Experiência em química orgânica no ensino médio - Tsvetkov L.A. Experiência química educacional no estudo de hidrocarbonetos.

características características experimento de demonstração em química orgânica são as seguintes:

· A experiência no ensino da química orgânica é em grande parte um meio de "questionar a natureza", ou seja, um meio de estudo experimental das questões em estudo, e não apenas uma ilustração de informações sobre substâncias relatadas pelo professor. Isso é definido como as características do sujeito, e o fato de que a química orgânica já está sendo estudada com base na formação química significativa dos alunos.
Os experimentos de demonstração mais significativos na maioria dos casos acabam sendo mais longos do que os experimentos em química Inorgânica. Às vezes eles levam quase lição inteira, e em alguns casos não se enquadram na estrutura de uma aula de 45 minutos.
· Experimentos de demonstração em alguns casos são menos visuais e expressivos do que no curso de química inorgânica, uma vez que há poucas mudanças externas nos processos observados, e as substâncias resultantes muitas vezes não apresentam diferenças acentuadas nas propriedades dos materiais de partida.
Em experimentos em química orgânica grande importância têm condições de reação: mesmo uma pequena mudança nessas condições pode levar a uma mudança na direção da reação e à produção de substâncias completamente diferentes.
· Ao montar experimentos em química orgânica, existe um perigo significativo de compreensão insuficiente por parte dos alunos. Isso se deve ao fato de que os experimentos ocorrem com frequência. muito tempo, e às vezes várias demonstrações são encenadas em paralelo, o que obriga os alunos a distribuir sua atenção simultaneamente para vários objetos. Além disso, o caminho do fenômeno à essência é muitas vezes mais difícil aqui do que no estudo da química inorgânica.
·Devido ao fato de condições da escola um número significativo de processos químicos importantes não pode ser demonstrado, é inevitável que os alunos conheçam uma série de fatos sem demonstrar experimentos, de acordo com a história do professor, de acordo com diagramas, desenhos, etc.

Consideremos nesta seqüência quais conclusões metodológicas se seguem disso.

1. O experimento de química orgânica fornece material muito grato para o desenvolvimento mental dos alunos e educação criatividade para resolver os problemas levantados.

Se quisermos usar essas oportunidades, os experimentos demonstrados não podem ser reduzidos a uma ilustração visual das palavras do professor. Tal ensino dificilmente é capaz de despertar o pensamento independente dos alunos. O experimento é especialmente valioso como meio de estudo da natureza e, por ser fonte de conhecimento, desenvolve a observação dos alunos e estimula sua atividade mental, além de fazer com que comparem e analisem fatos, criem hipóteses e encontrem maneiras de testá-las , ser capaz de chegar às conclusões e generalizações corretas.

Deste ponto de vista, são de grande importância experimentos que demonstrem a conexão genética entre classes de substâncias orgânicas; experimentos que testam suposições sobre as propriedades de substâncias e métodos para sua preparação com base na teoria da estrutura; experimentos que levam a uma conclusão sobre uma estrutura particular de uma molécula de uma substância.

Para que os experimentos de demonstração dêem resultados adequados, é necessário esforçar-se para cumprir as seguintes condições: a) expor claramente o problema que requer uma solução experimental e desenvolver com os alunos a ideia principal do experimento; o objetivo e a ideia do experimento, os alunos devem aprender antes do experimento e ser guiados por eles durante o experimento; b) os alunos devem estar preparados para o experimento, ou seja, deve ter o estoque necessário de conhecimento e idéias para observação correta e discussão mais aprofundada da experiência; c) os alunos devem conhecer a finalidade das partes individuais do dispositivo, as propriedades das substâncias utilizadas, o que observar durante o experimento, por quais sinais se pode julgar o processo e o aparecimento de novas substâncias; d) uma cadeia de raciocínio deve ser corretamente construída sobre o material da experiência, e os alunos devem chegar às conclusões necessárias com base em experimentos próprios sob a orientação de um professor.

É especialmente importante garantir a participação consciente e ativa dos alunos na condução da experiência e na discussão dos seus resultados. Isso pode ser alcançado por um sistema de perguntas que o professor coloca em conexão com o experimento, por exemplo: “O que queremos aprender com a ajuda deste experimento?”, “Que substâncias devemos tomar para o experimento?”, “Por que usamos esta ou aquela parte no dispositivo?”, “O que você observou neste experimento? Como, com base nessa experiência, pode-se tirar uma ou outra conclusão?”, “É possível tirar tal e tal conclusão?” etc.

Tal técnica de um experimento químico ensina os alunos a observar corretamente, cultiva a atenção constante, o rigor do julgamento, contribui para a firme consolidação de idéias corretas e desenvolve o interesse pelo assunto.

2. As experiências em química orgânica requerem grande rigor metódico devido à sua longa duração. Dos experimentos recomendados pelo programa e pelos livros didáticos, mais de 60% são de “longo prazo”, exigindo de 10 minutos a 1 hora para sua configuração, e em alguns casos até mais. Entre tais experimentos estão os seguintes: destilação fracionada de óleo, produção de bromobenzeno, fermentação de glicose, produção de bromoetano, nitração de fibra, síntese de nitrobenzeno e anilina, produção de acetaldeído a partir de acetileno, polimerização de metacrilato de metila ou outro monômero, experimentos quantitativos em conexão com a prova de fórmulas estruturais, etc.

Alguns professores tentam evitar experimentos demorados, temendo atrasar o ritmo do curso, enquanto outros cometem imprecisões metodológicas significativas na realização de tais experimentos, enquanto outros, ao contrário, valorizam muito esses experimentos, que são característicos da química orgânica, e não não se desviem do experimento que começaram. Ao mesmo tempo, a aula se arrasta tediosamente em antecipação ao resultado do experimento, ou seja, há um desperdício de tempo e o valor pedagógico da lição novamente acaba sendo baixo.

Como construir uma lição usando um longo experimento?

Sempre que possível, deve-se esforçar principalmente para reduzir o tempo de condução do experimento. Isso pode ser alcançado de várias maneiras.

Às vezes você pode se limitar a obter uma pequena quantidade de uma substância, suficiente apenas para seu reconhecimento, ou não extrair o produto em forma pura se puder ser identificado com convicção como resultado da reação. Pode ser recomendado pré-aquecer a mistura de reação ou reduzir razoavelmente a quantidade de materiais de partida.

Tal organização de experimentos não significará um desvio da visualização para o dogmatismo, pois as principais etapas do processo são preservadas aqui e encontram a explicação necessária. Os alunos veem a lentidão do processo e com total confiança se relacionam com a demonstração da etapa final da experiência.

Os experimentos são realizados com cuidado especial, que não pode ser encurtado no tempo pelos métodos indicados acima.

Aqui está um dos opções desenho metodológico de tais experimentos.

A aula discute a estrutura do álcool etílico. Os alunos são questionados:

"Que reação pode confirmar a presença de um grupo hidroxila em uma molécula de álcool?"

Ao conduzir perguntas sobre quais substâncias contendo hidroxila foram estudadas em química inorgânica e com quais substâncias reagiram, o professor convida os alunos a sugerirem uma reação com ácido clorídrico ou bromídrico. No caso da presença de um grupo hidroxila, pode-se esperar a formação de água e cloreto de etila (brometo) conhecido pelos alunos. As substâncias iniciais são nomeadas, a estrutura do dispositivo é explicada e a experiência correspondente é colocada. Uma equação de reação hipotética é elaborada.

Durante o experimento, é colocada a pergunta: “Que outras reações o álcool pode ter da estrutura que estabelecemos?” Os alunos lembram-se de ter recebido etileno. A professora pergunta como esse experimento foi montado na classe e sugere a compilação de uma equação para a reação. Em seguida, o professor pede para resumir Propriedades quimicasálcool. O aluno chamado indica a reação do álcool com o sódio, a reação para obtenção do etileno, dá as equações correspondentes, escreve a equação da reação com o brometo de hidrogênio, nomeia o produto resultante.

Nesse momento, o professor chama a atenção da turma para a experiência. Uma quantidade significativa de brometo de etila já se acumulou no receptor. O professor separa-o da água (sem enxaguar) e carrega-o pela turma. Ao mesmo tempo, ele pergunta: “Qual é o nome dessa substância e como ela é obtida?”

Nesses casos, os alunos devem conhecer muito bem o objetivo do experimento, as substâncias iniciais, a direção do experimento, para que, ao retornarem a ele após alguma distração, não precisem lembrar com tensão quais substâncias estão reagindo de forma determinado caso e o que esperar. A experiência deve estar tão firmemente estabelecida na consciência que os alunos possam consultá-la a qualquer momento, porém, prestando sua atenção principal ao assunto que está sendo discutido em aula.

Devidamente montados, longos experimentos incutem nos alunos a capacidade de manter vários objetos em seu campo de visão ao mesmo tempo, o que é sem dúvida importante na educação e na vida. em maior instituição educacional já nas primeiras palestras, é necessária a capacidade de distribuir a atenção entre ouvir uma palestra e gravá-la, entre dominar o conteúdo de uma palestra, gravá-la e observar os experimentos demonstrados.

Se tais experimentos não forem configurados corretamente, os alunos podem não apenas não conseguir formar as ideias necessárias, mas também ideias falsas podem se formar facilmente.

Portanto, ao observar a separação de líquidos, um deles pode ser tingido para que a linha divisória seja claramente indicada. Da mesma forma, é possível colorir a água ao coletar gases acima da água e em experimentos envolvendo mudanças nos volumes de gases. Colorir líquidos é aceitável, no entanto, apenas se o professor garantir que os alunos compreendam claramente a artificialidade dessa técnica.

Ao destilar líquidos, a queda de gotas no receptor pode ser mais visível por meio de uma luz de fundo, uma tela branca ou preta, etc.; deve-se enfatizar nitidamente por quais propriedades as substâncias iniciais e resultantes externamente semelhantes diferem e demonstrar imediatamente essa diferença.

Onde o curso da reação pode ser avaliado pela formação de subprodutos, estes devem ser claramente visíveis para os alunos (absorção de brometo de hidrogênio por uma solução alcalina de fenolftaleína na preparação de bromobenzeno, etc.).

A observação de reações químicas sem uma compreensão clara das condições de sua ocorrência afeta negativamente a qualidade e a força do conhecimento.

Quando as condições da reação não são suficientemente esclarecidas, os alunos podem ter a ideia errada de que a direção das reações não é determinada por nada, é completamente arbitrária e não obedece a nenhuma lei.

Assim, por exemplo, logo após serem introduzidos na produção de eteno a partir do álcool, os alunos são introduzidos na produção de éter etílico a partir essencialmente da mesma mistura de substâncias (álcool e ácido sulfúrico concentrado). É completamente incompreensível para eles por que o éter é obtido aqui, e não o etileno. Para explicar isso, e assim evitar a desconfiança da ciência, temos que voltar ao experimento com o etileno e agora dar as condições para sua preparação. Se essas condições fossem enfatizadas em tempo hábil, seria possível comparar com elas as condições de formação do éter e, nessa comparação, o conhecimento estaria mais firmemente consolidado.

Portanto, ao demonstrar experimentos, deve-se atentar para as condições para o curso da reação e então exigir que essas condições sejam indicadas nos experimentos dos alunos.

Essa abordagem organiza a observação dos alunos no processo de experimentação, dá a direção certa ao estudo do material do livro e ajuda a consolidar ideias específicas sobre fenômenos na memória. Isso ajuda, além de verificar a qualidade de assimilação do material pelos alunos.

Constante enfatizando as condições do experimento, mostrando em alguns exemplos os resultados negativos do não cumprimento das condições do experimento, reconhecendo a resposta como inferior quando a equação da reação é dada sem descrever o fenômeno em si - todas essas técnicas auxiliam no estudo correto de Química. Mesmo na realização de exercícios e resolução de problemas, sempre que possível e apropriado, deve-se indicar as condições em que ocorre o processo correspondente.

5. Teoria moderna A estrutura dos compostos orgânicos permite revelar a essência dos fenômenos químicos mais profundamente do que no estudo da química inorgânica. A partir da observação dos fenômenos, o aluno deve passar para a ideia da ordem de conexão dos átomos em uma molécula, seu arranjo no espaço, a influência mútua de átomos ou grupos de átomos nas propriedades de uma substância como um todo e o rearranjo desses átomos durante uma reação. Se o experimento for usado incorretamente, pode acontecer que, apesar da observância aparentemente completa do princípio da visibilidade, material educacional será apresentado em grande parte dogmaticamente, divorciado da experiência, e o conhecimento dos alunos pode se tornar formal. Tal situação pode existir, por exemplo, naqueles casos em que o professor se esforça para iniciar o estudo de cada substância sempre estritamente de acordo com um determinado esquema.

O tema "Etileno" está sendo estudado. O professor pretende descrever propriedades físicas etileno, então mostre suas reações. Logo no início, ele diz aos alunos: "Para podermos observar o etileno e conhecer suas reações, vamos buscá-lo no laboratório". Está sendo feito um experimento para obter etileno a partir de álcool etílico com a ajuda de ácido sulfúrico. Parece que neste caso era necessário explicar o design do dispositivo, indicar quais substâncias foram tomadas para a reação e assim por diante. Mas de acordo com o plano do professor, a produção de etileno deve ser estudada depois de estudar as propriedades, e ele não se desvia desse plano aqui.

Os alunos esperam pacientemente enquanto a mistura aquece. O que deve acontecer no experimento, o que seguir, o que observar - os alunos não sabem. Somente depois que o gás começou a se acumular no tubo de ensaio acima da água, o professor diz aos alunos o que é o etileno em termos de propriedades físicas. Assim, parte do tempo era perdido sem uso - os alunos olhavam para um aparelho incompreensível e não viam nada em essência.

Com esse plano de estudo, é claro, seria mais conveniente preparar o etileno antecipadamente em cilindros para começar imediatamente a demonstrá-lo na lição.

6. No estudo da química orgânica, não é possível nem necessário demonstrar todos os fenômenos sobre os quais em questão na lição. Esta afirmação já foi fundamentada acima. Aqui é importante considerar como abordar a seleção de experimentos obrigatórios para demonstração e como determinar quais experimentos os alunos podem formar uma ideia a partir de diagramas, desenhos, histórias de professores etc.

Neste caso, não há necessidade de reproduzir reações repetidamente estudadas. Ao familiarizar os alunos com a reação do espelho de prata em um representante de aldeídos, você pode usar ainda mais essa reação para reconhecimento prático de substâncias (por exemplo, para determinar o grupo aldeído na glicose), e depois disso não há necessidade de demonstrar isso reação sempre que surge na lição.

Em cada novo caso, a menção disso faz com que os alunos imagem vívida fenômenos.

Tendo demonstrado a explosão de metano e etileno com oxigênio, não há necessidade particular de demonstrar a explosão de acetileno. Bastará referir-se a experimentos anteriores, ao mesmo tempo em que indica que a explosão do acetileno ocorre com força ainda maior.

Da mesma forma, tendo mostrado a oxidação do álcool etílico e metílico, não é necessário oxidar outros álcoois para criar o conceito desejado nos alunos.

Se as reações do ácido acético forem mostradas, é possível não repetir todas as reações ao estudar outros ácidos, etc.

Para formar um conceito suficientemente completo de benzeno, deve-se também familiarizar-se com seu cheiro, consistência, sua relação com outras substâncias, etc.

Seria absurdo não mostrar aos alunos a reação do espelho de prata alegando que eles têm uma ideia sobre o espelho em geral.

É impossível, por exemplo, não mostrar a produção e coleta de metano ou etileno sobre a água, alegando que anteriormente os alunos observaram a produção de oxigênio, coletaram óxidos de nitrogênio, etc. O objeto de estudo aqui não é a coleta de gás, mas o método de obtenção de uma substância, suas propriedades, deste ponto de vista, a experiência correspondente é demonstrada.

Em alguns casos, é necessário limitar descrição verbal experiência sem demonstrá-la, embora os alunos ainda não tenham a base necessária para uma representação correta do processo.

Isso pode ser necessário nos casos em que o novo fenômeno em estudo não pode ser reproduzido na escola (por exemplo, quando o processo requer a aplicação de alta pressão, ou quando a mudança de condições para fins de ensino escolar distorce a imagem do processo de produção que está sendo realizado). estudado).

Do que foi dito, segue-se que a metodologia para demonstrar experimentos requer uma reflexão cuidadosa para cada lição. Qualquer experiência deve ser tão tecida no esboço da estrutura lógica da lição que cada aluno possa entender completamente o significado e entender o significado da experiência. Nesse caso, todas as possibilidades do experimento serão utilizadas em maior medida para estabelecer um estudo correto de substâncias, fenômenos, teorias e leis de uma determinada ciência.

Em conclusão, deve-se lembrar aqui mais uma vez que, como os fundamentos do experimento de demonstração em química orgânica são comuns com o experimento de química inorgânica e mesmo com o experimento de outras ciências afins, aqueles Requerimentos gerais que se aplicam a qualquer experiência educacional.

Vamos indicar na forma de uma enumeração pelo menos alguns desses requisitos.

O experimento deve ser expressivo, representando vividamente o que eles querem obter dele. Para isso, o experimento deve ser montado em uma escala adequada, sem sobrecarregar o dispositivo com detalhes desnecessários e sem efeitos colaterais que distraiam a atenção dos alunos: o experimento deve ser, como se costuma dizer, "nu". É claro que essa isenção de detalhes desnecessários deve ser apropriada. Se for necessário, por exemplo, mostrar uma chama quase incolor de metano, é impossível não passar o gás por pelo menos uma lavagem com álcali antes de acendê-lo no tubo de saída.

O experimento deve ser seguro quando montado na sala de aula. Na presença de um ou outro perigo (síntese de acetileno, produção de nitrocelulose), deve ser realizado apenas por um professor e com as devidas precauções.

O centro educacional "Paramita" apresenta uma grande coleção de materiais em vídeo sobre química. Junto com a retenção oficinas de laboratório no Centro, os alunos recebem programas de química (vídeo), experimentos interessantes - para a possibilidade de auto estudo e melhor memorização do material temático. A ideia de criar tal programa interativo foi implementado em 2010 pelos professores do nosso centro.

Para facilitar a pesquisa no site, os experimentos e programas químicos são divididos em três seções: química Geral”, “Química Inorgânica” e “Química Orgânica”. Cada seção contém todo o material de vídeo que é usado no curso de estudo do curso de química.

Um vídeo interessante sobre química para alunos do 9º ano é apresentado por experimentos no curso de química inorgânica. O site coletou . São videoaulas divertidas de química - uma demonstração das reações químicas das principais classes de compostos inorgânicos: bases, ácidos, óxidos e sais. Por exemplo, uma experiência de vídeo com cromo, que é uma coleção de reações de cores, é bastante popular.

As experiências são classificadas na ordem em que são consideradas em currículo em química. Experimentos em vídeo em química de grau 9 incluem reações químicas características de elementos, segundo as quais as subseções de experimentos no site são nomeadas: hidrogênio, halogênios, oxigênio, enxofre, nitrogênio, fósforo, carbono, silício, metais alcalinos e alcalino-terrosos, alumínio, Ferro, Cobre, Prata, Cromo e Manganês.

Experiências de vídeo em química. apresentado pelo material no curso de química orgânica. De acordo com cada classe de compostos orgânicos, as seções são organizadas em ordem: Alcanos, Alcenos, Alcinos, Hidrocarbonetos aromáticos, Álcoois, Fenóis, Aldeídos e cetonas, Aminas, Aminoácidos e Proteínas, Ácidos graxos, Carboidratos e Polímeros.

Na verdade, os vídeos de demonstração do site são um vídeo-tutor de química para um candidato - lições e experiências para auto estudo em um curso de química. Este curso é estudado nas séries 8-11 das escolas secundárias. Vídeo aulas de química para o Exame Estadual Unificado é uma seção do site do Centro Paramita dedicada a demonstrar experimentos que são realizados para familiarizar os alunos com as leis gerais e propriedades das substâncias (inorgânicas e orgânicas). Experimentos em vídeo em química também introduzem os princípios básicos e sinais de reações químicas, o que é necessário não apenas no processo de preparação bem-sucedida para o Exame Estadual Unificado / GIA e Olimpíadas, mas na formação de uma base científica e prática para uma compreensão profunda de Química.

Nome: Experiência em química orgânica no ensino médio. 2000.

O manual centra-se na metodologia experimental utilizada no estudo da química orgânica na escola. Ele fornece orientação sobre a demonstração e experimento de laboratório, bem como dicas úteis ao montar o trabalho prático.

O manual destina-se a professores de escolas de ensino geral e classes especializadas, liceus, ginásios e outras instituições de ensino secundário. Também pode ser recomendado a estudantes de universidades pedagógicas de perfil biológico e químico.

Há vários manuais valiosos sobre questões de experimentos no ensino de química inorgânica na escola. Entre eles, destaca-se o notável trabalho do falecido Vadim Nikandrovich Verkhovsky "Técnica e Métodos de um Experimento Químico na Escola". Um manual especial sobre questões experimentais em química orgânica, projetado para currículo escolar, ausência de.
Como resultado, os professores no processo de ensino de química orgânica são muitas vezes forçados a se limitar a experimentos químicos descritos no apêndice de um livro didático estável. Mas os experimentos no livro didático são projetados para serem realizados pelos alunos em sala de aula e, portanto, não podem fornecer totalmente um experimento de demonstração, e ainda mais. trabalho extracurricular em química.
Também é significativo que as técnicas e métodos de experimento em química orgânica em alguns casos se tornem mais complexos do que em química inorgânica. Isso se deve a certas características dos experimentos com substâncias orgânicas, por exemplo: o gasto de tempo muitas vezes significativo para a implementação de reações, a expressividade externa nem sempre suficiente dos processos etc.

CONTENTE:
PARTE I
QUESTÕES GERAIS DO MÉTODO DE EXPERIÊNCIA ESCOLAR EM QUÍMICA ORGÂNICA
Valor educativo do curso escolar de química orgânica (6). Experiência científica e educacional em química orgânica (8). Tarefas e conteúdo da experiência no ensino de química orgânica (11). Variedades de experimento educacional (14). Metodologia para uma experiência de demonstração em química orgânica (17).
PARTE II
TÉCNICA E METODOLOGIA DE EXPERIMENTOS ESCOLARES EM QUÍMICA ORGÂNICA
Capítulo I. Hidrocarbonetos saturados
Metano (26). Obtenção de metano em laboratório (27). O metano é mais leve que o ar (29). Combustão de metano (29). Determinação da composição qualitativa do metano (30). Explosão de uma mistura de metano e oxigênio (31). Substituição de hidrogênio em metano por cloro (32). Outras formas de produzir metano (33). Experiências com gás natural (35).
Homólogos de metano. Experiências com propano (36). Prova da composição qualitativa dos hidrocarbonetos superiores (38).
Derivados de halogênio de hidrocarbonetos saturados. Interação de derivados de halogênio com nitrato de prata (38). Deslocamento um do outro por halogênios de compostos (39). Decomposição térmica do iodofórmio (39). Descoberta de halogênios em substâncias orgânicas (39).
Capítulo II. Hidrocarbonetos insaturados
Etileno (40). Combustão de etileno (41). Explosão de uma mistura de etileno e oxigênio (41). Reação de etileno com bromo (42). Oxidação de etileno com solução de permanganato (45). Reação de etileno com cloro (reação de adição) (45). Combustão de etileno em cloro (46). Obtenção de etileno a partir de álcool etílico na presença de ácido sulfúrico (46). Preparação de etileno a partir de dibromoetano (49). Experiências com polietileno (49). Experiências com outros hidrocarbonetos contendo uma ligação dupla (50).
Acetileno (50). Obtenção de acetileno (51). Dissolução de acetileno em água (52). Dissolução de acetileno em acetona (52). Acetileno ardente (52). Explosão de acetileno com oxigênio (52). Reação do acetileno com solução de bromo e permanganato de potássio (53). Combustão de acetileno em cloro (53). Experiências com PVC (54).
Borracha (54). A proporção de borracha e borracha para solventes (55). Interação de borracha com bromo (55). Decomposição da borracha por aquecimento (55). Experiências com cola de borracha (56). Descoberta de enxofre em borracha vulcanizada (56). Extração de borracha da seiva leitosa das plantas (56).
Capítulo III. Hidrocarbonetos aromáticos
Benzeno (57). Solubilidade do benzeno (57). Benzeno como solvente (57). Ponto de congelamento do benzeno (58). Combustão de benzeno (58). A proporção de benzeno para água de bromo e solução de permanganato de potássio (58). Bromação de benzeno (59). Nitração de benzeno (61). Adição de cloro ao benzeno (62). Preparação de benzeno a partir de ácido benzóico e seus sais (63).
Homólogos de benzeno. Oxidação de tolueno (64). Halogenação de tolueno (64). Mobilidade de átomos de halogênio no núcleo de benzeno e na cadeia lateral (65). Síntese de homólogos de benzeno (66).
Naftaleno. Sublimação de naftaleno (67).
estireno. Propriedades insaturadas do estireno (67). Obtenção de estireno a partir de poliestireno (68). Experiências com poliestireno (68). Polimerização de estireno (69).
CAPÍTULO IV. Óleo
Gravidade específica e solubilidade do óleo (69). Volatilidade comparativa dos produtos petrolíferos (69). Gasolina e querosene como solventes (70). Combustão de hidrocarbonetos superiores (70). Explosão de vapores de gasolina com ar (70). A proporção de hidrocarbonetos de petróleo para reagentes químicos (71). Destilação fracionada de óleo (71). Purificação de gasolina e querosene (73).
Capítulo V e Álcoois. Fenol. Éteres
Etanol (álcool etílico) (74). Gravidade específica do álcool e mudança de volume quando misturado com água (74). Detecção de água em álcool (74). Detecção de álcoois superiores (óleo fúsel) em álcool (74). Concentração de solução alcoólica (75). Preparação de álcool absoluto (75). Álcool solvente (76). Álcool ardente (76). Detecção de álcool em vinho ou cerveja (76). Interação do álcool com sódio (77). Desidratação do etanol (77). Interação de álcool com brometo de hidrogênio (79). Preparação de iodoetano (79). Reação qualitativa ao álcool (81). Preparação de álcool etílico a partir de bromoetano (82). Preparação de álcool etílico por fermentação de açúcar (82). Obtenção de etanol a partir de etileno na presença de ácido sulfúrico (83).
metanol. Interação de metanol com cloreto de hidrogênio (85). Obtenção de metanol por destilação a seco de madeira (86). Comparação das propriedades de álcoois monohídricos (88).
Glicerol. Solubilidade do glicerol em água (88). Abaixando o ponto de congelamento de soluções aquosas de glicerol (89). Higroscopicidade do glicerol (89). Queima de glicerina (89). Reação de glicerol com sódio (89). Reação com hidróxido de cobre (90).
Fenol. Solubilidade do fenol em água e álcalis (90). O fenol é um ácido fraco (91). Reação de fenol com água de bromo (91). Reação qualitativa do fenol (92). Efeito desinfetante do fenol (92). Nitração de fenol (92). Preparação de fenol a partir de ácido salicílico (92).
Éteres. Baixo ponto de ebulição do éter (93). Resfriamento por evaporação de éter (93). Os vapores de éter são mais pesados que o ar (94). Solubilidade mútua de éter e água (94). Éter como solvente (95). Preparação de éter a partir de álcool (95). Teste de pureza de éter (96). Comparação das propriedades de éter dietílico e butanol (97).
Capítulo VI. Aldeídos e cetonas
Formaldeído (Metanal). O cheiro de formaldeído (98). Inflamabilidade do formaldeído (98). Obtenção de formaldeído (98). Interação de formaldeído com óxido de prata (99). Oxidação de formaldeído com hidróxido de cobre (II) (101). Ação desinfetante do formaldeído (102). Polimerização e despolimerização de aldeído (102). Interação de formaldeído com amônia (102). Obtenção de resinas de fenol-formaldeído (103).
Aldeído acético (etanol). Preparação de acetaldeído por oxidação de etanol (105). Preparação de acetaldeído por hidratação de acetileno (106).
aldeído benzóico. O cheiro de benzaldeído e oxidação pelo oxigênio atmosférico (108). Reação do espelho de prata (108).
Acetona (dimetilprolanona). Queima de acetona (109). Solubilidade da acetona em água (109). Acetona como solvente para resinas e plásticos (109). Relação com solução de amônia de óxido de prata (109). Oxidação da acetona (109). Preparação de bromoacetona (110). Obtenção de acetona (III).
Capítulo VII. ácidos carboxílicos
Ácido acético. Cristalização de ácido acético (112). Ácido acético ardente (113). A proporção de ácido acético para agentes oxidantes (113). Ação de ácido acético em indicadores (113). Interação de ácido com metils (113). Interação com bases (113). Interação com sais (114). O ácido acético é um ácido fraco (114). Noções básicas de ácido acético (115). Produção quantitativa de metano e * sais de ácido acético (115). Produção de ácido por oxidação de etanol (116). Preparação de ácido acético a partir de seus sais (118). Obtenção de ácido dos produtos da destilação seca da madeira (118). Obtenção de anidrido acético (118). Obtenção de cloreto de acetilo (119). Exame de uma amostra de ácido acético (120).
Ácido fórmico. Decomposição do ácido fórmico em monóxido de carbono (II) e água (121). Oxidação do ácido fórmico (122). Obtenção de ácido fórmico (122). Interação de formato de sódio com cal sodada (124).
Ácido esteárico. Propriedades do ácido esteárico (124). O ácido esteárico é um ácido fraco (125). Obtenção de sabão (estearato de sódio) de estearina (125). Preparação de ácido esteárico a partir de sabão (125). Ação detergente do sabão (126). Ação da água dura no sabão (126).
Ácidos insaturados. Preparação de ácido metacrílico (127). Propriedades do ácido metacrílico (128). Insaturação do ácido oleico (128).
Ácido oxálico. Preparação de ácido oxálico a partir de ácido fórmico (129). Decomposição do ácido oxálico quando aquecido com ácido sulfúrico (129). Oxidação do ácido oxálico (130). Formação de ácidos e sais médios de ácido oxálico (131).
Ácido benzóico. Solubilidade do ácido benzóico em água (131). Solubilidade do ácido benzóico em álcalis (132). Sublimação de ácido benzóico (132). Preparação de ácido benzóico por oxidação de benzaldeído (132). Preparação de benzeno a partir de ácido benzóico (132).
Ácidos láctico e salicílico. Propriedades do ácido lático (133). Experiências com ácido salicílico (133).
Capítulo VIII. Éteres complexos. Gorduras
Ésteres (134). Síntese de éster etílico de ácido acético (acetato de etilo) (135). Obtenção de éster etílico de ácido benzóico (benzoato de etila) (137). Síntese de aspirina (137). Hidrólise de ésteres (138). Hidrólise da aspirina (139). Preparação de éster metílico de ácido metacrílico (metacrilato de metila) a partir de vidro orgânico (140). Preparação de metacrilato de polimetilo (141). Experiências com metacrilato de gyulimetil (141).
Gorduras. Solubilidade das gorduras (141). Extração de gorduras e óleos (142). Fusão e solidificação de gorduras (143). A reação de gorduras insaturadas (óleos) (144). Determinação do grau de insaturação das gorduras (144). Determinação do teor de ácido em gorduras (145). Saponificação de gorduras (145).
Capítulo IX. Carboidratos
Glicose. Propriedades físicas da glicose (147). A reação de grupos álcool de glicose (148). Reação do grupo aldeído (149). Detecção de glicose em frutas e bagas (150). Fermentação da glicose (150).
Sacarose. Mudança no açúcar quando aquecido (150). Carbonização de açúcar com ácido sulfúrico concentrado (151). Detecção de grupos hidroxila em açúcar (151). A proporção de sacarose para uma solução de óxido de prata e hidróxido de cobre (II) (152). Hidrólise de sacarose (152). Obtenção de açúcar de beterraba (153).
Amido. Preparação da pasta de amido (1,55). Reação de amido com iodo (155). Exame de vários alimentos para a presença de amido (156). Hidrólise de amido (156). Obtenção de melaço e glicose do amido (158). Obtenção de amido de batatas (159).
Fibra (celulose). Hidrólise da celulose a glicose (160), Nitração da celulose e experimentos com nitrocelulose (162).
Capítulo X. Aminas. Corantes
aminas gordurosas. Preparação de aminas de salmoura de arenque (164). Obtenção de metilamina a partir de sal cloridrato e experimentos com ele (165).
Anilina (166). A proporção de anilina para indicadores (167). Interação de anilina com ácidos (167). Interação de anilina com água de bromo (168). Oxidação de anilina (168). Obtenção de anilina (169).
Corantes (171). Síntese de dimetilaminoazobenzeno (171). Síntese de heliantina (metillaranja) (173).
Capítulo XI. Amidas ácidas
Ureia. Hidrólise de carbamida (175). Interação da uréia com ácido nítrico (175). Interação da uréia com ácido oxálico (176). Formação de biureto (176).
Kapron. Reconhecimento de polímeros. Experimentos com capron (177). Reconhecimento de plásticos (177).
Esquilos. Descoberta em proteínas de nitrogênio (178). Descoberta em proteínas de enxofre (179). Desnaturação de proteínas no aquecimento (179). Desnaturação de proteínas sob a ação de várias substâncias (179). Reações de cor de proteínas (180). Reação de xantoproteína (180). Reação do biureto (181). Combustão como forma de reconhecer materiais proteicos (181).

Métodos de experimento químico no ensino médio.

Tipos de experimento químico

O experimento químico tem importância enquanto estudava química. É feita uma distinção entre uma experiência de demonstração educacional, realizada principalmente por um professor em uma mesa de demonstração, e uma experiência de aluno - trabalho prático, experimentos de laboratório e tarefas experimentais que os alunos realizam em seus locais de trabalho. Um experimento mental é um tipo de experimento.

Um experimento de demonstração é realizado principalmente ao apresentar novos materiais para criar ideias concretas sobre substâncias, fenômenos e processos químicos em crianças em idade escolar e, em seguida, formar conceitos químicos. Ele permite um curto período de tempo para tornar claras importantes conclusões ou generalizações do campo da química, para ensinar como realizar experimentos de laboratório e técnicas e operações individuais. A atenção dos alunos é direcionada para a implementação do experimento e o estudo de seus resultados. Não observarão passivamente a condução dos experimentos e perceberão o material apresentado se o professor, demonstrando a experiência, a acompanhar com explicações. Assim, ele foca a atenção na experiência, acostuma-se a observar o fenômeno em todos os seus detalhes. Nesse caso, todas as técnicas e ações do professor são percebidas não como manipulações mágicas, mas como uma necessidade, sem a qual é quase impossível concluir o experimento. Em experimentos de demonstração, em comparação com observações de laboratório de fenômenos são mais organizados. Mas as demonstrações não desenvolvem as habilidades e habilidades experimentais necessárias, portanto, devem ser complementadas por experimentos de laboratório, trabalho prático e tarefas experimentais.

Um experimento de demonstração é realizado nos seguintes casos:

É impossível colocar à disposição dos alunos a quantidade necessária de equipamentos;

A experiência é complexa, não pode ser realizada pelos próprios escolares;

Os alunos não possuem equipamento necessário para este experimento;

Experimentos com pequena quantidade de substâncias ou em pequena escala não dão o resultado desejado;

As experiências são perigosas (trabalho com metais alcalinos, uso de corrente elétrica de alta tensão, etc.);

É necessário aumentar o ritmo de trabalho em sala de aula.

Naturalmente, cada experiência de demonstração tem características próprias, dependendo da natureza do fenômeno que está sendo estudado e da tarefa educativa específica. Ao mesmo tempo, o experimento de demonstração química deve atender aos seguintes requisitos:

Seja visual (tudo o que for feito na mesa de demonstração deve ser claramente visível para todos os alunos);

Ser simples na técnica e fácil de entender;

Passe com sucesso, sem interrupções;

Ser previamente preparado pelo professor para que as crianças possam perceber facilmente o seu conteúdo;

Ser seguro.

A eficácia pedagógica de um experimento de demonstração, sua influência no conhecimento e habilidades e habilidades experimentais dependem da técnica do experimento. Este é entendido como um conjunto de instrumentos e dispositivos especialmente criados e utilizados em um experimento de demonstração. O professor deve estudar os equipamentos da sala de aula como um todo e cada dispositivo separadamente, elaborar a técnica de demonstração. Este último é um conjunto de técnicas de manuseio de instrumentos e aparelhos no processo de preparação e realização de demonstrações, que garantem seu sucesso e expressividade. Técnica de demonstração - um conjunto de técnicas que garantem a eficácia da demonstração, sua melhor percepção. A metodologia e a técnica de demonstração estão intimamente relacionadas e podem ser chamadas de tecnologia de um experimento de demonstração.

Ao realizar experimentos de demonstração, é muito importante verificar cada experimento em termos de técnica, qualidade dos reagentes, boa visibilidade por parte dos alunos dos instrumentos e dos fenômenos que ocorrem neles e garantias de segurança. Às vezes é aconselhável colocar dois dispositivos em uma mesa de demonstração: um está montado e pronto para a ação, o outro é desmontado para melhor explicar o dispositivo do dispositivo, por exemplo, um aparelho Kipp, uma geladeira, etc.

Deve-se sempre lembrar que qualquer experimento que falhe durante a demonstração mina a autoridade do professor.

Experimentos de laboratório - ver trabalho independente, envolvendo a realização de experimentos químicos em qualquer etapa da aula para assimilação mais produtiva do material e obtenção de conhecimentos específicos, conscientes e sólidos. Além disso, durante os experimentos de laboratório, as habilidades e habilidades experimentais são aprimoradas, uma vez que os alunos trabalham principalmente de forma independente. A realização de experimentos não ocupa toda a lição, mas apenas parte dela.

Os experimentos de laboratório são realizados com mais frequência para se familiarizar com as propriedades físicas e químicas das substâncias, bem como para especificar conceitos ou disposições teóricas, menos frequentemente para obter novos conhecimentos. Estes últimos contêm sempre uma tarefa cognitiva específica que os alunos devem resolver experimentalmente. Isso introduz um elemento de pesquisa que ativa a atividade mental das crianças em idade escolar.Experiências de laboratório, em contraste com o trabalho prático, introduzem um pequeno número de fatos. Além disso, não captam totalmente a atenção dos alunos, pois oficinas, pois após um curto período de trabalho independente (experiência), os alunos devem estar prontos para aceitar novamente a explicação do professor.

Experimentos de laboratório acompanham a apresentação de material didático pelo professor e, como demonstrações, criam representações visuais das propriedades de substâncias e processos químicos nos alunos, ensinando-os a generalizar os fenômenos observados. Mas, ao contrário dos experimentos de demonstração, eles também desenvolvem habilidades e habilidades experimentais. No entanto, nem todos os experimentos podem ser realizados em laboratório (por exemplo, a síntese de amônia, etc.). E nem todo experimento de laboratório é mais eficaz do que um de demonstração - muitos experimentos de laboratório exigem mais tempo e a duração depende diretamente da qualidade das habilidades e habilidades experimentais formadas. A tarefa dos experimentos de laboratório é apresentar aos alunos o fenômeno particular (substância) que está sendo estudado o mais rápido possível. A técnica utilizada neste caso é reduzida à realização de 2-3 operações pelos alunos, o que, naturalmente, limita as possibilidades de formação de habilidades e habilidades práticas.

A preparação de experimentos de laboratório deve ser realizada com mais cuidado do que os de demonstração. Isso se deve ao fato de que qualquer negligência e omissão pode levar a uma violação da disciplina de toda a classe.

Devemos nos esforçar para trabalho de laboratório realizado por cada aluno individualmente. Em casos extremos, um conjunto de equipamentos não pode ser permitido para mais de dois. Isso contribui para uma melhor organização e atividade das crianças, bem como para o alcance do objetivo do trabalho laboratorial.

Após a conclusão dos experimentos, eles devem ser analisados e entrada curta Trabalho feito.

O trabalho prático é um tipo de trabalho independente quando os alunos realizam experimentos químicos em uma determinada aula depois de estudar um tópico ou seção de um curso de química. Ajuda a consolidar os conhecimentos adquiridos e a desenvolver a capacidade de aplicação desses conhecimentos, bem como a formação e aperfeiçoamento de competências e capacidades experimentais.

O trabalho prático requer mais independência dos alunos do que os experimentos de laboratório. Isso se deve ao fato de que os caras são convidados a se familiarizar com o conteúdo do trabalho e a ordem de sua implementação em casa, repita material teórico diretamente relacionado ao trabalho. O aluno realiza o trabalho prático de forma independente, o que ajuda a aumentar a disciplina, a compostura e a responsabilidade. E apenas em alguns casos, com falta de equipamento, pode-se permitir o trabalho em grupos de duas pessoas, mas de preferência não mais.

O papel do professor no trabalho prático é acompanhar a correta execução dos experimentos e regras de segurança, manter a ordem na área de trabalho, prestar atendimento diferenciado individualmente.

Durante trabalho prático os alunos anotam os resultados dos experimentos e, no final da aula, tiram as conclusões e generalizações apropriadas.

Metodologia para um experimento de demonstração em química orgânica [Tsvetkov L.A., 2000]

As características de um experimento de demonstração em química orgânica são as seguintes:

A experiência no ensino de química orgânica é, em grande parte, um meio de "questionar a natureza", ou seja, um meio de estudo experimental das questões em estudo, e não apenas uma ilustração de informações sobre substâncias relatadas pelo professor. Isso é determinado tanto pelas características do próprio assunto quanto pelo fato de a química orgânica já ser estudada com base na formação química significativa dos alunos.

Os experimentos de demonstração mais significativos na maioria dos casos acabam sendo mais longos do que os experimentos em química inorgânica. Às vezes, eles levam quase uma aula inteira e, em alguns casos, não se encaixam na estrutura de uma aula de 45 minutos.

Experimentos de demonstração em vários casos são menos visuais e expressivos do que no curso da química inorgânica, pois há poucas mudanças externas nos processos observados e as substâncias resultantes geralmente não apresentam diferenças acentuadas nas propriedades dos materiais de partida.

Em experimentos de química orgânica, as condições de reação são de grande importância: mesmo uma pequena mudança nessas condições pode levar a uma mudança na direção da reação e à produção de substâncias completamente diferentes.

Ao montar experimentos em química orgânica, há um perigo significativo de compreensão insuficiente por parte dos alunos. Isso se explica pelo fato de que os experimentos muitas vezes levam muito tempo e, às vezes, várias demonstrações são encenadas em paralelo, o que obriga os alunos a distribuir sua atenção simultaneamente para vários objetos. Além disso, o caminho do fenômeno à essência é muitas vezes mais difícil aqui do que no estudo da química inorgânica.

Devido ao fato de que um número significativo de processos químicos importantes não pode ser demonstrado em condições escolares, é inevitável que os alunos se familiarizem com uma série de fatos sem demonstrar experimentos, de acordo com a história do professor, de acordo com diagramas, desenhos, etc.

Consideremos nesta seqüência quais conclusões metodológicas se seguem disso.

1. A experiência de química orgânica fornece um material muito agradecido para o desenvolvimento mental dos alunos e a educação de habilidades criativas para resolver os problemas apresentados. Se quisermos usar essas oportunidades, os experimentos demonstrados não podem ser reduzidos a uma ilustração visual das palavras do professor. Tal ensino dificilmente é capaz de despertar o pensamento independente dos alunos. O experimento é especialmente valioso como meio de estudo da natureza e, por ser fonte de conhecimento, desenvolve a observação dos alunos e estimula sua atividade mental, além de fazer com que comparem e analisem fatos, criem hipóteses e encontrem maneiras de testá-las , ser capaz de chegar às conclusões e generalizações corretas. Deste ponto de vista, são de grande importância experimentos que demonstrem a conexão genética entre classes de substâncias orgânicas; experimentos que testam suposições sobre as propriedades de substâncias e métodos para sua preparação com base na teoria da estrutura; experimentos que levam a uma conclusão sobre uma estrutura particular de uma molécula de uma substância.

É especialmente importante garantir a participação consciente e ativa dos alunos na condução da experiência e na discussão dos seus resultados. Isso pode ser alcançado por um sistema de perguntas que o professor coloca em conexão com o experimento, por exemplo: “O que queremos aprender com a ajuda deste experimento?”, “Que substâncias devemos tomar para o experimento?”, “Por que usamos esta ou aquela parte no dispositivo?”, “O que você observou neste experimento? Como, com base nessa experiência, uma ou outra conclusão pode ser tirada?”, “É possível tirar tal e tal conclusão?" etc. Tal técnica de um experimento químico ensina os alunos a observar corretamente, cultiva a atenção constante, o rigor do julgamento, contribui para a firme consolidação de idéias corretas e desenvolve o interesse pelo assunto.

2. As experiências em química orgânica requerem grande rigor metódico devido à sua longa duração. Dos experimentos recomendados pelo programa e livros didáticos, mais de 60% são de “longo prazo”, exigindo de 10 minutos a 1 hora e, em alguns casos, mais. Entre tais experimentos estão os seguintes: destilação fracionada de óleo, produção de bromobenzeno, fermentação de glicose, produção de bromoetano, nitração de fibra, síntese de nitrobenzeno e anilina, produção de acetaldeído a partir de acetileno, polimerização de metacrilato de metila ou outro monômero, experimentos quantitativos em conexão com a prova de fórmulas estruturais, etc.

Como construir uma lição usando um longo experimento? Sempre que possível, deve-se esforçar principalmente para reduzir o tempo de condução do experimento. Isso pode ser alcançado de várias maneiras. Às vezes é possível nos limitarmos a obter uma pequena quantidade de uma substância, suficiente apenas para seu reconhecimento, ou não extrair o produto em sua forma pura, se puder ser identificado com convicção como resultado da reação. Pode ser recomendado pré-aquecer a mistura de reação ou reduzir razoavelmente a quantidade de materiais de partida.

Os métodos a seguir também proporcionam uma redução significativa no tempo. Tendo colocado este ou aquele experimento, você não pode esperar que ele termine nesta lição, mas, tendo observado o início da reação, mostre os produtos acabados para apresentar as substâncias obtidas no experimento iniciado na próxima lição, ou , tendo iniciado o experimento na lição, use a mesma experiência preparada com antecedência, onde a reação já passou em grande parte, e aqui na lição para colocar a extração das substâncias resultantes. Tal organização de experimentos não significará um desvio da visualização para o dogmatismo, pois as principais etapas do processo são preservadas aqui e encontram a explicação necessária. Os alunos veem a lentidão do processo e com total confiança se relacionam com a demonstração da etapa final da experiência. Os experimentos são realizados com cuidado especial, que não pode ser encurtado no tempo pelos métodos indicados acima. Aqui está uma das opções possíveis para o desenho metodológico de tais experimentos. A aula discute a estrutura do álcool etílico. Os alunos são questionados: "Qual reação pode confirmar a presença de um grupo hidroxila em uma molécula de álcool?" Ao conduzir perguntas sobre quais substâncias contendo hidroxila foram estudadas em química inorgânica e com quais substâncias reagiram, o professor convida os alunos a sugerirem uma reação com ácido clorídrico ou bromídrico. No caso da presença de um grupo hidroxila, pode-se esperar a formação de água e cloreto de etila (brometo) conhecido pelos alunos. As substâncias iniciais são nomeadas, a estrutura do dispositivo é explicada e a experiência correspondente é colocada. Uma equação de reação hipotética é elaborada.

Durante o experimento, a pergunta é colocada: "Que outras reações podem o álcool da estrutura que estabelecemos?" Os alunos lembram-se de ter recebido etileno. A professora pergunta como esse experimento foi montado na classe e sugere a compilação de uma equação para a reação. Em seguida, o professor pede para resumir as propriedades químicas do álcool. O aluno chamado indica a reação do álcool com o sódio, a reação para obtenção do etileno, dá as equações correspondentes, escreve a equação da reação com o brometo de hidrogênio, nomeia o produto resultante. Nesse momento, o professor chama a atenção da turma para a experiência. Uma quantidade significativa de brometo de etila já se acumulou no receptor. O professor separa-o da água (sem enxaguar) e carrega-o pela turma. Ao mesmo tempo ele pergunta: "Qual é o nome dessa substância e como ela é obtida?" Nesses casos, os alunos devem conhecer muito bem o objetivo do experimento, as substâncias iniciais, a direção do experimento, para que, ao retornarem a ele após alguma distração, não precisem lembrar com tensão quais substâncias estão reagindo de forma determinado caso e o que esperar. A experiência deve estar tão firmemente estabelecida na consciência que os alunos possam consultá-la a qualquer momento, porém, prestando sua atenção principal ao assunto que está sendo discutido em aula.

Devidamente montados, longos experimentos incutem nos alunos a capacidade de manter vários objetos em seu campo de visão ao mesmo tempo, o que é sem dúvida importante na educação e na vida. Em uma instituição de ensino superior, já nas primeiras palestras, é necessária a capacidade de distribuir a atenção entre ouvir uma palestra e gravá-la, entre dominar o conteúdo de uma palestra, gravá-la e observar os experimentos demonstrados.

3. Muitos experimentos em química orgânica perdem significativamente devido à baixa visibilidade dos processos e substâncias obtidas. De fato, ao reservar o benzeno, os alunos à distância não veem a manifestação da reação nem o bromobenzeno resultante; durante a hidrólise de sacarose, amido, celulose, nem reação nem novas substâncias são visíveis (cuja presença só pode ser determinada indiretamente mais tarde); ao receber o éter de uma mistura incolor de substâncias, o mesmo líquido incolor é destilado; ao demonstrar a preparação de ésteres na mistura reagente, não há alterações visíveis para os alunos, etc. Se tais experimentos não forem configurados corretamente, os alunos podem não apenas não conseguir formar as ideias necessárias, mas também ideias falsas podem se formar facilmente. Portanto, ao observar a separação de líquidos, um deles pode ser tingido para que a linha divisória seja claramente indicada. Da mesma forma, é possível colorir a água ao coletar gases acima da água e em experimentos envolvendo mudanças nos volumes de gases. Colorir líquidos é aceitável, no entanto, apenas se o professor garantir que os alunos compreendam claramente a artificialidade dessa técnica. Ao destilar líquidos, a queda de gotas no receptor pode ser mais visível por meio de uma luz de fundo, uma tela branca ou preta, etc.; deve-se enfatizar nitidamente por quais propriedades as substâncias iniciais e resultantes externamente semelhantes diferem e demonstrar imediatamente essa diferença. Onde o curso da reação pode ser avaliado pela formação de subprodutos, estes devem ser claramente visíveis para os alunos (absorção de brometo de hidrogênio por uma solução alcalina de fenolftaleína na preparação de bromobenzeno, etc.).

4. Deve-se notar especialmente que para reações em química orgânica, as condições sob as quais elas ocorrem são de importância decisiva. Na química inorgânica, essas condições desempenham um papel menor, uma vez que muitos processos já ocorrem em condições comuns e ocorrem quase sem ambiguidade. A observação de reações químicas sem uma compreensão clara das condições de sua ocorrência afeta negativamente a qualidade e a força do conhecimento. Quando as condições da reação não são suficientemente esclarecidas, os alunos podem ter a ideia errada de que a direção das reações não é determinada por nada, é completamente arbitrária e não obedece a nenhuma lei. Assim, por exemplo, logo após serem introduzidos na produção de eteno a partir do álcool, os alunos são introduzidos na produção de éter etílico a partir essencialmente da mesma mistura de substâncias (álcool e ácido sulfúrico concentrado). É completamente incompreensível para eles por que o éter é obtido aqui, e não o etileno. Para explicar isso, e assim evitar a desconfiança da ciência, temos que voltar ao experimento com o etileno e agora dar as condições para sua preparação. Se essas condições fossem enfatizadas em tempo hábil, seria possível comparar com elas as condições de formação do éter e, nessa comparação, o conhecimento estaria mais firmemente consolidado. Portanto, ao demonstrar experimentos, deve-se atentar para as condições para o curso da reação e então exigir que essas condições sejam indicadas nos experimentos dos alunos. Essa abordagem organiza a observação dos alunos no processo de experimentação, dá a direção certa ao estudo do material do livro e ajuda a consolidar ideias específicas sobre fenômenos na memória. Isso ajuda, além de verificar a qualidade de assimilação do material pelos alunos. Constante enfatizando as condições do experimento, mostrando em alguns exemplos os resultados negativos do não cumprimento das condições do experimento, reconhecendo a resposta como inferior quando a equação da reação é dada sem descrever o fenômeno em si - todas essas técnicas auxiliam no estudo correto de Química. Mesmo na realização de exercícios e resolução de problemas, sempre que possível e apropriado, deve-se indicar as condições em que ocorre o processo correspondente.

5. A teoria moderna da estrutura dos compostos orgânicos permite revelar a essência dos fenômenos químicos mais profundamente do que no estudo da química inorgânica. A partir da observação dos fenômenos, o aluno deve passar para a ideia da ordem de conexão dos átomos em uma molécula, seu arranjo no espaço, a influência mútua de átomos ou grupos de átomos nas propriedades de uma substância como um todo e o rearranjo desses átomos durante uma reação. Se o experimento for usado incorretamente, pode acontecer que, apesar da observância aparentemente completa do princípio da visibilidade, o material educacional seja apresentado em grande parte dogmaticamente, divorciado do experimento, e o conhecimento dos alunos possa se tornar formal. Tal situação pode existir, por exemplo, naqueles casos em que o professor se esforça para iniciar o estudo de cada substância sempre estritamente de acordo com um determinado esquema.

O tema "Etileno" está sendo estudado. O professor pretende descrever as propriedades físicas do etileno, para depois mostrar suas reações. Logo no início, ele diz aos alunos: "Para podermos observar o etileno e conhecer suas reações, vamos buscá-lo no laboratório". Está sendo feito um experimento para obter etileno a partir de álcool etílico com a ajuda de ácido sulfúrico. Parece que neste caso era necessário explicar o design do dispositivo, indicar quais substâncias foram tomadas para a reação e assim por diante. Mas de acordo com o plano do professor, a produção de etileno deve ser estudada depois de estudar as propriedades, e ele não se desvia desse plano aqui. Os alunos esperam pacientemente enquanto a mistura aquece. O que deve acontecer no experimento, o que seguir, o que observar - os alunos não sabem. Somente depois que o gás começou a se acumular no tubo de ensaio acima da água, o professor diz aos alunos o que é o etileno em termos de propriedades físicas. Assim, parte do tempo era perdido sem uso - os alunos olhavam para um aparelho incompreensível e não viam nada em essência. Com esse plano de estudo, é claro, seria mais conveniente preparar o etileno antecipadamente em cilindros para começar imediatamente a demonstrá-lo na lição.

6. Ao estudar química orgânica, não há a possibilidade nem a necessidade de demonstrar todos os fenômenos discutidos na lição. Esta afirmação já foi fundamentada acima. Aqui é importante considerar como abordar a seleção de experimentos obrigatórios para demonstração e como determinar quais experimentos os alunos podem formar uma ideia a partir de diagramas, desenhos, histórias de professores etc.

Em primeiro lugar, deve-se considerar que os alunos, é claro, devem observar na natureza todas as substâncias indicadas no programa, suas reações químicas mais importantes. Neste caso, não há necessidade de reproduzir reações repetidamente estudadas. Ao familiarizar os alunos com a reação do espelho de prata em um representante de aldeídos, você pode usar ainda mais essa reação para reconhecimento prático de substâncias (por exemplo, para determinar o grupo aldeído na glicose), e depois disso não há necessidade de demonstrar isso reação sempre que surge na lição.

Em cada novo caso, a menção disso evoca uma imagem bastante vívida do fenômeno nos alunos. Tendo demonstrado a explosão de metano e etileno com oxigênio, não há necessidade particular de demonstrar a explosão de acetileno.

Bastará referir-se a experimentos anteriores, ao mesmo tempo em que indica que a explosão do acetileno ocorre com força ainda maior. Da mesma forma, tendo mostrado a oxidação do álcool etílico e metílico, não é necessário oxidar outros álcoois para criar o conceito desejado nos alunos. Se as reações do ácido acético forem mostradas, é possível não repetir todas as reações ao estudar outros ácidos, etc.

No entanto, nos casos em que uma substância é objeto direto de estudo (butano e isobutano foram considerados para fins do conceito de isomerismo), não se pode limitar-se a referir-se às suas propriedades físicas sem se apresentar à própria substância. Por exemplo, é impossível não mostrar o benzeno alegando que os alunos imaginam um líquido incolor que congela a + 5°C, ferve facilmente, etc. Para formar um conceito suficientemente completo de benzeno, deve-se também familiarizar-se com seu cheiro, consistência, sua relação com outras substâncias, etc. Seria absurdo não mostrar aos alunos a reação do espelho de prata alegando que eles têm uma ideia sobre o espelho em geral. É impossível, por exemplo, não mostrar a produção e coleta de metano ou etileno sobre a água, alegando que anteriormente os alunos observaram a produção de oxigênio, coletaram óxidos de nitrogênio, etc. O objeto de estudo aqui não é a coleta de gás, mas o método de obtenção de uma substância, suas propriedades, deste ponto de vista, a experiência correspondente é demonstrada.

Em alguns casos, é preciso limitar-se a uma descrição verbal da experiência sem demonstrá-la, embora os alunos ainda não tenham a base necessária para uma representação correta do processo. Isso pode ser necessário nos casos em que o novo fenômeno em estudo não pode ser reproduzido na escola (por exemplo, quando o processo requer a aplicação de alta pressão, ou quando a mudança de condições para fins de ensino escolar distorce a imagem do processo de produção que está sendo realizado). estudado).

Em conclusão, deve-se lembrar aqui mais uma vez que, uma vez que os fundamentos de um experimento de demonstração em química orgânica são comuns com o experimento de química inorgânica e mesmo com o experimento de outras ciências afins, os requisitos gerais que se aplicam a qualquer experimento educacional aplicar a ele. Vamos indicar na forma de uma enumeração pelo menos alguns desses requisitos.

O experimento deve ser "à prova de falhas", ou seja, ser obtido com certeza e ao mesmo tempo dar o resultado esperado, e não inesperado. Para isso, cada experiência é verificada antes da aula com os reagentes que serão usados na aula. A confiabilidade dos reagentes é muitas vezes mais importante aqui do que na química inorgânica. O experimento deve ser expressivo, representando vividamente o que eles querem obter dele. Para isso, o experimento deve ser montado em uma escala adequada, sem sobrecarregar o aparato com detalhes desnecessários e sem efeitos colaterais que distraiam a atenção dos alunos: o experimento deve ser, como se costuma dizer, "nu". É claro que essa isenção de detalhes desnecessários deve ser apropriada. Se for necessário, por exemplo, mostrar uma chama quase incolor de metano, é impossível não passar o gás por pelo menos uma lavagem com álcali antes de acendê-lo no tubo de saída. O experimento deve ser seguro quando montado na sala de aula. Na presença de um ou outro perigo (síntese de acetileno, produção de nitrocelulose), deve ser realizado apenas por um professor e com as devidas precauções.