Pokus č. 1: Zjišťování teploty tání vybraných látek Pokus č. 2 Zjišťování hustoty vybraných látek Pokus č. 3 Tajná zpráva

OBSAH Pokus č. 1:

Zjišťování teploty tání vybraných látek ........................................................................... 3

Pokus č. 2

Zjišťování hustoty vybraných látek .................................................................................. 6

Pokus č. 3

Tajná zpráva..................................................................................................................... 9

Pokus č. 4

Faraonovi hadi (chemikův exkrement) .......................................................................... 12

Pokus č. 5

Porovnání objemu teplého a studeného vzduchu ........................................................ 14

Pokus č. 6

Tančící rozinky ............................................................................................................... 16

Pokus č. 7

Vlastnosti oxidu uhličitého ............................................................................................ 18

Pokus č. 8

Pěnový hasicí přístroj .................................................................................................... 21

Pokus č. 9

Tvoříme směsi................................................................................................................ 24

Pokus č. 10

Destilace ovocného džusu ............................................................................................. 27

Pokus č. 11

Filtrace v přírodě ........................................................................................................... 29

Pokus č. 12

Krystalizace .................................................................................................................... 31

Pokus č. 13

Adsorpční vlastnosti aktivního uhlí ............................................................................... 33

Pokus č. 14

Chromatografie ............................................................................................................. 35

Pokus č. 15

Povrchové napětí kapalin .............................................................................................. 37

Pokus č. 16

Sloní pěna ...................................................................................................................... 40

Pokus č. 17

O(d)barvujeme rajčatovou šťávu................................................................................... 43

Pokus č. 18

Vlastnosti vaječné skořápky .......................................................................................... 46

Pokus č. 19

Vodní sopka ................................................................................................................... 49

Pokus č. 20

Poznáváme kyseliny a zásady ........................................................................................ 51

Pokus č. 21

Domácí sycená limonáda ............................................................................................... 54

Pokus č. 22

Chladicí směs ................................................................................................................. 56

Pokus č. 23

Důkaz kyslíku ................................................................................................................. 59

Pokus č. 24

Fotosyntéza ................................................................................................................... 61

Pokus č. 25

Kyselé deště ................................................................................................................... 63

Pokus č. 26

Krasové jevy ................................................................................................................... 67 1

Pokus č. 27

Chemikovy zápalky ........................................................................................................ 69

Pokus č. 28

Chemikovy prskavky ...................................................................................................... 72

Pokus č. 29

Zkáza parníku ................................................................................................................. 76

Pokus č. 30

Přeměna vody ve víno a zpět ........................................................................................ 80

Pokus č. 31

Voda jako zapalovač ...................................................................................................... 84

Pokus č. 32

Zlatý déšť ....................................................................................................................... 87

Pokus č. 33

Filmová krev .................................................................................................................. 91

Pokus č. 34

Kouzelný krasový dech .................................................................................................. 94

Pokus č. 35

Vlastnosti vodíku ........................................................................................................... 96

Pokus č. 36

Modrý plamen v baňce .................................................................................................. 99

Pokus č. 37

Neuhasitelný hořčík ..................................................................................................... 102

Pokus č. 38

Květina v halogenech................................................................................................... 105

Pokus č. 39

Opatrně s třaskavým jododusíkem .............................................................................. 109

Pokus č. 40

Důkaz hydrátů solí ....................................................................................................... 112

Pokus č. 41

Titrace .......................................................................................................................... 115

Pokus č. 42

Peklo ve zkumavce ...................................................................................................... 118

Pokus č. 43

Svítící vejce .................................................................................................................. 121

Pokus č. 44

Aladinova lampa a Aladinův oheň ............................................................................... 124

Pokus č. 45

Nehořlavý kapesník ..................................................................................................... 127

Pokus č. 46

Hořící čaj ...................................................................................................................... 130

Pokus č. 47

Elektrolýza jodidu draselného ..................................................................................... 133

2

Pokus č. 1:

Zjišťování teploty tání vybraných látek

časová dotace: 45 minut

Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách; demonstrační se v tomto případě nedoporučuje, učitel však musí vysvětlit, jak mají žáci postupovat a měřit teplotu tání; vzhledem k časové náročnosti jej lze provést jako laboratorní cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Kovy; Soli; Cukry (sacharidy); Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: 7 ks zkumavek, držák na zkumavky, křížová svorka, laboratorní stojan, stojan na zkumavky, teploměr, kádinka, kahan, trojnožka, keramická síťka, zápalky; destilovaná voda, led, olejová kyselina (uložená v lednici), palmitová kyselina, cukr (sacharóza), kuchyňská sůl, gallium, cín

První pomoc: Olejová kyselina Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyvolat zvracení, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Chlorid sodný Při expozici vdechováním: Irelevantní Při styku s kůží: Neuvedeno Při zasažení očí: Vypláchnout tekoucí vodou. Při požití: Neuvedeno

Bezpečnostní listy: Olejová kyselina – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_349.pdf 3

Chlorid sodný – http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/labtech/pdf/bezp_listy/chlorid_sodny.pdf

Vlastní postup: 1) Do jednotlivých zkumavek umístěných ve stojanu na zkumavky vlož vybrané chemikálie. 2) Zkumavky postupně (dle stanoveného pořadí) umísti do držáku na laboratorním stojanu a ponoř do kádinky s vodou položené na trojnožce s keramickou síťkou. 3) Do zkumavky se vzorkem vybrané látky vlož teploměr. 4) U ledu a olejové kyseliny sleduj na teploměru teplotu, kdy dané látky začínají tát. 5) U ostatních vzorků zahřívej kahanem kádinku naplněnou vodou a sleduj na teploměru teplotu tání a zjištěné výsledky zapiš.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Sledované vzorky látek mají různou teplotu tání, při které látky přecházejí ze skupenství pevného do skupenství kapalného; některé vzorky však mají teplotu tání vyšší, proto je ve vodní lázni nelze tavit. obsah zkumavky

zjištěná teplota tání

teplota tání dle tabulek

(°C)

(°C)

led olejová kyselina palmitová kyselina

4

poznámka

cukr (sacharóza) kuchyňská sůl gallium cín

Závěr: Teplota tání udává, za jaké teploty látka pevného skupenství přechází do skupenství kapalného. Z vybraných vzorků látek lze zjistit, že teplota tání jednotlivých látek je odlišná a lze ji například nalézt v chemických tabulkách.

Poznámka: Některé vzorky mají teplotu tání mnohem vyšší, které nelze ve vodní lázni dosáhnout. Tyto vzorky je nutno zahřívat přímo v tavicím kelímku a používat teploměry určené pro měření vysokých teplot. Čisté gallium je k sehnání ve specializovaných obchodech s chemikáliemi, případně také na internetu (např. na http://unimagnet.cz/81-Kovy-a-Chemikalie). Místo gallia lze použít např. Woodův kov.

Otázky a úkoly: 1) V chemických tabulkách či na internetu vyhledejte teploty tání zkoumaných látek, zapište je a porovnejte s vlastními výsledky. 2) Jaké skupenství mají látky na začátku pokusu a jaké skupenství na konci pokusu? 3) Které vzorky se nám podařilo roztavit a které ne? 4) Popište přechody do všech běžných skupenství a o jaký děj se jedná.

Řešení 1) tt ledu = 0 °C, tt olejové kys. = 15 °C, tt palmitové kys. = 62,7 °C, tt sacharózy = 186 °C, tt NaCl = 801 °C, tt gallia = 29,76 °C, tt cínu = 231,93 °C 2) Pevné skupenství přechází do skupenství kapalného. 3) Podařilo se roztavit: led, olejová kyselina, palmitová kyselina, gallium. Neroztavený zůstal: cukr, kuchyňská sůl, cín.

4)

5

Pokus č. 2

Zjišťování hustoty vybraných látek


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve dvojících s tím, že učitel vysvětlí princip demonstračně na jedné látce, vzhledem k časové náročnosti jej lze provést jako laboratorní cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastností látek; Voda; Kovy; Oxidy; Polymery

Pomůcky a chemikálie: odměrný válec, laboratorní váha, různé předměty (např. železný hřebík, mince, křemen, křída, korková zátka, pryž, polystyren apod.), voda

První pomoc: Vybrané zkoumané látky nepředstavují žádné riziko.

Vlastní postup: 1) Do odměrného válce nalij známé množství vody. 2) Očisti vybraný předmět, zvaž jej na laboratorní váze a vlož do odměrného válce s vodou (předměty, které budou plovat na hladině, zatlač např. pomocí tenkého drátku pod vodní hladinu). 3) Odměř, jak se změnil objem v odměrném válci (rozdíl = objem předmětu). 4) Vypočítej hustotu zvoleného předmětu o známé hmotnosti a objemu a porovnej s chemickými tabulkami.

Aparatura:

©Martin Vít

6

Zjištění: Ze vzorce  

m po dosazení naměřených hodnot lze vypočítat hustotu tělesa. Látky, které mají V

hustotu menší než 1 g/cm3 (resp. 1000 kg/m3), plovou při hladině vody. Látky, které mají hustotu větší než 1 g/cm3 (resp. 1000 kg/m3), padají ke dnu nádoby.

předmět

hmotnost předmětu

objem předmětu

vypočítaná

hustota zjištěná

hustota

z tabulek

železný hřebík mince křemen korková zátka pryž polystyren

Závěr: Každá látka, včetně plynů, má svoji specifickou hustotu. Hustota vyjadřuje hmotnost daného objemu látky. Hodnoty hustoty látek lze najít např. v chemických tabulkách.

Otázky a úkoly: 1) Kterými měřidly lze měřit hustotu? 2) Kde se lze v praxi s měřením hustoty běžně setkat? 3) Zjistěte hustotu vzduchu, helia, vodíku, vody, medu, rtuti, olova 4) Má změna teploty vliv na změnu hustoty látky? Odpověď zdůvodni. 5) Jak zní Archimédův zákon?

Řešení: 1) Hustotu lze měřit hustoměrem či pyknometrem. 2) Hustota kapalin se běžně měří např. v pivovarnictví, lihovarnictví, v autoservisech.

7

3) ρvzduchu = 1,29 kg/m³, ρHe = 0,179 kg/m3, ρvodíku = 0,0899 kg/m3, ρvody = 0,99997 g/cm³, ρmedu = ± 1,4 g/cm³ (dle obsahu vody)1, ρHg = 13,534 g/cm3, ρPb = 11,34 g/cm³ 4) Ano, se změnou teploty se mění i hustota látek. V chemických tabulkách je proto nutné sledovat, při jaké teplotě byla hodnota hustoty naměřena. Nejčastěji se udává teplota 0 °C, 20 °C, případně i 25 °C. Se změnou hustoty však souvisejí i další faktory.

Obr. 1: Závislost hustoty destilované vody na teplotě

2

5) Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno vztlakovou silou, která se rovná tíze kapaliny tělesem vytlačené.

1

Hustota kapalin, conBlog [online] Jiří Bureš, Copyright 2002, dostupné na: http://www.converter.cz/tabulky/hustota-kapalin.htm [4.2.2014] 2 Hustota destilované vody vs. teplota, conBlog [online] Jiří Bureš, Copyright 2002, dostupné na: http://www.converter.cz/tabulky/hustota-kapalin.htmhttp://www.converter.cz/tabulky/hustota-vody.htm [4.2.2014]

8

Pokus č. 3

Tajná zpráva

časová dotace: 45 minut, provedení pokusu: 5 minut

Metodické doporučení: obě varianty jsou vhodné jako žákovské pokusy prováděné ve dvojících; učitel však musí demonstračně ukázat, jak mají žáci zahřívat papír nad plamenem. Žáci si mohou např. nakreslit obrázky ve výtvarné výchově.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastností látek; Voda; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: měkký papír, 2 štětečky (špejle), svíčka, zápalky (žehlička), lžíce, 2 skleničky (kádinky), ocet, citronová šťáva, mléko, jedlá soda, voda, potravinářské barvivo

První pomoc: Kuchyňský ocet nepředstavuje významnější riziko. Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch., nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat proudem vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku). Nepokoušet se o neutralizaci. Vhodné vyhledat lékařskou pomoc.

Citronová šťáva nepředstavuje významnější riziko. Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, zajistit ho proti prochladnutí. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat proudem vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (5 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit.

9

Bezpečnostní listy: Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf Kyselina citronová bezvodá – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_48.pdf Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf

Vlastní postup: Varianta č. 1 1) Na papír octem (citronovou šťávou, mlékem) napiš pomocí štětečku (špejle) nějakou tajnou zprávu (nebo nakresli „slušný“ obrázek) a nechej ji zaschnout; poté ji můžeš předat spolužákovi. 2) Zapal svíčku. 3) Papír se zprávou opatrně krouživými pohyby zahřívej nad plamenem svíčky, ale dávej pozor, aby se nevznítil (papír můžeš také přejíždět zahřátou žehličkou). 4) Po chvíli zjistíš, co je na papíře za tajnou zprávu.

Varianta č. 2 1) Ve skleničce vytvoř směs 1 lžíce jedlé sody a 1 lžíce vody. 2) Na papír touto směsí napiš nebo nakresli něco tajného a nechej zaschnout. 3) Druhou skleničku naplň do 2/3 vodou a přidej malé množství potravinářského barviva. 4) Čistý štěteček namoč ve směsi obarvené vody a opatrně zlehka přejížděj po papíře.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: V prvém případě se tajná zpráva začala objevovat vlivem působení tepla na plochu papíru popsanou naším „inkoustem“. V druhém případě měl papír výraznější barvu v místech, kde bylo psáno (kresleno) roztokem jedlé sody.

10

Závěr: V prvém případě náš „inkoust“ prodělal nevratnou chemickou reakci. Došlo k hoření přírodních látek, při kterém vznikl oxid uhličitý, voda a uhlík. Uhlík zviditelnil zprávu na papíře. V druhém případě došlo k větší adsorpci barviva na jedlou sodu než na papír.

Otázky a úkoly: 1) Které čtyři nejdůležitější prvky obsahují přírodní látky? 2) Je hoření vratná reakce? Odpověď zdůvodní. 3) Který plyn podporuje hoření? 4) Co je to adsorpce?

Řešení: 1) Nejdůležitější prvky v přírodních látkách jsou: vodík (H), uhlík (C), kyslík (O), dusík (N). 2) Hoření je nevratná reakce; z produktů hoření nelze vytvořit původní látky (reaktanty). 3) Hoření podporuje kyslík (O2). 4) Adsorpce je proces, při kterém se váže rozpuštěná látka v kapalině (barvivo) na povrchu pevné látky (jedlé sody na papíře).

11

Pokus č. 4

Faraonovi hadi (chemikův exkrement)


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, mohou jej však provést i žáci ve skupině.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Směsi; Nekovy; Soli; Alkoholy; Cukry (sacharidy)

Pomůcky a chemikálie: porcelánová miska, lžička, kapátko, papír, špejle, zápalky, nehořlavá podložka, ethanol, práškový cukr, jedlá soda, popel

První pomoc: Ethanol Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat vodou. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypít velké množství vody a zajistit lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Ethylalkohol 96% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/e/bezplist_31.pdf Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf

Vlastní postup: 1) Do porcelánové misky umístěné na nehořlavé podložce nasyp popel a pomocí kapátka jej zvlhči ethanolem. 2) Směs promíchej (měla by vzniknout konzistence sypké kaše) a uprostřed udělej důlek. 3) Na papíře si připrav směs z 9 dílů práškového cukru a 1 dílu jedlé sody, kterou důkladně promíchej a přiměřené množství vsyp do důlku ve zvlhčeném popelu. 4) Zapal špejli a přilož ji do misky tak, aby se vznítila směs popela s ethanolem. 5) Pozoruj průběh reakce. 6) V případě nutnosti opatrně kapátkem přidávej do misky ethanol (hrozí nebezpečí popálení). 12

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po zapálení směsi v porcelánové misce z ní začaly po chvíli vystupovat tmavé útvary připomínající hady.

Závěr: Při hoření ethanolu vzniká oxid uhličitý a voda a uvolňuje se teplo. Teplo rozkládá jedlou sodu (vzniká uhličitan sodný a oxid uhličitý) a díky cigaretovému popelu hoří cukr a současně vlivem vysoké teploty se karamelizuje. V zuhelnatělém cukru, který tvoří tělo hada, je rozptýlen oxid uhličitý vznikající z rozkladu jedlé sody. Popel slouží jako katalyzátor.

Otázky a úkoly: 1) Který prvek tvoří tělo námi vytvořeného hada? 2) Vysvětli, proč had roste. 3) Co je to katalyzátor?

Řešení: 1) Tělo hada je tvořeno uhlíkem. 2) Jedlá soda se teplem rozkládá a uvolňuje oxid uhličitý, který tvoří póry ve zkaramelizovaném cukru, který na vzduchu tuhne a tvoří tak tělo hada. 3) Látka, která urychluje chemickou reakci a na konci reakce zůstane nezměněna.

13

Pokus č. 5

Porovnání objemu teplého a studeného vzduchu časová dotace: 10 minut

Metodické doporučení: pokus je vhodné provést demonstračně vzhledem k vysvětlení učiva, žáci si jej mohou provést ve skupinách; s dalšími pokusy na téma „Vlastnosti vzduchu“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Vzduch; Nekovy

Pomůcky a chemikálie: skleněná miska, vyšší sklenička (užší kádinka), polystyren, nůž, dortová svíčka, zápalky, potravinářské barvivo, voda

První pomoc: Vybrané látky nepředstavují žádné riziko.

Vlastní postup: 1) Z polystyrenu vyřízni destičku o průměru cca 4 cm (aby se destička vlezla do skleničky a nedrhla o její stěnu). 2) Zápalkami zapal dortovou svíčku a do středu destičky přikápni trochu vosku a postav svíčku do kapky vosku tak, aby stála. 3) Skleněnou misku naplň přibližně do dvou třetin vodou a obarvi ji trochou (množství na špičku nože) potravinářského barviva. 4) Na hladinu obarvené vody polož polystyrenovou destičku s hořící svíčkou. 5) Hořící svíčku přiklop skleničkou a pozoruj průběh pokusu.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Hořící svíčka zakrytá skleničkou po chvíli uhasla. Hladina obarvené vody ve skleničce stoupla. 14

Závěr: Hořící svíčka zahřívá vzduch obsažený ve skleničce; studený vzduch zvětšuje svůj objem. Po uhasnutí svíčky (došlo k vyhoření veškerého kyslíku v objemu skleničky) dochází k ochlazení plynů, které zmenšují svůj objem. Tímto vznikl ve skleničce podtlak, který nasál obarvenou vodu přibližně o 1/5 objemu válce. Tímto bylo dokázáno, že teplé plyny mají větší objem než plyny studené, což ukazuje rozdíl sloupce objemu obarvené vody.

Otázky a úkoly: 1) Proč svíčka zhasla? 2) Čím je tvořen vzduch? 3) Je vzduch směsí nebo chemicky čistá látka? Odpověď zdůvodni.

Řešení: 1) Svíčka zhasla, protože došlo k vyhoření veškerého kyslíku v uzavřené nádobě. 2) Vzduch tvoří 78 % dusíku, 21 % kyslíku, zbývající 1 % jsou vzácné plyny, oxid uhličitý, vodní pára, pevné nečistoty a další plyny. 3) Vzduch je směs tvořena různými chemickými látkami.

15

Pokus č. 6

Tančící rozinky

časová dotace: 3 minuty

Metodické doporučení: pokus je možno provést demonstračně, je též vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách; s dalšími pokusy na téma „Vlastnosti oxidu uhličitého“ jej lze provést v laboratorním cvičení. Vzhledem k tomu, že je časově nenáročný, je vhodnější do výuky.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Oxidy; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: úzká sklenice (250ml kádinka), lžička, rozinky, jedlá soda, ocet


Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf

Vlastní postup: 1) Do sklenice nalij přibližně 100 ml vody a 100 ml octa a přidej několik rozinek. 2) Následně do směsi přidej 1 lžičku jedlé sody.

16

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po přidání jedlé sody do směsi octa s rozinkami se začaly vytvářet bublinky oxidu uhličitého, které se vázaly na povrchu rozinek. Tím se rozinky dostávaly ze dna sklenice k hladině, kde se oxid uhličitý uvolňoval a rozinky opět padaly ke dnu nádoby.

Závěr: Reakcí octa s jedlou sodou vzniká oxid uhličitý, který v tomto případě sloužil prostřednictvím bublinek jako iniciátor „tance“ rozinek. Na hladině se vázané bublinky uvolní a rozinka klesá opět ke dnu. Reakce probíhá tak dlouho, dokud nezreaguje veškerá přidaná jedlá soda.

Otázky a úkoly: 1) Co způsobuje pohyb rozinek? 2) O jaký typ směsi se jedná? Odpověď zdůvodni. 3) Které složky obsahuje směs v tomto pokusu? 4) Se kterými směsmi se v životě běžně setkáváš?

Řešení: 1) Unikající oxid uhličitý, který vzniká reakcí octa s jedlou sodou. 2) Jde o různorodou směs, protože všechny její složky můžeme vidět pouhým okem. 3) Obsahuje pevnou složku – rozinky, nezreagovanou jedlou sodu; kapalnou složku – ocet; plynnou složku – oxid uhličitý. 4) Směsi, se kterými se v životě běžně setkáme, jsou: minerální voda, polévka, čaj, káva, med, mléko, marmeláda, krev, vzduch, horniny, slitiny kovů, dým, mlha a mnoho dalších.

17

Pokus č. 7

Vlastnosti oxidu uhličitého


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách, učitel by měl však vysvětlit princip; s dalšími pokusy na téma „Vlastnosti oxidu uhličitého“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Oxidy; Soli; Karboxylové kyseliny; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: 2 větší sklenice (500ml kádinky), PET lahev, 2 čajové svíčky, kapátko, lžíce, odměrný válec, zápalky, jedlá soda, ocet


Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Do obou sklenic vlož čajové svíčky a kolem svíček nasyp jedlou sodu. 2) Svíčky zapal. 3) Do kapátka naber ocet a přikapávej na jedlou sodu v jedné sklenici. 18

Úkol č. 2 1) Do PET láhve nasyp 1 lžíci jedlé sody a přilij asi 50 ml octa odměřeného v odměrném válci. 2) Až reakce ustane, opatrně přelij plyn z PET lahve do sklenice a následně jej přelij do další sklenice. 3) Zapal svíčku a z druhé sklenice na ni vylij plyn.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Svíčka ve sklenici, kam jsme nestříkali ocet, hořela. Svíčka ve sklenici, do které jsme stříkali ocet, přestala hořet, protože ocet reagoval s jedlou sodou za vzniku bublinek.

Plyn vznikající reakcí jedlé sody s octem lze přelévat podobně jako kapaliny. Vylitím plynu na svíčku svíčka zhasla.

Závěr: Reakcí jedlé sody s octem vznikal oxid uhličitý, který je však těžší (má větší hustotu) než vzduch, proto ze sklenice neunikal, ale zůstával na dně. Oxid uhličitý postupně zaplnil sklenici, čímž zamezil přísun kyslíku a svíčka uhasla. Plyny, jejichž hustota je větší než hustota vzduchu, lze přelévat podobně jako kapaliny. Oxid uhličitý má hasicí účinky, protože vylitím na svíčku došlo na chvíli k zamezení přístupu kyslíku potřebného k hoření a svíčka tedy uhasla.

Otázky a úkoly: 1) Proč jedna svíčka zhasla a druhá ne? 2) Jaké vlastnosti má oxid uhličitý? 3) Co je to tekutina a jaké tekutiny znáš? 4) Čím je oxid uhličitý nebezpečný například v jeskyních, studnách či vinných sklípcích? 19

Řešení: 1) Vyvíjející oxid uhličitý vzniklý reakcí jedle sody s octem zaplnil sklenici. Tím zamezil přístupu kyslíku a svíčka uhasla. 2) Bezbarvý nedýchatelný plyn, bez zápachu, těžší než vzduch, nehořlavý. 3) Tekutina je společný název pro kapaliny a plyny. Známe např. vodu, mléko, benzín, vzduch, zemní plyn atd. 4) Oxid uhličitý má větší hustotu než vzduch (je těžší), drží se tedy u dna. Vstupem do takového prostoru nám hrozí závratě, bezvědomí i smrt.

20

Pokus č. 8

Pěnový hasicí přístroj


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách při laboratorním cvičení na téma „Vlastnosti oxidu uhličitého“; demonstrační je vhodný pro expozici učiva.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Oxidy; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: PET láhev s víčkem, brčko (hadička), izolepa (plastelína), lžíce, zkumavka, špičaté nůžky, svíčka, zápalky, jedlá soda, ocet, saponát


Jar (obchodní název) Při zasažení očí: Pokud se výrobek dostane do očí, může způsobit přechodně nepatrné až mírné podráždění (zčervenání, pálení). Postižené místo okamžitě a důkladně oplachujte vodou po dobu minimálně 5 minut. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při zasažení kůže: Po dlouhodobém kontaktu s pokožkou může výrobek způsobit její nepatrné podráždění. Postižené místo umyjte důkladně vodou. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při vdechnutí: Pokud dojde k podráždění, vypláchněte ústa a krk vodou a vyjděte na čerstvý vzduch. Pokud dráždění přetrvává nebo se vyskytnou příznaky podobné astma, vyhledejte lékařskou pomoc.

21

Při požití: Pokud by došlo k náhodnému požití, může výrobek způsobit zvracení, popřípadě mírné podráždění sliznice. Napijte se vody nebo mléka. Nevyvolávejte zvracení. Pokud příznaky přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf Jar – http://www.seaclean.cz/users/seaclean/files/bl/Jar.pdf

Vlastní postup: 1) Opatrně udělej nůžkami dírku do víčka od PET lahve tak, abys mohl dírkou protáhnout brčko. Případné netěsnosti zalep izolepou nebo utěsni plastelínou. 2) Do PET lahve nasyp přibližně 2 až 3 lžíce jedlé sody a přilij trochu saponátu. 3) Zkumavku naplň skoro po okraj octem a vlož ji opatrně do PET lahve (zkumavka musí projít skrze hrdlo). Dávej pozor, aby se ocet nevylil. 4) Zapal svíčku a vlož ji do dřezu. 5) PET lahev uzavři víčkem a dávej pozor, aby spolu látky nezačaly reagovat. 6) Prstem ucpi konec brčka, protřepej PET lahev, uvolni konec brčka a namiř jím na hořící svíčku v dřezu.

Aparatura:

©Martin Vít

22

Zjištění: Po promíchání PET lahve z ní začala tryskat pěna, která uhasila svíčku.

Závěr: Reakcí jedlé sody s octem vzniká oxid uhličitý, který tvoří se saponátem pěnu. V PET lahvi se zvyšuje tlak a vznikající pěna uniká ven. Vzhledem k tomu, že je pěna tvořena oxidem uhličitým, který nepodporuje hoření, dochází k uhašení svíčky.

Poznámka: Na podobném principu fungují hasicí přístroje. Zjisti, na jaké požáry je vhodné používat hasicí přístroje plněné oxidem uhličitým.

Otázky a úkoly: 1) Který plyn vzniká reakcí jedlé sody s octem? 2) Proč se svíčka uhasila? 3) Jaké je tísňové telefonní číslo Hasičského záchranného sboru ČR? 4) S jakými hasicími přístroji se můžeme běžně setkat?

Řešení: 1) Reakcí jedlé sody s octem vzniká oxid uhličitý. 2) Pěna obsahující oxid uhličitý zamezila přístupu kyslíku obsaženému ve vzduchu, čímž došlo k uhašení svíčky. 3) Tísňové telefonní číslo na Hasičský záchranný sbor ČR je 150, možno volat i na Jednotné evropské číslo tísňového volání 112. 4) Běžně se můžeme setkat s pěnovými, vodními, sněhovými, práškovými hasicími přístroji; s halotronovými se už prakticky nesetkáme3.

3

Hasičský záchranný sbor Jihomoravského kraje – Jaký hasicí přístroj na co použít? [online] dostupné na: http://www.firebrno.cz/vase-cesty-k-bezpeci/hasici-pristroje [6.2.2014]

23

Pokus č. 9

Tvoříme směsi


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách; demonstrační je v tomto případě zbytečný; s dalšími pokusy na téma „Směsi“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Deriváty uhlovodíků; Cukry (sacharidy)

Pomůcky a chemikálie: 5 skleniček (kádinek), brčko, lžička, rozprašovač, svíčka, zápalky, voda, olej, potravinářské barvivo, ocet, saponát, cukr, rozdrcená křída


Jar (obchodní název) Při zasažení očí: Pokud se výrobek dostane do očí, může způsobit přechodně nepatrné až mírné podráždění (zčervenání, pálení). Postižené místo okamžitě a důkladně oplachujte vodou po dobu minimálně 5 minut. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při zasažení kůže: Po dlouhodobém kontaktu s pokožkou může výrobek způsobit její nepatrné podráždění. Postižené místo umyjte důkladně vodou. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při vdechnutí: Pokud dojde k podráždění, vypláchněte ústa a krk vodou a vyjděte na čerstvý vzduch. Pokud dráždění přetrvává nebo se vyskytnou příznaky podobné astma, vyhledejte lékařskou pomoc.

24


Bezpečnostní listy: Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf Jar – http://www.seaclean.cz/users/seaclean/files/bl/Jar.pdf

Vlastní postup: 1) Všechny skleničky naplň do poloviny vodou. 2) Do první skleničky přidej potravinářské barvivo (množství přibližně na špičku nože), směs promíchej a přilij olej. 3) Do druhé skleničky přilij ocet, do třetí přilij trochu saponátu, do čtvrté přidej lžičku cukru a do páté lžičku rozdrcené křídy. 4) Promíchej obsah všech skleniček; do skleničky se saponátem foukej brčkem. 5) Rozprašovač naplň vodou a rozstřikuj ji do vzduchu. 6) Zapal svíčku a po chvíli plamen sfoukni.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po promíchání skleniček došlo následujícímu pozorování: olej se ve vodě nerozpouští, je ve vodě rozptýlen, po krátkém čase stoupá k hladině (má menší hustotu než voda); ocet je s vodou volně mísitelný; foukáním do skleničky se saponátem vznikala pěna; cukr se ve vodě rozpustil; křída se ve vodě nerozpouští. Stříkáním z rozprašovače vznikaly malé vodní kapičky, které připomínaly mlhu. Sfouknutím plamene svíčky se objevil dým. 25

Závěr: Pokus názorně ukazuje, s jakými druhy směsí se můžeme běžně setkat. Základní dělení směsí je na stejnorodé a různorodé. Stejnorodé směsi, kterým říkáme roztoky, můžeme ještě rozdělit na pevné, kapalné a plynné směsi. U tohoto pokusu jsme se setkali pouze s kapalnými roztoky. Různorodé směsi můžeme rozlišit podle složení na suspenzi, emulzi, pěnu a aerosol.

Poznámka: V některých učebnicích se můžeme kromě stejnorodých a různorodých směsí setkat ještě s koloidními směsmi, jejichž částice nelze rozeznat okem, ale mikroskopem je rozeznat lze.

Otázky a úkoly: 1) Kde jsme vytvořili stejnorodou (homogenní) směs a kde různorodou (heterogenní) směs? 2) Jak rozlišíme stejnorodou směs od různorodé směsi? 3) Co je to aerosol? 4) Jaký obecný název mají jednotlivé připravené směsi a které látky je obecně tvoří?

Řešení: 1) Stejnorodá směs vznikla ve skleničce s octem a skleničce s cukrem, různorodá směs vznikla ve skleničce s olejem, saponátem a křídou, dále stříkáním rozprašovače a sfouknutím plamene svíčky. 2) U stejnorodých směsí nelze rozeznat částice okem, lupou ani mikroskopem, částice různorodých směsí rozlišíme již pouhým okem. 3) Aerosol jsou drobné pevné či kapalné částice rozptýlené v plynu, např. mlha, dým. 4) Stejnorodé směsi = roztoky – pevné (slitina kovů), kapalné (mořská voda), plynné (vzduch); různorodé směsi – suspenze (pevná látka v kapalině), emulze (kapalina v kapalině), pěna (plyn rozptýlený v kapalině nebo pevné látce), aerosol (kapalina nebo pevná látka rozptýlená v plynu).

26

Pokus č. 10

Destilace ovocného džusu


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách při laboratorním cvičení; demonstrační je z časových důvodů nevhodný, učitel však musí žákům vysvětlit princip.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Alkoholy; Deriváty uhlovodíků, Chemie a průmysl

Pomůcky a chemikálie: 2x laboratorní stojan, žíhací kruh, keramická síťka, 4x křížová svorka, 3x držák, frakční baňka, 2x zátka s otvorem, varné kamínky, teploměr, plynový kahan, chladič, alonž, předloha, zápalky, ovocný džus

První pomoc: Nutné dodržovat bezpečnost práce s plynovým kahanem. V případě popálení chladíme postižené místo proudem studené vody a přikryjeme sterilním obvazem. Dle závažnosti popálení je vhodné vyhledat lékařskou pomoc.

Vlastní postup: 1) Sestav destilační aparaturu podle obrázku níže. 2) Do frakční baňky nalij přibližně do 1/3 ovocný džus a přidej několik varných kamínků. 3) Zapal plynový kahan a přes keramickou síťku zahřívej frakční baňku. 4) Teplotu směsi udržuj na 100 °C, při mírném překročení teploty odstav kahan. 5) Poté co se začne odpařovat z džusu voda, nechej proudit studenou vodu z vodovodu do chladiče. 6) Do předlohy začne kapat čistá předestilovaná voda.

27

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Zahříváním směsi ve frakční baňce se po určité době začala odpařovat bezbarvá kapalina, která následně v chladiči kapalněla a stékala do připravené předlohy.

Závěr: Během pokusu se nám podařilo oddestilovat z ovocného džusu složku, která měla ve směsi nejnižší teplotu varu, tj. vodu (100 °C). Destilace se používá pro oddělování kapalných složek s rozdílnou teplotou varu ze stejnorodých směsí.

Otázky a úkoly: 1) Co je to destilace? 2) K čemu se používají varné kamínky? 3) Kde se v běžném životě můžeme setkat s destilovanými produkty (destiláty)?

Řešení: 1) Dělicí metoda k oddělování kapalných složek stejnorodých směsí, kdy se prvně odpařuje kapalina s nižší teplotou. 2) Varné kamínky zabrání „utajený var“, tedy přehřátí kapaliny nad bod varu. 3) Destiláty jsou např. lihoviny, destilovaná voda do přístrojů. 28

Pokus č. 11

Filtrace v přírodě


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách; demonstrační je také možný v případě předem připravené aparatury; s dalšími pokusy na téma „Dělení směsí“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: 2x skleničky (250ml kádinky), skleněná trubice (20 cm) s velkým průměrem (možno použít oříznutou PET lahev), gáza (obvaz), izolepa, nůžky, skleněná tyčinka, držák, laboratorní stojan, křížová svorka, vzorek znečištěné vody, štěrk, hlína, písek, popel (rozdrcené aktivní uhlí)

První pomoc: Vybrané látky nepředstavují žádné riziko. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách.

Vlastní postup: 1) Na jeden konec skleněné trubice (oříznuté PET lahve) přilep izolepou několikrát přeloženou gázu. 2) Do skleněné trubice (oříznuté PET lahve) vkládej postupně ve vrstvách popel (rozdrcené aktivní uhlí), písek, hlínu, štěrk, dokud sklenici nenaplníš. 3) Zajisti trubici do držáku na laboratorním stojanu. 4) Pod skleněnou trubici (oříznutou PET lahev) umísti kádinku. 5) Vzorek znečištěné vody přelij z kádinky do skleněné trubice (oříznuté PET lahve) a pozoruj průběh filtrace.

29

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Znečištěná voda byla po přefiltrování skrze námi připravený filtr čirá.

Závěr: Příroda má zvláštní schopnost samočištění. Podzemní voda v přírodě prostupuje k zemskému povrchu několika vrstvami (až několik set metrů), které slouží jako filtry. Stejně tak i naopak povrchová voda se vsakuje a prostupuje skrze vrstvy do hlubin Země. Podobným způsobem se čistí i voda v řece, pokud ji však člověk neznečišťuje splašky, vyplavenými hnojivy z polí a odpady.

Poznámka: Znečištěná voda v přírodě může i po přefiltrování obsahovat některé škodlivé látky, které přírodní filtry nezachytí (např. rozpuštěné soli, rozpuštěná vyplavená hnojiva, bakterie, mikroorganismy). Proto se nedoporučuje tuto vodu pít. Voda přečištěná tímto způsobem může způsobit krvavé průjmy i smrt.

Otázky a úkoly: 1) Co je to filtrace? 2) Co je to filtrát? 3) Kde se v domácnosti používají filtry?

Řešení: 1) Filtrace je etoda sloužící k oddělení pevných složek od kapalných nebo plynných složek směsí. 2) Filtrát je kapalná přefiltrovaná složka ve sklenici. 3) V domácnosti najdeme filtry např. v digestoři, vysavači, kávovaru; cedník, sítko v dřezu atd. 30

Pokus č. 12

Krystalizace

časová dotace: 15 minut/týden

Metodické doporučení: oba úkoly jsou vhodné jako žákovské pokusy prováděné ve dvojicích; úkol č. 1 je vhodný též jako demonstrační pokus; s dalšími pokusy na téma „Dělení směsí“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Soli; Chemie a průmysl

Pomůcky a chemikálie: kuželová baňka, odpařovací miska (Petriho miska s vyšším okrajem), lžička, hadřík, plynový kahan, zápalky, modrá skalice (pentahydrát síranu měďnatého), destilovaná voda

První pomoc: Síran měďnatý pentahydrát Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání (ne přímo z úst do úst), provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Síran měďnatý pentahydrát – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_127.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Do kuželové baňky vlij přibližně 150 ml destilované vody, lžičkou postupně přidávej modrou skalici a krouživými pohyby promíchávej, dokud se modrá skalice rozpouští. 2) Zapal kahan a opatrně roztok v kuželové baňce, kterou budeš držet navlhčeným hadříkem, zahřívej nad plamenem a lžičkou přidávej další množství modré skalice tak dlouho, dokud se rozpouští, a směs krouživým pohybem promíchávej. 31

3) Vzniklý roztok ochlazuj proudem studené tekoucí vody z vodovodu a směsí míchej.

Úkol č. 2 1) Připrav si nasycený roztok modré skalice – viz úkol č. 1 (body 1 a 2). 2) Nasycený roztok přelij do odpařovací misky (Petriho misky). 3) Misku na několik dní ulož bezpečné místo a nechej roztok odpařit.

Aparatura: ©Martin Vít

Zjištění: V kuželové baňce se po ochlazení roztoku začaly vylučovat malé krystalky modré skalice. V odpařovací misce (Petriho misce) se ze směsi po několika dnech odpařila voda a vznikly krystaly modré skalice

Závěr: Tímto pokusem bylo dokázáno, že prudkým ochlazením nasycených roztoků vznikají malé krystalky čisté látky. Naopak volnou krystalizací, která probíhala několik dní, vznikly velké krystaly.

Otázky a úkoly: 1) Co je krystalizace? 2) Co je nasycený roztok? 3) Proč při volné krystalizaci vznikají velké krystaly?

Řešení: 1) Metoda k oddělování a přečišťování rozpuštěných pevných složek stejnorodých směsí, kdy se z roztoku tyto složky vylučují ve formě krystalů. 2) Roztok, v jehož objemu již nelze rozpustit větší množství pevné látky. 3) Krystaly vznikají delší dobu.

32

Pokus č. 13

Adsorpční vlastnosti aktivního uhlí


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve dvojicích či skupinách; demonstrační je též možný, učitel však musí vysvětlit princip.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Nekovy; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: 3 skleničky (250ml kádinky), 2 nálevky, lžička, filtrační papír, nůžky, třecí miska, tlouček, laboratorní stojan, 2 filtrační kruhy, tyčinka, destilovaná voda, aktivní uhlí (popel), voda, potravinářské barvivo, červené víno, nápoj kolového typu

První pomoc: Aktivní uhlí Všeobecné pokyny: Projevují-li se zdravotní potíže, nebo v případě pochybností nebo nehody vyhledejte lékařskou pomoc a poskytněte lékaři informace z bezpečnostního listu. Ve všech případech zajistit postiženému duševní klid a zabránit prochlazení. Při poskytování první pomoci dbejte vlastní ochrany. Postižený nedýchá: je nutné okamžitě provádět umělé dýchání. Zástava srdce: je nutné okamžitě zahájit nepřímou masáž srdce. Bezvědomí: je nutné postiženého uložit a transportovat ve stabilizované poloze na boku. Při nadýchání: Postiženého přeneste na čerstvý vzduch. Při styku s kůží: Postižená místa důkladně omyjte vodou a mýdlem. Při zasažení očí: Ihned opatrně a důkladně vypláchněte oční sprchou nebo vodou. Při požití: Nehrozí žádné nebezpečí. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Po vdechnutí prachu může dojít k podráždění dýchacích cest. Při kontaktu s očima způsobuje mechanické dráždění částicemi produktu. Při požití několika gramů mohou vzniknout zažívací potíže.

Bezpečnostní listy: Aktivní uhlí – http://www.uprava-vody-chlor.cz/inc/getfile.php?file=037e0c8d39c52c30cc28728d1c 04817f5daa3544

33

Vlastní postup: 1) Ve skleničce obarvi asi 150 ml vody potravinářským barvivem. 2) Sestav filtrační aparaturu dle obrázku níže, na filtrační papír v druhé nálevce nasyp v třecí misce rozdrcené 2 až 3 tablety aktivního uhlí (možno použít i popel). 3) Filtrační papíry v obou nálevkách ovlhči destilovanou vodou. 4) Do první nálevky nalij polovinu objemu obarvené vody a zbytek do druhé nálevky s aktivním uhlím (popelem). 5) Pozoruj oba filtráty. Celý pokus můžeme zopakovat také s červeným vínem či kolovým nápojem.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po přefiltrování obarvené vody zůstal filtrát nezměněn. Po přefiltrování obarvené vody přes aktivní uhlí došlo k odbarvení vody.

Závěr: Aktivní uhlí má pórovitou strukturu a velký povrch, kde se může zachytit (adsorbovat) velké množství nečistot obsažených v látce (v našem případě barvivo), ale i plyny. Proto byl výsledný filtrát bezbarvý

Poznámka: Místo aktivního uhlí můžeme použít i běžné uhlí či popel.

Otázky a úkoly: 1) Která látka způsobila odbarvení roztoku? 2) Co znamená pojem adsorbovat?

Řešení: 1) Odbarvení roztoku způsobilo aktivní uhlí. 2) Adsorbovat znamená „zachytit se (vázat se) na povrchu“. 34

Pokus č. 14

Chromatografie


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve dvojicích či skupinách; demonstrační je též možný, učitel však musí vysvětlit princip. S dalšími pokusy na téma „Dělení směsí“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Alkoholy

Pomůcky a chemikálie: bílá křída, lihový fix hnědé barvy, kádinka (nízká sklenička, miska), filtrační papír, nůžky, vyšší kádinka (sklenička), špejle, vodové fixy (pastelky), ethanol, destilovaná voda


Bezpečnostní listy: Ethylalkohol 96% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/e/bezplist_31.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Lihovým fixem nakresli asi 2 cm od okraje křídy úzký pruh. 2) Nalij do kádinky ethanol do výšky asi 1,5 cm. 3) Do ethanolu postav křídu proužkem dolů (proužek nesmí být ponořen).

Úkol č. 2 1) Z filtračního papíru vystřihni stejné proužky.

35

2) Na každý proužek papíru nakresli jedním vodovým fixem (pastelkou) asi 1,5 cm od spodního okraje malý puntík. 3) Do skleničky nalij do výšky asi 1 cm destilované vody. 4) Skrze horní okraje papírových proužků propíchni špejli a polož ji na kádinku (papírky se nesmí vzájemně dotýkat a musí být spodními konci ponořené ve vodě, ale puntíky musí zůstat nad hladinou).

Aparatura:

©Martin Vít

©Martin Vít

Zjištění: Po chvíli se vzlínáním ethanolu křídou začal nakreslený proužek rozpíjet a rozdělovat na jednotlivé barevné složky, které tvoří výsledné zbarvení fixu. Stejného efektu bylo dosaženo i u pokusu s filtračním papírem a vodovými fixy. Každá barva je tvořena z různých základních barev. Pozor! Barviva se mohou lišit také podle výrobce!

Závěr: Chromatografie je dělicí metoda, kterou dochází k oddělování složek stejnorodé směsi na základě jejich rozdílné schopnosti vázat se k povrchu látky.

Otázky a úkoly: 1) Proč se jednotlivé barevné skvrny pohybují různou rychlostí? 2) Co je chromatogram? 3) Které další dělicí metody směsí znáš?

Řešení: 1) Jednotlivé složky kapalné směsi jsou různé velikosti a mají rozdílnou schopnost vázat se k povrchu pevné látky. 2) Chromatogram je grafický výsledek chromatografie. 3) Další metody dělení směsí jsou: separace, sedimentace, destilace, filtrace, krystalizace, odpařování, extrakce, sublimace. 36

Pokus č. 15

Povrchové napětí kapalin


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, učitel však musí vysvětlit princip, nebo žákovský prováděný ve skupinách.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Tuky

Pomůcky a chemikálie: 4 hluboké talíře, vatová tyčinka do uší, miska, jehla, padesátihaléř, kapátko, saponát, potravinářské barvivo, voda, odstředěné mléko, plnotučné mléko, smetana

První pomoc: Jar (obchodní název) Při zasažení očí: Pokud se výrobek dostane do očí, může způsobit přechodně nepatrné až mírné podráždění (zčervenání, pálení). Postižené místo okamžitě a důkladně oplachujte vodou po dobu minimálně 5 minut. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při zasažení kůže: Po dlouhodobém kontaktu s pokožkou může výrobek způsobit její nepatrné podráždění. Postižené místo umyjte důkladně vodou. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při vdechnutí: Pokud dojde k podráždění, vypláchněte ústa a krk vodou a vyjděte na čerstvý vzduch. Pokud dráždění přetrvává nebo se vyskytnou příznaky podobné astma, vyhledejte lékařskou pomoc. Při požití: Pokud by došlo k náhodnému požití, může výrobek způsobit zvracení, popřípadě mírné podráždění sliznice. Napijte se vody nebo mléka. Nevyvolávejte zvracení. Pokud příznaky přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Jar – http://www.seaclean.cz/users/seaclean/files/bl/Jar.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Do talířů nalij asi 0,5 cm vrstvu – do prvního talíře vodu, do druhého odstředěné mléko, do třetího plnotučné mléko a do čtvrtého talíře smetanu. 2) Hladinu jednotlivých kapalin posypej troškou barviva. 37

3) Vatovou tyčinku namoč do saponátu a postupně vkládej do jednotlivých talířů.

Úkol č. 2 1) Do misky nalij vodu. 2) Na ustálenou hladinu opatrně polož jehlu či padesátihaléř tak, aby se nepotopily. 3) Po kapkách přidávej kapátkem saponát.

Aparatura:

©Martin Vít

©Martin Vít

©Martin Vít

38

Zjištění: Vložením namočené vatové tyčinky v saponátu do jednotlivých kapalin na talířích došlo k rozptýlení barviva na hladině kapalin. Položením jehly či padesátihaléře na hladinu vody zůstaly předměty „plavat“. Přidáním saponátu předměty klesly ke dnu.

Závěr: Saponát způsobil snížení povrchového napětí kapalin. Tím došlo k rozptýlení barviv na hladině kapalin. Obecně všechny čisticí prostředky mají tuto vlastnost, a proto se používají na odstraňování nečistot z povrchů materiálů. Předměty se udrží na hladině díky povrchovému napětí kapalin. Přidáním saponátu došlo k jeho snížení a předměty tedy vlivem gravitace klesly ke dnu nádoby.

Otázky a úkoly: 1) Co způsobilo přidání saponátu do kapalin na talířích? 2) Kterými látkami běžně dostupnými v domácnosti bychom mohli docílit stejného efektu jako u saponátu?

Řešení: 1) Přidáním saponátu došlo ke snížení povrchového napětí kapalin. 2) Stejný efekt jako saponát způsobuje např. tekuté mýdlo, kostka mýdla.

39

Pokus č. 16

Sloní pěna


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační; variantu č. 1 mohou provádět také žáci např. při laboratorním cvičení na téma „Vlastnosti oxidu uhličitého“.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Nekovy; Oxidy; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: vysoký odměrný válec o velkém objemu, 100ml kádinka, lžička, jedlá soda, ocet, saponát, voda, potravinářské barvivo /nasycený roztok jodidu draselného, 30% peroxid vodíku, saponát


Jar (obchodní název) Při zasažení očí: Pokud se výrobek dostane do očí, může způsobit přechodně nepatrné až mírné podráždění (zčervenání, pálení). Postižené místo okamžitě a důkladně oplachujte vodou po dobu minimálně 5 minut. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při zasažení kůže: Po dlouhodobém kontaktu s pokožkou může výrobek způsobit její nepatrné podráždění. Postižené místo umyjte důkladně vodou. Pokud příznaky podráždění přetrvávají, vyhledejte lékařskou pomoc. Při vdechnutí: Pokud dojde k podráždění, vypláchněte ústa a krk vodou a vyjděte na čerstvý vzduch. Pokud dráždění přetrvává nebo se vyskytnou příznaky podobné astma, vyhledejte lékařskou pomoc. 40


Peroxid vodíku 30% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace), ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf Jar – http://www.seaclean.cz/users/seaclean/files/bl/Jar.pdf Jodid draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/j/bezplist_44.pdf Peroxid vodíku 30% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/p/bezplist_78.pdf

Vlastní postup: Varianta č. 1 – (žákovský pokus) 1) Do vysokého odměrného válce nalij přibližně 50 ml vody a přisyp přibližně 2 lžičky jedlé sody (můžeš přidat i trošku barviva a směs promíchat). 2) Do směsi přidej přibližně 1 lžičku saponátu a odměrný válec polož do dřezu. 3) Do kádinky nalij přibližně 100 ml octa a rychle ji pak přelij do odměrného válce se směsí.

Varianta č. 2 (demonstrační pokus pro učitele) 1) Do vysokého odměrného válce nalij přibližně 25 ml nasyceného roztoku jodidu draselného a přibližně 1 lžičku saponátu a odměrný válec vlož do dřezu. 2) Do kádinky nalij přibližně 25 ml 30% peroxidu vodíku a přelij do odměrného válce se směsí.

41

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Přelitím kapaliny z malé kádinky do odměrného válce vzniklo velké množství pěny, která proudem unikala z válce.

Závěr: Reakcí jedlé sody s octem (popř. jodidu draselného s peroxidem vodíku) vzniká oxid uhličitý (resp. kyslík), který se saponátem vytváří pěnu. V důsledku této reakce vzniká nadbytek pěny, která následně uniká z válce ven.

Otázky a úkoly: 1) Který plyn vzniká při reakci? 2) Jaký druh směsi je pěna? 3) Kde se využívá 3% peroxid vodíku?

Řešení: 1) Při reakci vzniká oxid uhličitý (popř. kyslík). 2) Pěna je heterogenní směs rozptýleného plynu v kapalině. 3) Peroxid vodíku se používá např. v lékařství na čištění otevřených ran nebo v kosmetice k bělení.

42

Pokus č. 17

O(d)barvujeme rajčatovou šťávu


Metodické doporučení: varianta č. 1 je vhodná jako žákovský pokus; variantu č. 2 provádí demonstračně učitel v digestoři nebo ve větraném prostoru z důvodu toxicity bromové vody; s dalšími pokusy na téma „Halogeny“ je lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Nekovy; Halogeny; Deriváty uhlovodíků

Pomůcky a chemikálie: úzká sklenička, skleněná tyčinka; úzký odměrný válec, gumové rukavice, rajčatová šťáva, Savo, čerstvě připravená bromová voda

První pomoc: Savo Original (obchodní název) Při vdechnutí: odstranit zdroj expozice, zajistit postiženému přívod čistého vzduchu, zabránit fyzické námaze (včetně chůze). Při styku s kůží: odstranit kontaminovaný oděv, při rozsáhlém náhodném zasažení pokožku důkladně omýt vodou. Při styku s okem: ihned vymývat min. 10 minut široce otevřené oči tekoucí vodou tak, aby se voda dostala i pod víčka. Při požití: vypláchnout ústa pitnou vodou, vypít 0,2-0,5 litru chladné pitné vody, nevyvolávat zvracení, zajistit rychlou lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Akutně převažuje dráždivý účinek. Pokyn týkající se okamžité lékařské pomoci a zvláštního ošetření Lékařskou pomoc zajistěte vždy při zasažení očí, požití a při přetrvávání dráždivých účinků (předložte štítek výrobku).

Brom Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci.

43

Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Savo Original – http://www.alfachem.cz/files/products_files/b/bl_-_savo_original__6-2011_.pdf Brom – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/b/bezplist_214.pdf

Vlastní postup: Varianta č. 1 (žákovský pokus) 1) Na ruce si navleč gumové rukavice. 2) Naplň skleničku přibližně do poloviny rajčatovou šťávou. 3) Přilij přibližně do 3/4 objemu skleničky Savo.

Varianta č. 2 (demonstrační pokus pro učitele) 1) Na ruce si navleč gumové rukavice. 2) Do odměrného válce nalij 60 ml rajčatové šťávy. 3) Přilij 20 ml bromové vody. 4) Směs opatrně promíchej skleněnou tyčinkou.


©Martin Vít

44

Zjištění: Po přidání Sava do rajčatové šťávy došlo k jejímu odbarvení. Po přidání bromové vody do rajčatové šťávy došlo k barevným přechodům v barvách duhy.

Závěr: Rajčatová šťáva obsahuje karotenoidy (konkrétně lykopen), což jsou červená organická barviva. Jejich reakcí se Savem (nebo bromovou vodou) dochází k adici (navazování) atomů chloru (bromu) na molekuly barviv, čímž dochází k jejich barevné změně.

Poznámka: Místo rajčatové šťávy lze také odbarvovat barevný hadřík, trvá to ale delší dobu.

Otázky a úkoly: 1) Které prvky způsobily změnu zbarvení rajčatové šťávy? 2) Do které skupiny v periodické soustavě prvků patří tyto prvky? Jak se jim obecně říká? 3) Které chemikálie jsou obsaženy v Savu?

Řešení: 1) Změnu zbarvení rajčatové šťávy způsobily atomy chloru; atomy bromu. 2) Chlor a brom jsou v 17. (dříve VII.A) skupině prvků; nazývají se halogeny. 3) V Savu jsou obsaženy látky: chlornan sodný, hydroxid sodný.

45

Pokus č. 18

Vlastnosti vaječné skořápky

časová dotace: 5 minut/1 den

Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách, může jej též demonstračně předvést učitel s tím, že vysvětlí princip.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Oxidy; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: úzká a vysoká sklenice (1000ml kádinka), vaječná skořápka, syrové vejce, zápalky, špejle, ocet


Bezpečnostní listy: Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Do sklenice nasyp mírně podrcenou vaječnou skořápku a postupně na ni nalij 100 ml octa. 2) Sleduj, co se se skořápkou po přidávání octa děje. 3) Zápalkou zapal špejli a hořící ji vlož do kádinky.

46

Úkol č. 2 1) Sklenici naplň octem přibližně 3 cm od okraje. 2) Vlož do sklenice syrové vejce a pozoruj děj. 3) Sklenici s vejcem odlož do další vyučovací hodiny chemie (stačí do druhého dne) na bezpečné místo. 4) Po uplynutí doby vejce opatrně vyjmi.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Na vaječné skořápce se po přidání octa a začaly tvořit bublinky. Přidáním hořící špejle do sklenice špejle uhasla. Na vejci se po vložení do octa začaly tvořit bublinky a vejce vyplavalo k hladině. Následně opět kleslo ke dnu. Děj se opakoval. Vaječná skořápka se do další vyučovací hodiny chemie (do druhého dne) rozpustila a vejce drželo svůj tvar díky pružné membráně, kterou bylo možno opatrně zmáčknout, aniž by praskla.

Závěr: Vaječná skořápka obsahuje uhličitan vápenatý, který reakcí s octem vytváří bezbarvý plyn, který nepodporuje hoření a tímto dochází k uhašení plamene. Tento plyn rovněž vyzvedá vejce prostřednictvím bublinek k hladině, kde praskají, a vejce opět klesá na dno. Děj se opakuje tak dlouho, dokud se vaječná skořápka nerozpustí.

Otázky a úkoly: 1) Který plyn vznikl reakcí uhličitanu vápenatého s octem? 2) Co způsobilo vznášení vejce? 3) Kterou látkou je tvořena ulita plžů? Jak lze tuto látku prokázat?

47

Řešení: 1) Reakcí uhličitanu vápenatého s octem vznikl oxid uhličitý. 2) Oxid uhličitý vázaný na povrchu vejce. 3) Ulity plžů tvoří uhličitan vápenatý; lze jej dokázat politím (rozpouštěním) kyselinou za vzniku bublinek oxidu uhličitého.

48

Pokus č. 19

Vodní sopka

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je doporučeno provádět jako demonstrační, žáci by se mohli opařit vroucí vodou.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda

Pomůcky a chemikálie: velká zavařovací sklenice (4 l), Erlenmeyerova baňka (250 ml), rychlovarná konvice, provázek, voda, potravinářské barvivo


Vlastní postup: 1) V rychlovarné konvici nech uvařit přibližně 300 ml vody. 2) Mezitím naplň velkou sklenici přibližně 5 cm pod okraj studenou vodou. 3) Pevně přivaž konec provázku kolem hrdla Erlenmeyerovy baňky. 4) Baňku naplň téměř po okraj vroucí vodou a obarvi troškou potravinářského barviva. 5) Pomocí provázku spusť naplněnou Erlenmeyerovu baňku do velké sklenice.

Aparatura:

©Martin Vít

49

Zjištění: Vložením baňky s vroucí obarvenou vodou do sklenice se studenou vodou došlo k „vytrysknutí“ vroucí vody vzhůru k hladině soustavy. Po vyrovnání teplot se obarvil veškerý objem vody.

Závěr: Teplá voda má menší hustotu než voda studená, proto se v soustavě drží v horní části nádoby. Postupem času dojde za pomoci Braunova pohybu a difuze k pohybu a mísení částic a také k vyrovnání teplot. Nakonec dojde k obarvení veškeré vody.

Otázky a úkoly: 1) Kterého fyzikálního jevu využila vodní sopka? 2) Co je Braunův pohyb? 3) Co je difuze?

Řešení: 1) Vlivem rozdílné teploty je u pokusu využito rozdílných hustot stejných kapalin. 2) Braunův pohyb je neustálý neuspořádaný pohyb částic látky. 3) Difuze je samovolné prolínání jedné látky do druhé.

50

Pokus č. 20

Poznáváme kyseliny a zásady


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách v laboratorním cvičení, možno jej provést i ve výuce s tím, že již bude připravený indikátor z červeného zelí. Učitel musí žákům vysvětlit princip pokusu.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Částice látek; Nekovy; Kovy; Kyseliny; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek; Soli; Deriváty uhlovodíků

Pomůcky a chemikálie: 8 skleniček (kádinek), lžíce, větší a menší hrnec, cedník, nůž, kuchyňské prkénko, červené zelí, destilovaná voda, ocet, citronová šťáva, voda, jedlá soda, mýdlový roztok, pecičky čističe na kuchyňské odpady (obchodní název „KRTEK“)


Citronová šťáva nepředstavuje významnější riziko. Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, zajistit ho proti prochladnutí. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat proudem vody. 51

Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (5 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit.

Hydroxid sodný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf Kyselina citronová bezvodá – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_48.pdf Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Hydroxid sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_37.pdf

Vlastní postup: 1) Nakrájej červené zelí na kousky, přidej je do většího hrnce s destilovanou vodou a nech vařit. 2) Po uvaření zelí přecedíš do menšího hrnce, do kterého jímáš vzniklý fialový roztok, a necháš jej vychladnout. 3) Mezitím si ve skleničce připrav zásaditý roztok rozpouštěním několika peciček čističe na kuchyňské odpady (obchodní název „KRTEK“) ve vodě (pecičky opatrně přidáváš lžíci do vody, nikoli naopak!). 4) První skleničku naplň přibližně 50 ml octa, druhou 50 ml citronové šťávy, třetí 50 ml vody, čtvrtou 50 ml vody, ve které rozpustíš lžičku jedlé sody, pátou 50 ml mýdlového roztoku a šestou 50 ml roztoku čističe na kuchyňské odpady. 5) Do všech skleniček přilij přibližně 50 ml fialového roztoku. 6) Do sedmé skleničky nalij fialový roztok ke srovnání.

52

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po přidání fialového roztoku z červeného zelí do octa a citronové šťávy vznikl červeně zbarvený roztok. S vodou se indikátorový fialový roztok nezměnil. S roztokem jedlé sody vznikl roztok světle fialové barvy a s roztokem mýdla barvy modré. Roztok s čističem na kuchyňské odpady byl žlutý.

Závěr: Roztok z červeného zelí slouží jako indikátor kyselin a zásad. Kyseliny se jím barví červeně. Neutrální roztoky mají odstíny fialové. Zásady naopak mají odstíny od modré – přes zelenou – po žlutou barvu.

Otázky a úkoly: 1) Co znamená pojem „indikátor“? 2) Co udává stupnice pH a jakých dosahuje hodnot? 3) Jaké pH je kyselé, jaké je neutrální a jaké zásadité?

Řešení: 1) Indikátor je látka, která mění zabarvení v rámci změny kyselosti či zásaditosti daného prostředí. 2) Stupnice pH udává míru kyselosti, respektive zásaditosti látek; dosahuje hodnot 0-14. 3) pH < 7 je kyselé, pH = 7 je neutrální, pH ˃ 7 je zásadité

53

Pokus č. 21

Domácí sycená limonáda


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný jednotlivci, v tomto případě si žáci mohou vypít připravenou limonádu; je však nutno žáky upozornit, že při klasickém pokusnictví se nikdy nic neochutnává! Tato limonáda je výjimkou, neboť použité suroviny se v potravinářství běžně používají.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Soli; Deriváty uhlovodíků; Cukry (sacharidy)

Pomůcky a chemikálie: 2 skleničky (300 ml), kávová lžička, prášková citronová kyselina, jedlá soda, cukr, potravinářské barvivo, pitná voda

První pomoc: Kyselina citronová bezvodá Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, zajistit ho proti prochladnutí. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace)! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Zvracení, průjem, poškození zubní skloviny, dermatitida.

Bezpečnostní listy: Kyselina citronová bezvodá – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_48.pdf Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf

Vlastní postup: 1) V jedné skleničce smíchej citronovou kyselinu (množství na špičku lžičky) a stejné množství jedlé sody. 54

2) Druhou skleničku naplň pitnou vodou a přidej trošku potravinářského barviva. 3) Obarvenou vodu přelij do skleničky s práškovou směsí. 4) Můžeš přidat cukr dle chuti.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Po přelití obarvené vody do práškové směsi došlo k tvorbě bublinek. Po ochutnání bylo zjištěno, že výsledný roztok (limonáda) má citronovou příchuť.

Závěr: Pokus ukazuje, jakým způsobem lze vyrobit domácí limonádu. Reakcí jedlé sody s citronovou kyselinou dochází ke vzniku bublinek oxidu uhličitého, který se přidává i do průmyslově vyráběných nápojů.

Otázky a úkoly: 1) Jakým způsobem bys prokázal vznikající oxid uhličitý? 2) Co způsobuje citronová kyselina v nápoji? 3) Proč se při průmyslové výrobě přidává do nápojů oxid uhličitý? 4) Zjisti koncentraci oxidu uhličitého v některých nápojích, které se prodávají v obchodech.

Řešení: 1) Do skleničky vložená zapálená špejle přestane v přítomnosti oxidu uhličitého hořet, protože oxid uhličitý nepodporuje hoření. 2) Citronová kyselina způsobuje typickou příchuť, zároveň slouží jako antibakteriální a konzervační látka. 3) Oxid uhličitý způsobuje kyselost nápojů (s vodou vytváří slabou kyselinu uhličitou); otevřením lahve s nápojem vznikají bublinky plynu.

55

Pokus č. 22

Chladicí směs


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách, učitel však musí předem vysvětlit princip pokusu. Vzhledem k časové náročnosti jej lze provést jako laboratorní cvičení, případně při expozici učiva.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Soli; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: plechovka, lžíce, teploměr (venkovní), podložka, igelitový sáček, kladivo, led, kuchyňská sůl, voda

První pomoc: Chlorid sodný Při expozici vdechováním: Irelevantní Při styku s kůží: Neuvedeno Při zasažení očí: Vypláchnout tekoucí vodou. Při požití: Neuvedeno

Bezpečnostní listy: Chlorid sodný – http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/labtech/pdf/bezp_listy/chlorid_sodny.pdf

Vlastní postup: 1) V igelitovém sáčku rozdrť kladivem led. 2) Rozdrcený led přesypej do plechovky a vlož do ní teploměr a změř teplotu. 3) Na podložku nalij trochu vody a postav do ní plechovku s ledem. 4) Do plechovky s ledem postupně přisypávej kuchyňskou sůl (přibližně do poměru 3:1) a lžící současně promíchávej směs a sleduj teplotu na teploměru. 5) Po několika minutách opatrně zvedni plechovku.

56

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Rozdrcený led má teplotu 0 °C. Po přidání soli do ledu a promíchání klesla teplota hluboko pod bod mrazu, přitom v plechovce zůstala voda rozpuštěná z ledu. Zvednutím plechovky došlo i ke zvednutí podložky, neboť k plechovce přimrzla.

Závěr: Voda zamrzá, resp. led taje při teplotě 0 °C, sůl (NaCl) má teplotu tání (tuhnutí) 801 °C. Tyto čisté látky krystalizují při teplotě tuhnutí (tání) a odevzdávají přitom svoje skupenské teplo tuhnutí (tání), takže teplota se nějakou dobu nemění a klesá až později. Naproti tomu u směsi látek dochází ke krystalizaci v určitém rozmezí teplot. Ve směsi ledu se solí teplota tuhnutí (tání) klesá hluboko pod 0 °C, led tedy začne tát. Na tání se dodává energie, která jde na úkor teploty směsi, proto její teplota klesne. Ve vhodném hmotnostním poměru (23,3% soli) klesá teplota tuhnutí (tání) směsi až na -21,2 °C, tedy osolená voda tuhne (led taje) při takto nízké teplotě. Vlivem poklesu teploty ve směsi došlo k následnému zmrznutí vody vylité na podložku, ke které plechovka přimrzla.

Poznámka: Při solení silnic se ovšem ani zdaleka nedosahuje takového poměru soli (23,3 %), proto je solení účinné přibližně do -7 °C. Čím více se teplota blíží této teplotě, tím více soli se na čtvereční metr silnice musí použít. Pak je vhodné používat jiné druhy posypů.

Otázky a úkoly: 1) Při jaké chemické reakci vznikají soli a voda? 2) Proč se v zimním období solí chodníky a silnice? 3) Je vhodné v zimním období provádět posyp solí v blízkosti zdrojů pitné vody a ekologicky chráněných lokalit? 57

Řešení: 1) Voda a sůl vzniká při neutralizaci kyseliny zásadou či zásady kyselinou. 2) Led v zimním období po posypání solí taje a rozpouští se. 3) Posyp solí u zdrojů pitné vody a ekologicky chráněných lokalit vhodný není, neboť se rozpuštěná směs dostává do podzemních vod, kde ohrožuje zdroje pitné vody. Stejný případ platí i pro ekologicky chráněné lokality, kde solný roztok ohrožuje faunu i floru.

58

Pokus č. 23

Důkaz kyslíku


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, případně jako žákovský prováděný ve skupinách; s dalšími pokusy na téma „Kyslík“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Vzduch; Voda; Nekovy; Oxidy; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: sklenice s víkem (zavařovací lahev), pekařské droždí, svíčka, zápalky, špejle, peroxid vodíku

První pomoc: Peroxid vodíku 30% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace), ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Peroxid vodíku 30% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/p/bezplist_78.pdf

Vlastní postup: 1) Do sklenice nadrob polovinu kostky pekařského droždí. 2) Přilij přibližně 50 ml peroxidu vodíku a sklenici uzavři víkem. 3) Po 3 minutách zapal svíčku a pomocí ní i špejli. 4) Otevři sklenici, sfoukni hořící špejli a rychle ji vlož do sklenice nad vzniklou pěnu.

59

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Ve sklenici se po přilití peroxidu vodíku začala tvořit pěna obsahující kyslík. Po vložení sfouknuté špejle do sklenice se špejle opět samovolně vznítila jasným plamenem.

Závěr: Reakcí droždí s peroxidem vodíku vzniká kyslík a voda. Přítomnost kyslíku byla prokázána vloženou sfouknutou špejlí, která se opět vznítila, protože kyslík je plyn podporující hoření látek.

Otázky a úkoly: 1) Kterými látkami je obecně tvořena pěna? 2) Proč se sfouknutá špejle po vložení do sklenice opět vznítila? 3) Jaké jsou podmínky, aby mohlo docházet k hoření látek?

Řešení: 1) Pěnu obecně tvoří plyn rozptýlený v kapalině. 2) Špejle se vznítila v přítomnosti kyslíku, vznikajícím rozkladem peroxidu vodíku. Kyslík podporuje hoření, proto se sfouknutá špejle samovolně vznítila. 3) Podmínkou je hořlavá látka (špejle), oxidační prostředek (kyslík) a zdroj zapálení (žhavý povrch, jiskra).

60

Pokus č. 24

Fotosyntéza

časová dotace: 10 – 15 minut, provedení pokusu: 5 minut

Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách, případně jej učitel připraví demonstračně na začátku hodiny, musí však vysvětlit jeho princip; s dalšími pokusy na téma „Kyslík“ či „Vlastnosti oxidu uhličitého“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Vzduch; Voda; Nekovy; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: sklenice, lžíce, lampa s běžnou žárovkou, vodní rostlina, jedlá soda, přírodní voda (např. z rybníka, řeky)


Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf

Vlastní postup: 1) Sklenici naplň vodou, přidej 1 lžíci jedlé sody a promíchej. 2) Do vody ponoř vodní rostlinu. 3) Zapni lampu a sviť jí na rostlinu ve sklenici. 4) Pozoruj průběh děje a sleduj, kdy začnou unikat první bublinky.

Aparatura:

©Martin Vít

61

Zjištění: Po osvětlování rostliny ve sklenici s roztokem jedlé sody se po několika minutách na listech rostliny začaly objevovat bublinky plynu.

Závěr: Voda odebraná z přírody je obecně mírně kyselá (pH = 6-7). Reakcí vody a jedlé sody tak vzniká mj. i oxid uhličitý, který vstupuje do procesu fotosyntézy rostlin. Osvětlením rostliny lampou dochází v průběhu fotosyntézy k přeměně oxidu uhličitého a produkci kyslíku, který se uvolňuje z listů rostliny ve formě bublinek.

Otázky a úkoly: 1) Co je fotosyntéza? Zapiš její chemickou rovnici. 2) Které faktory ovlivňují fotosyntézu? 3) Proč se na sklenici s rostlinou svítí lampou? 4) Co je chlorofyl? 5) Který plyn vzniká při fotosyntéze? 6) Proč se přidala do vody jedlá soda?

Řešení: 1) Fotosyntéza je složitý biochemický proces, při kterém v přítomnosti světelné energie za optimálních podmínek dochází k přeměně oxidu uhličitého na kyslík a energeticky bohatý cukr. Popisuje ji chemická rovnice: 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 2) Fotosyntézu ovlivňuje světlo a jeho intenzita, koncentrace oxidu uhličitého, dostatek vody a přiměřená teplota. 3) Lampa v tomto případě nahrazovala Slunce jako zdroj energie. 4) Chlorofyl je zelené barvivo obsažené v chloroplastech rostlinných buněk. 5) Při fotosyntéze vzniká kyslík. 6) Rozkladem jedlé sody vzniká oxid uhličitý, který rostliny využívají při fotosyntéze.

62

Pokus č. 25

Kyselé deště


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, mohou ho též provést žáci ve skupinách v laboratorních cvičeních za přímého dozoru učitele. Je nutné jej provádět v digestoři nebo ve větraném prostoru z důvodu toxicity vznikajících oxidů síry.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Vzduch; Voda; Nekovy; Oxidy; Kyseliny; Kyselost a zásaditost látek; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: zavařovací sklenice s víčkem, izolepa, nůžky, zápalky, pH papírek, kapátko, sirný knot, destilovaná voda, univerzální indikátor (např. z červeného zelí)

První pomoc: Oxid siřičitý Všeobecné pokyny: Okamžitě odložte veškeré kontaminované oblečení. Dbejte na ochranu a bezpečí osoby provádějící první pomoc. Okamžitě si vyžádejte radu lékaře. Při nadýchání: Dopravte postiženého na čerstvý vzduch a uložte v klidové poloze. Při podráždění plic: nejprve ošetřete kortikoidním sprejem, např. odměřenou dávkou aerosolu Ventolair nebo Pulmicort (Ventolair a Pulmicort jsou registrované obchodní značky). Při zástavě dechu: zahajte umělé dýchání s respiračními sáčky (Ambu-bag) nebo pomocí přístroje na umělé dýchání. Přivolejte lékaře. Při zasažení očí: Několik minut opatrně vyplachujte vodou. Vyjměte kontaktní čočky, jsou-li nasazeny a pokud je lze vyjmout snadno. Pokračujte ve vyplachování. Okamžitě přivolejte lékaře. Při styku s pokožkou: Při styku s kůží okamžitě omyjte velkým množstvím vody a pokud je to možné, odstraňte kontaminovaný oděv. V případě vzniku omrzlin se nepokoušejte sundávat oděv. Případně vzniklé omrzliny oplachujte vlažnou vodou alespoň 15 minut. Přiložte sterilní obvaz a vyhledejte lékařskou pomoc. Při požití: Vzhledem k povaze látky nepřipadá v úvahu. Pokyny pro lékaře – možná nebezpečí: Nebezpečí otoku plic. – pokyny pro ošetřování: Dodatečné sledování pneumonie a plicních edémů.

63

Kyselina siřičitá 5-6% Při vdechnutí: postiženého přenést na čerstvý vzduch a ponechat ho v klidu a v teple v poloze usnadňující dýchání. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: nevyvolávat zvracení! Vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Materiál má mimořádně ničivé účinky na tkáně sliznic a horních cest dýchacích, oči a kůži, spasmus, zánětlivý edém hrtanu, zánět a edém průdušek, pneumonitida, plicní edém, palčivý pocit, kašel, sípot, laryngitida, dušnost, bolesti hlavy, nevolnost.

Kyselina sírová 12% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch., nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Neprovádět neutralizaci! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Nevyvolávat zvracení. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Dráždivé účinky.

Bezpečnostní listy: Oxid siřičitý – http://www.ghcinvest.cz/files/uploaded/UserFiles/File/soubory/certifikace/bezplisty/ prumplyny/Oxid%20siřičitý_BL%20dle%20CLP.pdf Kyselina siřičitá 5-6% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_438.pdf Kyselina sírová 12% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_354.pdf

64

Vlastní postup: 1) Na spodní stranu víčka zavařovací sklenice přilep pomocí izolepy sirný knot. 2) Na dno zavařovací sklenice nalij destilovanou vodu a přikápni několik kapek univerzálního indikátoru (v případě indikátoru z červeného zelí přilij přibližně 10 ml indikátoru). 3) Zapal sirný knot připevněný na víčku a urychleně uzavři sklenici. 4) Po dohoření knotu promíchej uzavřenou sklenici. 5) Asi za 2 minuty otevři sklenici a ve vodě na dně sklenice namoč pH papírek, resp. přikapej univerzální indikátor (dávej pozor, aby ses nenadýchal unikajícího plynu) a sklenici znovu uzavři. 6) S pomocí obalu pH papírku odhadni výsledné pH roztoku.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Ve sklenici se po zapálení sirného knotu vytvářel nažloutlý dým. Použitý indikátor změnil zbarvení (fialový indikátor z červeného zelí se obarvil červeně). Po namočení pH papírku do roztoku na dně sklenice se papírek obarvil červeně. Z destilované vody se vlivem vznikajících plynů vytvořila kyselina.

Závěr: Zapálením sirného knotu došlo ke vzniku oxidu siřičitého, který reagoval dále se vzdušným kyslíkem za vzniku oxidu sírového. Tyto (kyselinotvorné) oxidy spolu s vodou vytvářely slabě koncentrovanou kyselinu siřičitou a kyselinu sírovou. Barva fialového indikátoru z červeného zelí se vlivem kyselin změnila v červenou. Namočením pH papírku bylo zjištěno přibližné pH roztoku kyseliny.

65

Poznámka: Bylo by jistě zajímavé porovnat výsledné pH roztoku s pH kuchyňského octa. Rozdíl by neměl být velký. Do zavařovací sklenice lze po vzniku plynů oxidů síry vložit červený květ růže, který se odbarví. Dokážou se tím i bělicí schopnosti vzniklého oxidu siřičitého.

Otázky a úkoly: 1) Co je kyselý déšť? 2) Jak vzniká kyselý déšť? 3) Čím je kyselý déšť nebezpečný? 4) Je kyselý déšť globálním problémem nebo pouze regionálním?

Řešení: 1) Kyselý déšť je déšť s nižším pH než klasický déšť. 2) Kyselý déšť vzniká v důsledku přirozeného působení oxidu uhličitého, oxidů síry a oxidů dusíku reagujících s vodou v atmosféře za vzniku kyselin, které prší na zemský povrch. 3) Kyselé deště působí nepříznivě pro životní prostředí. Kyselé deště přerušují produkci enzymů, dále uvolňují toxické ionty z půd, narušují vápencové skály. Dochází tak k hubení rostlin a živočichů. 4) Kyselinotvorné oxidy jsou produkovány téměř po celém světě. Vlivem proudění vzduchu jsou však tyto plyny přenášeny na dlouhé vzdálenosti. Nejohroženější oblasti jsou ale návětrné svahy hor, kde vzniklé kyseliny spadnou ve formě kyselého deště.

66

Pokus č. 26

Krasové jevy

časová dotace: 10 minut, provedení pokusu: týden

Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační vzhledem k časové náročnosti; je nutné vysvětlit žákům princip krasových jevů.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Vzduch; Voda; Soli

Pomůcky a chemikálie: 2 sklenice (250ml kádinka), lžíce, vlněný provázek, nůžky, 2 hřebíky, podložka, voda, jedlá soda


Bezpečnostní listy: Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf

Vlastní postup: 1) Ve sklenici vytvoř nasycený roztok z teplé vody a jedlé sody. 2) Nůžkami ustřihni asi 30 cm dlouhý vlněný provázek a na oba jeho konce přivaž hřebíky. 3) Obě sklenice umísti na podložku tak, aby mezi nimi byla mezera, a vlož do nich na dno hřebíky přivázané na provázku tak, aby vznikl mezi sklenicemi „můstek“. 4) Sestavu přemísti na bezpečné, slunné a teplé místo (např. na okno).

Aparatura:

©Martin Vít

67

Zjištění: Vlněným provázkem vzlíná nasycený roztok jedlé sody. Z roztoku se odpařuje voda a zůstávají bílé krystalky.

Závěr: Vzdušný oxid uhličitý vytváří s vodou slabou kyselinu uhličitou, která rozpouští ve vodě obsaženou jedlou sodu (hydrogenuhličitan sodný). Následným vypařováním vody se na provázku a stěně nádoby sráží bílý uhličitan sodný. V přírodě se však jedná o rozpouštění vápence (uhličitanu vápenatého), který ve formě roztoku hydrogenuhličitanu vápenatého prochází skrze horninové vrstvy a následným odpařováním vody a uvolňováním oxidu uhličitého se usazuje jako uhličitan vápenatý v podobě sintru.

Poznámka: Pro pokus bylo použito jedlé sody (hydrogenuhličitanu sodného), přírodní vápenec (uhličitan vápenatý) má však mírně odlišné složení, které není pro názorné účely pokusu významné.

Otázky a úkoly: 1) Co je nasycený roztok? 2) Vysvětli princip krasových jevů. Proces zapiš chemickými rovnicemi. 3) Které krasové jevy znáš? 4) Zkus vyhledat na mapě, případně na internetu, některé krasové oblasti. 5) Čím se zabývá speleolog a karsolog?

Řešení: 1) V objemu nasyceného roztoku nelze rozpustit další množství přidávané rozpouštěné látky. 2) Kyselina uhličitá, která vzniká z vody a vzdušného oxidu uhličitého, rozrušuje a rozpouští horninu. Vznikající ve vodě rozpustný hydrogenuhličitan vápenatý protéká skrze horninové vrstvy. Vlivem odpařování vody z roztoku probíhá zpětná reakce, při které se uvolňuje oxid uhličitý a zpětně krystalizuje uhličitan vápenatý (např. ve formě krápníků). CO2 + H2O → H2CO3 H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O 3) Rozlišujeme primární jevy, které vznikají přímou erozní činností vody – závrty, škrapy, ponory, vývěry, jeskyně, propasti, krasová údolí, polje, krasová jezírka apod.; a dále sekundární jevy, které vznikají vysrážením vápence z roztoku – sintr, brčka, krápníky apod. 4) V ČR např. Moravská kras, Český kras, Hranický kras, Pálava; na Slovensku Slovenský kras; dále ve světě Dinárský kras, Julské Alpy, Dolomity, Plitvická jezera atd. 5) Speleolog se zabývá výzkumem jeskyní, karsolog zkoumá krasy. 68

Pokus č. 27

Chemikovy zápalky


Metodické doporučení: pokus je spíše demonstrační, žáci ho mohou provést v laboratorních cvičeních, vhodnější je však pro chemické kroužky.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Soli; Alkoholy

Pomůcky a chemikálie: porcelánová miska, filtrační papír, nůžky, třecí miska a tlouček, lžička, gumové rukavice, glycerol (ethanol), manganistan draselný


Manganistan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Glycerollum 85% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/g/bezplist_687.pdf Ethylalkohol 96% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/e/bezplist_31.pdf 69

Manganistan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/m/bezplist_68.pdf

Vlastní postup: 1) Na ruce si navleč gumové rukavice. 2) Z filtračního papíru vystřihni proužek papíru přibližně o rozměrech 4 x 2 cm. 3) V třecí misce rozetři tloučkem několik krystalů manganistanu draselného a prášek vysyp na proužek filtračního papíru, který následně smotáš do úzké trubičky – „zápalky“. 4) Do porcelánové misky nalij na dno malé množství glycerolu (asi 10 ml) a ponoř do něj vytvořenou „zápalku“.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Zápalka vytvořená z manganistanu draselného zabaleného ve filtračním papíru ponořená do glycerolu začala po několika sekundách doutnat a následně se vznítila. Plamen byl zbarven do fialova.

Závěr: Manganistan draselný je silné oxidační činidlo, které oxiduje některé organické látky (např. glycerol) již při pokojové teplotě. Uvolněné teplo je tak velké, že dojde k samovolnému vznícení směsi. Plamen je fialového zbarvení z důvodu přítomnosti draselných kationtů.

Otázky a úkoly: 1) Proč se pro pokus použil rozdrcený manganistan draselný a ne krystalky? 2) Kterými dalšími kationty lze barvit plamen? 3) Jedná se o endotermickou nebo exotermickou reakci? Zdůvodni. 4) Manganistan draselný i glycerol se používá v lékařství. Můžeme je společně skladovat v lékárničce? Zdůvodni.

70

Řešení: 1) Rozdrcený manganistan draselný má větší povrch, reakce proto proběhne rychleji. 2) Lithné kationty barví plamen karmínově červeně, sodné žlutě, draselné fialově, vápenaté cihlově červeně, strontnaté karmínově červeně, barnaté zeleně, hořečnaté bíle, měďnaté, zeleně, borité zeleně atd. 3) Jedná se o exotermickou reakci, uvolňuje se při ní teplo. 4) Vzhledem k tomu, že směs manganistanu draselného a glycerolu vytváří samozápalnou směs, není doporučeno skladovat tyto látky pohromadě.

71

Pokus č. 28

Chemikovy prskavky

časová dotace: 1 den

Metodické doporučení: pokus je spíše demonstrační; žáci ho mohou provést v laboratorních cvičeních, vhodnější je však pro chemické kroužky vzhledem k časové náročnosti. Prskavku je doporučeno zapálit venku nebo v digestoři.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Kovy; Oxidy; Soli; Cukry (sacharidy)

Pomůcky a chemikálie: porcelánová miska, lžíce, třecí miska a tlouček, kapátko, drátek, horkovzdušná trouba, pečicí plech, zápalky, práškový hořčík (práškový hliník, práškové železo), voda, škrob (dextrin), manganistan draselný (dusičnan strontnatý, dusičnan barnatý)

První pomoc: Práškový hořčík Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Hliník práškový Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě potřeby vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

72

Železo práškové Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě potřeby vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Manganistan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Dusičnan strontnatý Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc. Nutné prostředky k zabezpečení okamžitého ošetření na pracovišti: voda Nutnost následné lékařské pomoci po poskytnutí první pomoci: doporučená

Dusičnan barnatý Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst). Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Vyhledat lékařskou pomoc.

73

Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Okamžitě vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Následující údaje se týkají obecně sloučenin barya: po požití: podráždění sliznic, nausea, slinění, zvracení, závratě, bolest, kolika, průjem. Systematické účinky zahrnují: srdeční arytmie, bradykardie (zpomalená srdeční činnost), zvýšený krevní tlak, selhání oběhu a svalová ztuhlost.

Bezpečnostní listy: Hořčík – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_494.pdf Hliník práškový – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_493.pdf Železo práškové – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/z/bezplist_301.pdf Škrob – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_155.pdf Manganistan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/m/bezplist_68.pdf Dusičnan strontnatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_474.pdf Dusičnan barnatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_133.pdf

Vlastní postup: Pokud je k dispozici dextrin, pokračuj v pokusu až od bodu č. 4 1) Na pečicí plech vysyp rovnoměrně malé množství škrobu (přibližně 2 lžíce) a plech vlož do trouby rozehřáté na 180 – 200 °C (od trouby neodcházej!). 2) Pražený škrob pravidelně promíchávej, dokud nebude mít tmavě žlutou barvu. 3) Po upražení vytáhni plech s připraveným dextrinem z trouby a nechej ho vychladnout. 4) Mezitím v třecí misce rozetři tloučkem 4 lžíce krystalků manganistanu draselného (dusičnanu strontnatého či dusičnanu barnatého) a prášek vysyp do porcelánové misky. 5) Do porcelánové misky přidej 2 lžíce práškového hořčíku (hliníku, železa) a směs důkladně promíchej. 6) Směs promíchávej, postupně přikapávej kapátkem vodu a lžící přisypávej připravený dextrin z pečicího plechu, dokud ze směsi nevznikne hustá kaše. 7) Do husté kaše namoč drátek a chvíli jej nechej osušit (tuto činnost několikrát zopakuj). 8) Hotovou prskavku odlož a nechej ji důkladně vysušit. 9) Připravenou prskavku zapal (v digestoři nebo venku).

74

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: V porcelánové misce připravená kašovitá směs po zaschnutí na drátku vytvořila námi vyrobenou prskavku. Prskavka po zapálení hořela charakteristickým prskavým způsobem.

Závěr: Dextrin se průmyslově připravuje pražením škrobu. Pro naše potřeby vystačila kuchyňská horkovzdušná trouba. Zhotovenou kašovitou směs jsme několikrát nanesli na drátek a nechali ji důkladně vyschnout. Tímto jsme vyrobili vlastní prskavku. Jejím zapálením došlo k iniciaci exotermické chemické reakce hoření hořčíku. Manganistan draselný (dusičnan strontnatý, dusičnan barnatý) změnil barvu plamene (jisker).

Poznámka: Dextrin neboli pražený škrob se používá k výrobě lepidel, jako pojivo v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Využití má také v pyrotechnice.

Otázky a úkoly: 1) Proč byl do směsi přidán dextrin (upražený škrob)? 2) Která látka způsobila typické „prskání“ vyrobené prskavky? 3) Proč byl do směsi přidán manganistan draselný (dusičnan strontnatý, dusičnan barnatý)?

Řešení: 1) Dextrin posloužil jako pojivo směsi. 2) Prskání způsobil hořčík ve formě prášku; hořel intenzivním plamenem, resp. jiskrami. 3) Tyto látky zbarvují plamen (jiskry) charakteristickými barvami (draselné kationty fialově, strontnaté karmínově červeně, barnaté zeleně).

75

Pokus č. 29

Zkáza parníku

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je doporučeno provádět pouze demonstračně.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Nekovy; Kovy; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek

Pomůcky a chemikálie: skleněná vana (umyvadlo), skleněná deska, kapátko, filtrační papír, kleště (pinzeta), nůž, podložka, sodík (draslík, vápník), fenolftalein

První pomoc: Sodík Po nadýchání: přejděte na čerstvý vzduch. Vyhledejte lékařskou pomoc. Po kontaktu s pokožkou: opláchněte velkým množstvím vody. Postříkejte polyethylenglykolem 400. Okamžitě svlékněte kontaminovaný oděv. Ihned přivolejte lékaře. Po zasažení očí: vypláchněte velkým množstvím vody. Ihned vyhledejte očního lékaře. Po požití: postižený musí vypít vodu (nejvýše dvě sklenice), nesmí zvracet (nebezpečí perforace!). Ihned přivolejte lékaře. Neprovádějte neutralizaci.

Fenolftalein Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Nevolnost, zvracení, horečka, projímavé účinky, poruchy CNS.

76

Hydroxid sodný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, ihned zajistit lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody, ihned zajistit lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut), ihned zajistit lékařskou pomoc. Při požití: vypít velké množství vody, v žádném případě nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nepokoušet se provést neutralizaci! Nutné prostředky k zabezpečení okamžitého ošetření na pracovišti: voda Nutnost následné lékařské pomoci po poskytnutí první pomoci: ano

Bezpečnostní listy: Sodík– http://chemistry.ujep.cz/userfiles/files/sodik_.pdf Fenolftalein – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/f/bezplist_272.pdf Hydroxid sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_110.pdf

Vlastní postup: 1) Skleněnou vanu naplň do poloviny vodou a přidej několik kapek fenolftaleinu. 2) Z filtračního papíru slož parník (lodičku). 3) Vyjmi kleštěmi kousek sodíku ze zásobní lahve a urychleně nožem uřízni malý kousek sodíku (ve velikosti čočky). 4) Parník polož na hladinu vody ve skleněné vaně a umísti do něj malý uříznutý kousek sodíku. 5) Vanu přikryj skleněnou deskou (z bezpečnostních důvodů) 6) Průběh reakce sleduj z dostatečné vzdálenosti!!!

Aparatura:

©Martin Vít

77

Návod na složení lodičky (parníku):

78

Zjištění: Sodík je velmi měkký kov, který lze krájet nožem. Po umístění kousku sodíku do parníku došlo po chvíli k dýmání parníku a následnému shoření. Voda obsažená ve vaničce se obarvila růžově. Závěr: Sodík má v Mohsově stupnici tvrdosti látek hodnotu menší než 1 (0,44), je tedy velmi měkký. Ve vlhkém prostředí sodík bouřlivě reaguje za vzniku hydroxidu sodného, jehož roztok v přítomnosti indikátoru fenolftaleinu je růžového zbarvení.

Otázky a úkoly: 1) Kde se v periodické soustavě prvků nacházejí alkalické kovy? Vyjmenuj je. 2) Jak se alkalické kovy uskladňují? 3) Co je indikátor? 4) Vyhledej informace o Mohsově stupnici tvrdosti látek.

Řešení: 1) Alkalické kovy leží v 1. skupině (dříve I. A) periodické soustavy prvků; patří sem lithium, sodík, draslík, rubidium, cesium, francium. 2) Uskladňují se v tzv. alifatických uhlovodících (např. nafta či petrolej), což jsou kapaliny neobsahující vodu. 3) Indikátor je látka, která mění své zbarvení v závislosti na změně kyselosti či zásaditosti prostředí. 4) Stupnici sestavil německý mineralog Friedrich Mohs na základě pozorování, kdy tvrdšími nerosty lze rýt do nerostů měkčích (opačně to nelze). Stupnice nerostů je seřazena od nejměkčích po nejtvrdší: mastek – sůl kamenná – kalcit – fluorit – apatit – živec (ortoklas) – křemen – topaz – korund – diamant.

4

MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy. Praha: Prometheus, 1988, 3. vydání.

79

Pokus č. 30

Přeměna vody ve víno a zpět

DEMONSTRAČNÍ časová dotace: 5 minut

Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský skupinový, případně i demonstrační; s dalšími pokusy na téma „Kyseliny a zásady“ jej lze provést v laboratorním cvičení.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Chemické výpočty; Kyseliny; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek; Soli

Pomůcky a chemikálie: kádinka (3 ks), kapátko (3 ks), destilovaná voda, fenolftalein, 1M hydroxid sodný, 2M kyselina chlorovodíková

První pomoc: Fenolftalein Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Nevolnost, zvracení, horečka, projímavé účinky, poruchy CNS.

Hydroxid sodný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, ihned zajistit lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody, ihned zajistit lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut), ihned zajistit lékařskou pomoc. 80

Při požití: vypít velké množství vody, v žádném případě nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nepokoušet se provést neutralizaci! Nutné prostředky k zabezpečení okamžitého ošetření na pracovišti: voda Nutnost následné lékařské pomoci po poskytnutí první pomoci: ano

Kyselina chlorovodíková Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat o či velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení, vyhledat lékařskou pomoc. Nutné prostředky k zabezpečení okamžitého ošetření na pracovišti: voda Nutnost následné lékařské pomoci po poskytnutí první pomoci: doporučená

Bezpečnostní listy: Fenolftalein – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/f/bezplist_272.pdf Hydroxid sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_110.pdf Kyselina chlorovodíková – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_229.pdf

Vlastní postup: 1) První kádinku naplň destilovanou vodou, přidej kapátkem 1 – 2 kapky fenolftaleinu a krouživým pohybem roztok promíchej. 2) Do druhé kádinky kápni 1 – 2 kapky 1M hydroxidu sodného. 3) Do třetí kádinky kápni 2 – 3 kapky 2M kyseliny chlorovodíkové. 4) Obsah první kádinky přelij do druhé, následně přelij obsah druhé kádinky do kádinky třetí.

Jak připravit 100 ml 1M roztoku NaOH? S pomocí vzorců n 

m a n  c  V vypočítáš hmotnost m látky, kterou navážíš na laboratorní M

váze, rozpustíš ji v destilované vodě v odměrné baňce a tu pak doplníš destilovanou vodou na objem 100 ml. (MNaOH = 40 g/mol, c = 1 mol/l, V = 0,1 l)

81

Výpočet:

m=c∙V∙M m = 1 ∙ 0,1 ∙ 40 m = 4 g NaOH

Na přípravu 100 ml 1M roztoku hydroxidu sodného je třeba navážit 4 g NaOH.

Jak připravit 100 ml 2M roztoku HCl z koncentrované HCl? 1. S pomocí vzorců n 

m a n  c  V vypočítáš hmotnost m látky M

(MHCl = 36,45 g/mol, c = 2 mol/l, V = 0,1 l) Výpočet:

m=c∙V∙M m = 2 ∙ 0,1 ∙ 36,45 m = 7,29 g

2) Pomocí trojčlenky vypočítáš hmotnost látky, kterou bude třeba odměřit pro přípravu roztoku. 7,29 g HCl

100% roztok

X

37% roztok

X=

7,29  100 37

X = 19,7 g

3) Z fyzikálních tabulek zjisti hustotu koncentrované kyseliny (ρ37% HCl = 1,19 g/ml). 4) Pomocí vzorce pro hustotu  

m vypočítáš objem kyseliny, který je nutno v odměrné V

baňce nutno doplnit na 100 ml. V=

V=

m

 19,7 1,19

V = 16,55 ml koncentrované HCl

Na přípravu 100 ml 2M roztoku kyseliny chlorovodíkové je třeba zředit 16,55 ml koncentrované (37%) kyseliny.

82

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Bezbarvá destilovaná voda s fenolftaleinem se po přelití k hydroxidu sodnému zbarvila do růžova, po přelití obsahu kádinky ke kyselině chlorovodíkové se opět odbarvila.

Závěr: Fenolftalein je acidobazický indikátor s přechodovou oblastí při pH 8,2-10,0. Destilovaná voda, která má neutrální pH, byla zalkalizována hydroxidem. Tím pH roztoku překročilo přechodovou oblast a roztok se zbarvil růžově. Přidáním nadbytku (případně koncentrovanější) kyselinou byl roztok okyselen, kleslo tak jeho pH pod přechodovou oblast a roztok se odbarvil.

Poznámka: Pro pokus lze použít i jiné bezbarvé kyseliny a zásady v podobném poměru koncentrací.

Otázky a úkoly: 1) Jakou barvu měl roztok na začátku a na konci pokusu? 2) Jakou barvu měl roztok po zalkalizování? 3) K čemu se v chemii využívá indikátor? 4) Jaký rozsah má stupnice pH? 5) Jaké pH má destilovaná voda?

Řešení: 1) Na začátku a na konci pokusu byl roztok bezbarvý. 2) Po zalkalizování byl roztok růžový. 3) Změnou kyselosti (zásaditosti) indikátoru dochází k barevnému přechodu. 4) Stupnice pH má rozsah 0-14. 5) Destilovaná voda má pH = 7.

83

Pokus č. 31

Voda jako zapalovač

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je doporučeno provádět pouze demonstračně např. v chemickém kroužku.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Chemické výpočty; Nekovy; Kovy; Oxidy; Soli

Pomůcky a chemikálie: váha, lodička, kovová miska, lžíce, kapátko, podložka, práškový zinek, dusičnan amonný, chlorid amonný, voda (led)

První pomoc: Zinek práškový Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Dusičnan amonný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Nevyvolávat zvracení. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Gastrointestinální poruchy, poruchy krvetvorby.

84

Chlorid amonný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyvolat zvracení, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Zinek práškový – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/z/bezplist_577.pdf Dusičnan amonný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_117.pdf Chlorid amonný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/ch/bezplist_39.pdf

Vlastní postup: V případě, že je některá výchozí látka navlhčená, je nutno ji vysušit! Z bezpečnostních důvodů pokus prováděj v digestoři se spuštěnou přední stěnou. 1) Na lodičce navaž 2 g práškového zinku a vysyp jej do kovové misky. 2) Navaž 0,5 g chloridu amonného a přisyp do kovové misky. 3) Navaž 2 g dusičnanu amonného a přisyp ke směsi do kovové misky. 4) Směs v misce opatrně promíchej a vytvoř hromádku. 5) Kapátkem naber vodu a kápni 1 kapku na směs (do směsi můžeš vložit i kostku ledu).

Aparatura:

©Martin Vít

85

Zjištění: Kápnutím 1 kapky vody do směsi došlo k prudké reakci, při které směs vzplanula intenzivním plamenem, a z hromádky létaly jiskry.

Závěr: Směs výchozích látek je velmi citlivá i na stopy vlhkosti. Přikápnutím vody, která v pokusu posloužila jako iniciátor hoření, došlo k prudkému vzplanutí směsi. Chlorid amonný posloužil jako katalyzátor. Vznikající jiskry byly způsobeny práškovým zinkem, který reagoval s dusičnanem amonným. Vznikl plynný dusík, vodní pára a oxid zinečnatý.

Poznámka: V pokusu použité výchozí látky se používají k výrobě pyrotechniky, proto je nutno s nimi pracovat opatrně a v suchém prostředí.

Otázky a úkoly: 1) Co je katalyzátor? 2) Jaké jsou podmínky pro hoření látek? 3) Proč je nutné pracovat se suchými látkami? 4) Zapiš průběh reakce chemickou rovnicí.

Řešení: 1) Katalyzátor je látka, která urychluje chemickou reakci a na konci reakce zůstane nezměněna. 2) K hoření je nutná hořlavá látka (práškový zinek), oxidační prostředek (kyslík)a zdroj iniciace (voda). 3) Směs látek se v přítomnosti vlhka samovolně vznítí. 4) 2 NH4NO3 + 2 Zn → 2 ZnO + 2 N2 + 4 H2O

86

Pokus č. 32

Zlatý déšť

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je doporučeno provádět pouze demonstračně vzhledem k časové náročnosti; je vhodné, aby učitel vysvětlil rozdíly v rychlosti ochlazování roztoku.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; SMĚSI; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Chemické výpočty; Soli

Pomůcky a chemikálie: váha, lodička, lžíce, 2 kádinky, odměrný válec, tyčinka, kapátko, baňka s plochým dnem (250 ml), trojnožka, keramická síťka, plynový kahan, zápalky, hadřík, jodid draselný, dusičnan olovnatý, kyselina dusičná, destilovaná voda

První pomoc: Dusičnan olovnatý Při vdechnutí: přerušit expozici, vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít asi 0,1-0,2 l vody, podat cca 5 tablet aktivního uhlí. Zvracení vyvolat pouze u osob při vědomí. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Při požití většího množství sloučenin olova je popisováno zvýšené slinění, kovová chuť v ústech, nevolnost, koliky, zvracení. Stoupá krevní tlak, tachykardie, bezvědomí a křeče. Chronická otrava má několik period: V první se olovo ukládá v těle – impregnace. Zhoršení tělesné kondice, únavnost. Ve druhé, manifestační periodě, nastupují koliky, ochrnutí prstů, postižení CNS, postižení ledvin, vliv na plod a plodnost.

Kyselina dusičná Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch., nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc.

87

Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Neprovádět neutralizaci! Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku), nepodávat aktivní uhlí! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Způsobuje těžké poleptání. Páry silně leptají a dráždí oči, dýchací orgány a kůži.

Jodid olovnatý Při zasažení očí: Je-li to možné, odstraňte kontaktní čočky. Okamžitě vyplachujte oči velký množstvím tekoucí vody po dobu nejméně 15 minut, přitom udržujte víčka otevřená. Nepoužívejte oční mast. Vyhledejte lékařskou pomoc. Při styku s kůží: Při styku s kůží okamžitě důkladně omyjte velkým množstvím vody. Následně můžete použít zjemňující krém. Pokud podráždění přetrvává, vyhledejte lékařskou pomoc. Kontaminovaný oděv před opětovným použitím vyperte. Při nadýchání: Postiženého nechejte odpočinout na dobře větraném místě a uvolněte mu těsný oděv. Jestliže je dýchání obtížné, podejte kyslík. Pokud postižený nedýchá, proveďte dýchání z úst do úst. Okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc. Při požití: Postiženému uvolněte těsný oděv. Vypláchněte mu ústa a dejte mu vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávejte zvracení. Prohlédněte ústní dutinu a ověřte, zda jsou tkáně poškozené. Pokud postižený nedýchá, proveďte dýchání z úst do úst. Okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc.

Dusičnan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky

88

Absorpce do těla vede k tvorbě methemoglobinu, který v dostatečné koncentraci způsobuje cyanózu. Nástup může být zpožděn o 2-4 hodiny, nebo i déle.

Bezpečnostní listy: Jodid draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/j/bezplist_44.pdf Dusičnan olovnatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_20.pdf Kyselina dusičná – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_290.pdf Jodid olovnatý – http://www.sciencelab.com/msds.php?msdsId=9924472 Dusičnan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_309.pdf

Vlastní postup: 1) Na lodičce navaž 0,3 g jodidu draselného, vysyp ho do kádinky a rozpusť ve 100 ml destilované vody. 2) Navaž 0,3 g dusičnanu olovnatého, vysyp ho do druhé kádinky, rozpusť ve 100 ml destilované vody a přidej kapátkem několik kapek kyseliny dusičné (dokud se nerozpustí vzniklý zákal). 3) Obě kádinky s roztoky zahřívej k varu zapáleným plynovým kahanem. 4) Jakmile se budou oba roztoky vařit, slij je do baňky (použij hadřík, ať se nespálíš o horkou kádinku). 5) Nyní máš několik možností: baňku ochlazuj proudem tekoucí studené vody z vodovodu nebo do roztoku můžeš vhodit několik kostek ledu nebo můžeš nechat roztok pomalu chladnout. 6) Po chvíli můžeš pozorovat zlaté krystaly jodidu olovnatého.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Smícháním obou roztoků a následným ochlazováním došlo k vyloučení zlatých krystalků jodidu olovnatého z roztoku.

89

Závěr: Obě výchozí látky (jodid draselný a dusičnan olovnatý) jsou rozpustné ve vodě. Slitím obou roztoků došlo k chemické reakci. Ochlazováním došlo k vyloučení zlatavé sraženiny – krystalků jodidu olovnatého, který je rozpustný v teplé vodě (v chladné vodě je téměř nerozpustný). Při pozvolném ochlazování byly krystalky větší, zatímco prudkým ochlazováním byly krystalky malé.

Otázky a úkoly: 1) Zapiš průběh reakce chemickou rovnicí. 2) Co je krystalizace? 3) Co je srážecí reakce? 4) Co je nasycený roztok? Byl v tomto pokusu některý z roztoků nasycený?

Řešení: 1) Pb(NO3)2 + 2 KI → 2 KNO3 + PbI2 2) Krystalizace je metoda k oddělování a přečišťování rozpuštěných pevných složek stejnorodých směsí, kdy se z roztoku tyto složky vylučují ve formě krystalů. 3) Při srážecích reakcích dochází v roztoku k záměně atomů (případně funkčních skupin) mezi látkami a v roztoku vzniká sraženina. 4) V objemu nasyceného roztoku již nelze rozpustit další množství rozpouštěné pevné látky; v pokusu nasycené roztoky připraveny nebyly.

90

Pokus č. 33

Filmová krev

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační např. v chemickém kroužku, je třeba jednoho dobrovolníka; žákům se provádět nedoporučuje, mohli by si poplést hranu nože a poranit spolužáka.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Soli

Pomůcky a chemikálie: 2 kádinky, nůž, 10% roztok chloridu železitého, 10% roztok thiokyanatanu draselného

První pomoc: Chlorid železitý Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Dráždivé účinky, nevolnost, zvracení.

Thiokyanatan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst). Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. 91

Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Thiokyanatan železitý viz thiokyanatan draselný

Bezpečnostní listy: Chlorid železitý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/ch/bezplist_140.pdf Thiokyanatan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/t/bezplist_98.pdf Chlorid draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/ch/bezplist_137.pdf

Vlastní postup: 1) Na ruku svého pomocníka nalij malé množství roztoku chloridu železitého. 2) Nalij malé množství roztoku thiokyanatanu draselného na čepel nože tak, aby roztok nestekl. 3) Tupou hranou nože přejeď po ruce pomocníka v místě, kam jsi nalil chlorid železitý. 4) Po pokusu si pomocník umyje ruce!

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Roztok chloridu železitého je nažloutlého zbarvení (vzhledově připomíná jodovou tinkturu, která se v lékařství používá k zevní dezinfekci). Roztok thiokyanatanu draselného je bezbarvý (vzhledově připomíná vodu, kterou nůž opláchneme). Přejetím nože přes „zdezinfikovanou“ kůži došlo ke smíchání roztoků. Vzniklý roztok je tmavočervené barvy.

Závěr: Smícháním obou výchozích roztoků se vytvořila tmavočervená sloučenina thiokyanatanu železitého, která připomínala barvou krev. V přítomnosti vody pak thiokyanatan železitý vytváří komplexní sloučeniny – thiokyanoželezitany. Chemickou reakci vystihuje rovnice: FeCl3 + 3 KSCN + → Fe(SCN)3 + 3 KCl 92

Otázky a úkoly: 1) Znáš výchozí látky reakce. Pojmenuj také produkty reakce.

Řešení: 1) Produkty reakce jsou thiokyanatan železitý a chlorid draselný.

93

Pokus č. 34

Kouzelný krasový dech


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný jednotlivci; demonstrační je v tomto případě zbytečný.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Oxidy; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek; Soli

Pomůcky a chemikálie: zkumavka, zátka s otvorem, brčko, vápenná voda (hydroxid vápenatý)

První pomoc: Hydroxid vápenatý Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst). Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace), ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nepokoušet se o neutralizaci.

Bezpečnostní listy: Hydroxid vápenatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_423.pdf Uhličitan vápenatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/u/bezplist_158.pdf

Vlastní postup: 1) Zkumavku naplň do poloviny vápennou vodou a uzavři ji zátkou s otvorem, do kterého vložíš brčko. 2) Skrz brčko foukej do vápenné vody ve zkumavce. 3) Foukej tak dlouho, až se v bezbarvém roztoku vytvoří bílá sraženina se zákalem a posléze se sraženina dalším foukáním rozpustí.

94

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Foukáním do bezbarvého roztoku vápenné vody došlo ke vzniku bílého zákalu a bílé sraženiny. Dalším foukáním se sraženina rozpustila a zakalený roztok se zpětně odbarvil.

Závěr: Při pokusu bylo využito oxidu uhličitého jako produktu dýchání, který reaguje s vápennou vodou a vzniká bílá sraženina uhličitanu vápenatého (bílý zákal). Při následující reakci s vydechovaným oxidem uhličitým vzniká hydrogenuhličitan vápenatý, který se v přítomnosti vody rozpouští a vzniká tak opět bezbarvý roztok.

Otázky a úkoly: 1) Zapiš průběh reakcí chemickými rovnicemi. 2) Co je tvrdá voda? 3) Co je vodní kámen? Jak lze odstranit? 4) Popiš princip děje krasových jevů v přírodě (výchozí látky, produkty).

Řešení: 1) Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O; CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2 2) Tvrdá voda obsahuje velké množství minerálů. 3) Bílý povlak ve vodovodních trubkách a na domácích spotřebičích, ve kterých se zahřívá voda; lze odstranit mechanicky nebo kyselinami (ocet, citronová kyselina apod.). 4) Kyselina uhličitá, která vzniká z vody a vzdušného oxidu uhličitého, rozrušuje a rozpouští horninu. Vznikající ve vodě rozpustný hydrogenuhličitan protéká skrze horninové vrstvy. Vlivem odpařování vody z roztoku probíhá zpětná reakce, při které se uvolňuje oxid uhličitý a zpětně krystalizuje uhličitan vápenatý (např. ve formě krápníků). CO2 + H2O → H2CO3 H2CO3 + CaCO3 → Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O 95

Pokus č. 35

Vlastnosti vodíku


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, případně též jako žákovský prováděný ve skupinách v laboratorním cvičení za přímého dozoru učitele. Při práci je nutné dodržovat bezpečnostní předpisy. Zapálení vodíku je doprovázeno hlučným třeskem. Žáky je nutné na tuto explozi předem upozornit.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Nekovy, Kovy, Kyseliny; Kyselost a zásaditost látek; Soli

Pomůcky a chemikálie: laboratorní stojan, křížová svorka, držák, zkumavka, gumová zátka s otvorem, skleněná trubička, hadička, (Kippův přístroj), plynový kahan, zápalky, špejle, trojnožka, triangl, plechovka s dírou ve dně, gumová zátka, zinek, 25% kyselina chlorovodíková

První pomoc: Kyselina chlorovodíková Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Neprovádět neutralizaci! Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku), nepodávat aktivní uhlí! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Silně žíravá, způsobuje těžké poškození očí, dýchacích cest a kůže.

Bezpečnostní listy: Zinek granulovaný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/z/bezplist_328.pdf Kyselina chlorovodíková – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_58.pdf

96

Vlastní postup: 1) Sestav aparaturu dle obrázku. 2) Do zkumavky vlož 2-3 granule zinku, přilij přibližně 5 ml kyseliny chlorovodíkové a zkumavku uzavři zátkou se skleněnou trubičkou. 3) Hadičkou jímej vznikající plyn do plechovky na dně uzavřené zátkou (plechovka musí stát dnem vzhůru) položené na trianglu na trojnožce. 4) Po naplnění plechovky plynem z bezpečnostních důvodů přeruš jímání např. přenesením laboratorního stojanu se zkumavkou. 5) Zápalkami zapal špejli, vyjmi zátku z plechovky a v rychlosti přilož k otvoru na dně plechovky hořící špejli. Pozor, nelekni se!

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Reakcí zinku s kyselinou chlorovodíkovou vzniká bezbarvý plyn (můžeme pozorovat bublinky), který se jímá do plechovky, která je dnem vzhůru. Po přiložení zapálené špejle k otvoru na dně plechovky dochází k hlučné explozi jímaného plynu (v případě většího objemu najímaného plynu dochází k „vystřelení“ plechovky do vzduchu).

Závěr: Průběh chemické reakce vzniku plynu popisuje chemická rovnice Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. Reakci hoření jímaného plynu vodíku pak popisuje chemická rovnice 2 H2 + O2 → 2 H2O. Samotný vodík je hořlavý, jak bylo dokázáno, ale hoření nepodporuje, proto je nutné reakci iniciovat jiskrou či plamenem.

97

Poznámka: Pokus lze provést i s vodou a saponátem, kdy plyn jímáme pod hladinou vody a vznikající bubliny zapálíme. Plyn lze též jímat do gumového balonku, ke kterému přiložíme hořící špejli.

Otázky a úkoly: 1) Který plyn vznikal v průběhu reakce, který se jímal do plechovky? 2) Proč byla při jímání plechovka dnem vzhůru? 3) Jaké má vznikající plyn vlastnosti? 4) Zjisti, jaké využití měl plyn v minulosti v dopravě. Proč se již tento druh dopravy nevyužívá? 5) Zjisti, jaké využití má plyn dnes?

Řešení: 1) V průběhu reakce vznikal vodík. 2) Vodík je lehčí než vzduch (má menší hustotu), proto byla plechovka dnem vzhůru; v opačném případě by unikal. 3) Vodík je bezbarvý plyn bez zápachu, lehčí než vzduch, hořlavý (hoří namodralým plamenem). 4) Vodík sloužil k plnění vzducholodí; doprava byla velmi nebezpečná vzhledem k jeho hořlavosti. 5) Vodík má široké uplatnění v chemii, metalurgii, používá se k plnění meteorologických balonů, jako raketové palivo, ve směsích pro hloubkové potápění, alternativní palivo budoucnosti atd.

98

Pokus č. 36

Modrý plamen v baňce

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační např. pro chemický kroužek; provádíme jej v digestoři; s dalšími pokusy na téma „Vlastnosti vodíku“ jej lze předvést v laboratorním cvičení. Při pokusu je nutné dodržovat bezpečnostní předpisy. Zapálení vodíku je doprovázeno hlučným třeskem. Žáky je nutné na tuto explozi předem upozornit.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Nekovy; Kovy; Kyseliny; Kyselost a zásaditost látek; Soli

Pomůcky a chemikálie: titrační baňka s plochým dnem, lžička, skleněná tyčinka, odměrný válec, zápalky, špejle, destilovaná voda, modrá skalice (pentahydrát síranu měďnatého), koncentrovaná kyselina chlorovodíková, hliník

První pomoc: Síran měďnatý pentahydrát Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání (ne přímo z úst do úst), provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Kyselina chlorovodíková 35% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Neprovádět neutralizaci! Vyhledat lékařskou pomoc.

99

Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku), nepodávat aktivní uhlí! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Silně žíravá, způsobuje těžké poškození očí, dýchacích cest a kůže.

Bezpečnostní listy: Síran měďnatý pentahydrát – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_127.pdf Kyselina chlorovodíková 35% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_58.pdf

Vlastní postup: 1) Do titrační baňky nalij 100-150 ml destilované vody, přisyp 3 lžičky modré skalice a směs promíchej skleněnou tyčinkou. 2) Do roztoku přidej 2-3 granule hliníku (můžeš i zmačkané kousky alobalu). 3) V odměrném válci odměř 50 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové a objem přilij do roztoku v baňce. 4) Za chvíli přilož zapálenou špejli do hrdla baňky.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Původně modrý roztok v baňce se po přidání kyseliny chlorovodíkové zbarví zeleně. Současně začne probíhat produkce bublinek plynu. Přiložením zapálené špejle do hrdla baňky dojde ke vznícení vznikajícího plynu, který hoří modrým plamenem. Vznícení plynu doprovází hlučný zvuk.

100

Závěr: Modrá skalice po rozpuštění ve vodě vytváří modrý roztok. Přilitím koncentrované kyseliny chlorovodíkové vzniká zelený roztok (vzniká chlorid měďnatý) a dochází k produkci bublinek vodíku díky reakci s hliníkem. Vodík v přítomnosti plamene hlučně vybuchuje a hoří v přítomnosti chloru modrým plamenem.

Poznámka: Při pokusu je nutné dodržovat bezpečnostní předpisy. Reakce hoření vodíku je doprovázena hlučným třeskem. Žáky je nutné na tuto explozi předem upozornit.

Otázky a úkoly: 1) Jaké použití má pentahydrát síranu měďnatého? 2) Jakým způsobem lze prokázat přítomnost vodíku? 3) Co vzniká při hoření vodíku?

Řešení: 1) Pentahydrát síranu měďnatého slouží k výrobě minerálních barev, impregnaci dřeva, k pokovování, ve veterinárním lékařství atd. 2) Zapálením vodíku dochází k hlučnému zvukovému efektu a plamen má modré zbarvení. 3) Při hoření vodíku vzniká voda.

101

Pokus č. 37

Neuhasitelný hořčík

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační, učitel však musí vysvětlit princip hoření. Je nutné upozornit žáky na oslnivou záři hoření hořčíku, která může poškodit zrak.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti Látek; Voda; Nekovy; Kovy; Oxidy, Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek

Pomůcky a chemikálie: keramická síťka, zápalky, plynový kahan, kleště, střička, kádinka, trojnožka, hořčíkové hobliny (hořčíková páska), voda

První pomoc: Hořčík Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Hořčík – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_494.pdf

Vlastní postup: Úkol č. 1 1) Na keramickou síťku vsyp malou hromádku hořčíkových hoblin (kousek hořčíkové pásky). 2) Zápalkami zapal plynový kahan. 3) Do kleští uchop několik hořčíkových hoblinek, plamenem kahanu je zapal a až začnou hořet, přidej je na hromádku s ostatními hoblinkami (plynovým kahanem zapal hořčíkovou pásku). 4) Jakmile začne hořčík hořet, postříkej ho vodou z bezpečné vzdálenosti ze střičky.

102

Úkol č. 2 1) Na trojnožku umísti keramickou síťku a na ni kádinku. 2) Do kádinky nalij 150 ml vody a přiveď ji zapáleným plynovým kahanem k varu. 3) Do kleští uchop několik hořčíkových hoblinek (kousek hořčíkové pásky) a zapal ji v plameni plynového kahanu. 4) Jakmile začne hořčík hořet, ponoř jej do kádinky s vařící vodou.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Hořčík hoří za intenzivního bílého světla. Postříkáním vodou se neuhasí, naopak hoří ještě intenzivněji než na vzduchu. Hořící hořčík se neuhasí ani ponořením pod vodu.

Závěr: Hořením hořčíku vzniká za intenzivního bílého světla (může poškodit zrak) bílý prášek – oxid hořečnatý, který ve vodných roztocích reaguje zásaditě. Hořící hořčík nelze hasit vodou, neboť hoří ještě intenzivněji – voda podporuje hoření tohoto kovu. Reakcí vzniká hydroxid hořečnatý a plynný vodík, který ihned shoří. Naopak je nutné zamezit přístupu kyslíku, čímž dojde k přerušení průběhu reakce.

Poznámka: Po pokusu můžeme zjistit pH roztoku v kádince indikátorovým papírkem.

Otázky a úkoly: 1) S jakými hasicími přístroji se můžeme běžně setkat? 2) Jakým hasicím přístrojem je vhodné hasit hořící hořčík? 3) Zapiš chemickou reakci hoření hořčíku a reakci hoření hořčíku ve vodě.

103

Řešení: 1) Můžeme se běžně setkat s pěnovým, vodním, sněhovým, práškovým hasicím přístrojem; s halotronovým se už prakticky nesetkáme. 2) Hořčík je vhodné hasit pěnovým hasicím přístrojem (nerozvíří prachové částice). 3) 2 Mg + O2 → 2 MgO; Mg + 2 H2O → Mg(OH)2 + H2

104

Pokus č. 38

Květina v halogenech

DEMONSTRAČNÍ

časová dotace: 3 minuty, provedení pokusu: 15 minut

Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační např. pro chemický kroužek; provádíme jej v digestoři nebo ve větraném prostoru z důvodu toxicity halogenů. Vzhledem k časové náročnosti je doporučeno jej provést před expozicí učiva. S dalšími pokusy na téma „Halogeny“ jej lze předvést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Nekovy; Halogeny; Kyseliny, Soli; Chemie a životní prostředí

Pomůcky a chemikálie: odměrný válec se zábrusem, zábrusová zátka, lžička, kapátko, květ červené růže, manganistan draselný, koncentrovaná kyselina chlorovodíková

První pomoc: Manganistan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Kyselina chlorovodíková 35% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Neprovádět neutralizaci! Vyhledat lékařskou pomoc.

105

Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku), nepodávat aktivní uhlí! Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Silně žíravá, způsobuje těžké poškození očí, dýchacích cest a kůže.

Chlor Všeobecné pokyny: Projevují-li se zdravotní potíže, nebo v případě pochybností nebo nehody vyhledejte lékařskou pomoc a poskytněte lékaři informace z bezpečnostního listu. Ve všech případech zajistit postiženému duševní klid a zabránit prochlazení. Při poskytování první pomoci dbejte vlastní ochrany. Postižený nedýchá: je nutné okamžitě provádět umělé dýchání. Zástava srdce: je nutné okamžitě zahájit nepřímou masáž srdce. Bezvědomí: je nutné postiženého uložit a transportovat ve stabilizované poloze na boku. Při nadýchání: Okamžitě přerušte expozici. Postiženého přeneste na čerstvý vzduch. Převlékněte postiženého v případě, že byl produktem zasažen oděv. Zajistěte postiženého proti prochladnutí. Zajistěte lékařské ošetření. Při styku s kůží: Svlékněte kontaminovaný oděv. Postižené místa na kůži okamžitě opláchněte velkým množstvím vlažné vody. Pokud nedošlo k poranění pokožky, je vhodné použít mýdlo, mýdlový roztok nebo šampon. Zajistěte lékařské ošetření. Při zasažení očí: Pokud má postižený kontaktní čočky, neprodleně je vyjměte. Okamžitě začněte vyplachovat oči při otevřených víčkách směrem od vnitřního koutku k vnějšímu proudem pitné vody po dobu nejméně 15 minut. Zajistěte lékařské ošetření. Při požití: Neuvažuje se, vzhledem k vlastnostem je požití nepravděpodobné. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Produkt má silný dráždivý a dusivý účinek. Vdechování může způsobit poleptání dýchacího traktu a sliznic. V závislosti na době působení a nabídnuté koncentraci zprvu jen dráždí, dráždění přechází v dušení a nelze vyloučit smrt při vysoké expozici. Může dojít k edému plic. Riziko zvyšuje fyzická práce a aktivní pohyb po expozici vysokým koncentracím.

Bezpečnostní listy: Manganistan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/m/bezplist_68.pdf Kyselina chlorovodíková 35% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_58.pdf Chlor tekutý technický – http://www.uprava-vody-chlor.cz/inc/getfile.php?file=2f09f47db98f58f751d d9889bbfd417e64477c5d 106

Vlastní postup: 1) Do odměrného válce vsyp lžičkou několik krystalků manganistanu draselného. 2) Manganistan draselný pokapej několika kapkami koncentrované kyseliny chlorovodíkové. 3) Odměrný válec rychle uzavři zábrusovou zátkou. 4) Připrav si květ růže, v rychlosti vyjmi zátku z odměrného válce, květ vlož dovnitř a rychle válec uzavři.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Reakcí manganistanu draselného s kyselinou chlorovodíkovou se ve válci začal uvolňovat plyn žlutozelené barvy. Vložením květu červené růže do atmosféry chloru dojde k odbarvení (až zprůhlednění) květu.

Závěr: Manganistan draselný je silné oxidační činidlo, které se v přítomnosti kyseliny chlorovodíkové redukuje. Vzniká vodný roztok chlorid manganatého a chloridu draselného se žlutozelenými parami chloru. Reakci popisuje chemická rovnice uvedená níže. Chlor má bělicí schopnosti, proto došlo k odbarvení červeného květu. 16 HCl + 2 KMnO4 → 5 Cl2 + 2 MnCl2 + 2 KCl + 8 H2O

Otázky a úkoly: 1) Ve které skupině periodické soustavy prvků se nacházejí halogeny? O které jde prvky? 2) Jaké mají halogeny vlastnosti? 3) Chlor se laboratorně připravuje také následujícími způsoby: 4HCl + MnO2 → Cl2 + MnCl2 + 2H2O nebo 4HCl + Ca(ClO)2 → 2Cl2 + CaCl2 + 2H2O. Pojmenuj výchozí látky a produkty. 107

Řešení: 1) Halogeny se nacházejí v 17. (dříve VII. A) skupině; patří sem fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I). 2) Halogeny jsou velmi reaktivní, velmi ochotně tvoří sloučeniny (v přírodě se s čistými látkami nesetkáme), mají velkou elektronegativitu, fluor a chlor jsou za normálních podmínek žlutozelené plyny, brom je hnědá kapalina, jod je pevná krystalická látka, která sublimuje. 3) Kyselina chlorovodíková reaguje s oxidem manganičitým za vzniku chloru, chloridu manganatého a vody; kyselina chlorovodíková reaguje s chlornanem vápenatým za vzniku chloru, chloridu vápenatého a vody.

108

Pokus č. 39

Opatrně s třaskavým jododusíkem

časová dotace: 10 minut,

DEMONSTRAČNÍ

provedení pokusu: 3 hodiny

Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační např. pro chemický kroužek; provádíme jej v digestoři nebo ve větraném prostoru z důvodu toxicity amoniaku. Vzhledem k časové náročnosti je doporučeno si jododusík připravit den dopředu. Při manipulaci se suchým jododusíkem je třeba největší opatrnosti. Jeho explozi mohou vyvolat i otřesy, hluk či akustické vlny, proto je vhodné s ním manipulovat a aplikovat jej na místo výbuchu ještě ve vlhkém stavu.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Nekovy; Soli

Pomůcky a chemikálie: váha, lodička, 2x kádinka, lžička, odměrný válec, filtrační papír, nálevka, filtrační kruh, laboratorní stojan, křížová svorka, skleněná tyčinka, keramická síťka, 25% roztok amoniaku, jod

První pomoc: Amoniak – vodný roztok 25-29% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace!), ihned vyhledat lékařskou pomoc. Neprovádět neutralizaci. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Produkt je žíravý, dobře rozpustný ve vodě. Látka je silně zásaditá i ve zředěných roztocích. Páry dráždí dýchací orgány. Může dojít k edému plic. Páry při vysokých koncentracích mohou poškodit zrak.

109

Jod Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyvolat zvracení, ihned vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Amoniak – vodný roztok 25-29% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/a/bezplist_1.pdf Jod – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/j/bezplist_334.pdf

Vlastní postup: 1) Na laboratorní váze odvaž v lodičce 1 g jodu a vsyp ho do kádinky. 2) V odměrném válci odměř 25 ml 25% roztoku amoniaku a vlij jej do kádinky s jodem. 3) V kádince vyloučenou černou sraženinu přes filtrační papír odfiltruj. 4) Skleněnou tyčinkou aplikuj trochu černé sraženiny na keramickou síťku a nechej sraženinu uschnout. 5) Jemně se dotkni např. lžičkou vysušené směsi (nelekni se exploze).

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Přefiltrovaná a vysušená černá sraženina po doteku lžící hlasitě explodovala za uvolnění fialového plynu. 110

Závěr: Jodid dusitý, triviálním názvem jododusík, je velmi nestabilní černozelená krystalická látka, která v suchém stavu při pouhém doteku exploduje. Exploze ale není nebezpečná. Ve vlhkém stavu je jododusík zcela bezpečný.

Otázky a úkoly: 1) Jaké využití má jodid dusitý? 2) Jaké vlastnosti má amoniak? 3) Jaké vlastnosti má jod?

Řešení: 1) Jodid dusitý se používá v zábavní pyrotechnice. 2) Amoniak je bezbarvý toxický plyn štiplavého zápachu, lehčí než vzduch, rozpustný ve vodě za vzniku zásaditého roztoku. 3) Jod je pevná krystalická látka (tvoři tmavě fialové krystalky), která sublimuje, dobře rozpustný v nepolárních rozpouštědlech, patří do skupiny halogenů, je biogenní prvek.

111

Pokus č. 40

Důkaz hydrátů solí


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, žákovský skupinový je možný v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; ANORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Chemické výpočty; Soli

Pomůcky a chemikálie: porcelánová žíhací miska, lžička, kapátko, plynový kahan, zápalky, trojnožka, keramická síťka, bezvodý síran měďnatý, destilovaná voda

První pomoc: Síran měďnatý bezvodý Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst). Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Síran měďnatý pentahydrát Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání (ne přímo z úst do úst), provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

112

Bezpečnostní listy: Síran měďnatý bezvodý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_169.pdf Síran měďnatý pentahydrát – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_127.pdf

Vlastní postup: 1) Do porcelánové žíhací misky vysyp 2-3 lžičky bezvodého síranu měďnatého. 2) Kapátkem přidej několik kapek destilované vody do porcelánové misky. 3) Na trojnožku polož keramickou síťku, na ni porcelánovou misku s obsahem, zapal plynový kahan a žíhej misku do odpaření vody.

Aparatura:

©Martin Vít

©Martin Vít

Zjištění: Bezvodý síran měďnatý je bílý krystalický prášek. Přidáním několika kapek vody došlo za syčení k jeho modrému obarvení. Žíháním se opět odbarvil.

Závěr: Hydráty solí jsou látky, které ve svých molekulách obsahují molekuly vody. Přítomnost vody ovlivňuje jejich barvu. Bezvodý síran měďnatý CuSO4 je bílé barvy, jeho pentahydrát CuSO4 ∙ 5 H2O je modrý. Žíháním pentahydrátu dochází k vyloučení vody z molekuly a následnému odbarvení.

Poznámka: Pro důkaz hydrátů lze použít i bezvodý síran železnatý světle zelené barvy, který vlhkostí mění barvu do žlutého až hnědého odstínu.

Otázky a úkoly: 1) Kolik procent vody je obsaženo v modré skalici CuSO4 ∙ 5 H2O a zelené skalici FeSO4 ∙ 7 H2O?

113

Řešení: 1) X %.......18 g/mol…………H2O

nebo

100 %...249,7 g/mol……CuSO4 ∙ 5 H2O

x

X %.......159,6 g/mol……CuSO4 100 %...249,7 g/mol……CuSO4 ∙ 5 H2O

5  18  100 249,7

x

X = 36 %

159,6  100 249,7

X = 63,9 % ? % H2O = 100 – 63,9 = 36,1 %

Modrá skalice obsahuje přibližně 36 % vody*.

X %......18 g/mol…………H2O

nebo

100 %...278,1 g/mol……FeSO4 ∙ 7 H2O

x

X %......151,9 g/mol……FeSO4 100 %..278,1 g/mol……FeSO4 ∙ 7 H2O

7  18  100 278,1

x

X = 45,3 %

151,9  100 278,1

X = 54,6 % ? % H2O = 100 – 54,6 = 45,4 %

Zelená skalice obsahuje přibližně 45,3 % vody*.

* odchylka ve výpočtech je způsobena zaokrouhlováním na jedno desetinné místo

114

Pokus č. 41

Titrace


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako žákovský prováděný ve skupinách v laboratorním cvičení, v případě dostatku pomůcek lze i ve dvojicích či jednotlivě. Demonstrační provedení je doporučeno s tím, že učitel vysvětlí princip titrace a jak se má postupovat.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Chemické výpočty; Kyseliny; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek; Soli; Karboxylové kyseliny

Pomůcky a chemikálie: laboratorní stojan, křížová svorka, držák na zkumavky, byreta, nálevka, titrační baňka, odměrný válec (50 ml), 0,1 mol/l hydroxid sodný/roztok jedlé sody, ocet, indikátor z červeného zelí

První pomoc: Kuchyňský ocet nepředstavuje významnější riziko. Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch., nenechat ho chodit! Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat proudem vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. K pití se nesmí postižený nutit. Nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace jícnu a žaludku). Nepokoušet se o neutralizaci. Vhodné vyhledat lékařskou pomoc.

Hydroxid sodný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, ihned zajistit lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody, ihned zajistit lékařskou pomoc.

115

Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut), ihned zajistit lékařskou pomoc. Při požití: vypít velké množství vody, v žádném případě nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nepokoušet se provést neutralizaci! Nutné prostředky k zabezpečení okamžitého ošetření na pracovišti: voda Nutnost následné lékařské pomoci po poskytnutí první pomoci: ano

Bezpečnostní listy: Hydroxid sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_110.pdf Hydrogenuhličitan sodný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/h/bezplist_136.pdf Kyselina octová – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/k/bezplist_122.pdf

Vlastní postup: 1) Na laboratorním stojanu upevni do držáku na zkumavky byretu a naplň ji pomocí nálevky 0,1mol/l roztokem hydroxidu sodného (roztokem jedlé sody). 2) Do titrační baňky nalij 50 ml octa a přilij 10 ml roztoku indikátoru z červeného zelí. 3) Titraci prováděj do prvního fialového zabarvení (bodu ekvivalence) roztoku v titrační baňce. 4) Zapiš si množství spotřebovaného roztoku NaOH (jedlé sody). 5) Potom přikapávej z byrety další kapky a sleduj změnu zbarvení v titrační baňce.

Aparatura:

©Martin Vít

116

Zjištění: Před titrací měl kyselý roztok v titrační baňce červenou barvu. Přikapáváním zásady do kyselého roztoku roztok postupně fialověl, ale promícháváním opět červenal. Reakce byla v bodě ekvivalence tehdy, když fialový roztok již nezčervenal. Přidáváním nadbytečných kapek zásady do fialového roztoku došlo ke změně barvy roztoku na žlutou.

Závěr: Titrace je laboratorní metoda ke stanovování neznámých koncentrací roztoků látek, jejichž objem je známý. K výpočtu je třeba standardní látky o známé koncentraci a známém objemu, který byl k titraci spotřebován (v tomto případě roztok NaOH). Do titrovaného roztoku se přidává indikátor, díky kterému lze poznat změnu pH roztoku změnou jeho zbarvení v bodě ekvivalence. Přidáním nadbytečné kapky standardního roztoku dochází již k nepřesnosti měření.

Otázky a úkoly: 1) Co je indikátor? 2) Jaké zbarvení měl v pokusu kyselý roztok octa? 3) Jaké zbarvení měl neutrální roztok? 4) Jak se při titraci pozná bod ekvivalence? 5) Co je titrační křivka? 6) Vyhledej v literatuře či na internetu další indikátory, jejich barevný přechod a přechodovou oblast pH.

Řešení: 1) Indikátor je látka, která mění zabarvení v rámci změny kyselosti či zásaditosti daného prostředí. 2) Ocet byl přítomností indikátoru zbarven červeně. 3) Neutrální roztok byl fialový. 4) V bodě ekvivalence dochází k barevně změně (fialová barva se nemění na původní červenou). 5) Titrační křivka určuje závislost pH roztoku na přidaném objemu titračního činidla. Je charakteristická pro acidobazické titrace.

117

Pokus č. 42

Peklo ve zkumavce

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační z důvodu k bezpečnosti, protože uhlík může vyskočit ze zkumavky, případně se může prasknout zkumavka.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Nekovy, Oxidy; Soli

Pomůcky a chemikálie: laboratorní stojan, křížová svorka, držák na zkumavky, zkumavka, plynový kahan, zápalky, kleště, lžička, miska s pískem, dřevěné uhlí, dusičnan draselný

První pomoc: Dusičnan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Absorpce do těla vede k tvorbě methemoglobinu, který v dostatečné koncentraci způsobuje cyanózu. Nástup může být zpožděn o 2–4 hodiny, nebo i déle.

Dusitan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

118

Bezpečnostní listy: Dusičnan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_309.pdf Dusitan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_310.pdf

Vlastní postup: 1) Upevni svisle zkumavku na laboratorní stojan a pod ní umísti misku s pískem. 2) Lžičkou vsyp do zkumavky přibližně 1 cm vrstvu dusičnanu draselného. 3) Zapal plynový kahan a plamenem zahřívej dusičnan do roztavení. 4) Do kleští uchop kousek dřevěného uhlí a v plameni kahanu ho zahřívej do zčervenání. 5) Poté vhoď uhlí do zkumavky na stojanu.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Bílý dusičnan draselný se zahříváním rozpustil v bezbarvou kapalinu, do které byl vložen žhavý kousek dřevěného uhlí. Došlo k reakci hoření a poskakování uhlí ve zkumavce za zvukového efektu.

Závěr: Zahříváním dusičnanu draselného dochází k jeho rozkladu na dusitan draselný a kyslík. Kyslík podporuje hoření, čímž dochází k hoření vloženého uhlíku. 2 KNO3 → 2 KNO2 + O2 C + O2 → CO2 119

Poznámka: Podobnou reakci lze provést také s chlorečnanem draselným, kdy po jeho roztavení vložíme do zkumavky gumového medvídka. V tomto případě reakce není tak bouřlivá.

Otázky a úkoly: 1) Zjisti teplotu tání některých dusičnanů. 2) Jedná se o reakci exotermickou nebo endotermickou? Zdůvodni. 3) Jaký účel plní miska naplněná pískem pod připevněnou zkumavkou? 4) Jaká je teplota tání skla?

Řešení: 1) AgNO3 212 °C, Ba(NO3)2 592 °C, Cd(NO3)2 ∙ 4 H2O 59,6 °C, Cu(NO3)2 ∙ 3 H2O 114,5 °C, KNO3 334 °C, NaNO3 307 °C, Pb(NO3)2 470 °C5 2) Během reakce se uvolňuje velké množství tepla, je tedy exotermická. 3) Miska naplněná pískem zajišťuje bezpečnost; zkumavka se během pokusu může zahřát natolik, že se utaví její dno a obsah spadne do písku. 4) Teplotu tání skla nelze přesně určit, je přibližně od 1000 °C do 2000 °C, záleží na druhu příměsí daného skla; křemenné sklo má teplotu tání 1650 °C

5

MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy. Praha: Prometheus, 1988, 3. vydání.

120

Pokus č. 43

Svítící vejce

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační; z důvodu bezpečnosti by se žáci měli dívat z bezpečné vzdálenosti. Lze provést např. v chemickém kroužku.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Směsi; Voda; Nekovy; Oxidy; Hydroxidy; Soli

Pomůcky a chemikálie: porcelánová miska, lžička, vyfouknuté vejce, plastelína, 250ml kádinka, ponorný vařič, Petriho miska, voda, dusičnan draselný, oxid vápenatý, prášková síra

První pomoc: Dusičnan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Absorpce do těla vede k tvorbě methemoglobinu, který v dostatečné koncentraci způsobuje cyanózu. Nástup může být zpožděn o 2–4 hodiny, nebo i déle.

Oxid vápenatý Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc.

121

Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení, vyhledat lékařskou pomoc.

Síra Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě potřeby vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyvolat zvracení, vyhledat lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Dusičnan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_309.pdf Oxid vápenatý – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/o/bezplist_527.pdf Síra – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/s/bezplist_82.pdf

Vlastní postup: 1) V porcelánové misce promíchej 2 lžičky dusičnanu draselného, 2 lžičky oxidu vápenatého a 2 lžičky práškové síry. 2) Připravenou směsí naplň vyfouknuté vejce. 3) Díry po vyfouknutí vejce ucpi plastelínou. 4) Naplň kádinku přibližně ze 2/3 vodou, kterou přivedeš ponorným vařičem k varu. 5) Do kádinky s vroucí vodou vlož připravené vejce a Petriho miskou kádinku přikryj.


122

Zjištění: Vejce vložené do vody začne „svítit“.

Závěr: Směs uvnitř vejce reaguje na vlhkost, čímž následně dochází k zažehnutí směsi. Hoření je iniciováno oxidem vápenatým, který reaguje s vodou za uvolňování tepla. CaO + H2O → Ca(OH)2 Uvolňováním tepla se rozkládá dusičnan draselný na dusitan draselný a kyslík, který podporuje hoření. Síra hoří intenzivním světlem, které je vidět i přes skořápku vejce, současně však reaguje také s dusitanem draselným. 2 KNO3 → 2 KNO2 + O2 S + O2 → SO2 3 S + 2 KNO2 → K2S + N2 + 2 SO2 Vzniklé teplo působí negativně na vaječnou skořápku tvořenou uhličitanem vápenatým, který se termicky rozkládá na oxid vápenatý, vstupující do reakce s vodou, a oxid uhličitý. CaCO3 → CaO + CO2 Na druhou stranu ale probíhá reakce, kterou opět vzniká uhličitan vápenatý tvořící skořápku. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Poznámka: Díry po vyfouknutí lze ucpat též čerstvě připravenou sádrou. V tomto případě je však nutné nejprve ucpat jednu díru, sádru nechat vyschnout, naplnit vejce směsí a ucpat sádrou druhou díru. Směs ve vejci nesmí přijít do styku s vlhkou sádrou. Vejce může vlivem tepla prasknout.

Otázky a úkoly: 1) Která látka uvnitř vejce způsobila iniciaci reakce? 2) Jak se dostal do vejce kyslík, který podporoval hoření? 3) Jakou látkou je tvořena vaječná skořápka? Jak bys provedl důkaz této látky? 4) Která z výše uvedených chemických rovnic představuje pálení vápna a která představuje hašení vápna?

Řešení: 1) Iniciaci reakce způsobil oxid vápenatý. 2) Tepelným rozkladem dusičnanu draselného vzniká dusitan draselný a kyslík. 3) Vaječnou skořápku tvoří uhličitan vápenatý, který se rozpouští v kyselinách za vzniku bublinek oxidu uhličitého. 4) Pálení vápna: CaCO3 → CaO + CO2; hašení vápna: CaO + H2O → Ca(OH)2 123

Pokus č. 44

Aladinova lampa a Aladinův oheň


DEMONSTRAČNÍ

Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační; provádíme jej v digestoři nebo ve větraném prostoru, s dalšími pokusy na téma „Kyslík“ lze provést v laboratorním cvičení, vhodný je též pro chemický kroužek.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Nekovy; Oxidy; Soli; Alkoholy

Pomůcky a chemikálie: titrační baňka, lžička, porcelánová miska, zápalky, manganistan draselný, peroxid vodíku, ethanol

První pomoc: Manganistan draselný Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu). Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, vyhledat lékařskou pomoc.

Peroxid vodíku 30% Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, vyhledat lékařskou pomoc. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání (ne přímo z úst do úst) nebo zajistit mechanickou ventilaci. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Ihned vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace), ihned vyhledat lékařskou pomoc. 124

Ethanol Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat vodou. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypít velké množství vody a zajistit lékařskou pomoc.

Bezpečnostní listy: Manganistan draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/m/bezplist_68.pdf Peroxid vodíku 30% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/p/bezplist_78.pdf Ethylalkohol 96% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/e/bezplist_31.pdf

Vlastní postup: 1) Do baňky nalij přibližně 25 ml peroxidu vodíku a přisyp 1 lžičku manganistanu draselného. 2) Do porcelánové misky nalij přibližně 10 ml ethanolu, zapal jej hořící zápalkou a z bezpečné vzdálenosti přisyp 1 lžičku manganistanu draselného.

Aparatura:

©Martin Vít

©Martin Vít

125

Zjištění: Manganistan draselný přidaný do peroxidu vodíku, ve kterém vznikla černá sraženina, vyvolal prudkou reakci za uvolnění velkého množství mlhy. Vložením manganistanu draselného do hořícího ethanolu došlo k výraznému zvětšení plamene a obarvení ethanolu do tmavě zelena.

Závěr: Manganistan draselný je silné oxidační činidlo. S peroxidem vodíku reaguje za prudkého uvolňování kyslíku a vodní páry, která představuje efekt „Aladinovy lampy“. „Aladinův oheň“ je způsoben tepelným rozkladem manganistanu draselného za uvolňování kyslíku, který následně shoří v hořících parách ethanolu. 2 KMnO4 + 2 H2O2 → 2 O2 + 2 MnO2 + K2O2 + 2 H2O 2 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

Otázky a úkoly: 1) Jaké využití má peroxid vodíku? 2) Kde se používá peroxid draselný? 3) Jak lze prokázat přítomnost vody při reakci manganistanu draselného s peroxidem vodíku? 4) Jak lze prokázat vznikající kyslík?

Řešení: 1) 3% vodný roztok peroxidu vodíku se používá v lékařství jako dezinfekce, v kosmetice jako bělicí látka, v minulosti jako palivo a toto lze očekávat i v budoucnosti (alternativní palivo). 2) V kosmických lodích a ponorkách peroxid draselný pohlcuje oxid uhličitý a produkuje kyslík. 3) Přítomnost vody lze prokázat jímáním a následnou kondenzací vodní páry. 4) Kyslík lze prokázat plamenovou zkouškou – např. přiložením sfouknuté špejle, která se opětovně vznítí.

126

Pokus č. 45

Nehořlavý kapesník

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační, jako žákovský se nedoporučuje. Učitel musí žákům vysvětlit princip pokusu.


Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Oxidy; Soli; Alkoholy

Pomůcky a chemikálie: 250ml kádinka, odměrný válec, lžička, kleště, kapesník, svíčka, zápalky, voda, kuchyňská sůl, koncentrovaný ethanol

První pomoc: Ethanol Při vdechnutí: přejít na čerstvý vzduch, pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání nebo zajistit mechanickou ventilaci, v případě nutnosti použít kyslíkovou masku. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat vodou. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypít velké množství vody a zajistit lékařskou pomoc.

Chlorid sodný Při expozici vdechováním: Irelevantní Při styku s kůží: Neuvedeno Při zasažení očí: Vypláchnout tekoucí vodou. Při požití: Neuvedeno

Bezpečnostní listy: Ethylalkohol 96% – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/e/bezplist_31.pdf Chlorid sodný – http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/labtech/pdf/bezp_listy/chlorid_sodny.pdf

127

Vlastní postup: 1) Do kádinky nalij 50 ml ethanolu a 50 ml vody. 2) Do směsi přidej 2 lžičky kuchyňské soli a mícháním ji rozpusť. 3) V roztoku důkladně namoč kapesník. 4) Hořící zápalkou zapal svíčku. 5) Kleštěmi vyjmi z roztoku kapesník a zapal jej plamenem svíčky.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Kapesník po zapálení začne hořet. Když plamen dohoří, kapesník zůstane nepoškozený.

Závěr: Z kapesníku namočeného do roztoku ethanolu, vody a rozpuštěné soli se odpařuje ethanol (je těkavější), jehož páry po zapálení hoří namodralým plamenem za vzniku oxidu uhličitého a vodní páry. V přítomnosti sodných kationtů z roztoku kuchyňské soli však plamen hoří dobře viditelným žlutým plamenem. Páry ethanolu hoří na povrchu kapesníku. Uvolňované teplo je pohlcováno vodou, která se jeho vlivem z povrchu kapesníku odpařuje. Zároveň je vodou kapesník ochlazován, nezahřeje se na zápalnou teplotu. C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

Poznámka: Do roztoku lze přidat a rozpustit různé soli, čímž plamen získá charakteristickou barvu kationtu soli. Efektní je též provedení s bankovkou. Optimální je použít 50% roztok alkoholu; v nadbytku ethanolu je pravděpodobné, že kapesník shoří, naopak v nadbytku vody nezačne „hořet“. 128

Otázky a úkoly: 1) Jaké vlastnosti má ethanol? 2) Jaké vlastnosti má oxid uhličitý? 3) Jak bys prokázal vodu jako produkt hoření?

Řešení: 1) Ethanol je bezbarvá příjemně vonící kapalina, hořlavá, oproti vodě má menší hustotu. 2) Oxid uhličitý je bezbarvý nedýchatelný plyn, bez chuti a zápachu, těžší než vzduch, kyselé povahy. 3) Vodu jako produkt hoření lze prokázat kondenzací vodní páry na hodinové sklíčko.

129

Pokus č. 46

Hořící čaj

DEMONSTRAČNÍ


Metodické doporučení: pokus je vhodný pouze jako demonstrační, možno jej provést i v chemickém kroužku. Učitel musí žákům vysvětlit princip pokusu. Provádíme jej v digestoři nebo ve větraném prostoru.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; CHEMICKÉ REAKCE; ORGANICKÉ SLOUČENINY

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek; Voda; Oxidy; Ethery/Ketony; Cukry (sacharidy)

Pomůcky a chemikálie: čajový šálek, lžička, kleště, zápalky, špejle, ponorný ohřívač (rychlovarná konvice), čaj, kostkový cukr, voda, diethylether/aceton

První pomoc: Diethylether Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch, nenechat postiženého chodit. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. Po omytí zakrýt zasažené místo čistou látkou. Vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Nikdy neprovádět neutralizaci! Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, nevyvolávat zvracení (nebezpečí perforace) podat 5 tablet rozdrceného aktivního uhlí. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Kašel, bolest hrudníku, dýchací potíže, závrať, ospalost. Styk s očima může způsobit zčervenání, vyvolává slzení, neostré vidění. Dlouhodobá nebo opakovaná expozice na kůži způsobuje odmaštění a dermatitidu.

Aceton Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch a uložit ho do polohy na stranu (hlavu na stranu), aby se zabránilo udušení při případném zvracení. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc.

130

Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15-20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody, ihned vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Dráždivé účinky, ospalost, nevolnost, bolesti hlavy, závrať, žaludeční potíže.

Bezpečnostní listy: Diethylether – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/d/bezplist_10.pdf Aceton – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/a/bezplist_116.pdf

Vlastní postup: 1) Ponorným ohřívačem uvař vodu v čajovém šálku a vlož do něj čaj. 2) Kleštěmi uchop kostku cukru, namoč ji v diethyletheru/acetonu a vlož do šálku. 3) Zápalkou zapal špejli a hořící ji přilož k hladině šálku.

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: Vložením kostky cukru, která byla namočena do diethyletheru/acetonu, do čaje (kávy) začala kapalina bublat. Přiložením hořící špejle k hladině začal čaj prudce hořet.

Závěr: Diethylether/Aceton má nízkou teplotu varu (34,6 °C/56,2 °C), je velmi těkavý. Vložením kostky cukru v něm namočené do vroucí vody je dosaženo teploty varu diethyletheru/acetonu a ten se vypařuje z roztoku ve formě bublinek jeho par. Jejich zapálením dojde k prudkému hoření. Jde o hořlavou látku. 131

Poznámka: Čaj lze též nahradit kávou. V pokusu tyto látky nehrají žádnou roli. Teoreticky by stačilo použít vroucí vodu. Běžně dostupný je aceton, též po finanční stránce.

Otázky a úkoly: 1) Jak rozdělujeme hořlaviny podle bodu vzplanutí do tříd? 2) Kterým piktogramem se označují hořlavé látky? 3) Kterým hasicím přístrojem je vhodné hasit hořlaviny?

Řešení: 1) Hořlaviny podle bodu vzplanutí rozdělujeme na hořlaviny I. třídy do 21 °C, II. třídy nad 21 °C do 55 °C, III. třídy nad 55 °C do 100 °C a IV. třídy nad 100 °C do 250 °C

2) Hořlavé látky se dříve označovaly takto:

, od 1. 12. 2010 se značí:

3) Hořlaviny hasíme práškovým nebo sněhovým hasicím přístrojem.

132

.

Pokus č. 47

Elektrolýza jodidu draselného


Metodické doporučení: pokus je vhodný jako demonstrační nebo žákovský skupinový v laboratorním cvičení. Učitel musí žákům vysvětlit princip pokusu. S dalšími pokusy na téma „Halogeny“, „Vlastnosti vodíku“ či „Kyseliny a zásady“ jej lze provést v laboratorním cvičení.

Zařazení do RVP ZV: POZOROVÁNÍ, POKUS A BEZPEČNOST PRÁCE; ČÁSTICOVÉ SLOŽENÍ LÁTEK A CHEMICKÉ PRVKY; CHEMICKÉ REAKCE; ANORGANICKÉ SLOUČENINY; CHEMIE A SPOLEČNOST

Zařazení do ŠVP: Vlastnosti látek, Částice látek; Voda; Nekovy; Kovy; Hydroxidy; Kyselost a zásaditost látek; Soli; Elektrolýza

Pomůcky a chemikálie: zdroj stejnosměrného elektrického napětí, 2 elektrické kabely, 2 uhlíkové elektrody (tuhy), kádinka (U-trubice připevněná na laboratorní stojan), roztok jodidu draselného, fenolftalein

První pomoc: Fenolftalein Při vdechnutí: vynést postiženého na čerstvý vzduch. Pokud dojde k zástavě dýchání, provádět umělé dýchání. Ihned zabezpečit odbornou lékařskou pomoc. Při styku s kůží: odstranit kontaminované součásti oděvu a kontaminovanou obuv. Zasažené místo omývat velkým množstvím vody. V případě přetrvávajících potíží vyhledat lékařskou pomoc. Při styku s okem: okamžitě po zasažení vyplachovat oči velkým množstvím vody při otevřených očních víčkách (15–20 minut). Vyhledat lékařskou pomoc. Při požití: vypláchnout ústa a vypít velké množství vody. Vyhledat lékařskou pomoc. Nejdůležitější akutní a opožděné symptomy a účinky Nevolnost, zvracení, horečka, projímavé účinky, poruchy CNS.

Bezpečnostní listy: Jodid draselný – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/j/bezplist_44.pdf Fenolftalein – http://www.pentachemicals.eu/bezp_listy/f/bezplist_272.pdf

133

Vlastní postup: 1) Naplň kádinku (U-trubici) roztokem jodidu draselného a přikápni 2-3 kapky fenolftaleinu. 2) Obě elektrody připevni na oba konce elektrických kabelů a vlož elektrody do kádinky (Utrubice) s roztokem jodidu draselného. 3) Druhý konec elektrických kabelů připoj ke zdroji stejnosměrného elektrického napětí a pozoruj změny roztoku v kádince (U-trubici).

Aparatura:

©Martin Vít

Zjištění: V průběhu elektrolýzy dochází k barevným změnám v roztoku elektrolytu jodidu draselného, který disociuje na kationty K+ a anionty I-. U záporné elektrody se obarví roztok růžově, u kladné elektrody se obarví žlutohnědě.

Závěr: V průběhu elektrolýzy dochází k usměrněnému pohybu elektronů v elektrickém obvodu. U kladné elektrody dochází k hromadění hydroxidových aniontů OH- a jodidových aniontů I-, které zde odevzdávají 1 elektron. Vzniká atomární jod, který se slučuje do molekul I2, který obarvuje roztok žlutohnědě. U záporné elektrody se hromadí draselné kationty K+ (draslík se však nevylučuje – bylo by třeba místo roztoku použít taveninu) a vodíkové kationty H+, které přijímají 1 elektron. Vzniká atomární vodík, ten se následně slučuje do molekul H2, který uniká ve formě plynu. V roztoku tedy zůstávají draselné kationty a hydroxidové anionty. Vzniká tak zásaditý roztok hydroxidu draselného, který se díky fenolftaleinu obarví růžově.

Otázky a úkoly: 1) Zapiš chemickými rovnicemi průběh elektrolýzy. 2) Jakým způsobem lze prokázat vznikající vodík? 3) Jakým způsobem lze prokázat vznikající jod? 134

Řešení: 1) Disociace

KI → K+ + IH2O → H+ + OH- resp. 2 H2O → H3O+ + OH-

Kladná elektroda

I- - 1 e- → I0

2 I0 → I20

Záporná elektroda

H+ + 1 e- → H0

2 H0 → H20

2) Vznikající vodík lze prokázat jímáním do zkumavky obrácené dnem vzhůru a následným zapálením plynu (dojde ke „štěknutí“ či „plknutí“ vodíku). 3) Přidáním škrobu do jodu vzniká tmavomodré zabarvení.

135

Pokus č. 1: Zjišťování teploty tání vybraných látek Pokus č. 2 Zjišťování hustoty vybraných látek Pokus č. 3 Tajná zpráva

Recommend Documents