu der Möglichkeit eines Bündels von vielen Kursangeboten für die gesamte Studienzeit (England, Schottland, USA usw.). Die Studierenden müssen in der Regel mindestens 15 und höchstens 25 Studiengänge mit einer Dauer von bis zu einem Semester wählen. Die Analoga solcher Kurse in Russland könnten als Trainingsmodule betrachtet werden, aus denen viele unabhängige Kurse aufgebaut werden können. Die Anzahl der Pflichtfächer (Kurse) auf der Oberstufe ist viel geringer als auf der Grundstufe. Darunter sind obligatorische Naturwissenschaften, Fremdsprachen, Mathematik, einheimische Literatur, Körperkultur. In der Regel zeichnet sich die Fachoberschule als eigenständiger Typ von Bildungseinrichtung aus: ein Lyzeum in Frankreich, ein Gymnasium in Deutschland, höher Schule in den USA. Diplome (Zeugnisse) über den Abschluss einer Oberstufe (Fachschule) berechtigen in der Regel zur direkten Immatrikulation an höheren Bildungseinrichtungen, mit einigen Ausnahmen, z. B. in Frankreich, basiert die Zulassung zu medizinischen und militärischen Universitäten auf Aufnahmeprüfungen. Während der gesamten Nachkriegszeit nahm die Zahl der Profile und Ausbildungsgänge an den Auslandsoberschulen stetig ab, während gleichzeitig die Zahl der Pflichtfächer und -kurse zunahm. Gleichzeitig wurde der Einfluss und die wachsende Verantwortung der Zentralregierung für die Organisation und Ergebnisse der Bildung immer deutlicher. Dies spiegelt sich in allen Phasen der Prüfungen wider, in der Entwicklung nationaler Bildungsstandards, einer Verringerung der Vielfalt von Lehrbüchern usw. Häusliche Erfahrung der Profilbildung. Die russische Schule hat viel Erfahrung im differenzierten Unterrichten von Schülern gesammelt. Der erste Versuch, die schulische Ausbildung zu differenzieren, stammt aus dem Jahr 1864. Der entsprechende Erlass sah die Organisation von siebenjährigen Gymnasien zweier Arten vor: klassische (Ziel ist die Vorbereitung auf die Universität) und echte (Ziel ist die Vorbereitung auf praktische Aktivitäten und für die Zulassung zu spezialisierten Bildungseinrichtungen). Die Idee der Profilbildung erhielt einen neuen Impuls im Prozess der Vorbereitung der Bildungsreform in den Jahren 1915-16, die unter der Leitung des Bildungsministers P. N. Ignatiev durchgeführt wurde. Gemäß der vorgeschlagenen Struktur wurden die Klassen 4-7 des Gymnasiums in drei Zweige unterteilt: neu humanitär, humanitär-klassisch, real. 1918 wurde der erste Gesamtrussische Kongress der Bildungsarbeiter abgehalten, und die Vorschriften über die Einheitliche Arbeitsschule wurden entwickelt, die die Profilierung der Bildungsinhalte auf der höheren Ebene der Schule vorsahen. In der Oberstufe des Gymnasiums wurden drei Bereiche unterschieden: geisteswissenschaftlich, naturmathematisch und technisch. 1934 nehmen das Zentralkomitee der Allunionskommunistischen Partei der Bolschewiki und der Rat der Volkskommissare der UdSSR eine Resolution an Zur Struktur der Grund- und Mittelschulen in der UdSSR Bereitstellung eines einheitlichen Lehrplans und einheitlicher Lehrpläne. Die Einführung einer einzigen Schule in der gesamten UdSSR zeigte jedoch im Laufe der Zeit ein ernstes Problem: die fehlende Kontinuität zwischen einer einzigen weiterführenden Schule und hochspezialisierten höheren Bildungseinrichtungen, die Wissenschaftler und Lehrer zwang, sich erneut dem Problem der Profildifferenzierung zuzuwenden die höheren Bildungsstufen. Die Akademie der Pädagogischen Wissenschaften initiierte 1957 ein Experiment, bei dem in drei Richtungen unterschieden werden sollte: physikalisch und mathematisch und technisch; biologisch und agronomisch; sozioökonomische und humanitäre. Um die Arbeit der Hauptschule weiter zu verbessern, wurden 1966 zwei Formen der Differenzierung der Unterrichtsinhalte nach den Interessen der Schüler eingeführt: außerschulische Aktivitäten in den Klassen 8-10 und Schulen (Klassen) mit Vertiefung Studium von Themen, die sich ständig weiterentwickeln und bis heute erhalten geblieben sind . Ende der 80er bis Anfang der 90er Jahre entstanden im Land neue Arten allgemeiner Bildungseinrichtungen (Lyzeum, Gymnasium), die sich auf die vertiefte Ausbildung von Schülern in ihren gewählten Bildungsbereichen zum Zweck der Weiterbildung an einer Universität konzentrierten. Außerdem existierten und entwickelten sich viele Jahre lang erfolgreich spezialisierte (bis zu einem gewissen Grad spezialisierte) Kunst-, Sport-, Musik- und andere Schulen. Dieser Prozess wurde durch das Gesetz der Russischen Föderation von 1992 erleichtert Über Bildung , der die Variabilität und Vielfalt von Arten und Arten von Bildungseinrichtungen und Bildungsprogrammen konsolidierte. Somit entspricht die Richtung der Entwicklung der Fachausbildung in der russischen Schule im Wesentlichen den globalen Trends in der Entwicklung der Ausbildung. Gleichzeitig ist das Netz der allgemeinbildenden Einrichtungen mit fachlicher Vertiefung (Gymnasien, Lyzeen etc.) noch unzureichend ausgebaut. Für die meisten Schüler sind sie unzugänglich. Dies führt zu so negativen Phänomenen wie Massennachhilfe, bezahlten Vorbereitungskursen an Universitäten und so weiter. Die Profilierung der Hochschulbildung soll einen positiven Beitrag zur Lösung solcher Probleme leisten. Mögliche Profilierungsrichtungen und Profilstrukturen. Offensichtlich neigt jede Form der Lernprofilerstellung dazu, die invariante Komponente zu reduzieren. Im Gegensatz zu den üblichen Modellen von Schulen mit vertieftem Studium einzelner Fächer, wenn ein oder zwei Fächer nach vertieften Programmen und der Rest auf der Grundstufe studiert werden, ist die Umsetzung der Profilerziehung nur möglich, wenn das Unterrichtsmaterial vorhanden ist Nicht-Kernfächer, die zum Abschluss der allgemeinen Grundbildung belegt werden, sind relativ gering. Das Modell einer allgemeinbildenden Einrichtung mit spezialisierter Bildung auf der Oberstufe sieht die Möglichkeit verschiedener Fächerkombinationen vor, die ein flexibles System der spezialisierten Bildung ermöglichen. Dieses System sollte die folgenden Arten von Fächern umfassen: grundlegende allgemeine Bildung, Fach- und Wahlfächer. Grundlegende allgemeinbildende Fächer sind für alle Studierenden in allen Studienprofilen verpflichtend. Folgende allgemeinbildende Pflichtfächer werden angeboten: Mathematik, Geschichte, Russisch und Fremdsprachen, Sport, sowie integrierte Studiengänge in Sozialwissenschaften (für naturmathematische, technische und andere mögliche Profile), Naturwissenschaften (für humanitäre, sozioökonomische und andere mögliche Profile). Profil allgemeinbildende Fächer – höhere Fächer, die die Richtung jedes spezifischen Bildungsprofils bestimmen. Beispielsweise sind Physik, Chemie, Biologie Kernfächer im naturwissenschaftlichen Profil; Literatur, Russisch und Fremdsprachen - im geisteswissenschaftlichen Profil; Geschichte, Recht, Wirtschaft usw. - im sozioökonomischen Profil usw. Profilfächer sind für Studierende, die dieses Studienprofil wählen, verpflichtend. Das Erreichen des Anforderungsniveaus der staatlichen Bildungsstandards in den allgemein bildenden und spezialisierten Fächern durch die Absolventinnen und Absolventen wird durch das Ergebnis der einheitlichen Staatsprüfung festgestellt. Wahlfächer – Pflichtfächer nach Wahl der Schüler, die Teil des Studienprofils auf der Oberstufe der Schule sind. Wahlfächer werden durch die schulische Komponente des Curriculums implementiert und erfüllen zwei Funktionen. Einige von ihnen können das Studium der Hauptprofilfächer auf dem durch den Profilstandard festgelegten Niveau "unterstützen". Beispielsweise unterstützt das Wahlpflichtfach „Mathematische Statistik“ das Studium des Kernfachs Volkswirtschaftslehre. Weitere Wahlfächer dienen der profilinternen Spezialisierung der Ausbildung und dem Aufbau individueller Bildungsverläufe. Zum Beispiel die Studiengänge „Information Business“, „Fundamentals of Management“ etc. im Profil Soziales und Humanitäres; Kurse "Chemische Technologien", "Ökologie" etc. im naturwissenschaftlichen Profil. Die Anzahl der im Rahmen des Profils angebotenen Wahlkurse muss die Anzahl der Kurse übersteigen, die der Student belegen muss. Für Wahlfächer gibt es kein einheitliches Staatsexamen. Gleichzeitig wird das ungefähre Verhältnis der Volumina von allgemeinbildender Basisbildung, spezialisierten allgemeinbildenden Fächern und Wahlfächern durch das Verhältnis von 50:30:20 bestimmt. Das vorgeschlagene System schränkt die Bildungseinrichtung nicht bei der Organisation des einen oder anderen Bildungsprofils (oder mehrerer Profile gleichzeitig) ein, sondern den Schüler bei der Auswahl verschiedener Sätze von allgemeiner Grundbildung, spezialisierten Fächern und Wahlfächern, die zusammen ausmachen seinen individuellen Bildungsweg. In vielen Fällen wird dies die Umsetzung nicht-traditioneller Bildungsformen und die Schaffung neuer Modelle der Allgemeinbildung erfordern. Im Anhang werden als Beispiel für die Umsetzung eines der Modelle der Profilbildung Lehrpläne für vier mögliche Profile angeboten: naturmathematische, sozioökonomische, humanitäre, technologische. Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Konstruktion des Bildungsprozesses möglich ist, wenn Kombinationen aus allgemeinbildenden und Profilfächern am meisten geben verschiedene Formen Profilierung: für eine allgemeinbildende Einrichtung, für einzelne Klassen, für Schülergruppen. Mögliche Organisationsformen der Fachausbildung. Das vorgeschlagene Konzept der Profilbildung ergibt sich aus der Vielfalt der Formen seiner Umsetzung. Möglich ist eine solche Organisation von Bildungseinrichtungen verschiedener Niveaus, in der nicht nur die Inhalte des gewählten Profils verwirklicht werden, sondern den Studierenden auch die Möglichkeit geboten wird, für jeden von ihnen interessante und wichtige Inhalte aus anderen Fachgebieten zu lernen. Diese Möglichkeit kann durch realisiert werden verschiedene Formen Organisation des Bildungsprozesses ( Fernkurse, Wahlfächer, externes Studium) und durch die Zusammenarbeit (Verbund von Bildungsressourcen) verschiedener Bildungseinrichtungen (allgemeine Bildungseinrichtungen, Einrichtungen der zusätzlichen, primären und sekundären beruflichen Bildung usw.). Dies ermöglicht es einem Gymnasiasten einer allgemeinen Bildungseinrichtung, bei Bedarf die Bildungsdienste anderer Einrichtungen der allgemeinen, primären und sekundären Berufsbildung zu nutzen, was die vollständigste Verwirklichung der Interessen und Bildungsbedürfnisse der Schüler gewährleistet. Somit gibt es mehrere Möglichkeiten (Modelle) für die Organisation der Fachausbildung. ) Modell der schulinternen Profilerstellung Eine allgemeinbildende Einrichtung kann Single-Profile (nur ein ausgewähltes Profil verwirklichen) und Multi-Profile (mehrere Ausbildungsprofile organisieren) sein. Eine allgemeine Bildungseinrichtung ist möglicherweise nicht allgemein auf bestimmte Profile ausgerichtet, bietet jedoch aufgrund einer erheblichen Zunahme der Anzahl von Wahlfächern den Schülern (einschließlich in Form verschiedener Bildungsgruppen) die Möglichkeit, ihre individuellen Profilbildungsprogramme, einschließlich bestimmter, vollständig umzusetzen Fach- und Wahlfächer. ) Netzwerkorganisationsmodell In einem solchen Modell erfolgt die Profilbildung von Schülern einer bestimmten Schule durch die gezielte und organisierte Einholung von Bildungsressourcen aus anderen Bildungseinrichtungen. Es kann in zwei Hauptversionen gebaut werden. Die erste Option ist verbunden mit der Vereinigung mehrerer Bildungseinrichtungen um die stärkste Bildungseinrichtung mit ausreichend materiellem und personellem Potenzial, die als „Ressourcenzentrum“ fungiert. Dabei erbringt jede allgemeinbildende Einrichtung dieser Gruppe Unterricht in allen grundlegenden allgemeinbildenden Fächern und dem Teil der Profilbildung (Kernfächer und Wahlfächer), den sie im Rahmen ihrer Möglichkeiten umsetzen kann. Den Rest der Profilausbildung übernimmt das „Ressourcenzentrum“. Die zweite Option basiert auf der Zusammenarbeit einer allgemeinen Bildungseinrichtung mit Einrichtungen der zusätzlichen, höheren, sekundären und primären Berufsbildung und der Gewinnung zusätzlicher Bildungsressourcen. In diesem Fall wird den Studierenden das Wahlrecht eingeräumt, eine Fachausbildung nicht nur am Studienort, sondern auch in Bildungsstrukturen zu absolvieren, die mit einer allgemeinen Bildungseinrichtung kooperieren (Fernstudiengänge, Fernschulen, Berufsbildungseinrichtungen usw.). Der vorgeschlagene Ansatz schließt die Möglichkeit der Existenz und Weiterentwicklung allgemeiner (Nicht-Kern-)Schulen und -Klassen, die nicht auf Fachbildung ausgerichtet sind, und verschiedener spezialisierter allgemeinbildender Einrichtungen (Choreografie-, Musik-, Kunst-, Sportschulen, Internate) nicht aus große Universitäten usw.). Die Entscheidung über die Organisation einer Fachausbildung in einer bestimmten Bildungseinrichtung trifft deren Gründer auf Vorschlag der Verwaltung der Bildungseinrichtung und ihrer Organe der öffentlichen Selbstverwaltung. Das Verhältnis der Fachpädagogik zu den Standards der Allgemeinbildung und dem einheitlichen Staatsexamen. Wichtig ist, die Profilbildung auf der Oberstufe mit der generellen Ausrichtung auf die Einführung des staatlichen Standards der Allgemeinbildung zu verknüpfen. Wenn die Modernisierung des Bildungswesens die Einführung der Einrichtung eines einheitlichen Staatsexamens vorsieht, wenn wir über die Bildung eines landesweiten Systems zur Überwachung der Bildungsqualität sprechen, dann kann die Objektivität und Durchführbarkeit eines solchen Systems natürlich nur durch die Einführung angemessener Bildungsstandards nicht nur für die allgemeine Grundbildung, sondern auch für die spezialisierten allgemeinbildenden Fächer sichergestellt werden. In diesem Zusammenhang ist die Profilierung der Ausbildung in weiterführende Schule soll in direktem Zusammenhang mit dem eingeführten einheitlichen Staatsexamen stehen. §1.2 Chemiestudium auf Profilebene Auf der Profilebene wird Chemie 3 Stunden pro Woche gemäß dem Standard- und dem ungefähren Programm studiert. Exemplarisches Studium der Organischen Chemie auf Profilebene. Das Studium der Chemie auf der Profilebene der Sekundarstufe (Vollständige) Allgemeinbildung verfolgt folgende Ziele: · Beherrschung des Wissenssystems über grundlegende Gesetze, Theorien und Tatsachen der Chemie, die zum Verständnis des wissenschaftlichen Weltbildes erforderlich sind; · Beherrschung von Fähigkeiten: Stoffe, Materialien und chemische Reaktionen zu charakterisieren; Laborexperimente durchführen; Berechnungen mit chemischen Formeln und Gleichungen durchführen; Suche nach chemischen Informationen und Bewertung ihrer Zuverlässigkeit; in Problemsituationen navigieren und Entscheidungen treffen; · Entwicklung von kognitiven Interessen, intellektuellen und Kreativität im Prozess des Studiums der Chemiewissenschaften und deren Beitrag dazu technischer Fortschritt Zivilisationen; komplexe und widersprüchliche Wege zur Entwicklung von Ideen, Theorien und Konzepten der modernen Chemie; · die Überzeugung zu fördern, dass die Chemie ein mächtiges Werkzeug zur Beeinflussung der Umwelt ist, und ein Verantwortungsbewusstsein für die Anwendung der erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten; · Anwendung erworbener Kenntnisse und Fähigkeiten für: sicheres Arbeiten mit Stoffen im Labor, Haushalt und Beruf; Lösungen praktische Aufgaben in Alltagsleben; Prävention von Phänomenen, die für die menschliche Gesundheit schädlich sind und Umgebung; halten Forschungsarbeit; bewusste Berufswahl mit Bezug zur Chemie. Obligatorischer Mindestinhalt von Grundbildungsprogrammen Auszug aus den wichtigsten Pflichtprogrammen Thema DemonstrationsversuchLaborversuchePraktische ArbeitAlkaneBestimmung der elementaren Zusammensetzung von Methan (Propan, Butan) durch Verbrennungsprodukte. Das Verhältnis von gesättigten Kohlenwasserstoffen zu Lösungen von Säuren, Laugen, Kaliumpermanganat - Modellierung von Kohlenwasserstoffmolekülen. -AlkeneZeigen Sie Muster von Produkten aus Polyethylen und Polypropylen-Herstellung von Ethylen und Experimente damit.Alkadiene-Verhältnis von Kautschuk und Kautschuk zu organischen Lösungsmitteln. -Alkine--Cycloalkane---AromatenkohlenwasserstoffeBenzol als Lösungsmittel, Benzolverbrennung. Das Verhältnis von Benzol zu Bromwasser und Kaliumpermanganatlösung. Nitrierung von Benzol. Toluol-Oxidation. - AlkoholeQuantitative Freisetzung von Wasserstoff aus Ethylalkohol Wechselwirkung von Ethylalkohol mit Bromwasserstoff. Auflösung von Glycerin in Wasser, seine Hygroskopizität. Wechselwirkung von Glycerin mit Kupfer(II)-hydroxid. Oxidation von Alkohol zu Aldehyd. - Phenole Verdrängung von Phenol aus Natriumphenolat mit Kohlensäure - Aldehyde und Ketone - Wechselwirkung von Aldehyd mit Fuchsin-Schwefelsäure. Oxidation von Ameisen- (oder Essig-) Aldehyd mit Silberoxid und Kupfer(II)-hydroxid. Die Löslichkeit von Aceton in Wasser, Aceton als Lösungsmittel, das Verhältnis von Aceton zu Oxidationsmitteln. -Carbonsäuren Das Verhältnis von Ölsäure zu Bromwasser und Kaliumpermanganatlösung. Wechselwirkung von Stearin- und Ölsäure mit Alkali. - Gewinnung von Essigsäure aus Salz, Versuche damit. Komplexe Äther. Fette Seifenhydrolyse Das Verhältnis von Fetten zu Wasser und organischen Lösungsmitteln. Beweis für den ungesättigten Charakter von Fetten. Verseifung von Fetten. Vergleich der Eigenschaften von Seife und synthetischen Waschmitteln. Hydrolyse von Fetten. Synthese organischer Stoffe (Ester) Monosaccharide Hydrolyse von Saccharose. Kupfer(II). Wechselwirkung von Saccharose mit Metallhydroxiden. -Polysaccharide Hydrolyse von Cellulose Wirkung von Speichelamylase auf Stärke. Wechselwirkung von Stärke mit Jod, Hydrolyse von Stärke. Wechselwirkung von Glucoselösung mit Hydroxid - Hydrolyse von Kohlenhydraten. Amine Versuche mit Methylamin (oder anderen flüchtigen Aminen): Verbrennung, alkalische Eigenschaften der Lösung, Salzbildung. Wechselwirkung von Anilin mit Salzsäure und Bromwasser. Stofffärbung mit Anilinfarbstoff. --Aminosäuren Nachweis des Vorhandenseins funktioneller Gruppen in Aminosäurelösungen. -Proteine---Nukleinsäuren---Alle SubstanzklassenLösung experimenteller Probleme zur Erkennung organischer Substanzen. Lösung experimenteller Probleme zur Herstellung und Erkennung organischer Substanzen. Erkennung organischer Substanzen durch charakteristische Reaktionen. Feststellung der Zugehörigkeit eines Stoffes zu einer bestimmten Klasse. Experimenteller Nachweis genetischer Verbindungen zwischen Substanzen verschiedener Klassen. Kunststoffe und Fasern Proben von Kunststoffen, synthetischen Kautschuken und synthetischen Fasern. Prüfung von Kunststoffen, synthetischen Kautschuken und synthetischen Fasern auf elektrische Leitfähigkeit. Vergleich der Eigenschaften von thermoplastischen und duroplastischen Polymeren. Bekanntschaft mit Proben von Natur- und Kunstfasern. Recherche von Eigenschaften thermoplastische Polymere(Polyethylen, Polystyrol etc.): Thermoplastizität, Brennbarkeit, Verhalten gegenüber Lösungen von Säuren, Laugen, Oxidationsmitteln. Nachweis von Chlor in Polyvinylchlorid. Das Verhältnis von synthetischen Fasern zu Lösungen von Säuren und Laugen. Gewinnung von Fäden aus Nylonharz oder Lavsanharz Erkennung von Kunststoffen und Chemiefasern, Untersuchung ihrer Eigenschaften. VitamineProben von Vitaminen. -Einführung in Proben von Vitaminen. Enzyme – Wirkung von Speichelamylase auf Stärke. --Hormone---MedikamenteProben von Medikamenten. - Kennenlernen von Arzneimittelproben. Fazit: Einige der Demonstrationen sind nicht hell, visuell, einige sind schwierig umzusetzen. Die meisten benötigen Reagenzien, die die Schule nicht oder nur wenige hat. Daher bedarf es einer Ergänzung des schulchemischen Experiments, um den Praxisbezug, die Übersichtlichkeit und die einfache Umsetzbarkeit zu stärken. Kapitel 2. Organisation eines schulchemischen Experiments in der organischen Chemie §2.1 Schulchemischer Versuch: Arten, Anforderungen, Technik Methoden des chemischen Experiments in der High School. Arten von chemischen Experimenten Ein chemisches Experiment ist im Studium der Chemie unerlässlich. Es wird unterschieden zwischen einem pädagogischen Demonstrationsexperiment, das hauptsächlich von einem Lehrer an einem Demonstrationstisch durchgeführt wird, und einem Schülerexperiment – praktische Arbeiten, Laborexperimente und experimentelle Aufgaben, die Schüler an ihren Arbeitsplätzen durchführen. Ein Gedankenexperiment ist eine Art Experiment. Ein Demonstrationsexperiment wird hauptsächlich bei der Präsentation von neuem Material durchgeführt, um konkrete Vorstellungen über Stoffe, chemische Phänomene und Prozesse bei Schülern zu entwickeln und dann chemische Konzepte zu bilden. Es ermöglicht in kurzer Zeit, wichtige Schlussfolgerungen oder Verallgemeinerungen aus dem Bereich der Chemie zu verdeutlichen, die Durchführung von Laborexperimenten und einzelne Techniken und Operationen zu lehren. Die Aufmerksamkeit der Studierenden richtet sich auf die Durchführung des Experiments und die Untersuchung seiner Ergebnisse. Sie werden die Durchführung von Experimenten nicht passiv beobachten und das präsentierte Material wahrnehmen, wenn der Lehrer die Erfahrung demonstriert und sie mit Erklärungen begleitet. So richtet er die Aufmerksamkeit auf die Erfahrung, gewöhnt sich daran, das Phänomen in all seinen Details zu beobachten. In diesem Fall werden alle Techniken und Handlungen des Lehrers nicht als magische Manipulationen wahrgenommen, sondern als Notwendigkeit, ohne die es fast unmöglich ist, das Experiment abzuschließen. In Demonstrationsexperimenten sind die Beobachtungen von Phänomenen im Vergleich zu Laborbeobachtungen organisierter. Die Demonstrationen entwickeln jedoch nicht die notwendigen experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten und müssen daher durch Laborexperimente, praktische Arbeiten und experimentelle Aufgaben ergänzt werden. Ein Demonstrationsversuch wird in folgenden Fällen durchgeführt: - es unmöglich ist, den Studenten die notwendige Menge an Ausrüstung zur Verfügung zu stellen; - Das Experiment ist schwierig, es kann nicht von Schülern selbst durchgeführt werden. - die Schüler nicht über die notwendige Ausrüstung verfügen, um dieses Experiment durchzuführen; - Experimente mit einer geringen Menge an Stoffen oder in kleinem Maßstab führen nicht zum gewünschten Ergebnis; − Experimente sind gefährlich (Arbeiten mit Alkalimetallen, unter Verwendung von Starkstrom usw.); - Es ist notwendig, das Arbeitstempo im Unterricht zu erhöhen. Natürlich hat jede Demonstrationserfahrung ihre eigenen Merkmale, abhängig von der Art des untersuchten Phänomens und der spezifischen Bildungsaufgabe. Gleichzeitig muss der chemische Demonstrationsversuch folgende Anforderungen erfüllen: - visuell sein (alles, was auf dem Demonstrationstisch getan wird, sollte für alle Schüler deutlich sichtbar sein); - technisch einfach und leicht verständlich sein; - erfolgreich und ohne Unterbrechung bestehen; - vom Lehrer im Voraus vorbereitet werden, damit die Kinder den Inhalt leicht erfassen können; − sicher sein. Die pädagogische Wirksamkeit eines Demonstrationsexperiments, sein Einfluss auf das Wissen und die experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten hängen von der Technik des Experiments ab. Darunter versteht man eine Reihe von Instrumenten und Geräten, die speziell erstellt und in einem Demonstrationsexperiment verwendet werden. Der Lehrer sollte die Ausstattung des Klassenzimmers als Ganzes und jedes Gerät einzeln studieren, die Demonstrationstechnik erarbeiten. Letzteres ist eine Reihe von Techniken zur Handhabung von Instrumenten und Apparaten bei der Vorbereitung und Durchführung von Demonstrationen, die deren Erfolg und Aussagekraft gewährleisten. Demonstrationstechnik - eine Reihe von Techniken, die die Wirksamkeit der Demonstration und ihre beste Wahrnehmung gewährleisten. Methodik und Demonstrationstechnik sind eng miteinander verbunden und können als Technologie eines Demonstrationsexperiments bezeichnet werden. Bei der Durchführung von Demonstrationsexperimenten ist es sehr wichtig, jedes Experiment in Bezug auf Technik, Qualität der Reagenzien, gute Sichtbarkeit der Instrumente und der darin auftretenden Phänomene durch Studenten sowie Sicherheitsgarantien zu überprüfen. Manchmal ist es ratsam, zwei Geräte auf einen Vorführtisch zu stellen: Das eine ist zusammengebaut und einsatzbereit, das andere wird zerlegt, um das Gerät besser zu erklären, z. B. ein Kippgerät, ein Kühlschrank usw. Es muss immer daran erinnert werden, dass jedes Experiment, das während der Demonstration fehlschlägt, die Autorität des Lehrers untergräbt. Laborexperimente sind eine Art eigenständige Arbeit, bei der in jeder Phase des Unterrichts chemische Experimente durchgeführt werden, um das Material produktiver aufzunehmen und spezifisches, bewusstes und solides Wissen zu erlangen. Darüber hinaus werden bei Laborexperimenten experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten verbessert, da die Studierenden weitgehend selbstständig arbeiten. Das Durchführen von Experimenten nimmt nicht den gesamten Unterricht ein, sondern nur einen Teil davon. Laborexperimente werden am häufigsten durchgeführt, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen kennenzulernen sowie theoretische Konzepte oder Bestimmungen zu spezifizieren, seltener, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Letztere enthalten immer eine bestimmte kognitive Aufgabe, die die Studierenden experimentell lösen müssen. Damit wird ein Forschungselement eingeführt, das die geistige Aktivität von Schulkindern aktiviert. Die Vorbereitung von Laborexperimenten sollte sorgfältiger durchgeführt werden als Demonstrationsexperimente. Dies liegt daran, dass jede Fahrlässigkeit und Unterlassung zu einem Verstoß gegen die Disziplin der gesamten Klasse führen kann. Wir müssen uns bemühen Labor arbeit von jedem Schüler einzeln durchgeführt. In extremen Fällen kann ein Ausrüstungssatz für nicht mehr als zwei zugelassen werden. Dies trägt zu einer besseren Organisation und Aktivität der Kinder sowie zur Erreichung des Ziels der Laborarbeit bei. Nach Abschluss der Experimente sollten sie ausgewertet und ein kurzes Protokoll über die geleistete Arbeit angefertigt werden. Praktische Arbeit ist eine Art selbstständige Arbeit, bei der Schüler nach dem Studium eines Themas oder Abschnitts eines Chemieunterrichts in einer bestimmten Unterrichtsstunde chemische Experimente durchführen. Es hilft, das erworbene Wissen zu festigen und die Fähigkeit zu entwickeln, dieses Wissen anzuwenden, sowie experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten zu bilden und zu verbessern. Die praktische Arbeit erfordert mehr Unabhängigkeit von den Studierenden als Laborexperimente. Dies liegt daran, dass die Jungs eingeladen werden, sich mit dem Inhalt der Arbeit und der Reihenfolge ihrer Umsetzung zu Hause vertraut zu machen, wiederholen theoretischer Stoff in direktem Zusammenhang mit der Arbeit. Der Student führt praktische Arbeiten selbstständig durch, was zur Steigerung von Disziplin, Gelassenheit und Verantwortungsbewusstsein beiträgt. Und nur in manchen Fällen kann bei fehlender Ausrüstung in Zweiergruppen gearbeitet werden, am besten aber nicht mehr. Die Rolle des Lehrers in der praktischen Arbeit besteht darin, die korrekte Durchführung von Experimenten und Sicherheitsregeln zu überwachen, Ordnung auf dem Schreibtisch zu halten, individuell differenzierte Hilfestellungen zu geben. Während der praktischen Arbeit schreiben die Schüler die Ergebnisse der Experimente auf und ziehen am Ende des Unterrichts die entsprechenden Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen. Charakteristische Eigenschaften Demonstrationsexperimente in der organischen Chemie sind wie folgt: Das Experiment im Unterricht der Organischen Chemie ist in hohem Maße ein Mittel zur "Befragung der Natur", d.h. ein Mittel zur experimentellen Untersuchung der zu untersuchenden Themen und nicht nur eine Veranschaulichung von Informationen über Substanzen, die vom Lehrer berichtet wurden. Dies wird sowohl durch die Besonderheiten des Faches selbst als auch durch die Tatsache bestimmt, dass die organische Chemie bereits auf der Grundlage einer bedeutenden chemischen Ausbildung der Studenten studiert wird. Die wichtigsten Demonstrationsexperimente fallen in den meisten Fällen zeitlich länger aus als Experimente in der Anorganischen Chemie. Manchmal nehmen sie fast ganze Lektion, und passen teilweise nicht in den Rahmen einer 45-minütigen Unterrichtsstunde. Demonstrationsexperimente sind in einer Reihe von Fällen weniger anschaulich und aussagekräftig als im Verlauf der anorganischen Chemie, da die beobachteten Prozesse nur wenige äußere Änderungen aufweisen und die resultierenden Substanzen in ihren Eigenschaften oft keine scharfen Unterschiede zu den Ausgangsmaterialien aufweisen. In Experimenten der organischen Chemie sehr wichtig Reaktionsbedingungen haben: Bereits eine geringfügige Änderung dieser Bedingungen kann zu einer Änderung der Reaktionsrichtung und zur Bildung völlig anderer Stoffe führen. Beim Versuchsaufbau in der Organischen Chemie besteht die große Gefahr mangelnden Verständnisses bei den Studierenden. Dies liegt daran, dass die Experimente häufig stattfinden. lange Zeit, und manchmal werden mehrere Demonstrationen parallel inszeniert, was die Schüler dazu zwingt, ihre Aufmerksamkeit gleichzeitig auf mehrere Objekte zu verteilen. Zudem ist der Weg vom Phänomen zur Essenz hier oft schwieriger als im Studium der Anorganischen Chemie. Aufgrund der Tatsache, dass eine erhebliche Anzahl wichtiger chemischer Prozesse nicht unter schulischen Bedingungen demonstriert werden kann, ist es unvermeidlich, dass sich die Schüler mit einer Reihe von Fakten vertraut machen, ohne Experimente zu demonstrieren, nach der Geschichte des Lehrers, nach Diagrammen, Zeichnungen usw. Betrachten wir in dieser Abfolge, welche methodischen Schlussfolgerungen daraus folgen. Das Experiment der organischen Chemie liefert sehr dankbares Material für die geistige Entwicklung der Schüler und die Entwicklung kreativer Fähigkeiten zur Lösung der gestellten Probleme. Wenn wir diese Möglichkeiten nutzen wollen, lassen sich die gezeigten Experimente nicht auf eine visuelle Veranschaulichung der Worte des Lehrers reduzieren. Solch ein Unterricht ist kaum in der Lage, das unabhängige Denken der Schüler zu wecken. Das Experiment ist besonders wertvoll als Mittel zum Studium der Natur, und da es eine Quelle des Wissens ist, entwickelt es die Beobachtung der Schüler und stimuliert ihre geistige Aktivität und lässt sie auch Fakten vergleichen und analysieren, Hypothesen aufstellen und Wege finden, sie zu testen , in der Lage sein, die richtigen Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen zu ziehen. Unter diesem Gesichtspunkt sind Experimente, die den genetischen Zusammenhang zwischen Klassen organischer Substanzen zeigen, von großer Bedeutung; Experimente, die Annahmen über die Eigenschaften von Stoffen und Methoden zu ihrer Herstellung auf der Grundlage der Strukturtheorie testen; Experimente, die zu einer Schlussfolgerung über eine bestimmte Struktur eines Moleküls einer Substanz führen. Damit Demonstrationsexperimente korrekte Ergebnisse liefern, ist es notwendig, sich um die Erfüllung der folgenden Bedingungen zu bemühen: a) das Problem, das eine experimentelle Lösung erfordert, klar zu benennen und mit den Schülern die Hauptidee des Experiments zu entwickeln; den Zweck und die Idee des Experiments müssen die Schüler vor dem Experiment lernen und sich während des Experiments von ihnen leiten lassen; b) Studierende müssen auf das Experiment vorbereitet werden, d.h. muss über den notwendigen Wissens- und Ideenvorrat verfügen, um Erfahrungen richtig beobachten und weiter diskutieren zu können; c) die Schüler sollen den Zweck der einzelnen Geräteteile kennen, die Eigenschaften der verwendeten Substanzen, was beim Versuch zu beachten ist, an welchen Anzeichen man den Prozess beurteilen kann und das Auftreten neuer Substanzen; d) eine Argumentationskette muss auf dem Erfahrungsmaterial richtig aufgebaut sein, und die Schüler müssen anhand von Experimenten selbst unter Anleitung eines Lehrers zu den notwendigen Schlussfolgerungen kommen. Besonders wichtig ist die bewusste und aktive Beteiligung der Studierenden an der Versuchsdurchführung und Diskussion der Ergebnisse. Dies kann durch ein Fragensystem erreicht werden, das der Lehrer im Zusammenhang mit dem Experiment stellt, zum Beispiel: „Was wollen wir mit Hilfe dieses Experiments lernen?“, „Welche Substanzen sollen wir für das Experiment nehmen?“, „Warum verwenden wir dieses oder jenes Teil in dem Gerät?“, „Was haben Sie bei diesem Experiment beobachtet? und so eine Schlussfolgerung?" usw. Eine solche Technik eines chemischen Experiments lehrt die Schüler, richtig zu beobachten, kultiviert stetige Aufmerksamkeit, Strenge des Urteilsvermögens, trägt zur festen Festigung richtiger Ideen bei und entwickelt Interesse an dem Thema. Experimente in der organischen Chemie erfordern aufgrund ihrer zeitlichen Länge große methodische Sorgfalt. Von den vom Programm und den Lehrbüchern empfohlenen Experimenten sind mehr als 60 % "langfristig" und erfordern zwischen 10 Minuten und 1 Stunde und in einigen Fällen mehr. Unter solchen Experimenten sind die folgenden: fraktionierte Destillation von Öl, Herstellung von Brombenzol, Fermentation von Glucose, Herstellung von Bromethan, Nitrierung von Fasern, Synthese von Nitrobenzol und Anilin, Herstellung von Acetaldehyd aus Acetylen, Polymerisation von Methylmethacrylat oder einem anderen Monomer, quantitative Experimente im Zusammenhang mit dem Beweis von Strukturformeln etc. Einige Lehrer versuchen, langwierige Experimente zu vermeiden, weil sie Angst haben, das Tempo des Kurses zu verzögern, während andere erhebliche methodische Ungenauigkeiten bei der Durchführung solcher Experimente machen, während andere im Gegenteil diese Experimente, die für die organische Chemie charakteristisch sind, sehr schätzen und tun nicht von dem begonnenen Experiment abweichen. Gleichzeitig zieht sich der Unterricht in Erwartung des Ergebnisses des Experiments mühsam in die Länge, d.h. es wird Zeit verschwendet, und der pädagogische Wert des Unterrichts erweist sich wiederum als gering. Wie baut man eine Lektion mit einem langen Experiment auf? Wo möglich, sollte primär versucht werden, die Versuchsdurchführungszeit zu verkürzen. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Manchmal können Sie sich darauf beschränken, eine kleine Menge einer Substanz zu erhalten, die nur für ihre Erkennung ausreicht, oder das Produkt nicht zu extrahieren reiner Form wenn es aus der Reaktion überzeugend identifiziert werden kann. Es kann empfehlenswert sein, das Reaktionsgemisch vorzuwärmen oder die Menge der Ausgangsstoffe sinnvoll zu reduzieren. Die folgenden Methoden führen ebenfalls zu einer erheblichen Zeitersparnis. Nachdem Sie dieses oder jenes Experiment durchgeführt haben, können Sie nicht warten, bis es in dieser Lektion endet, sondern, nachdem Sie den Beginn der Reaktion notiert haben, die fertigen Produkte zeigen, um die Substanzen zu präsentieren, die in dem in der nächsten Lektion begonnenen Experiment erhalten wurden, oder , nachdem Sie das Experiment in der Lektion begonnen haben, verwenden Sie dieselbe im Voraus vorbereitete Erfahrung, bei der die Reaktion bereits weitgehend abgelaufen ist, und setzen Sie hier in der Lektion die Extraktion der resultierenden Substanzen ein. Eine solche Organisation von Experimenten bedeutet keine Abkehr von der Visualisierung zum Dogmatismus, da die Hauptstadien des Prozesses hier erhalten bleiben und die notwendige Erklärung finden. Die Schüler sehen die Langsamkeit des Prozesses und beziehen sich voller Zuversicht auf die Demonstration der letzten Phase der Erfahrung. Experimente werden mit besonderer Sorgfalt durchgeführt, die durch die oben angegebenen Methoden zeitlich nicht verkürzt werden können. Hier ist eine der möglichen Optionen für die methodische Gestaltung solcher Experimente. Die Klasse diskutiert die Struktur von Ethylalkohol. Den Schülern wird die Frage gestellt: "Welche Reaktion kann das Vorhandensein einer Hydroxylgruppe in einem Alkoholmolekül bestätigen?" Durch Leitfragen, welche hydroxylhaltigen Stoffe in der Anorganischen Chemie untersucht wurden und mit welchen Stoffen sie reagierten, fordert der Lehrer die Schüler auf, eine Reaktion mit Salz- oder Bromwasserstoffsäure vorzuschlagen. Bei Vorhandensein einer Hydroxylgruppe ist mit der den Schülern bekannten Bildung von Wasser und Ethylchlorid (Bromid) zu rechnen. Die Ausgangssubstanzen werden benannt, der Aufbau des Gerätes erklärt und entsprechende Erfahrungen gemacht. Eine hypothetische Reaktionsgleichung wird aufgestellt. Während des Experiments wird die Frage gestellt: "Welche anderen Reaktionen können Alkohol der von uns festgestellten Struktur haben?" Die Schüler erinnern sich, Ethylen bekommen zu haben. Der Lehrer fragt, wie dieses Experiment in der Klasse aufgebaut wurde, und schlägt vor, eine Gleichung für die Reaktion aufzustellen. Als nächstes bittet der Lehrer, die chemischen Eigenschaften von Alkohol zusammenzufassen. Der gerufene Student gibt die Reaktion von Alkohol mit Natrium an, die Reaktion zur Gewinnung von Ethylen, gibt die entsprechenden Gleichungen an, schreibt die Gleichung für die Reaktion mit Bromwasserstoff auf, benennt das resultierende Produkt. An diesem Punkt lenkt der Lehrer die Aufmerksamkeit der Klasse auf das Erlebnis. In der Vorlage hat sich bereits eine beträchtliche Menge Ethylbromid angesammelt. Der Lehrer trennt es vom Wasser (ohne zu spülen) und trägt es durch die Klasse. Gleichzeitig fragt er: "Wie heißt diese Substanz und wie wird sie gewonnen?" In solchen Fällen müssen die Schüler den Zweck des Experiments, die Ausgangssubstanzen, die Richtung des Experiments sehr gut kennen, damit sie sich, wenn sie nach einiger Ablenkung wieder darauf zurückkommen, nicht mit Spannung daran erinnern müssen, welche Substanzen in einem reagieren gegebenen Fall und was zu erwarten ist. Das Erlebte muss so fest im Bewusstsein verankert sein, dass die Schüler jederzeit darauf zurückgreifen können, jedoch ihre Hauptaufmerksamkeit dem Thema widmen, das in der Klasse besprochen wird. Richtig aufgebaut, vermitteln langwierige Experimente den Schülern die Fähigkeit, mehrere Objekte gleichzeitig im Blickfeld zu halten, was in der weiteren Ausbildung und im Leben zweifellos wichtig ist. In einer Hochschule wird bereits in den ersten Vorlesungen die Fähigkeit gefordert, die Aufmerksamkeit zwischen Hören und Aufzeichnen einer Vorlesung, zwischen Bewältigen des Vorlesungsinhalts, Aufzeichnen und Beobachten der demonstrierten Experimente zu verteilen. Viele Experimente in der organischen Chemie verlieren durch die geringe Sichtbarkeit der gewonnenen Prozesse und Substanzen erheblich. Tatsächlich sehen Studenten bei der Buchung von Benzol aus der Ferne weder die Manifestation der Reaktion noch das resultierende Brombenzol; bei der Hydrolyse von Saccharose, Stärke, Cellulose sind weder Reaktion noch neue Substanzen sichtbar (deren Vorhandensein später nur indirekt bestimmt werden kann); bei Empfang von Äther aus einem farblosen Stoffgemisch wird dieselbe farblose Flüssigkeit abdestilliert; bei der Demonstration der Herstellung von Estern in der reagierenden Mischung gibt es keine sichtbaren Änderungen für Schüler usw. Wenn solche Experimente nicht richtig aufgebaut sind, können die Schüler nicht nur nicht die notwendigen Ideen entwickeln, sondern es können sich auch leicht falsche Ideen bilden. Daher kann beim Beobachten der Trennung von Flüssigkeiten eine davon eingefärbt werden, damit die Trennlinie deutlich angezeigt wird. Ebenso ist es möglich, Wasser beim Sammeln von Gasen über Wasser und bei Experimenten mit Volumenänderungen von Gasen zu färben. Das Färben von Flüssigkeiten ist jedoch nur dann akzeptabel, wenn der Lehrer sicherstellt, dass die Schüler die Künstlichkeit dieser Technik klar verstehen. Beim Destillieren von Flüssigkeiten kann das Fallen von Tropfen in die Vorlage durch eine Hintergrundbeleuchtung, einen weißen oder schwarzen Bildschirm usw. besser sichtbar gemacht werden; es sollte scharf betont werden, durch welche Eigenschaften sich äußerlich ähnliche Ausgangs- und Ergebnisstoffe unterscheiden, und diesen Unterschied sofort demonstrieren. Soweit sich der Reaktionsverlauf an der Bildung von Nebenprodukten ablesen lässt, sollten diese für die Schüler deutlich sichtbar sein (Aufnahme von Bromwasserstoff durch eine alkalische Lösung von Phenolphthalein bei der Herstellung von Brombenzol etc.). Besonders hervorzuheben ist, dass für Reaktionen in der organischen Chemie die Bedingungen, unter denen sie ablaufen, von entscheidender Bedeutung sind. In der Anorganischen Chemie spielen diese Bedingungen eine untergeordnete Rolle, da viele Prozesse bereits unter gewöhnlichen Bedingungen ablaufen und nahezu eindeutig ablaufen. Die Beobachtung chemischer Reaktionen ohne ein klares Verständnis der Bedingungen ihres Auftretens beeinträchtigt die Qualität und Stärke des Wissens. Wenn die Reaktionsbedingungen nicht ausreichend geklärt sind, können Schüler den falschen Eindruck bekommen, dass die Richtung der Reaktionen durch nichts bestimmt, völlig willkürlich ist und keinen Gesetzen gehorcht. So treffen die Schüler beispielsweise kurz nach dem Kennenlernen der Herstellung von Ethylen aus Alkohol auf die Herstellung von Ethylether aus dem gleichen Stoffgemisch (Alkohol und konzentrierte Schwefelsäure). Es ist ihnen völlig unverständlich, warum hier Ether und nicht Ethylen gewonnen wird. Um dies zu erklären und damit Mißtrauen gegenüber der Wissenschaft vorzubeugen, müssen wir auf den Versuch mit Äthylen zurückkommen und nun die Bedingungen zu seiner Herstellung angeben. Wenn diese Bedingungen rechtzeitig betont würden, könnten die Bedingungen für die Bildung des Äthers mit ihnen verglichen werden, und in diesem Vergleich würde das Wissen fester gefestigt. Daher sollte man bei der Demonstration von Versuchen auf die Bedingungen für den Reaktionsablauf achten und dann verlangen, dass diese Bedingungen in den Versuchen der Schüler angegeben werden. Dieser Ansatz organisiert die Beobachtung von Schülern beim Experimentieren, gibt dem Studium des Materials aus dem Buch die richtige Richtung und hilft, bestimmte Vorstellungen über Phänomene im Gedächtnis zu festigen. Dies hilft, und überprüfen Sie die Qualität der Assimilation des Materials durch die Schüler. Ständig die Bedingungen des Experiments hervorzuheben, an einigen Beispielen die negativen Ergebnisse der Nichteinhaltung der Bedingungen des Experiments aufzuzeigen, die Antwort als minderwertig zu erkennen, wenn die Reaktionsgleichung gegeben wird, ohne das Phänomen selbst zu beschreiben - all diese Techniken helfen beim korrekten Studium der Chemie. Auch bei der Durchführung von Übungen und Problemlösungen sollte man, wann immer möglich und sinnvoll, die Bedingungen angeben, unter denen der entsprechende Vorgang abläuft. Die moderne Theorie der Struktur organischer Verbindungen ermöglicht es, das Wesen chemischer Phänomene tiefer zu enthüllen, als dies im Studium der anorganischen Chemie der Fall war. Von der Beobachtung von Phänomenen muss der Schüler zu der Idee der Verbindungsreihenfolge von Atomen in einem Molekül, ihrer Anordnung im Raum, der gegenseitigen Beeinflussung von Atomen oder Atomgruppen auf die Eigenschaften einer Substanz als Ganzes und übergehen die Umlagerung dieser Atome während einer Reaktion. Bei falscher Anwendung des Experiments kann es vorkommen, dass trotz scheinbar vollständiger Beachtung des Sichtbarkeitsprinzips der Unterrichtsstoff weitgehend dogmatisch, losgelöst vom Experiment präsentiert wird und das Wissen der Schüler formal ist. Eine solche Situation kann zum Beispiel in solchen Fällen vorliegen, in denen der Lehrer bestrebt ist, das Studium jeder Substanz immer streng nach einem bestimmten Schema zu beginnen. Das Thema „Ethylen“ wird untersucht. Der Lehrer beabsichtigt, die physikalischen Eigenschaften von Ethylen zu beschreiben und dann seine Reaktionen zu zeigen. Gleich zu Beginn sagt er den Studenten: „Um Ethylen beobachten und seine Reaktionen kennenlernen zu können, holen wir es uns ins Labor.“ Es wird versucht, mit Hilfe von Schwefelsäure aus Äthylalkohol Äthylen zu gewinnen. Es scheint, dass es in diesem Fall notwendig war, den Aufbau des Geräts zu erklären, anzugeben, welche Substanzen für die Reaktion verwendet wurden, und so weiter. Aber nach dem Plan des Lehrers sollte nach dem Studium der Eigenschaften die Herstellung von Ethylen untersucht werden, und er weicht hier nicht von diesem Plan ab. Die Schüler warten geduldig, während sich die Mischung erhitzt. Was im Experiment passieren soll, was zu beachten ist, was zu beachten ist – die Schüler wissen es nicht. Erst nachdem sich das Gas im Reagenzglas über dem Wasser zu sammeln begann, erklärt der Lehrer den Schülern, welche physikalischen Eigenschaften Ethylen hat. So ging ein Teil der Zeit nutzlos verloren - die Schüler schauten auf ein unverständliches Gerät und sahen im Wesentlichen nichts. Bei einem solchen Lernplan wäre es natürlich sinnvoller, Ethylen vorab in Flaschen vorzubereiten, um es im Unterricht gleich zu demonstrieren. Beim Studium der Organischen Chemie besteht weder die Möglichkeit noch die Notwendigkeit, alle im Unterricht behandelten Phänomene zu demonstrieren. Diese Aussage wurde oben bereits begründet. Hier gilt es zu überlegen, wie man an die Auswahl der für die Demonstration verpflichtenden Experimente herangeht und wie man feststellt, von welchen Experimenten sich die Schüler anhand von Diagrammen, Zeichnungen, Lehrergeschichten etc. eine Vorstellung machen können. Zunächst einmal ist zu bedenken, dass die Studierenden natürlich alle im Programm angegebenen Stoffe, ihre wichtigsten chemischen Reaktionen, in der Natur beobachten müssen. In diesem Fall müssen wiederholt untersuchte Reaktionen nicht reproduziert werden. Indem Sie den Schülern die Reaktion des Silberspiegels an einem Vertreter der Aldehyde näher bringen, können Sie diese Reaktion zur praktischen Stofferkennung (z. B. zur Bestimmung der Aldehydgruppe in Glucose) weiterverwenden und müssen dies dann nicht mehr demonstrieren Reaktion, wann immer es im Unterricht auftaucht. . In jedem neuen Fall ruft die Erwähnung ein ziemlich lebhaftes Bild des Phänomens bei Studenten hervor. Nachdem die Explosion von Methan und Ethylen mit Sauerstoff demonstriert wurde, besteht keine besondere Notwendigkeit, die Explosion von Acetylen zu demonstrieren. Es reicht aus, auf frühere Experimente zu verweisen, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Explosion von Acetylen mit noch größerer Kraft auftritt. Ebenso ist es, nachdem die Oxidation von Ethyl- und Methylalkohol gezeigt wurde, nicht notwendig, andere Alkohole zu oxidieren, um das gewünschte Konzept bei den Schülern zu erzeugen. Wenn Reaktionen von Essigsäure gezeigt werden, ist es möglich, nicht alle Reaktionen zu wiederholen, wenn andere Säuren usw. untersucht werden. In den Fällen jedoch, in denen der Stoff ein direkter Untersuchungsgegenstand ist (Butan und Isobutan wurden wegen des Konzepts der Isomerie betrachtet), kann man sich nicht darauf beschränken, auf seine physikalischen Eigenschaften zu verweisen, ohne den Stoff selbst einzuführen. Es ist beispielsweise unmöglich, Benzol nicht zu zeigen, weil sich die Schüler eine farblose Flüssigkeit vorstellen, die bei + 5 ° C gefriert, leicht kocht usw. Um sich einen ausreichend vollständigen Begriff von Benzol zu bilden, muss man sich auch mit seinem Geruch, seiner Konsistenz, seiner Beziehung zu anderen Stoffen usw. vertraut machen. Es wäre absurd, den Schülern die Reaktion des Silberspiegels nicht zu zeigen, mit der Begründung, sie hätten eine Vorstellung vom Spiegel im Allgemeinen. Es ist beispielsweise unmöglich, die Produktion und Sammlung von Methan oder Ethylen über Wasser nicht zu zeigen, weil früher Studenten die Produktion von Sauerstoff beobachtet, Stickoxide gesammelt haben usw. Der Untersuchungsgegenstand ist hier nicht das Sammeln von Gas, sondern die Methode zur Gewinnung eines Stoffes, seine Eigenschaften, unter diesem Gesichtspunkt wird die entsprechende Erfahrung demonstriert. In einigen Fällen ist eine Begrenzung erforderlich verbale Beschreibung Erfahrung, ohne sie zu demonstrieren, obwohl die Studierenden noch nicht die notwendige Grundlage für eine korrekte Darstellung des Prozesses haben. Dies kann erforderlich sein, wenn das zu untersuchende neue Phänomen in der Schule nicht reproduziert werden kann (z studiert). Aus dem Gesagten folgt, dass die Methodik zur Demonstration von Experimenten sorgfältige Überlegungen für jede Lektion erfordert. Jede Erfahrung sollte so in den Umriss der logischen Struktur der Lektion eingewoben werden, dass jeder Schüler die Bedeutung vollständig verstehen und die Bedeutung der Erfahrung verstehen kann. In diesem Fall werden alle Möglichkeiten des Experiments in vollem Umfang genutzt, um ein korrektes Studium von Substanzen, Phänomenen, Theorien und Gesetzen einer bestimmten Wissenschaft aufzubauen. Abschließend sei hier noch einmal daran erinnert, dass, da die Grundlagen eines Demonstrationsexperiments in der organischen Chemie mit dem Experiment der anorganischen Chemie und sogar mit dem Experiment anderer verwandter Wissenschaften übereinstimmen, die allgemeinen Anforderungen, die für jedes pädagogische Experiment gelten, uneingeschränkt gelten darauf anwenden. Lassen Sie uns zumindest einige dieser Anforderungen in Form einer Aufzählung angeben. Das Experiment muss "ausfallsicher" sein, d.h. mit Sicherheit erhalten werden und gleichzeitig das erwartete und nicht unerwartete Ergebnis liefern. Dazu wird jede Erfahrung vor dem Unterricht mit den Reagenzien überprüft, die im Unterricht verwendet werden. Die Zuverlässigkeit von Reagenzien ist hier oft wichtiger als in der anorganischen Chemie. Das Experiment sollte aussagekräftig sein und anschaulich darstellen, was sie daraus machen wollen. Dazu muss das Experiment in einem angemessenen Maßstab aufgebaut sein, ohne die Apparatur mit unnötigen Details zu überladen und ohne Nebenwirkungen, die die Aufmerksamkeit der Schüler ablenken: Das Experiment muss, wie es heißt, „nackt“ sein. Natürlich sollte diese Befreiung von unnötigen Details angemessen sein. Wenn es beispielsweise notwendig ist, eine fast farblose Methanflamme zu zeigen, dann ist es unmöglich, das Gas nicht mindestens einmal mit Alkali zu waschen, bevor es am Auslassrohr angezündet wird. Das Experiment muss beim Aufbau im Klassenzimmer sicher sein. In Gegenwart der einen oder anderen Gefahr (Synthese von Acetylen, Herstellung von Nitrocellulose) sollte es nur von einem Lehrer und mit angemessenen Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt werden. §2.2 Ergänzung zum schulchemischen Versuch der Organischen Chemie Chemischer Versuch zum Thema "Mehrwertige Alkohole" in Fachklassen Das Thema "Mehrwertige Alkohole" ist einer der Schwerpunkte im Schulkurs Organische Chemie. Das Studium dieses Themas ermöglicht es dem Lehrer, erfolgreich Weiterbildungen durchzuführen und die Schüler mit so wichtigen organischen Substanzen wie Fetten (Estern), Kohlenhydraten vertraut zu machen. Darüber hinaus ermöglicht Ihnen dieses Thema, das Wissen der Studierenden über Alkohole zu festigen und zu vertiefen große Gruppe hydroxylhaltige organische Verbindungen von großer Bedeutung sowohl in der Natur als auch im menschlichen Leben. Die entscheidende Rolle bei der Umsetzung dieser didaktischen Aufgaben in der Beschäftigung mit diesem Thema kommt natürlich dem chemischen Experiment zu. Unsere Erfahrung in der Durchführung von Laborpraktika zum Thema „Mehratomige Alkohole“ bieten wir in Lehrveranstaltungen mit vertiefter Chemie an. Erfahrung 1. Qualitative Reaktion auf mehrwertige Alkohole. Für den Versuch wird Glycerin verwendet, von dem 5-6 Tropfen mit einer Pipette in ein Reagenzglas mit frisch gefälltem Kupfer(II)-hydroxid gegeben werden. Wenn die resultierende Mischung geschüttelt wird, wird die Auflösung des blauen Niederschlags von Cu (OH) beobachtet 2und die Bildung einer hellblauen Lösung von Kupfer(II)-glycerat. Zu beachten ist, dass das Experiment nur unter einer Bedingung immer gut verläuft: Die Umgebung muss alkalisch sein. Und dies bedeutet, dass beim Erhalten eines Kupfer(II)-hydroxid-Niederschlags zu 2-3 Tropfen einer 5% igen Lösung von Kupfersulfat (Kupfersulfat-Pentahydrat) ein Überschuss an Alkali (1-2 ml a 10%ige Natronlauge oder Kalilauge) . Wenn der Versuch trotzdem fehlschlägt, muss man dem Reagenzglas mit der Reaktionsmischung eine Alkalilösung zusetzen, dann gibt es bestimmt ein positives Ergebnis. Erfahrung 2. Beweis, dass mehrwertige Alkohole Kohlenhydrate sind. Kohlenhydrate sind heterofunktionelle Naturstoffe (sie enthalten verschiedene funktionelle Gruppen im Molekül), deren Aufbau für Schulkinder recht schwer zu verstehen ist. Daher sollten die Studenten schrittweise auf das Studium dieser Klasse von Verbindungen vorbereitet und schrittweise in die Merkmale ihrer Struktur eingeführt werden. Beim Studium des Themas „Mehrwertige Alkohole“ erfahren sie, dass Kohlenhydrate zwei oder mehr Hydroxylgruppen in ihrer Zusammensetzung enthalten, und später beim Studium des Themas „Aldehyde und Ketone“, dass Kohlenhydratmoleküle auch funktionelle Carbonylgruppen aufweisen. So gewinnen die Schüler nach und nach Wissen über diese ziemlich komplexen Substanzen. Darüber hinaus wird dieses Wissen durch ein chemisches Experiment gestützt. Eine solche auf innerfachlicher Integration basierende Methode des weiterführenden Lernens, wie die Erfahrungen im Chemieunterricht an Schulen zeigen, trägt zu einem tieferen Verständnis der Grundlagen spezifischer komplexer Themen und der organischen Chemie im Allgemeinen bei. Sie nehmen zwei Reagenzgläser, geben in das eine mehrere Zuckerkristalle und in das andere etwas Honig. Der Inhalt der Reagenzgläser wird in 3-5 ml Wasser gelöst und die resultierenden Lösungen werden zu frisch gefälltem Kupfer(II)-hydroxid gegeben. In beiden Fällen löst sich der blaue Niederschlag von Cu(OH)2 auf und es bilden sich Komplexe aus Cu2+ und Kohlenhydraten, die eine hellblaue Farbe haben. Die Formeln der im Versuch verwendeten Kohlenhydrate sind in abgekürzter Form angegeben. Zucker - C12H22O11 oder C12H20O9 (OH) 2. Honig ist eine komplexe Mischung aus natürlichen Substanzen, deren Hauptbestandteile zwei isomere Kohlenhydrate sind - Glucose und Fructose, deren Formel C6H12O6 oder C6H10O4 (OH) 2 ist. Nachfolgend die Reaktionsgleichung (in vereinfachter Form) am Beispiel der Wechselwirkung von Glucose bzw. Fructose mit Kupfer(II)hydroxid. Erfahrung 3. Nachweis, dass mehrwertige Alkohole strukturelle Bestandteile von Fetten sind. Der Lehrer informiert die Schüler darüber, dass Fette natürliche Substanzen sind, die in lebenden Organismen weit verbreitet sind und wichtige biologische Funktionen erfüllen. Fettmoleküle enthalten Reste von mehrwertigen Alkoholen (neben Resten von Carbonsäuren, die die Schüler beim Studium der einwertigen Alkohole kennengelernt haben), insbesondere Glycerinreste. Dies wird durch das folgende Experiment bewiesen. Fein gehackte Fettstücke (Schmalz) werden in einen Kolben gegeben, 20-25 ml Wasser und 5-6 Tropfen konzentrierte Schwefelsäure werden hinzugefügt (anstelle dieser Reagenzien können Sie eine 2% ige Schwefelsäurelösung nehmen). Das Gemisch wird 2-3 Minuten gekocht, die Lösung filtriert, das Filtrat mit 2%iger Natronlauge bis zur Lackmusneutralität behandelt. Die resultierende Lösung wird dann zu frisch gefälltem Cu(OH)2 gegeben. In diesem Fall wird eine hellblaue Farbe von Kupfer(II)-glycerat beobachtet. Das gleiche Experiment ist bequemer auf andere Weise durchzuführen, nämlich. Fein gehackte Fettstücke (Schmalz) werden in einen Kolben gegeben und 20-25 ml einer 10% igen wässrigen Alkalilösung (Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid) hinzugefügt. Das Gemisch wird 2-3 Minuten gekocht, die Lösung filtriert und das Filtrat mit einer 5%igen Kupfersulfatlösung zugetropft. Der anfänglich gebildete Niederschlag von Kupfer(II)-hydroxid löst sich beim Schütteln auf und es bildet sich eine hellblaue Lösung von Kupferglycerat. Eine Erklärung der Ergebnisse des Experiments wird vorgeschlagen: Wenn Fett mit Wasser in Gegenwart einer Säure oder Lauge erhitzt wird, tritt seine Hydrolyse auf, von der eines der Produkte der dreiwertige Alkohol Glycerin ist, der durch eine qualitative Reaktion mit nachgewiesen wird Kupfer(II)hydroxid. Die Reaktionsgleichung ist in Versuch 1 angegeben. Erfahrung 4. Qualitativer Nachweis von mehrwertigen Alkoholen in Cremes und Salben. Wie Sie wissen, enthalten viele Cremes und Salben mehrwertige Alkohole als Weichmacher. Am häufigsten wird für diese Zwecke Glycerin oder Propylenglykol verwendet. Diese Polyole lassen sich leicht durch eine qualitative Reaktion mit mehrwertigen Alkoholen nachweisen. Eine kleine Menge Babycreme wird in destilliertes Wasser gegeben (Sie können einen normalen Wasserhahn verwenden oder Quellwasser), 2-3 Minuten bei Raumtemperatur gründlich gemischt, die Lösung wird abgelassen und ein mehrwertiger Alkohol wird darin unter Verwendung einer qualitativen Reaktion nachgewiesen. Bei Verwendung eines anderen kosmetische Creme es wird eine stabile wässrige Emulsion erhalten weiße Farbe. Anschließend wird diese Emulsion mit dem gleichen Volumen einer 10%igen Alkalilösung (Natronlauge oder Kalilauge) versetzt, die ausgefallenen weißen Flocken abfiltriert und das Filtrat dem frisch gefällten Cu(OH)2 zugesetzt. Es wird eine Auflösung des Niederschlags beobachtet und es erscheint eine hellblaue Farbe. Diese Erfahrung kann erheblich vereinfacht und zeitlich reduziert werden. Dazu wird der Rahm in eine 10 %ige Alkalilösung gegeben, die ausgefallenen Flocken filtriert und das mehrwertigen Alkohol enthaltende Filtrat mit einer 5 %igen Kupfersulfatlösung zugetropft. Der anfänglich gebildete Niederschlag von Kupfer(II)hydroxid löst sich beim Schütteln auf und es entsteht eine hellblaue Lösung von Kupferglycerat (siehe Versuch 1). Erfahrung 5. Nachweis von mehrwertigen Alkoholen in Kaugummi. Der süße Geschmack von Kaugummis ist auf das Vorhandensein von mehrwertigen Alkoholen wie Xylit zurückzuführen. Seine Formel ist C5H12O5 oder CH2OH(CHOH)3CH2OH. Ein fein gemahlenes Stück Kaugummi wird in Wasser gegeben und 2-3 Minuten gerührt. bei Raumtemperatur. Dann wird Wasser mit darin gelöstem Xylit in ein Reagenzglas mit Kupfer (II) -hydroxid gegossen und eine positive qualitative Reaktion auf mehrwertige Alkohole beobachtet. Erlebnis 6. Wechselwirkung von Mannit mit frisch gefälltem Kupfer(II)hydroxid. Einige Arzneimittel (Pyridoxin, Ascorbinsäure, Mannitol und andere) sind ihrer chemischen Natur nach mehrwertige Alkohole und enthalten zwei oder mehr Hydroxylgruppen in ihren Molekülen. Daher bietet es sich an, mit diesen Stoffen im praktischen Chemieunterricht nachzuweisen, dass sie zu den mehrwertigen Alkoholen gehören. Mannit (oder einfach Mannit) ist also ein sechswertiger Alkohol, dessen Formel C6H14O6 oder CH2OH (CHOH) 4CH2OH ist. Es wird als wirksames Diuretikum verwendet. Verkauft in Apotheken in Form einer 15% igen Lösung von 200, 400, 500 ml. Lagerstabil (mehr als zwei Jahre). Eine Lösung von Mannit mit einem Volumen von 2-3 ml wird in einen frisch hergestellten blauen Niederschlag von Kupfer (II) -hydroxid gegossen, der Niederschlag löst sich zu einer hellblauen Lösung auf. Die Reaktionsgleichung ähnelt der Reaktionsgleichung für die Wechselwirkung von Xylit mit Сu(OH)2. Der beschriebene chemische Versuch zum Thema „Mehrwertige Alkohole“ basiert auf der Verwendung von Stoffen, die in der Natur weit verbreitet sind und vom Menschen genutzt werden Wirtschaftstätigkeit und Alltag. Mit diesem Ansatz können Sie den Prozess des Chemieunterrichts eng mit dem Wissen um die umgebende Realität verbinden und das Interesse der Schüler an diesem Thema steigern. Chemischer Versuch zum Thema "Carbonsäuren". Das Konzept der Profilpädagogik erfordert eine Stärkung der experimentellen Ausrichtung des Unterrichts in den Fächern des Naturkreislaufs einschließlich der Chemie in Klassen des entsprechenden Profils. Und hier ist mehr denn je die Verbindung zwischen dem Prozess des Chemieunterrichts in der Schule und der Realität um uns herum wichtig. Die Studierenden sollen nicht nur vertiefte Kenntnisse über den Aufbau und die Eigenschaften von Chemikalien erlangen, sondern auch gewisse Vorstellungen über ihre Rolle in der Natur und im menschlichen Leben haben und echte Fähigkeiten im Umgang mit Chemikalien entwickeln. Und hier hat der Lehrer vielfältige Möglichkeiten, aus der Natur gut zugängliche und aus dem Alltag bekannte Substanzen für die Durchführung eines chemischen Experiments zu verwenden. Ein solcher Ansatz zur Durchführung von Labor- und Praktikumsunterricht wird das Interesse der Studierenden an der zu studierenden Disziplin nicht nur nicht schwächen, sondern im Gegenteil stärken. In diesem Zusammenhang sind die erfolgreichen methodischen Ergebnisse bei der Durchführung eines chemischen Schulexperiments in der organischen Chemie zu beachten, das von Khramov V.A. mit Co-Autoren (siehe Chemistry at School, 2005-06). Sie sind jedoch weit entfernt vom schulischen Lehrplan und können höchstwahrscheinlich für die Durchführung von Wahlfächern in Chemie oder für die Arbeit einer wissenschaftlichen Studentengesellschaft (SSE) in Chemie empfohlen werden. Im Zusammenhang mit dem Vorstehenden biete ich meine eigene Erfahrung in der Durchführung eines chemischen Experiments in der organischen Chemie am Beispiel der Bearbeitung des Themas "Carbonsäuren" in Klassen mit vertiefter Chemie an. Dissoziation von Carbonsäuren. Verwenden Sie dazu eine Essigsäurelösung, die durch 10-fache Verdünnung von 70% igem Tafelessig hergestellt wird. Nehmen Sie drei Reagenzgläser mit einer Essigsäurelösung. In einen von ihnen wird ein universeller Lackmus getaucht, in den anderen eine Lösung von Methylorange und in den dritten ein wässriger Extrakt aus Viburnum (er fungiert als natürlicher Indikator, und die Schüler ziehen diese Schlussfolgerung selbst aufgrund der Ergebnisse). der Prüfungen). In allen Fällen nehmen Essigsäurelösungen eine rote Farbe an, was auf eine Säurereaktion des Mediums hinweist: Die Schüler ziehen einen Schluss über die Ähnlichkeit von Carbonsäuren mit anorganischen Säuren, vergleichen die Reaktionsgeschwindigkeit (in Bezug auf die Intensität der Wasserstoffentwicklung) von Zink und Aluminium mit einer Essigsäurelösung und verknüpfen dies mit der Aktivität von Metallen. Wechselwirkung von Carbonsäuren mit Metalloxiden. Sie demonstrieren die Reaktion einer Lösung von Essigsäure mit Kupfer(II)oxid, das durch Kalzinieren eines Kupferdrahtes in der Flamme eines Gasbrenners oder einer herkömmlichen Spirituslampe hergestellt werden kann. Schwarzes Kupfer(II)oxid reagiert beim Erhitzen mit Essigsäure zu einer Kupferacetatlösung blaue Farbe:
Die Wechselwirkung von Carbonsäuren mit Basen. Der Essigsäurelösung wird etwas Rost hinzugefügt (dies kann im Voraus zubereitet werden, indem ein kleiner Eisennagel in ein feuchtes Tuch oder in einen normalen Becher mit Wasser gelegt wird). Wie Sie wissen, ist Rost eine Schicht aus teilweise hydratisierten Eisenoxiden, die auch Eisen(III)-hydroxid enthält. Bei mäßiger Erwärmung reagiert es mit Essigsäure zu einer rot-orangen Lösung von Eisenacetat, die dann beim Kochen für 3-5 Minuten durch Hydrolyse in basisches Eisenacetat übergeht, das rotbraun ausfällt Flocken: Die Wechselwirkung von Carbonsäuren mit Salzen. Sie können Pflanzenasche (sie enthält unter anderem Kaliumcarbonat), Backpulver (Natriumbicarbonat), Schulkreide oder Kalkstein- oder Marmorstücke (Calciumcarbonat) verwenden. In allen Fällen verdrängt Essigsäure Kohlensäure aus ihren Salzen. Das freigesetzte Gas kann beispielsweise als Kohlendioxid identifiziert werden: Die ungesättigte Natur einiger Säuren. Ungesättigte Säuren können aus gewöhnlichem Pflanzenöl hergestellt werden. Dazu muss es 2-3 Minuten gekocht werden. mit einer wässrigen Lösung von Soda (Natriumcarbonat) oder Pottasche (Kaliumcarbonat, aus Pflanzenasche). Sollte sich die Lösung als gefärbt herausstellen, kann sie mit Aktivkohle entfärbt werden (Kohle kann auch vorher mit den Jungs zubereitet oder verwendet werden Apotheke Medikament) und dann filtern. Die vorbereitete Lösung der ungesättigten (Öl-)Säure wird in zwei Reagenzgläser gegeben, in eines werden einige Tropfen Jod (pharmazeutische Alkohollösung) und in das andere eine verdünnte Lösung von Kaliumpermanganat (pharmazeutisches Kaliumpermanganat) gegeben. In beiden Fällen kommt es zu einer Verfärbung der Reagenzlösungen. Außerdem erscheint im zweiten Reagenzglas ein brauner Mangandioxid-Niederschlag: Besondere Eigenschaften von Ameisensäure. Es werden eine wässrige Ameisensäurelösung und ein wässriger Ameisensekretextrakt verwendet. Beide Lösungen werden in zwei Hälften geteilt. Eine Ammoniaklösung von Silberoxid wird zu einem Teil dieser Lösungen gegeben, erhitzt und ein schwarzer Niederschlag von metallischem Silber beobachtet (es kann sich ein Silberspiegel bilden). Zu einem anderen Teil dieser Lösungen wird leicht rosafarbenes Kaliumpermanganat gegeben: Es wird eine Verfärbung und die Bildung eines braunen Niederschlags von Mangandioxid beobachtet: Nachweis von organischen Säuren in natürlichen Objekten. Organische Säuren sind bekanntermaßen in der Natur, insbesondere in lebenden Organismen, weit verbreitet, wo sie eine Reihe wichtiger Funktionen erfüllen. biologische Funktionen. Grundsätzlich sind natürliche Säuren Produkte des Kohlenhydratstoffwechsels. Dies sind vor allem Hydroxysäuren, Oxosäuren. Viele Säuren sind Abfallprodukte von Mikroorganismen. Daher wird es für die Schüler sowohl interessant als auch aufschlussreich sein, Säuren in natürlichen Objekten mit einfachen analytischen Techniken nachzuweisen. Dazu reicht es aus, Indikatoren zu haben (sie werden im ersten Experiment angegeben), die in einer sauren Umgebung ihre Farbe ändern. Als natürliche Gegenstände können Zitronen, Äpfel, Kohl, andere Gemüse und Früchte empfohlen werden; verschiedene Milchprodukte (Milch, Kefir, fermentierte Backmilch, Joghurt usw.). Außerdem kann man anhand der Farbintensität der Indikatoren die Säuremengen in Frisch- und Konserven vergleichen, beispielsweise in Frisch- und Sauerkraut, in Frisch- und Bratäpfeln und so weiter. Eine geschickt organisierte Arbeit in dieser Richtung wird es auch ermöglichen, Gutes zu tun wissenschaftliche Arbeit Studierende der NOU. Natürlich sind hier bei weitem nicht alle Möglichkeiten der experimentellen Arbeit zu diesem Thema beschrieben. Es ist wichtig, dass das vorgeschlagene Experiment die Schüler erneut von der Notwendigkeit überzeugt, bestimmte Substanzen zu untersuchen, die um uns herum existieren. Ein solches Experiment wird dem Lehrer helfen, den Lernprozess mit dem Wissen über die Natur um uns herum zu verbinden, um die praktische Bedeutung der Chemie als Wissenschaft im menschlichen Leben zu zeigen. Darüber hinaus können die Schüler auf diese Weise mit Chemikalien mit ihren spezifischen Eigenschaften in Berührung kommen und verstehen, dass die Chemie weit davon entfernt ist, die Formeln von Stoffen zu kennen und Gleichungen für bestimmte Reaktionen aufstellen zu können, sondern vor allem das Wissen um die Eigenschaften von Stoffen und die Fähigkeit, sie für praktische Zwecke zu verwenden. Chemischer Versuch zum Thema „Ester und Fette“ im Fachunterricht. Extraktion von Fetten und Ölen. Nehmen Sie 2-3 Gramm Sonnenblumen-, Lein-, Kürbiskerne, die in einem Mörser fein zerstoßen werden, markieren Sie sie in einem Kolben, fügen Sie 25-30 ml Diethylether hinzu und verschließen Sie den Kolben mit einem Korken. Schütteln Sie den Kolben von Zeit zu Zeit eine Stunde lang. Die resultierende Öllösung in Ether wird filtriert. Der Rest der Samen im Kolben wird zweimal mit kleinen Portionen Äther gewaschen, der dann ebenfalls filtriert und der Hauptlösung zugesetzt wird. Der Ether wird von der Lösung in einem Wasserbad abdestilliert und eine kleine Menge Öl wird in jedem der Reagenzgläser beobachtet. Basierend auf dieser Erfahrung können Forschungsarbeiten organisiert werden, zum Beispiel „ Vergleichende AnalyseÖlgehalt in verschiedenen Ölsaaten". Fazit Daraus folgt, dass die Durchführung eines chemischen Experiments in der organischen Chemie in der Schule von großer Bedeutung für den Aufbau eines soliden Wissens der Schüler über Substanzen und ihre Eigenschaften ist. Das Experiment ermöglicht es den Schülern auch, sich mit den einfachsten Utensilien und Geräten, den Arbeitsregeln in einem Chemieraum vertraut zu machen, ihre praktischen Fähigkeiten und Fähigkeiten zur Durchführung einfacher Experimente in Chemie zu entwickeln. Chemie ist eine experimentelle Wissenschaft. Daher ist der Unterricht in dieser Disziplin in der Schule ohne den Einsatz eines chemischen Experiments nicht möglich. Die Durchführung eines chemischen Experiments im Chemieunterricht ist auch im Standard der allgemeinbildenden Sekundarstufe vorgesehen. Demonstrationsexperimente, Laborexperimente, praktische Übungen – das sind gängige Formen der experimentellen Arbeit im schulischen Chemiestudium. Natürlich muss sich die Problematik der Einführung eines chemischen Experiments in einen Schulchemieunterricht ständig ändern und verbessern. Auch das chemische Experiment selbst verändert sich. Dabei Besondere Aufmerksamkeit auf den Konsum von Substanzen, denen die Schüler jeden Tag ständig ausgesetzt sind, sollte hingewiesen werden. Nur so kann das Interesse der Schüler an der Chemie gesteigert werden. In dieser abschließenden Qualifikationsarbeit haben wir eine der Möglichkeiten zur Verbesserung des schulchemischen Versuchs zum Thema „Sauerstoffhaltige organische Stoffe“ vorgeschlagen. Im Zuge der WRC wurde das Konzept der Profilbildung untersucht. Der Kern dieses Konzepts besteht darin, dass interessierte Studierende vertiefte Kenntnisse dieser Disziplin erhalten. Zur Organisation eines chemischen Experiments in der Organischen Chemie wurde ein exemplarisches Programm einer vollständigen Allgemeinbildung (Profilebene) in Chemie analysiert. Die Profilstufe impliziert im Vergleich zur Grundstufe eine Vertiefung der schulischen Chemie. Die Voraussetzungen für ein schulchemisches Experiment wurden untersucht. Ergänzungen zum schulchemischen Experiment in der Organischen Chemie wurden entwickelt. Ein chemisches Experiment wurde getestet und Empfehlungen für den Einsatz in der Schule gegeben. Bibliographisches Verzeichnis 1. Aleksinsky V. N. Unterhaltsame Experimente in Chemie: Ein Buch für Lehrer. - M: Aufklärung, 1995. Anisimova A.A. Grundlagen der Biochemie. - M: Höhere Schule, 1986. Balaeva II. Heimexperiment in Chemie: Ein Leitfaden für Lehrer - M.: Bildung, 1977. Verkhovsky V. N., Smirnov A. D. Technik eines chemischen Experiments: Ein Leitfaden für Lehrer.-T.1.-6. Aufl., Rev.-M.: Enlightenment, 1973. Grabetsky A.A., Zaznobina L.S., Nazarova T.S. Einsatz von Lehrmitteln im Chemieunterricht. - M.: Aufklärung, 1988. Grabetsky A.A., Nazarova T.S. Chemieschrank. - M.: Aufklärung, 1980. Zueva M.V. Schülerentwicklung im Chemieunterricht: Ein Leitfaden für Lehrer. - M.: Aufklärung, 1978. Karsunovskaya V. M. Aktivierung von Lehrmethoden.-M.: Pädagogik, 1985. Kirilova G.D. 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Laborexperimente führen im Gegensatz zur praktischen Arbeit nur wenige Fakten ein. Darüber hinaus ziehen sie die Aufmerksamkeit der Schüler nicht vollständig auf sich Werkstätten, denn nach kurzer selbstständiger Arbeit (Erfahrung) sollten die Schüler bereit sein, die Erklärung des Lehrers wieder zu akzeptieren.
Laborexperimente begleiten die Präsentation von Unterrichtsmaterial durch den Lehrer und schaffen wie Demonstrationen visuelle Darstellungen der Eigenschaften von Substanzen und chemischen Prozessen bei den Schülern und lehren sie, die beobachteten Phänomene zu verallgemeinern. Aber im Gegensatz zu Demonstrationsexperimenten entwickeln sie auch experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten. Allerdings kann nicht jedes Experiment als Laborexperiment durchgeführt werden (z. B. die Synthese von Ammoniak usw.). Und nicht jedes Laborexperiment ist effektiver als ein Demonstrationsexperiment - viele Laborexperimente erfordern mehr Zeit, und die Dauer hängt direkt von der Qualität der gebildeten experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten ab. Aufgabe der Laborexperimente ist es, die Studierenden so früh wie möglich an das jeweils untersuchte Phänomen (Substanz) heranzuführen. Die in diesem Fall verwendete Technik ist auf die Durchführung von 2-3 Operationen durch Studenten reduziert, was natürlich die Möglichkeiten zur Ausbildung praktischer Fähigkeiten und Fertigkeiten einschränkt.
Methoden des chemischen Experiments in der High School.
Arten von chemischen Experimenten
Ein chemisches Experiment ist im Studium der Chemie unerlässlich. Es wird unterschieden zwischen einem pädagogischen Demonstrationsexperiment, das hauptsächlich von einem Lehrer an einem Demonstrationstisch durchgeführt wird, und einem Schülerexperiment – praktische Arbeiten, Laborexperimente und experimentelle Aufgaben, die Schüler an ihren Arbeitsplätzen durchführen. Ein Gedankenexperiment ist eine Art Experiment.
Ein Demonstrationsexperiment wird hauptsächlich bei der Präsentation von neuem Material durchgeführt, um konkrete Vorstellungen über Stoffe, chemische Phänomene und Prozesse bei Schülern zu entwickeln und dann chemische Konzepte zu bilden. Es ermöglicht in kurzer Zeit, wichtige Schlussfolgerungen oder Verallgemeinerungen aus dem Bereich der Chemie zu verdeutlichen, die Durchführung von Laborexperimenten und einzelne Techniken und Operationen zu lehren. Die Aufmerksamkeit der Studierenden richtet sich auf die Durchführung des Experiments und die Untersuchung seiner Ergebnisse. Sie werden die Durchführung von Experimenten nicht passiv beobachten und das präsentierte Material wahrnehmen, wenn der Lehrer die Erfahrung demonstriert und sie mit Erklärungen begleitet. So richtet er die Aufmerksamkeit auf die Erfahrung, gewöhnt sich daran, das Phänomen in all seinen Details zu beobachten. In diesem Fall werden alle Techniken und Handlungen des Lehrers nicht als magische Manipulationen wahrgenommen, sondern als Notwendigkeit, ohne die es fast unmöglich ist, das Experiment abzuschließen. In Demonstrationsexperimenten sind die Beobachtungen von Phänomenen im Vergleich zu Laborbeobachtungen organisierter. Die Demonstrationen entwickeln jedoch nicht die notwendigen experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten und müssen daher durch Laborexperimente, praktische Arbeiten und experimentelle Aufgaben ergänzt werden.
Ein Demonstrationsversuch wird in folgenden Fällen durchgeführt:
Es ist unmöglich, den Studierenden die notwendige Ausstattung zur Verfügung zu stellen;
Die Erfahrung ist komplex, sie kann nicht von Schulkindern selbst durchgeführt werden;
Die Schüler haben nicht die notwendige Ausrüstung, um dieses Experiment durchzuführen;
Experimente mit geringen Stoffmengen oder im kleinen Maßstab führen nicht zum gewünschten Ergebnis;
Experimente sind gefährlich (Arbeiten mit Alkalimetallen, Verwendung von elektrischem Hochspannungsstrom usw.);
Es ist notwendig, das Arbeitstempo im Unterricht zu erhöhen.
Natürlich hat jede Demonstrationserfahrung ihre eigenen Merkmale, abhängig von der Art des untersuchten Phänomens und der spezifischen Bildungsaufgabe. Gleichzeitig muss der chemische Demonstrationsversuch folgende Anforderungen erfüllen:
Seien Sie visuell (alles, was auf dem Demonstrationstisch getan wird, sollte für alle Schüler deutlich sichtbar sein);
Einfach in der Technik und leicht verständlich sein;
Erfolgreich bestehen, ohne Unterbrechung;
Vom Lehrer im Voraus vorzubereiten, damit die Kinder den Inhalt leicht erfassen können;
Sicher sein.
Die pädagogische Wirksamkeit eines Demonstrationsexperiments, sein Einfluss auf das Wissen und die experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten hängen von der Technik des Experiments ab. Darunter versteht man eine Reihe von Instrumenten und Geräten, die speziell erstellt und in einem Demonstrationsexperiment verwendet werden. Der Lehrer sollte die Ausstattung des Klassenzimmers als Ganzes und jedes Gerät einzeln studieren, die Demonstrationstechnik erarbeiten. Letzteres ist eine Reihe von Techniken zur Handhabung von Instrumenten und Apparaten bei der Vorbereitung und Durchführung von Demonstrationen, die deren Erfolg und Aussagekraft gewährleisten. Demonstrationstechnik - eine Reihe von Techniken, die die Wirksamkeit der Demonstration und ihre beste Wahrnehmung gewährleisten. Methodik und Demonstrationstechnik sind eng miteinander verbunden und können als Technologie eines Demonstrationsexperiments bezeichnet werden.
Bei der Durchführung von Demonstrationsexperimenten ist es sehr wichtig, jedes Experiment in Bezug auf Technik, Qualität der Reagenzien, gute Sichtbarkeit der Instrumente und der darin auftretenden Phänomene durch Studenten sowie Sicherheitsgarantien zu überprüfen. Manchmal ist es ratsam, zwei Geräte auf einen Vorführtisch zu stellen: Das eine ist zusammengebaut und einsatzbereit, das andere wird zerlegt, um das Gerät besser zu erklären, z. B. ein Kippgerät, ein Kühlschrank usw.
Es muss immer daran erinnert werden, dass jedes Experiment, das während der Demonstration fehlschlägt, die Autorität des Lehrers untergräbt.
Laborexperimente sind eine Art eigenständige Arbeit, bei der in jeder Phase des Unterrichts chemische Experimente durchgeführt werden, um das Material produktiver aufzunehmen und spezifisches, bewusstes und solides Wissen zu erlangen. Darüber hinaus werden bei Laborexperimenten experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten verbessert, da die Studierenden weitgehend selbstständig arbeiten. Das Durchführen von Experimenten nimmt nicht den gesamten Unterricht ein, sondern nur einen Teil davon.
Laborexperimente werden am häufigsten durchgeführt, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen kennenzulernen sowie theoretische Konzepte oder Bestimmungen zu spezifizieren, seltener, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Letztere enthalten immer eine bestimmte kognitive Aufgabe, die die Studierenden experimentell lösen müssen. Damit wird ein Forschungselement eingeführt, das die geistige Aktivität von Schülern aktiviert: Laborexperimente führen im Gegensatz zur praktischen Arbeit wenige Fakten ein. Außerdem fesseln sie die Aufmerksamkeit der Schüler nicht vollständig, wie praktische Übungen, da die Schüler nach kurzer Zeit des selbstständigen Arbeitens (Erlebens) bereit sein sollten, die Erklärung des Lehrers wieder zu akzeptieren.
Laborexperimente begleiten die Präsentation von Unterrichtsmaterial durch den Lehrer und schaffen wie Demonstrationen visuelle Darstellungen der Eigenschaften von Substanzen und chemischen Prozessen bei den Schülern und lehren sie, die beobachteten Phänomene zu verallgemeinern. Aber im Gegensatz zu Demonstrationsexperimenten entwickeln sie auch experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten. Allerdings kann nicht jedes Experiment als Laborexperiment durchgeführt werden (z. B. die Synthese von Ammoniak usw.). Und nicht jedes Laborexperiment ist effektiver als ein Demonstrationsexperiment - viele Laborexperimente erfordern mehr Zeit, und die Dauer hängt direkt von der Qualität der gebildeten experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten ab. Aufgabe der Laborexperimente ist es, die Studierenden so früh wie möglich an das jeweils untersuchte Phänomen (Substanz) heranzuführen. Die in diesem Fall verwendete Technik ist auf die Durchführung von 2-3 Operationen durch Studenten reduziert, was natürlich die Möglichkeiten zur Ausbildung praktischer Fähigkeiten und Fertigkeiten einschränkt.
Die Vorbereitung von Laborexperimenten sollte sorgfältiger durchgeführt werden als Demonstrationsexperimente. Dies liegt daran, dass jede Fahrlässigkeit und Unterlassung zu einem Verstoß gegen die Disziplin der gesamten Klasse führen kann.
Es ist darauf zu achten, dass Laborarbeiten von jedem Studierenden individuell durchgeführt werden. In extremen Fällen kann ein Ausrüstungssatz für nicht mehr als zwei zugelassen werden. Dies trägt zu einer besseren Organisation und Aktivität der Kinder sowie zur Erreichung des Ziels der Laborarbeit bei.
Nach Abschluss der Experimente sollten sie ausgewertet und ein kurzes Protokoll über die geleistete Arbeit angefertigt werden.
Praktische Arbeit ist eine Art selbstständige Arbeit, bei der Schüler nach dem Studium eines Themas oder Abschnitts eines Chemieunterrichts in einer bestimmten Unterrichtsstunde chemische Experimente durchführen. Es hilft, das erworbene Wissen zu festigen und die Fähigkeit zu entwickeln, dieses Wissen anzuwenden, sowie experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten zu bilden und zu verbessern.
Die praktische Arbeit erfordert mehr Unabhängigkeit von den Studierenden als Laborexperimente. Dies liegt daran, dass die Kinder eingeladen werden, sich mit dem Inhalt der Arbeit und der Reihenfolge ihrer Umsetzung zu Hause vertraut zu machen und das theoretische Material zu wiederholen, das sich direkt auf die Arbeit bezieht. Der Student führt praktische Arbeiten selbstständig durch, was zur Steigerung von Disziplin, Gelassenheit und Verantwortungsbewusstsein beiträgt. Und nur in manchen Fällen kann bei fehlender Ausrüstung in Zweiergruppen gearbeitet werden, am besten aber nicht mehr.
Die Rolle des Lehrers in der praktischen Arbeit besteht darin, die korrekte Durchführung von Experimenten und Sicherheitsregeln zu überwachen, Ordnung auf dem Schreibtisch zu halten, individuell differenzierte Hilfestellungen zu geben.
Während der praktischen Arbeit schreiben die Schüler die Ergebnisse der Experimente auf und ziehen am Ende des Unterrichts die entsprechenden Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen.
Methodik für ein Demonstrationsexperiment in der organischen Chemie [Tsvetkov L.A., 2000]
Die charakteristischen Merkmale eines Demonstrationsexperiments in der organischen Chemie sind:
Das Experiment im Unterricht der Organischen Chemie ist in hohem Maße ein Mittel zur "Befragung der Natur", d.h. ein Mittel zur experimentellen Untersuchung der zu untersuchenden Themen und nicht nur eine Veranschaulichung von Informationen über Substanzen, die vom Lehrer berichtet wurden. Dies wird sowohl durch die Besonderheiten des Faches selbst als auch durch die Tatsache bestimmt, dass die organische Chemie bereits auf der Grundlage einer bedeutenden chemischen Ausbildung der Studenten studiert wird.
Die wichtigsten Demonstrationsexperimente fallen in den meisten Fällen zeitlich länger aus als Experimente in der Anorganischen Chemie. Manchmal nehmen sie fast eine ganze Unterrichtsstunde ein, und in manchen Fällen passen sie nicht in den Rahmen einer 45-minütigen Unterrichtsstunde.
Demonstrationsexperimente sind in einer Reihe von Fällen weniger anschaulich und aussagekräftig als im Verlauf der anorganischen Chemie, da die beobachteten Prozesse nur wenige äußere Änderungen aufweisen und die resultierenden Substanzen in ihren Eigenschaften oft keine scharfen Unterschiede zu den Ausgangsmaterialien aufweisen.
Bei Experimenten der organischen Chemie sind die Reaktionsbedingungen von großer Bedeutung: Bereits eine geringfügige Änderung dieser Bedingungen kann zu einer Änderung der Reaktionsrichtung und zur Bildung völlig anderer Substanzen führen.
Beim Versuchsaufbau in der Organischen Chemie besteht die große Gefahr mangelnden Verständnisses bei den Studierenden. Dies erklärt sich daraus, dass Experimente oft lange dauern und manchmal mehrere Demonstrationen parallel stattfinden, was die Schüler zwingt, ihre Aufmerksamkeit gleichzeitig auf mehrere Objekte zu verteilen. Zudem ist der Weg vom Phänomen zur Essenz hier oft schwieriger als im Studium der Anorganischen Chemie.
Aufgrund der Tatsache, dass eine erhebliche Anzahl wichtiger chemischer Prozesse nicht unter schulischen Bedingungen demonstriert werden kann, ist es unvermeidlich, dass sich die Schüler mit einer Reihe von Fakten vertraut machen, ohne Experimente zu demonstrieren, nach der Geschichte des Lehrers, nach Diagrammen, Zeichnungen usw.
Betrachten wir in dieser Abfolge, welche methodischen Schlussfolgerungen daraus folgen.
1. Das Experiment der organischen Chemie liefert sehr dankbares Material für die geistige Entwicklung der Schüler und die Ausbildung kreativer Fähigkeiten zur Lösung der gestellten Probleme. Wenn wir diese Möglichkeiten nutzen wollen, lassen sich die gezeigten Experimente nicht auf eine visuelle Veranschaulichung der Worte des Lehrers reduzieren. Solch ein Unterricht ist kaum in der Lage, das unabhängige Denken der Schüler zu wecken. Das Experiment ist besonders wertvoll als Mittel zum Studium der Natur, und da es eine Quelle des Wissens ist, entwickelt es die Beobachtung der Schüler und stimuliert ihre geistige Aktivität und lässt sie auch Fakten vergleichen und analysieren, Hypothesen aufstellen und Wege finden, sie zu testen , in der Lage sein, die richtigen Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen zu ziehen. Unter diesem Gesichtspunkt sind Experimente, die den genetischen Zusammenhang zwischen Klassen organischer Substanzen zeigen, von großer Bedeutung; Experimente, die Annahmen über die Eigenschaften von Stoffen und Methoden zu ihrer Herstellung auf der Grundlage der Strukturtheorie testen; Experimente, die zu einer Schlussfolgerung über eine bestimmte Struktur eines Moleküls einer Substanz führen.
Damit Demonstrationsexperimente korrekte Ergebnisse liefern, ist es notwendig, sich um die Erfüllung der folgenden Bedingungen zu bemühen: a) das Problem, das eine experimentelle Lösung erfordert, klar zu benennen und mit den Schülern die Hauptidee des Experiments zu entwickeln; den Zweck und die Idee des Experiments müssen die Schüler vor dem Experiment lernen und sich während des Experiments von ihnen leiten lassen; b) Studierende müssen auf das Experiment vorbereitet werden, d.h. muss über den notwendigen Wissens- und Ideenvorrat verfügen, um Erfahrungen richtig beobachten und weiter diskutieren zu können; c) die Schüler sollen den Zweck der einzelnen Geräteteile kennen, die Eigenschaften der verwendeten Substanzen, was beim Versuch zu beachten ist, an welchen Anzeichen man den Prozess beurteilen kann und das Auftreten neuer Substanzen; d) eine Argumentationskette muss auf dem Erfahrungsmaterial richtig aufgebaut sein, und die Schüler müssen anhand von Experimenten selbst unter Anleitung eines Lehrers zu den notwendigen Schlussfolgerungen kommen.
Besonders wichtig ist die bewusste und aktive Beteiligung der Studierenden an der Versuchsdurchführung und Diskussion der Ergebnisse. Dies kann durch ein Fragensystem erreicht werden, das der Lehrer im Zusammenhang mit dem Experiment stellt, zum Beispiel: „Was wollen wir mit Hilfe dieses Experiments lernen?“, „Welche Substanzen sollen wir für das Experiment nehmen?“, „Warum verwenden wir dieses oder jenes Teil in dem Gerät?“, „Was haben Sie bei diesem Experiment beobachtet? und so eine Schlussfolgerung?" usw. Eine solche Technik eines chemischen Experiments lehrt die Schüler, richtig zu beobachten, kultiviert stetige Aufmerksamkeit, Strenge des Urteilsvermögens, trägt zur festen Festigung richtiger Ideen bei und entwickelt Interesse an dem Thema.
2. Experimente der Organischen Chemie erfordern angesichts ihrer zeitlichen Länge eine große methodische Gründlichkeit. Von den vom Programm und den Lehrbüchern empfohlenen Experimenten sind mehr als 60 % "langfristig" und erfordern zwischen 10 Minuten und 1 Stunde und in einigen Fällen mehr. Unter solchen Experimenten sind die folgenden: fraktionierte Destillation von Öl, Herstellung von Brombenzol, Fermentation von Glucose, Herstellung von Bromethan, Nitrierung von Fasern, Synthese von Nitrobenzol und Anilin, Herstellung von Acetaldehyd aus Acetylen, Polymerisation von Methylmethacrylat oder einem anderen Monomer, quantitative Experimente im Zusammenhang mit dem Beweis von Strukturformeln etc.
Einige Lehrer versuchen, langwierige Experimente zu vermeiden, weil sie Angst haben, das Tempo des Kurses zu verzögern, während andere erhebliche methodische Ungenauigkeiten bei der Durchführung solcher Experimente machen, während andere im Gegenteil diese Experimente, die für die organische Chemie charakteristisch sind, sehr schätzen und tun nicht von dem begonnenen Experiment abweichen. Gleichzeitig zieht sich der Unterricht in Erwartung des Ergebnisses des Experiments mühsam in die Länge, d.h. es wird Zeit verschwendet, und der pädagogische Wert des Unterrichts erweist sich wiederum als gering.
Wie baut man eine Lektion mit einem langen Experiment auf? Wo möglich, sollte primär versucht werden, die Versuchsdurchführungszeit zu verkürzen. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Manchmal ist es möglich, sich darauf zu beschränken, eine kleine Menge einer Substanz zu gewinnen, die nur zu ihrer Erkennung ausreicht, oder das Produkt nicht in seiner reinen Form zu extrahieren, wenn es durch die Reaktion überzeugend identifiziert werden kann. Es kann empfehlenswert sein, das Reaktionsgemisch vorzuwärmen oder die Menge der Ausgangsstoffe sinnvoll zu reduzieren.
Die folgenden Methoden führen ebenfalls zu einer erheblichen Zeitersparnis. Nachdem Sie dieses oder jenes Experiment durchgeführt haben, können Sie nicht warten, bis es in dieser Lektion endet, sondern, nachdem Sie den Beginn der Reaktion notiert haben, die fertigen Produkte zeigen, um die Substanzen zu präsentieren, die in dem in der nächsten Lektion begonnenen Experiment erhalten wurden, oder , nachdem Sie das Experiment in der Lektion begonnen haben, verwenden Sie dieselbe im Voraus vorbereitete Erfahrung, bei der die Reaktion bereits weitgehend abgelaufen ist, und setzen Sie hier in der Lektion die Extraktion der resultierenden Substanzen ein. Eine solche Organisation von Experimenten bedeutet keine Abkehr von der Visualisierung zum Dogmatismus, da die Hauptstadien des Prozesses hier erhalten bleiben und die notwendige Erklärung finden. Die Schüler sehen die Langsamkeit des Prozesses und beziehen sich voller Zuversicht auf die Demonstration der letzten Phase der Erfahrung. Experimente werden mit besonderer Sorgfalt durchgeführt, die durch die oben angegebenen Methoden zeitlich nicht verkürzt werden können. Hier ist eine der möglichen Optionen für die methodische Gestaltung solcher Experimente. Die Klasse diskutiert die Struktur von Ethylalkohol. Den Schülern wird die Frage gestellt: "Welche Reaktion kann das Vorhandensein einer Hydroxylgruppe in einem Alkoholmolekül bestätigen?" Durch Leitfragen, welche hydroxylhaltigen Stoffe in der Anorganischen Chemie untersucht wurden und mit welchen Stoffen sie reagierten, fordert der Lehrer die Schüler auf, eine Reaktion mit Salz- oder Bromwasserstoffsäure vorzuschlagen. Bei Vorhandensein einer Hydroxylgruppe ist mit der den Schülern bekannten Bildung von Wasser und Ethylchlorid (Bromid) zu rechnen. Die Ausgangssubstanzen werden benannt, der Aufbau des Gerätes erklärt und entsprechende Erfahrungen gemacht. Eine hypothetische Reaktionsgleichung wird aufgestellt.
Während des Experiments wird die Frage gestellt: "Welche anderen Reaktionen können Alkohol der von uns festgestellten Struktur haben?" Die Schüler erinnern sich, Ethylen bekommen zu haben. Der Lehrer fragt, wie dieses Experiment in der Klasse aufgebaut wurde, und schlägt vor, eine Gleichung für die Reaktion aufzustellen. Als nächstes bittet der Lehrer, die chemischen Eigenschaften von Alkohol zusammenzufassen. Der gerufene Student gibt die Reaktion von Alkohol mit Natrium an, die Reaktion zur Gewinnung von Ethylen, gibt die entsprechenden Gleichungen an, schreibt die Gleichung für die Reaktion mit Bromwasserstoff auf, benennt das resultierende Produkt. An diesem Punkt lenkt der Lehrer die Aufmerksamkeit der Klasse auf das Erlebnis. In der Vorlage hat sich bereits eine beträchtliche Menge Ethylbromid angesammelt. Der Lehrer trennt es vom Wasser (ohne zu spülen) und trägt es durch die Klasse. Gleichzeitig fragt er: "Wie heißt diese Substanz und wie wird sie gewonnen?" In solchen Fällen müssen die Schüler den Zweck des Experiments, die Ausgangssubstanzen, die Richtung des Experiments sehr gut kennen, damit sie sich, wenn sie nach einiger Ablenkung wieder darauf zurückkommen, nicht mit Spannung daran erinnern müssen, welche Substanzen in einem reagieren gegebenen Fall und was zu erwarten ist. Das Erlebte muss so fest im Bewusstsein verankert sein, dass die Schüler jederzeit darauf zurückgreifen können, jedoch ihre Hauptaufmerksamkeit dem Thema widmen, das in der Klasse besprochen wird.
Richtig aufgebaut, vermitteln langwierige Experimente den Schülern die Fähigkeit, mehrere Objekte gleichzeitig im Blickfeld zu halten, was in der weiteren Ausbildung und im Leben zweifellos wichtig ist. In einer Hochschule wird bereits in den ersten Vorlesungen die Fähigkeit gefordert, die Aufmerksamkeit zwischen Hören und Aufzeichnen einer Vorlesung, zwischen Bewältigen des Vorlesungsinhalts, Aufzeichnen und Beobachten der demonstrierten Experimente zu verteilen.
3. Viele Experimente in der organischen Chemie verlieren erheblich durch die geringe Sichtbarkeit der gewonnenen Prozesse und Substanzen. Tatsächlich sehen Studenten bei der Buchung von Benzol aus der Ferne weder die Manifestation der Reaktion noch das resultierende Brombenzol; bei der Hydrolyse von Saccharose, Stärke, Cellulose sind weder Reaktion noch neue Substanzen sichtbar (deren Vorhandensein später nur indirekt bestimmt werden kann); bei Empfang von Äther aus einem farblosen Stoffgemisch wird dieselbe farblose Flüssigkeit abdestilliert; bei der Demonstration der Herstellung von Estern in der reagierenden Mischung gibt es keine sichtbaren Änderungen für Schüler usw. Wenn solche Experimente nicht richtig aufgebaut sind, können die Schüler nicht nur nicht die notwendigen Ideen entwickeln, sondern es können sich auch leicht falsche Ideen bilden. Daher kann beim Beobachten der Trennung von Flüssigkeiten eine davon eingefärbt werden, damit die Trennlinie deutlich angezeigt wird. Ebenso ist es möglich, Wasser beim Sammeln von Gasen über Wasser und bei Experimenten mit Volumenänderungen von Gasen zu färben. Das Färben von Flüssigkeiten ist jedoch nur dann akzeptabel, wenn der Lehrer sicherstellt, dass die Schüler die Künstlichkeit dieser Technik klar verstehen. Beim Destillieren von Flüssigkeiten kann das Fallen von Tropfen in die Vorlage durch eine Hintergrundbeleuchtung, einen weißen oder schwarzen Bildschirm usw. besser sichtbar gemacht werden; es sollte scharf betont werden, durch welche Eigenschaften sich äußerlich ähnliche Ausgangs- und Ergebnisstoffe unterscheiden, und diesen Unterschied sofort demonstrieren. Soweit sich der Reaktionsverlauf an der Bildung von Nebenprodukten ablesen lässt, sollten diese für die Schüler deutlich sichtbar sein (Aufnahme von Bromwasserstoff durch eine alkalische Lösung von Phenolphthalein bei der Herstellung von Brombenzol etc.).
4. Besonders zu beachten ist, dass für Reaktionen in der organischen Chemie die Bedingungen, unter denen sie ablaufen, von entscheidender Bedeutung sind. In der Anorganischen Chemie spielen diese Bedingungen eine untergeordnete Rolle, da viele Prozesse bereits unter gewöhnlichen Bedingungen ablaufen und nahezu eindeutig ablaufen. Die Beobachtung chemischer Reaktionen ohne ein klares Verständnis der Bedingungen ihres Auftretens beeinträchtigt die Qualität und Stärke des Wissens. Wenn die Reaktionsbedingungen nicht ausreichend geklärt sind, können Schüler den falschen Eindruck bekommen, dass die Richtung der Reaktionen durch nichts bestimmt, völlig willkürlich ist und keinen Gesetzen gehorcht. So treffen die Schüler beispielsweise kurz nach dem Kennenlernen der Herstellung von Ethylen aus Alkohol auf die Herstellung von Ethylether aus dem gleichen Stoffgemisch (Alkohol und konzentrierte Schwefelsäure). Es ist ihnen völlig unverständlich, warum hier Ether und nicht Ethylen gewonnen wird. Um dies zu erklären und damit Mißtrauen gegenüber der Wissenschaft vorzubeugen, müssen wir auf den Versuch mit Äthylen zurückkommen und nun die Bedingungen zu seiner Herstellung angeben. Wenn diese Bedingungen rechtzeitig betont würden, könnten die Bedingungen für die Bildung des Äthers mit ihnen verglichen werden, und in diesem Vergleich würde das Wissen fester gefestigt. Daher sollte man bei der Demonstration von Versuchen auf die Bedingungen für den Reaktionsablauf achten und dann verlangen, dass diese Bedingungen in den Versuchen der Schüler angegeben werden. Dieser Ansatz organisiert die Beobachtung von Schülern beim Experimentieren, gibt dem Studium des Materials aus dem Buch die richtige Richtung und hilft, bestimmte Vorstellungen über Phänomene im Gedächtnis zu festigen. Dies hilft, und überprüfen Sie die Qualität der Assimilation des Materials durch die Schüler. Ständig die Bedingungen des Experiments hervorzuheben, an einigen Beispielen die negativen Ergebnisse der Nichteinhaltung der Bedingungen des Experiments aufzuzeigen, die Antwort als minderwertig zu erkennen, wenn die Reaktionsgleichung gegeben wird, ohne das Phänomen selbst zu beschreiben - all diese Techniken helfen beim korrekten Studium der Chemie. Auch bei der Durchführung von Übungen und Problemlösungen sollte man, wann immer möglich und sinnvoll, die Bedingungen angeben, unter denen der entsprechende Vorgang abläuft.
5. Die moderne Theorie der Struktur organischer Verbindungen ermöglicht es, das Wesen chemischer Phänomene tiefer aufzudecken, als dies beim Studium der anorganischen Chemie der Fall war. Von der Beobachtung von Phänomenen muss der Schüler zu der Idee der Verbindungsreihenfolge von Atomen in einem Molekül, ihrer Anordnung im Raum, der gegenseitigen Beeinflussung von Atomen oder Atomgruppen auf die Eigenschaften einer Substanz als Ganzes und übergehen die Umlagerung dieser Atome während einer Reaktion. Bei falscher Anwendung des Experiments kann es vorkommen, dass trotz scheinbar vollständiger Beachtung des Sichtbarkeitsprinzips der Unterrichtsstoff weitgehend dogmatisch, losgelöst vom Experiment präsentiert wird und das Wissen der Schüler formal ist. Eine solche Situation kann zum Beispiel in solchen Fällen vorliegen, in denen der Lehrer bestrebt ist, das Studium jeder Substanz immer streng nach einem bestimmten Schema zu beginnen.
Das Thema „Ethylen“ wird untersucht. Der Lehrer beabsichtigt, die physikalischen Eigenschaften von Ethylen zu beschreiben und dann seine Reaktionen zu zeigen. Gleich zu Beginn sagt er den Studenten: „Um Ethylen beobachten und seine Reaktionen kennenlernen zu können, holen wir es uns ins Labor.“ Es wird versucht, mit Hilfe von Schwefelsäure aus Äthylalkohol Äthylen zu gewinnen. Es scheint, dass es in diesem Fall notwendig war, den Aufbau des Geräts zu erklären, anzugeben, welche Substanzen für die Reaktion verwendet wurden, und so weiter. Aber nach dem Plan des Lehrers sollte nach dem Studium der Eigenschaften die Herstellung von Ethylen untersucht werden, und er weicht hier nicht von diesem Plan ab. Die Schüler warten geduldig, während sich die Mischung erhitzt. Was im Experiment passieren soll, was zu beachten ist, was zu beachten ist – die Schüler wissen es nicht. Erst nachdem sich das Gas im Reagenzglas über dem Wasser zu sammeln begann, erklärt der Lehrer den Schülern, welche physikalischen Eigenschaften Ethylen hat. So ging ein Teil der Zeit nutzlos verloren - die Schüler schauten auf ein unverständliches Gerät und sahen im Wesentlichen nichts. Bei einem solchen Lernplan wäre es natürlich sinnvoller, Ethylen vorab in Flaschen vorzubereiten, um es im Unterricht gleich zu demonstrieren.
6. Beim Studium der Organischen Chemie besteht weder die Möglichkeit noch die Notwendigkeit, alle Phänomene, die im Unterricht behandelt werden, zu demonstrieren. Diese Aussage wurde oben bereits begründet. Hier gilt es zu überlegen, wie man an die Auswahl der für die Demonstration verpflichtenden Experimente herangeht und wie man feststellt, von welchen Experimenten sich die Schüler anhand von Diagrammen, Zeichnungen, Lehrergeschichten etc. eine Vorstellung machen können.
Zunächst einmal ist zu bedenken, dass die Studierenden natürlich alle im Programm angegebenen Stoffe, ihre wichtigsten chemischen Reaktionen, in der Natur beobachten müssen. In diesem Fall müssen wiederholt untersuchte Reaktionen nicht reproduziert werden. Indem Sie den Schülern die Reaktion des Silberspiegels an einem Vertreter der Aldehyde näher bringen, können Sie diese Reaktion zur praktischen Stofferkennung (z. B. zur Bestimmung der Aldehydgruppe in Glucose) weiterverwenden und müssen dies dann nicht mehr demonstrieren Reaktion, wann immer es im Unterricht auftaucht. .
In jedem neuen Fall ruft die Erwähnung ein ziemlich lebhaftes Bild des Phänomens bei Studenten hervor. Nachdem die Explosion von Methan und Ethylen mit Sauerstoff demonstriert wurde, besteht keine besondere Notwendigkeit, die Explosion von Acetylen zu demonstrieren.
Es reicht aus, auf frühere Experimente zu verweisen, wobei darauf hingewiesen wird, dass die Explosion von Acetylen mit noch größerer Kraft auftritt. Ebenso ist es, nachdem die Oxidation von Ethyl- und Methylalkohol gezeigt wurde, nicht notwendig, andere Alkohole zu oxidieren, um das gewünschte Konzept bei den Schülern zu erzeugen. Wenn Reaktionen von Essigsäure gezeigt werden, ist es möglich, nicht alle Reaktionen zu wiederholen, wenn andere Säuren usw. untersucht werden.
In den Fällen jedoch, in denen der Stoff ein direkter Untersuchungsgegenstand ist (Butan und Isobutan wurden wegen des Konzepts der Isomerie betrachtet), kann man sich nicht darauf beschränken, auf seine physikalischen Eigenschaften zu verweisen, ohne den Stoff selbst einzuführen. Es ist beispielsweise unmöglich, Benzol nicht zu zeigen, weil sich die Schüler eine farblose Flüssigkeit vorstellen, die bei + 5 ° C gefriert, leicht kocht usw. Um sich einen ausreichend vollständigen Begriff von Benzol zu bilden, muss man sich auch mit seinem Geruch, seiner Konsistenz, seiner Beziehung zu anderen Stoffen usw. vertraut machen. Es wäre absurd, den Schülern die Reaktion des Silberspiegels nicht zu zeigen, mit der Begründung, sie hätten eine Vorstellung vom Spiegel im Allgemeinen. Es ist beispielsweise unmöglich, die Produktion und Sammlung von Methan oder Ethylen über Wasser nicht zu zeigen, weil früher Studenten die Produktion von Sauerstoff beobachtet, Stickoxide gesammelt haben usw. Der Untersuchungsgegenstand ist hier nicht das Sammeln von Gas, sondern die Methode zur Gewinnung eines Stoffes, seine Eigenschaften, unter diesem Gesichtspunkt wird die entsprechende Erfahrung demonstriert.
In manchen Fällen muss man sich auf eine verbale Beschreibung von Erfahrungen beschränken, ohne diese zu demonstrieren, obwohl die Studierenden noch nicht die notwendige Grundlage für eine korrekte Darstellung des Vorgangs haben. Dies kann erforderlich sein, wenn das zu untersuchende neue Phänomen in der Schule nicht reproduziert werden kann (z studiert).
Aus dem Gesagten folgt, dass die Methodik zur Demonstration von Experimenten sorgfältige Überlegungen für jede Lektion erfordert. Jede Erfahrung sollte so in den Umriss der logischen Struktur der Lektion eingewoben werden, dass jeder Schüler die Bedeutung vollständig verstehen und die Bedeutung der Erfahrung verstehen kann. In diesem Fall werden alle Möglichkeiten des Experiments in vollem Umfang genutzt, um ein korrektes Studium von Substanzen, Phänomenen, Theorien und Gesetzen einer bestimmten Wissenschaft aufzubauen.
Abschließend sei hier noch einmal daran erinnert, dass, da die Grundlagen eines Demonstrationsexperiments in der organischen Chemie mit dem Experiment der anorganischen Chemie und sogar mit dem Experiment anderer verwandter Wissenschaften übereinstimmen, die allgemeinen Anforderungen, die für jedes pädagogische Experiment gelten, uneingeschränkt gelten darauf anwenden. Lassen Sie uns zumindest einige dieser Anforderungen in Form einer Aufzählung angeben.
Das Experiment muss "ausfallsicher" sein, d.h. mit Sicherheit erhalten werden und gleichzeitig das erwartete und nicht unerwartete Ergebnis liefern. Dazu wird jede Erfahrung vor dem Unterricht mit den Reagenzien überprüft, die im Unterricht verwendet werden. Die Zuverlässigkeit von Reagenzien ist hier oft wichtiger als in der anorganischen Chemie. Das Experiment sollte aussagekräftig sein und anschaulich darstellen, was sie daraus machen wollen. Dazu muss das Experiment in einem angemessenen Maßstab aufgebaut sein, ohne die Apparatur mit unnötigen Details zu überladen und ohne Nebenwirkungen, die die Aufmerksamkeit der Schüler ablenken: Das Experiment muss, wie es heißt, „nackt“ sein. Natürlich sollte diese Befreiung von unnötigen Details angemessen sein. Wenn es beispielsweise notwendig ist, eine fast farblose Methanflamme zu zeigen, dann ist es unmöglich, das Gas nicht mindestens einmal mit Alkali zu waschen, bevor es am Auslassrohr angezündet wird. Das Experiment muss beim Aufbau im Klassenzimmer sicher sein. In Gegenwart der einen oder anderen Gefahr (Synthese von Acetylen, Herstellung von Nitrocellulose) sollte es nur von einem Lehrer und mit angemessenen Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt werden.
Name: Experiment in organischer Chemie in der High School. 2000.
Das Handbuch konzentriert sich auf die experimentelle Methodik, die beim Studium der organischen Chemie in der Schule verwendet wird. Es gibt Empfehlungen für Demonstrations- und Laborversuche sowie nützliche Tipps für den Aufbau der praktischen Arbeit.
Das Handbuch richtet sich an Lehrkräfte an allgemeinbildenden Schulen und Fachklassen, Lyzeen, Gymnasien und anderen Sekundarschulen Bildungsinstitutionen. Es kann auch Studenten von pädagogischen Universitäten mit biologischem und chemischem Profil empfohlen werden.
Es gibt eine Reihe wertvoller Handbücher zu experimentellen Fragen im Unterricht der Anorganischen Chemie in der Schule. Unter ihnen ist die bemerkenswerte Arbeit des verstorbenen Vadim Nikandrovich Verkhovsky "Technik und Methoden eines chemischen Experiments in der Schule" herausragend. Ein spezielles Handbuch zu experimentellen Fragen in der organischen Chemie, konzipiert für Lehrplan, fehlen.
Infolgedessen sind Lehrer im Prozess des Unterrichtens der organischen Chemie oft gezwungen, sich auf chemische Experimente zu beschränken, die im Anhang eines stabilen Lehrbuchs beschrieben sind. Aber die Experimente im Lehrbuch sind so konzipiert, dass sie von Schülern im Klassenzimmer durchgeführt werden können, und können daher kein vollständiges Demonstrationsexperiment bieten, und das umso mehr. außerschulische Aktivitäten in Chemie.
Bezeichnend ist auch, dass die Techniken und Versuchsmethoden in der organischen Chemie teilweise komplexer ausfallen als in der anorganischen Chemie. Dies liegt zum Beispiel an bestimmten Merkmalen von Experimenten mit organischen Substanzen: dem oft erheblichen Zeitaufwand für die Durchführung von Reaktionen, der nicht immer ausreichenden äußeren Aussagekraft von Prozessen usw.
INHALT:
TEIL I
ALLGEMEINE FRAGEN DER SCHULVERSUCHSMETHODE IN DER ORGANISCHEN CHEMIE
Pädagogischer Wert des Schulkurses Organische Chemie (6). Wissenschaftliches und pädagogisches Experiment in organischer Chemie (8). Aufgaben und Inhalt des Versuchs im Unterricht der organischen Chemie (11). Sorten des pädagogischen Experiments (14). Methodik für ein Demonstrationsexperiment in der organischen Chemie (17).
TEIL II
TECHNIK UND METHODIK DER SCHULEXPERIMENTE IN DER ORGANISCHEN CHEMIE
Kapitel I. Gesättigte Kohlenwasserstoffe
Methan (26). Gewinnung von Methan im Labor (27). Methan ist leichter als Luft (29). Verbrennung von Methan (29). Bestimmung der qualitativen Zusammensetzung von Methan (30). Explosion einer Mischung aus Methan und Sauerstoff (31). Ersatz von Wasserstoff in Methan durch Chlor (32). Andere Wege zur Herstellung von Methan (33). Experimente mit Erdgas (35).
Methan-Homologe. Versuche mit Propan (36). Nachweis der qualitativen Zusammensetzung höherer Kohlenwasserstoffe (38).
Halogenderivate gesättigter Kohlenwasserstoffe. Wechselwirkung von Halogenderivaten mit Silbernitrat (38). Gegenseitige Verdrängung durch Halogene aus Verbindungen (39). Thermische Zersetzung von Jodoform (39). Entdeckung von Halogenen in organischen Substanzen (39).
Kapitel II. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe
Ethylen (40). Verbrennung von Ethylen (41). Explosion einer Mischung aus Ethylen und Sauerstoff (41). Reaktion von Ethylen mit Brom (42). Oxidation von Ethylen mit Permanganatlösung (45). Reaktion von Ethylen mit Chlor (Additionsreaktion) (45). Verbrennung von Ethylen in Chlor (46). Gewinnung von Ethylen aus Ethylalkohol in Gegenwart von Schwefelsäure (46). Herstellung von Ethylen aus Dibromethan (49). Versuche mit Polyäthylen (49). Versuche mit anderen Kohlenwasserstoffen mit Doppelbindung (50).
Acetylen (50). Gewinnung von Acetylen (51). Auflösung von Acetylen in Wasser (52). Auflösung von Acetylen in Aceton (52). Brennendes Acetylen (52). Explosion von Acetylen mit Sauerstoff (52). Reaktion von Acetylen mit Brom und Kaliumpermanganatlösung (53). Verbrennung von Acetylen in Chlor (53). Versuche mit PVC (54).
Gummi (54). Das Verhältnis von Gummi und Gummi zu Lösungsmitteln (55). Wechselwirkung von Kautschuk mit Brom (55). Zersetzung von Kautschuk beim Erhitzen (55). Versuche mit Gummikleber (56). Entdeckung von Schwefel in vulkanisiertem Kautschuk (56). Gewinnung von Kautschuk aus dem Milchsaft von Pflanzen (56).
Kapitel III. aromatische Kohlenwasserstoffe
Benzol (57). Löslichkeit von Benzol (57). Benzol als Lösungsmittel (57). Gefrierpunkt von Benzol (58). Verbrennung von Benzol (58). Das Verhältnis von Benzol zu Bromwasser und Kaliumpermanganatlösung (58). Bromierung von Benzol (59). Nitrierung von Benzol (61). Addition von Chlor an Benzol (62). Darstellung von Benzol aus Benzoesäure und ihren Salzen (63).
Benzol-Homologe. Oxidation von Toluol (64). Halogenierung von Toluol (64). Beweglichkeit der Halogenatome im Benzolkern und in der Seitenkette (65). Synthese von Benzolhomologen (66).
Naphthalin. Naphthalin-Sublimation (67).
Styrol. Ungesättigte Eigenschaften von Styrol (67). Gewinnung von Styrol aus Polystyrol (68). Versuche mit Polystyrol (68). Polymerisation von Styrol (69).
KAPITEL IV. Öl
Spezifisches Gewicht und Löslichkeit von Öl (69). Vergleichende Volatilität von Erdölprodukten (69). Benzin und Kerosin als Lösungsmittel (70). Verbrennung höherer Kohlenwasserstoffe (70). Explosion von Benzindämpfen mit Luft (70). Das Verhältnis von Erdölkohlenwasserstoffen zu chemischen Reagenzien (71). Fraktionierte Destillation von Öl (71). Reinigung von Benzin und Kerosin (73).
Kapitel V und Alkohole. Phenol. Äther
Ethanol (Ethylalkohol) (74). Spezifisches Gewicht von Alkohol und Volumenänderung beim Mischen mit Wasser (74). Nachweis von Wasser in Alkohol (74). Nachweis von höheren Alkoholen (Fuselöl) in Alkohol (74). Konzentration der Alkohollösung (75). Zubereitung aus absolutem Alkohol (75). Lösungsmittelalkohol (76). Brennender Alkohol (76). Nachweis von Alkohol in Wein oder Bier (76). Wechselwirkung von Alkohol mit Natrium (77). Ethanol-Dehydratisierung (77). Wechselwirkung von Alkohol mit Bromwasserstoff (79). Herstellung von Jodethan (79). Qualitative Reaktion auf Alkohol (81). Herstellung von Ethylalkohol aus Bromethan (82). Herstellung von Ethylalkohol durch Fermentation von Zucker (82). Gewinnung von Ethanol aus Ethylen in Gegenwart von Schwefelsäure (83).
Methanol. Wechselwirkung von Methanol mit Chlorwasserstoff (85). Gewinnung von Methanol durch Trockendestillation von Holz (86). Vergleich der Eigenschaften einwertiger Alkohole (88).
Glycerin. Löslichkeit von Glycerin in Wasser (88). Gefrierpunktserniedrigung wässriger Glycerinlösungen (89). Hygroskopizität von Glycerin (89). Brennendes Glycerin (89). Reaktion von Glycerin mit Natrium (89). Reaktion mit Kupferhydroxid (90).
Phenol. Löslichkeit von Phenol in Wasser und Alkalien (90). Phenol ist eine schwache Säure (91). Reaktion von Phenol mit Bromwasser (91). Qualitative Reaktion von Phenol (92). Desinfizierende Wirkung von Phenol (92). Nitrierung von Phenol (92). Herstellung von Phenol aus Salicylsäure (92).
Äther. Niedriger Siedepunkt von Ether (93). Etherverdampfungskühlung (93). Ätherdämpfe sind schwerer als Luft (94). Gegenseitige Löslichkeit von Äther und Wasser (94). Ether als Lösungsmittel (95). Herstellung von Äther aus Alkohol (95). Ether-Reinheitstest (96). Vergleich der Eigenschaften von Diethylether und Butanol (97).
Kapitel VI. Aldehyde und Ketone
Formaldehyd (Methanal). Der Geruch von Formaldehyd (98). Entflammbarkeit von Formaldehyd (98). Erhalt von Formaldehyd (98). Wechselwirkung von Formaldehyd mit Silberoxid (99). Oxidation von Formaldehyd mit Kupfer(II)hydroxid (101). Desinfizierende Wirkung von Formaldehyd (102). Polymerisation und Depolymerisation von Aldehyd (102). Wechselwirkung von Formaldehyd mit Ammoniak (102). Gewinnung von Phenol-Formaldehyd-Harzen (103).
Essigaldehyd (Ethanal). Herstellung von Acetaldehyd durch Oxidation von Ethanol (105). Herstellung von Acetaldehyd durch Hydratation von Acetylen (106).
Benzoealdehyd. Geruch nach Benzaldehyd und Oxidation durch Luftsauerstoff (108). Silberspiegelreaktion (108).
Aceton (Dimethylprolanon). Brennendes Aceton (109). Löslichkeit von Aceton in Wasser (109). Aceton als Lösungsmittel für Harze und Kunststoffe (109). Verhältnis zu Ammoniaklösung von Silberoxid (109). Oxidation von Aceton (109). Herstellung von Bromaceton (110). Erhalt von Aceton (III).
Kapitel VII. Carbonsäuren
Essigsäure. Kristallisation von Essigsäure (112). Brennende Essigsäure (113). Das Verhältnis von Essigsäure zu Oxidationsmitteln (113). Wirkung von Essigsäure auf Indikatoren (113). Wechselwirkung von Säure mit Methylen (113). Wechselwirkung mit Basen (113). Wechselwirkung mit Salzen (114). Essigsäure ist eine schwache Säure (114). Grundlagen der Essigsäure (115). Quantitative Produktion von Methan und * Salzen der Essigsäure (115). Säureerzeugung durch Oxidation von Ethanol (116). Herstellung der Essigsäure aus ihren Salzen (118). Gewinnung von Säure aus den Produkten der Trockendestillation von Holz (118). Erhalt von Essigsäureanhydrid (118). Erhalt von Acetylchlorid (119). Untersuchung einer Essigsäureprobe (120).
Ameisensäure. Zersetzung von Ameisensäure in Kohlenmonoxid (II) und Wasser (121). Oxidation von Ameisensäure (122). Gewinnung von Ameisensäure (122). Wechselwirkung von Natriumformiat mit Atemkalk (124).
Stearinsäure. Eigenschaften von Stearinsäure (124). Stearinsäure ist eine schwache Säure (125). Gewinnung von Seife (Natriumstearat) aus Stearin (125). Herstellung von Stearinsäure aus Seife (125). Waschende Wirkung von Seife (126). Einwirkung von hartem Wasser auf Seife (126).
Ungesättigte Säuren. Herstellung von Methacrylsäure (127). Eigenschaften von Methacrylsäure (128). Ungesättigtheit der Ölsäure (128).
Oxalsäure. Herstellung von Oxalsäure aus Ameisensäure (129). Zersetzung von Oxalsäure beim Erhitzen mit Schwefelsäure (129). Oxalsäureoxidation (130). Bildung von sauren und mittleren Oxalsäuresalzen (131).
Benzoesäure. Löslichkeit von Benzoesäure in Wasser (131). Löslichkeit von Benzoesäure in Alkalien (132). Sublimation von Benzoesäure (132). Herstellung von Benzoesäure durch Oxidation von Benzaldehyd (132). Darstellung von Benzol aus Benzoesäure (132).
Milchsäure und Salicylsäure. Eigenschaften von Milchsäure (133). Versuche mit Salicylsäure (133).
Kapitel VIII. Komplexe Äther. Fette
Ester (134). Synthese von Essigsäureethylester (Ethylacetat) (135). Erhalt von Ethylester der Benzoesäure (Ethylbenzoat) (137). Synthese von Aspirin (137). Hydrolyse von Estern (138). Hydrolyse von Aspirin (139). Herstellung von Methacrylsäuremethylester (Methylmethacrylat) aus organischem Glas (140). Herstellung von Polymethylmethacrylat (141). Versuche mit Gyulimethylmethacrylat (141).
Fette. Löslichkeit von Fetten (141). Gewinnung von Fetten und Ölen (142). Schmelzen und Erstarren von Fetten (143). Die Reaktion von ungesättigten Fetten (Ölen) (144). Bestimmung des Ungesättigtheitsgrades von Fetten (144). Bestimmung des Säuregehaltes in Fetten (145). Verseifung von Fetten (145).
Kapitel IX. Kohlenhydrate
Glucose. Physikalische Eigenschaften von Glucose (147). Die Reaktion von Alkoholgruppen von Glucose (148). Reaktion der Aldehydgruppe (149). Nachweis von Glukose in Früchten und Beeren (150). Fermentation von Glucose (150).
Saccharose. Zuckerveränderung beim Erhitzen (150). Verkohlung von Zucker mit konzentrierter Schwefelsäure (151). Nachweis von Hydroxylgruppen in Zucker (151). Das Verhältnis von Saccharose zu einer Lösung von Silberoxid und Kupferhydroxid (II) (152). Hydrolyse von Saccharose (152). Gewinnung von Zucker aus Rüben (153).
Stärke. Herstellung von Stärkekleister (1.55). Reaktion von Stärke mit Jod (155). Untersuchung verschiedener Lebensmittel auf das Vorhandensein von Stärke (156). Hydrolyse von Stärke (156). Gewinnung von Melasse und Glucose aus Stärke (158). Gewinnung von Stärke aus Kartoffeln (159).
Faser (Zellulose). Hydrolyse von Cellulose zu Glucose (160), Nitrierung von Cellulose und Versuche mit Nitrocellulose (162).
Kapitel X. Amine. Farbstoffe
Fettamine. Herstellung von Aminen aus Heringslake (164). Gewinnung von Methylamin aus Hydrochloridsalz und Versuche damit (165).
Anilin (166). Das Verhältnis von Anilin zu Indikatoren (167). Wechselwirkung von Anilin mit Säuren (167). Wechselwirkung von Anilin mit Bromwasser (168). Oxidation von Anilin (168). Gewinnung von Anilin (169).
Farbstoffe (171). Synthese von Dimethylaminoazobenzol (171). Synthese von Helianthin (Methylorange) (173).
Kapitel XI. Säureamide
Harnstoff. Hydrolyse von Carbamid (175). Wechselwirkung von Harnstoff mit Salpetersäure (175). Wechselwirkung von Harnstoff mit Oxalsäure (176). Biuretbildung (176).
Kapron. Erkennung von Polymeren. Versuche mit Capron (177). Erkennung von Kunststoffen (177).
Eichhörnchen. Entdeckung in Stickstoffproteinen (178). Entdeckung in Schwefelproteinen (179). Denaturierung von Proteinen beim Erhitzen (179). Denaturierung von Proteinen unter Einwirkung verschiedener Substanzen (179). Farbreaktionen von Proteinen (180). Xantoprotein-Reaktion (180). Biuret-Reaktion (181). Verbrennung als Methode zur Erkennung von Proteinmaterialien (181).
Das Bildungszentrum "Paramita" präsentiert eine große Sammlung von Videomaterialien zur Chemie. Zusammen mit dem Halten Laborworkshops Im Zentrum werden den Studenten Chemieprogramme (Video) und interessante Experimente angeboten - für die Möglichkeit zusätzlicher Selbststudium und besseres Auswendiglernen von thematischem Material. Die Idee, ein solches interaktives Programm zu erstellen, wurde 2010 von den Lehrern unseres Zentrums umgesetzt.
Um die Suche auf der Website zu vereinfachen, sind chemische Experimente und Programme in drei Abschnitte unterteilt: allgemeine Chemie“, „Anorganische Chemie“ und „Organische Chemie“. Jeder Abschnitt enthält das gesamte Videomaterial, das im Studium des Studiengangs Chemie verwendet wird.
Ein interessantes Chemievideo für Schüler der 9. Klasse wird anhand von Experimenten im Kurs Anorganische Chemie vorgestellt. Die Seite hat gesammelt. Dies sind unterhaltsame Videolektionen in Chemie - eine Demonstration der chemischen Reaktionen der Hauptklassen anorganischer Verbindungen: Basen, Säuren, Oxide und Salze. Sehr beliebt ist beispielsweise ein Videoerlebnis mit Chromium, das eine Sammlung von Farbreaktionen darstellt.
Erfahrungen werden in der Reihenfolge klassifiziert, in der sie berücksichtigt werden Lehrplan in Chemie. Videoexperimente in Chemie der 9. Klasse beinhalten charakteristische chemische Reaktionen von Elementen, nach denen die Unterkapitel der Experimente auf dem Gelände benannt sind: Wasserstoff, Halogene, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Kohlenstoff, Silizium, Alkali- und Erdalkalimetalle, Aluminium , Eisen, Kupfer, Silber, Chrom und Mangan.
Videoexperimente in der Chemie. präsentiert durch das Material über den Kurs der organischen Chemie. Nach jeder Klasse organischer Verbindungen sind die Abschnitte geordnet: Alkane, Alkene, Alkine, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Phenole, Aldehyde und Ketone, Amine, Aminosäuren und Proteine, Fettsäuren, Kohlenhydrate und Polymere.
Tatsächlich sind die Demonstrationsvideos der Website ein Video-Tutor in Chemie für einen Bewerber - Lektionen und Erfahrungen für Selbststudium in einem Chemiekurs. Dieser Kurs wird in den Klassen 8-11 der Sekundarschulen studiert. Videounterricht Chemie für das Einheitliche Staatsexamen ist ein Bereich auf der Website des Paramita-Zentrums, der sich der Demonstration von Experimenten widmet, die durchgeführt werden, um Schüler mit den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten und Eigenschaften von Stoffen (anorganisch und organisch) vertraut zu machen. Videoexperimente in Chemie führen auch in die Grundlagen und Zeichen chemischer Reaktionen ein, was nicht nur im Prozess der erfolgreichen Vorbereitung auf das Einheitliche Staatsexamen / GIA und Olympiaden notwendig ist, sondern um eine wissenschaftliche und praktische Grundlage für ein tiefes Verständnis zu schaffen der Chemie.
Merkmale des Experiments in der organischen Chemie.
Beim Unterrichten der organischen Chemie werden dem Lehrer viele Möglichkeiten geboten, individuelle Bildungsprobleme zu lösen und Schüler effektiver zu entwickeln und zu erziehen. Das pädagogische Experiment soll, wie in der anorganischen Chemie, im Unterricht der organischen Chemie einen Beitrag zur Lösung der wichtigsten pädagogischen Probleme leisten.
Die Betrachtung von Stoffphänomenen im Studium der Organischen Chemie hilft den Studierenden, die in der umgebenden Flora und Fauna ablaufenden Prozesse besser zu verstehen, das Wesen und die Muster des Lebens zu lernen. Ein charakteristisches Merkmal der organischen Chemie ist die Abhängigkeit der chemischen Eigenschaften von Substanzen von der inneren Struktur der Moleküle und nicht nur von der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung.
Die Durchführung von Versuchen der Organischen Chemie durch Studierende, die oft komplexer sind als Versuche mit anorganischen Stoffen, trägt zur Entwicklung der Fähigkeit zur praktischen Anwendung von Kenntnissen und Fertigkeiten im Umgang mit Stoffen und Laborgeräten bei, was auch für die Berufsorientierung der Studierenden wichtig ist .
Ein Experiment in organischer Chemie trägt zur Entwicklung von Aufmerksamkeit, Genauigkeit, Beobachtungsgabe, Ausdauer bei der Überwindung von Schwierigkeiten und einer Reihe anderer Qualitäten bei Schülern bei.
Ein rein deskriptives Studium der Organischen Chemie, bei dem die Studierenden nur Angaben zu einzelnen Stoffen auflisten und Gleichungen für chemische Reaktionen aufstellen müssen, erscheint ihnen als ein Haufen unendlich vieler beliebiger Fakten. Dogmatisch eingeführte Strukturformeln werden für die Schüler nur noch zu Schemata, die man sich merken und zeichnen können muss.
Wenn die Technik eines pädagogischen Schulexperiments im Studium der organischen Chemie etwas komplizierter wird als im Studium der anorganischen Chemie, unterscheidet sich die Methodik für ihre Verwendung im Bildungsprozess im Allgemeinen nicht wesentlich. Auf keinen Fall sollte ein chemisches Experiment in der organischen Chemie aus dem Bildungsprozess ausgeschlossen werden.
Zu Beginn des Studiums der organischen Chemie ist es sinnvoll, experimentell nachzuweisen, dass die Elemente Wasserstoff und Kohlenstoff in der Zusammensetzung organischer Substanzen vorhanden sind.
Entdeckung von Kohlenstoff und Wasserstoff in organischer Substanz. Ein erbsengroßes Stück Paraffin in einem Mörser mit der gleichen Menge Kupferoxidpulver zerstoßen. Für den Versuch eignet sich am besten frisch gewonnenes feindisperses Oxidpulver, das durch Calcinieren von Malachit gewonnen wird.
Geben Sie die Mischung in ein Reagenzglas, gießen Sie etwas mehr CuO-Pulver darüber und befestigen Sie das Reagenzglas fast horizontal in einem Ständer, indem Sie es leicht in Richtung des Lochs neigen, an dessen Rand eine Prise wasserfreies Kupfersulfat gegeben wird. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem Korken mit einem Gasauslassrohr, dessen Ende in ein Glas Kalkwasser abgesenkt wird
Bild 1. Entdeckung von Wasserstoff und Kohlenstoff in organischen Verbindungen
- CuO mit Analyt
- Wasserfreies CuSO4
- Ein Glas Limettenwasser.
Erhitzen Sie die Mischung in einem Reagenzglas und beobachten Sie die Bildung von Flüssigkeitströpfchen an den Wänden des Reagenzglases, eine Farbänderung von Kupfersulfat, Gasentwicklung und Trübung von Kalkwasser. Erklären Sie diese Phänomene, schreiben Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen auf, ziehen Sie Schlussfolgerungen.
Um Konzepte über die Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen und anderen organischen Verbindungen zu bilden, ist es bequem und methodisch richtig, bei ihrer Erklärung einen einheitlichen Ansatz zu verwenden. Gleichzeitig mit der Gewinnung der untersuchten Substanz werden ihre physikalischen Eigenschaften, ihre Beziehung zu Oxidationsmitteln (wässrige Lösung von KMnO 4), ihre Wechselwirkung mit Halogenen in wässrigen Lösungen, ein Explosionstest und eine Verbrennungsreaktion demonstriert. Zur Erhöhung der Sicherheit sind in die Gasaustrittsrohre Kupferspiralen eingelegt. Separat wird ein Experiment aufgebaut, um die besonderen Eigenschaften der untersuchten Substanzen zu untersuchen.
Der Lehrer bereitet im Voraus einen Vorrat an Geschirr und Reagenzien für den Unterricht vor. Aufgrund der Tatsache, dass Methan, Ethylen und Acetylen gasförmige Substanzen sind und Experimente mit ihnen zum Zeitpunkt des Eingangs durchgeführt werden, bleibt keine Zeit, jede Eigenschaft nach ihrer Demonstration zu diskutieren. Daher ist es notwendig, die Schüler auf die Wahrnehmung aller Experimente vorzubereiten, diese Experimente schnell durchzuführen und dann die relevanten Beobachtungen, Reaktionsgleichungen und Schlussfolgerungen aufzuschreiben. Es ist ratsam, ein solches Training für Studenten durchzuführen, indem Sie zuerst eine Tabelle an die Tafel zeichnen, die dem Namen der Substanz entspricht, die in dieser Lektion untersucht wird.
Gewinnung und Eigenschaften von Methan. Mischen Sie in einem Mörser eine Mischung aus wasserfreiem Natriumacetat und Atemkalk in einem Volumenverhältnis von 1:3. Anstelle von Atemkalk kann mit gleichem Erfolg eine Mischung aus gleichen Volumina wasserfreiem Natriumacetat, Natriumhydroxid und Calciumcarbonat (Kreide) im Mörser gemischt eingenommen werden. Füllen Sie ein großes trockenes Reagenzglas zu 1/4 mit der resultierenden Mischung. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem Stopfen mit einem Gasauslassrohr mit gezogenem Ende, in das eine Kupferspirale eingesetzt wird, und befestigen Sie sie mit einer leichten Neigung zum Stopfen im Bein des Stativs
Figur 2. Methananlage.
Bereiten Sie unmittelbar vor der Gewinnung von Methan 4 Gläser mit einem Volumen von 50 ml vor. Gießen Sie jeweils 30 ml reines Wasser, eine verdünnte Kaliumpermanganatlösung (hellrosa), Jodwasser (strohgelb) und 10 ml einer schäumenden Lösung (Seife, Shampoo, Waschpulverlösung) für einen Explosionstest ein.
Um Methan zu erhalten, erhitzen Sie das gesamte Reagenzglas gleichmäßig und erhitzen Sie dann stark den Teil davon, in dem sich der Hauptteil der Mischung befindet. Zuerst wird Luft aus dem Reagenzglas verdrängt, dann beginnt Methan freigesetzt zu werden:
CH 3 COONa + NaOH CH 4 + Na 2 CO 3.
Physikalische Eigenschaften von Methan. Leiten Sie Methan durch ein Gasauslassrohr durch sauberes Wasser. Blasen eines farblosen Gases, Methan, werden beobachtet. Üblicherweise wird Methan durch Wasserverdrängung gewonnen, was die Schüler zu der Annahme veranlasst, dass dieses Gas in Wasser unlöslich ist. Der Lehrer bestätigt diese Schlussfolgerung. Beweisen Sie am schnellsten und deutlichsten, dass Methan leichter als Luft ist, indem Sie mit diesem Gas einen Kolben füllen, der auf einer umgedrehten Waage steht, wie in der Abbildung gezeigt.
Figur 3 Beweis für die relative Leichtigkeit von Methan.
Das Verhältnis von Methan zu einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat und Jodwasser. Stecken Sie das Gasauslassrohr in ein Glas mit einer Kaliumpermanganatlösung und lassen Sie einige Sekunden lang Methan durch. Führen Sie dann das gleiche Verfahren mit Jodwasser durch. Notiz. Aufgrund der Tatsache, dass ungesättigte Kohlenwasserstoffe zu den Nebenprodukten der Methanproduktionsreaktion gehören können, sollten diese Experimente nicht zu lange durchgeführt werden. Die Lösungen ändern ihre Farbe nicht, was darauf hindeutet, dass Methan bei Raumtemperatur nicht mit einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat und Jodwasser wechselwirkt.
Explosionstest (Überprüfung von Methan auf Reinheit). Tauchen Sie das Entlüftungsrohr in die schäumende Lösung, sodass das austretende Gas Schaum bildet. Wenn das Glas mit Schaum gefüllt ist, entfernen Sie das Entlüftungsrohr und bringen Sie einen brennenden Splitter zum Schaum. Es wird eine Entzündung und schnelle Verbrennung von Methan beobachtet. Wenn der Blitz von einem scharfen Geräusch begleitet wird, enthält das aus dem Gerät freigesetzte Methan Verunreinigungen von Luftsauerstoff. In diesem Fall ist es gefährlich, das Gas am Gasauslassrohr zu entzünden. Daher muss die Reinheitsprüfung nach einiger Zeit erneut wiederholt werden. Während des Experiments kann nur reines Methan (sowie Wasserstoff) ohne Beimischung von Luft gezündet werden.
Verbrennung von Methan in Luft. Entzünden Sie das Methan am Ende des Gasauslassrohrs, es entzündet sich mit einer nicht leuchtenden bläulichen Flamme:
CH 4 + 2O 2 -> CO 2 + 2H 2 O.
Wenn Sie eine Porzellantasse in eine Methanflamme bringen, bildet sich darauf kein schwarzer Rußfleck. Die Farbe der Flamme wird aufgrund der Anwesenheit von Natriumionen im Glas, aus dem die Röhre besteht, orange.
Verbrennung von Methan in Chlor. Holen Sie Chlor im Voraus in ein hohes transparentes Gefäß. Verschließen Sie die Öffnung des Gefäßes mit einem mit Natriumthiosulfatlösung angefeuchteten Wattestäbchen. Um die Wechselwirkung von Methan mit Chlor zu demonstrieren, ersetzen Sie das gerade Entlüftungsrohr durch ein gebogenes Endrohr, zünden Sie das Gas und injizieren Sie es in das Chlorgefäß, wie in Abbildung 4 gezeigt.
Figur 4 Verbrennung von Methan in Chlor.
Das gesamte Experiment dauert bei richtiger Vorbereitung etwa 5 Minuten. Danach werden die Ergebnisse des Experiments diskutiert, die Tabelle ausgefüllt und Schlussfolgerungen über die Übereinstimmung zwischen den Eigenschaften von Methan und der Struktur seines Moleküls gezogen.
Eigenschaften von Methanhomologen. Gießen Sie 3 ml Wasser in ein Reagenzglas, fügen Sie 1 ml Hexan hinzu (Sie können einen anderen gesättigten Kohlenwasserstoff oder eine Mischung davon nehmen). Beachten Sie die physikalischen Eigenschaften der Substanz, ihre Unlöslichkeit in Wasser und ihre relative Dichte im Vergleich zu Wasser.
Fügen Sie der Mischung einige Tropfen Kaliumpermanganatlösung hinzu und stellen Sie sicher, dass keine Wechselwirkungen auftreten. Fügen Sie etwas Hexan zu Jodwasser (3 ml) hinzu und schütteln Sie das Röhrchen, beachten Sie das Fehlen einer Wechselwirkung zwischen dem Kohlenwasserstoff und dem Halogen. Aufgrund der besseren Löslichkeit von Jod in Hexan wird das Halogen jedoch in die Kohlenwasserstoffschicht extrahiert.
Um die Brennbarkeit von Hexan zu demonstrieren, gießen Sie einige Tropfen davon in einen Porzellanbecher und zünden Sie ihn mit einem langen brennenden Splitter an. Diskutieren Sie die Ergebnisse des Experiments, schreiben Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen auf und ziehen Sie aufgrund der Struktur der Moleküle Rückschlüsse auf die Eigenschaften von Methan-Homologen.
Herstellung und Eigenschaften von Ethylen. Gießen Sie 2–3 ml 96 %igen Ethylalkohol in ein Reagenzglas und fügen Sie langsam 6–9 ml konzentrierte Schwefelsäure hinzu. Vorsichtig umrühren. Fügen Sie an derselben Stelle eine Prise trockenes Calciumsulfat oder Bariumsulfat hinzu, um Beulen beim Kochen zu vermeiden. Das Ethylengemisch kann im Voraus hergestellt und lange gelagert werden. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem Stopfen mit einem Gasauslassrohr.
Abbildung 5 Ethylenanlage.
Bereiten Sie vor der Gewinnung von Ethylen Reagenzlösungen in vier Bechern wie oben empfohlen vor, um die Eigenschaften von Methan zu demonstrieren.
Erhitzen Sie zuerst das gesamte Reagenzglas vorsichtig und erhitzen Sie dann den Teil davon, wo sich die obere Grenze der Flüssigkeit befindet. Die Temperatur muss über 140°C liegen.
Physikalische Eigenschaften von Ethylen. Führen Sie Ethylen mit einem Entlüftungsrohr durch sauberes Wasser und senken Sie das Rohr auf den Boden des Becherglases ab. Blasen eines farblosen Gases, Ethylen, werden beobachtet. Ethylen wird durch die Wasserverdrängungsmethode gesammelt, was die Schüler zu der Annahme veranlasst, dass dieses Gas in Wasser unlöslich ist. Der Lehrer bestätigt diese Schlussfolgerung.
Das Verhältnis von Ethylen zu einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat und Jodwasser. Senken Sie das Gasauslassrohr auf den Boden eines Glases mit einer hellrosa Kaliumpermanganatlösung. Das freigesetzte Gas durchströmt die Kaliumpermanganatlösung und verfärbt diese allmählich:
3H 2 C \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O -> 2KOH + 2MnO 2 + 3CH 2 (OH) -CH 2 (OH).
Führen Sie in ähnlicher Weise das resultierende Ethylen durch eine strohgelbe Lösung von Jodwasser. Die Lösung wird farblos:
H 2 C \u003d CH 2 + I 2 -> C 2 H 4 I 2.
Explosionstest (Überprüfung von Ethylen auf Reinheit). Die Demonstration dieses Experiments wird wie oben für Methan beschrieben durchgeführt.
Verbrennung von Ethylen in Luft und Chlor. Bringen Sie für diese Experimente die Flamme eines brennenden Splitters an das Ende des Gasrohrs. Ethylen entzündet sich und brennt mit leuchtender Flamme. Wenn ein Porzellanbecher in die Flamme gebracht wird, bildet sich darauf ein schwarzer Rußfleck, dessen Aussehen durch den hohen Gehalt (%) an Kohlenstoff im Ethylenmolekül und seine unvollständige Oxidation erklärt werden kann:
H 2 C \u003d CH 2 + O 2 -> CO 2; AUS; H2O
Wenn ein gekrümmtes Rohr mit brennendem Ethylen in einen Zylinder mit Chlor eingeführt wird (siehe Experimente mit Methan), brennt es unter Freisetzung von noch mehr Ruß weiter:
C 2 H 4 + Cl 2 \u003d 2 C + 4 HCl
Das ganze Experiment dauert nur wenige Minuten. Danach werden die Ergebnisse des Experiments diskutiert, die Tabelle ausgefüllt und Schlussfolgerungen über die Übereinstimmung zwischen den Eigenschaften von Ethylen und der Struktur seines Moleküls gezogen (im Vergleich zur Struktur und den Eigenschaften von Methan).
Herstellung und Eigenschaften von Acetylen. Um Acetylen zu gewinnen, geben Sie 8-10 erbsengroße Stücke Calciumcarbid in den Kolben des Geräts. Schließen Sie einen flexiblen Schlauch an das Rohr an, an dessen Ende sich ein Glasrohr mit gezogenem Ende und einer Kupferspirale im Inneren befinden sollte, wie in Abbildung 6. Gießen Sie einige Milliliter einer verdünnten (1:20) Schwefelsäurelösung aus Scheidetrichter (die Reaktion verläuft ruhiger):
Abbildung 6 Anlage zur Aufnahme von Acetylen.
CaC 2 + 2 H 2 O -> C 2 H 2 + Ca (OH) 2.
Bereiten Sie vor der Gewinnung von Acetylen 4 Becher mit einem Volumen von 50 ml mit Lösungen wie für Versuche mit Methan und Ethylen vor.
Physikalische Eigenschaften von Acetylen. Leiten Sie das entwickelte Gas mit einem Gasauslassrohr durch das Wasser und senken Sie das Ende des Rohrs auf ein Glas ab. Blasen eines farblosen Gases, Acetylen, werden beobachtet. Acetylen wird durch Wasserverdrängung gewonnen, was den Schülern Grund zu der Annahme gibt, dass dieses Gas in Wasser unlöslich oder schlecht löslich ist. Der Lehrer bestätigt diese Schlussfolgerung.
Notiz. Acetylen ist in Wasser leicht löslich. Um diese Tatsache zu bestätigen, können Sie 1-2 Tropfen Jodwasser in ein Glas Wasser geben, durch das Acetylen geleitet wurde, das sich verfärbt.
Das Verhältnis von Acetylen zu einer wässrigen Lösung von Kaliumpermanganat und Jodwasser. Leiten Sie das freigesetzte Gas nacheinander durch eine verdünnte Lösung von (rosa) Kaliumpermanganat und dann durch eine hellgelbe Jodlösung:
HCCH + 4O -> COOH-COOH (Oxalsäure);
HCCH + 2I 2 -> C 2 H 2 I 4 (Tetraiodethan).
Es wird eine Verfärbung der Lösungen beobachtet. Notiz. Die Reaktionen sind relativ langsamer als bei Ethylen, daher müssen die Lösungen der Substanzen für den Versuch sehr verdünnt sein, mit einer kaum wahrnehmbaren Farbe.
Explosionstest (Überprüfung von Acetylen auf Reinheit). Die Demonstration dieses Experiments wird wie oben für Methan beschrieben durchgeführt. Es kommt zur Zündung und schnellen Verbrennung von Acetylen unter Freisetzung von Ruß.
Brennen von Acetylen in Luft. Wenn die Versuche beendet sind und Acetylen ohne Beimischung von Luft aus dem Gerät freigesetzt wird, bringen Sie die Flamme eines brennenden Splitters an das Ende des Gasauslassrohrs. Acetylen entzündet sich und brennt mit einer glühenden, rauchigen Flamme.
Reaktion von Acetylen mit Chlor. In einem mit Chlor vorgefüllten hohen Gefäß (siehe Experimente mit Methan) einen Löffel zum Verbrennen von Substanzen mit einem Stück Calciumcarbid, das mit einer verdünnten Schwefelsäurelösung angefeuchtet ist ( sorgfältig!). Das freigesetzte Acetylen entzündet sich in einer Chloratmosphäre und verbrennt unter Freisetzung einer großen Menge Ruß:
C 2 H 2 + Cl 2 -> 2 C + 2 HCl.
Das gesamte Experiment dauert einige Minuten. Danach werden die Ergebnisse des Experiments diskutiert, die Tabelle ausgefüllt und Schlussfolgerungen über die Übereinstimmung zwischen den Eigenschaften von Ethylen und der Struktur seines Moleküls gezogen (im Vergleich zu der Struktur und den Eigenschaften von Methan und Ethylen).
Untersuchung der Eigenschaften von Benzol. Im Gegensatz zu den oben diskutierten Vertretern von Kohlenwasserstoffen ist Benzol eine Flüssigkeit, und es sind keine Experimente erforderlich, um es im Unterricht zu erhalten. Daher ist es möglich, seine Eigenschaften konsequent zu untersuchen, nach jedem Experiment eine Diskussion zu führen und dann die Reaktionsgleichung aufzuschreiben.
Physikalische Eigenschaften von Benzol. 1–2 ml Benzol mit 3–4 ml Wasser in ein Reagenzglas geben und die Flüssigkeiten mischen. Flüssigkeiten mischen sich nicht, daher löst sich Benzol nicht in Wasser. Die Benzolschicht sammelt sich über der Wasseroberfläche (die Phasengrenze ist sichtbar), daher ist die Benzoldichte kleiner als eins (0,874 bei 20 o C). Tauchen Sie dasselbe Röhrchen in eine Tasse mit einer Kühlmischung (z. B. eine Mischung aus Kaliumnitrat oder Harnstoff mit schmelzendem Eis oder Schnee). Nach einer Weile (2–3 Minuten) das Reagenzglas entfernen. Das Benzol verfestigte sich, aber das Wasser blieb flüssig. Daher liegt die Erstarrungstemperatur von Benzol über 0 o C (+5,4 o C). Erhitzen Sie dann dasselbe Rohr (nicht stark) in der Flamme eines Brenners. Die obere Schicht (Benzol) beginnt zu kochen, die untere Schicht (Wasser) jedoch nicht. Daher liegt der Siedepunkt von Benzol unter 100 o C (80,4 o C).
Das Verhältnis von Benzol zu einer Lösung aus Kaliumpermanganat und Jodwasser(oder Beweis, dass Benzol nicht auf Ungesättigtheit reagiert). Gießen Sie 1–2 ml Benzol in ein Reagenzglas und dann etwas Kaliumpermanganatlösung (hellrosa). Schütteln Sie die Mischung. Es tritt keine Verfärbung auf (auch beim Erhitzen). Machen Sie das gleiche Experiment mit Jodwasser. Eine Verfärbung tritt ebenfalls nicht auf, es wird jedoch ein Extraktionsphänomen beobachtet (Jod gelangt in die obere Benzylschicht und färbt sie).
Brennen von Benzol in Luft. Tauchen Sie einen Glasstab in die Benzolflasche, nehmen Sie ihn heraus und geben Sie einen Tropfen Benzol in die Flamme. Benzol entzündet sich und brennt mit stark rußender Flamme. Das Auftreten von Ruß wird in gleicher Weise erklärt wie im Versuch mit Acetylen.
Nitrierung von Benzol. Gießen Sie 1 ml Benzol in ein Reagenzglas und fügen Sie ein gleiches Volumen der Nitriermischung hinzu (eine Mischung aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure in einem Volumenverhältnis von 2:1). Erhitzen Sie die Mischung zum Kochen und kühlen Sie sie dann ab, indem Sie sie in ein Glas (30–50 ml) gießen. In der resultierenden Mischung ist Nitrobenzol leicht am Geruch von Bittermandeln zu erkennen:
C 6 H 6 + HONO 2 -> C 6 H 5 NO 2 + H 2 O.
Oxidation von Benzolhomologen. 2-3 ml einer verdünnten Kaliumpermanganat-Lösung in ein Reagenzglas geben, mit 2-3 Tropfen verdünnter Schwefelsäure ansäuern, ca. 1 ml Toluol zur Mischung geben und gut schütteln. Erhitzen Sie die Mischung und beobachten Sie die Verfärbung der Lösung aufgrund der Oxidation von Toluol zu Benzoesäure: C 6 H 5 CH 3 + 3O -> C 6 H 5 COOH + H 2 O.
Führen Sie die Xylol-Oxidationsreaktion auf die gleiche Weise durch; dabei entsteht dibasische Phthalsäure C 6 H 4 (COOH) 2 .
Notiz. Bei der Untersuchung jedes weiteren Vertreters der Kohlenwasserstoffe werden die Ähnlichkeiten und Unterschiede zu zuvor untersuchten Substanzen diskutiert. Es wird der Schluss gezogen, dass Eigenschaften von der Struktur von Stoffen abhängig sind. Durch die Implementierung eines einheitlichen Ansatzes zum Studium der Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen erreicht der Lehrer ein klareres Verständnis der Eigenschaften der Schüler. verschiedene Gruppen Kohlenwasserstoffe und als Folge - eine stärkere Fixierung des Materials im Gedächtnis der Schüler.
Ein zusätzliches Experiment zur Durchführung im Klassenzimmer des Chemiezirkels, während der Wahlfächer
Bestimmung von Halogenen durch Beilstein-Test. Entzünden Sie den Kupferdraht in der Flamme des Brenners, bis die Farbe der Flamme aufhört. Mit dem Drahtende (möglicherweise heiß) den Analyten (Chloroform, Brombenzol, Chloressigsäure, Jodoform, Polyvinylchlorid usw.) berühren und in eine farblose Flamme bringen (Sie können etwas Ethanol in einem Porzellanbecher anzünden). Wenn der Analyt Chlor oder Brom enthält, nimmt die Flamme eine schöne smaragdgrüne Farbe an, wenn Jod - die Flamme grün wird. Die Methode wurde 1872 von F. Beilstein (1838-1906) vorgeschlagen.
Zusammensetzung von Erdgas oder Flüssiggas . Gasherd anstellen großer Topf mit kaltem Wasser (3–5 l) aufgießen und das Gas entzünden. Nach einer Weile werden Sie sehen, dass Flüssigkeitströpfchen auf der äußeren kalten Oberfläche der Pfanne erschienen sind. Das ist Wasser. Woher kam sie? Offensichtlich wird bei der Verbrennung des Gases Wasserstoffoxid freigesetzt. Einer der Bestandteile von Erdgas ist also Wasserstoff.
Spülen Einmachglas Kalkwasser, gießen Sie den Überschuss ab, so dass große Tropfen der Lösung an den Wänden des Gefäßes verbleiben. Halten Sie das Glas über die Flamme eines Gasbrenners ( Achtung Brandgefahr!), und Sie werden sehen, dass die Kalkwassertröpfchen trüb geworden sind. Dies weist auf das Vorhandensein von Kohlendioxid hin. Daher ist die zweite Komponente des Gases Kohlenstoff.
Außerdem enthalten die erdgasbildenden Verbindungen geringe Mengen an Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel.
Die chemische Bindung zwischen Wasserstoff und Schwefel ist stärker als zwischen Wasserstoff und Kohlenstoff.Geben Sie in ein Gefäß ein kleines Stück Paraffin von der Größe eines Weizenkorns und die gleiche Menge Schwefel. Erhitze die Mischung. Gleichzeitig wird Schwefelwasserstoff freigesetzt ( schnuppern Sie vorsichtig!) und freiem Kohlenstoff.
Eigenschaften von Benzin.a) Geben Sie einen Tropfen Jodtinktur und ein gleiches Volumen Benzin in ein Reagenzglas mit 2 ml Wasser. Schütteln Sie die Mischung gut. Nach Schichtung der Flüssigkeit sind zwei Möglichkeiten möglich. Das erste ist, dass die Farbe verschwunden ist, daher ist die Probe ein gekracktes Benzin und enthält ungesättigte Kohlenwasserstoffe in ihrer Zusammensetzung. Das zweite - Jod wurde in der oberen Benzinschicht extrahiert. Das bedeutet, dass Sie Normalbenzin haben (enthält keine ungesättigten Verbindungen). Außerdem haben Sie gesehen, dass Jod in Benzin besser löslich ist als in Wasser.
b) Einige Sonnenblumenkerne oder ein Stück Walnuss mit 2-3 ml Benzin zerstampfen. Lassen Sie die klare Flüssigkeit ab und geben Sie einen Tropfen auf Filterpapier. Nachdem das Benzin verdunstet ist, verbleibt ein Fettfleck auf dem Papier. Mit Hilfe von Benzin wird in Ölförderanlagen Öl aus Ölsaaten gewonnen (extrahiert). Benzin reinigt Kleidung von Fettflecken. Gießen Sie ein paar Tropfen Benzin auf den Boden einer trockenen und sauberen Metalldose und zünden Sie sie mit einem langen Splitter an. (Der Behälter mit Benzin muss auf einem nicht brennbaren Stand stehen.) Benzin ist sehr leicht entzündlich und verbrennt schnell ohne Ruß.
Sublimation von Naphthalin. Geben Sie Naphthalin auf den Boden einer Glasflasche mit weiter Öffnung (aus Ketchup) oder einem anderen ähnlichen Gefäß. Dann tauchen Sie einen trockenen, verzweigten Zweig in die Flasche. Den Hals des Gefäßes mit einem Stück Watte verschließen. Nun die Flasche in ein kaltes Sandbad stellen und aufheizen (Versuch im Abzug). Beim Erhitzen (50 ° C) sublimiert Naphthalin und kondensiert an kalten Wänden und einem Ast in Form von glänzenden Schuppen (wenn die Sublimation beginnt, höre auf zu erhitzen). Bitte beachten Sie, dass Sublimation verwendet werden kann, um die Substanz zu reinigen. Machen Sie eine Vermutung über die Art des Kristallgitters von Naphthalin.
Bestimmung quantitativer Zusammenhänge bei Verbrennungsreaktionen von gasförmigen Kohlenwasserstoffen in Sauerstoff. Im Eudiometer sammeln<рисунок 7>Sauerstoff und einem der gasförmigen Kohlenwasserstoffe in verschiedenen Volumenverhältnissen.
Abbildung 7 Eudiometer.
Zünden Sie das Gemisch, nachdem Sie die Anfangstemperatur eingestellt haben, notieren Sie das Gasvolumen über der Flüssigkeit im Eudiometer und ziehen Sie die entsprechenden Schlussfolgerungen gemäß dem Gesetz der Volumenverhältnisse von Gay-Lussac.
Fragen und Aufgaben zur Vertiefung, Klärung und Systematisierung des Themas
Alle Experimente im Chemieunterricht müssen unter dem Gesichtspunkt der theoretischen Grundlagen, unter dem Gesichtspunkt der Anwendung der betrachteten Stoffeigenschaften in der Praxis diskutiert werden; Wir bieten verschiedene Gesprächsmöglichkeiten an.
- Finden Sie heraus, ob es in Ihrer Nähe natürliche Quellen für Kohlenwasserstoffe gibt. Was ist ihre aktuelle Rolle und ihre Einsatzmöglichkeiten in der regionalen Wirtschaft?
- Finden Sie heraus, wie viel Erd- oder Flüssiggas Ihre Familie pro Jahr verbraucht. Berechnen Sie die Menge an Sauerstoff, die zum Verbrennen dieser Gasmenge erforderlich ist, und die Menge an freigesetztem Kohlendioxid. Diskutieren Sie die Ergebnisse. Wie viel Wärme entsteht dabei?
- Wenn Ihr Haus andere Energiequellen wie Strom verwendet, stellen Sie eine Vermutung darüber an, welche Quelle billiger und sauberer ist.
- Im Straßenverkehr wird komprimiertes Propan-Butan-Gemisch in Zylindern häufig als Motorkraftstoff verwendet. Warum wird für diese Zwecke nicht billigeres und günstigeres Erdgas oder Methan verwendet?
- Beim Studium der physikalischen Eigenschaften der einfachsten gesättigten Kohlenwasserstoffe waren Sie überzeugt, dass sie keinen Geruch haben. Warum riecht Haushaltsgas (natürlich oder in Flaschen)?
- Mit zunehmender Anzahl von Kohlenstoffatomen in Kohlenwasserstoffmolekülen nimmt die Anzahl ihrer Isomere zu. Für das C 10 H 22 -Dekan beträgt die Zahl der möglichen Isomere beispielsweise 75; bei komplexeren Verbindungen erreicht diese Zahl Hunderte und Tausende. Glauben Sie, dass es möglich ist, all diese Isomere in der Praxis zu erhalten?
- Betrachten Sie sorgfältig ein gewöhnliches Feuerzeug. Verstehe die Bedeutung jedes Details. Achten Sie auf das Funktionsprinzip, die Struktur der Flamme und die Möglichkeit ihrer Regulierung. Schreiben Sie eine Abhandlung über das Feuerzeug. Geben Sie neben der Beschreibung des Aussehens auch die Zusammensetzung und Eigenschaften des Brennstoffs und der Stoffe an, aus denen die Teile hergestellt sind, sowie die physikalischen und chemischen Prozesse, die bei der Verwendung eines modernen Stahls ablaufen.
P.S. Eine Beschreibung anderer Lernerfahrungen finden Sie in: Strempler G.I. METHODEN DES CHEMISCHEN BILDUNGSEXPERIMENTS IN DER SCHULE Pädagogisches und methodologisches Handbuch für Studenten chemischer Fachrichtungen. 2008 284 S. Veröffentlicht auf der Website der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Saratow: http://www.sgu.ru/faculties/chemical/uch/ped/default.php.
