Kémia 9. tanári segédlet

Raktáron

Mozaik kémia 9 munkafüzet megoldások

Kémia 9 10 szakközépiskolásoknak tankönyv jó állapotú a munkafüzet új állapotú .

Raktáron

Használt

1 600 Ft

vatera.hu

Évfolyam 9. 10. Segédanyagok KT 0107 munkafüzet 9. KT 0108 témazáró 9. KT 0109 munkafüzet .

Raktáron

790 Ft

bookline.hu

• Állapot: új • Garancia: Nincs • Típus: munkafüzet

Mozaik kiadós új kilencedik osztályos kémia munkafüzet .

Raktáron

Használt

400 Ft

vatera.hu

• Kötés típusa: papír, puha kötés • Termék súlya: használt • Típus: munkafüzet • vége: 3 óra 31 perc

Vásárlás Középiskolai Kémia 10. szerves kémia munkafüzet

Raktáron

Használt

350 Ft

vatera.hu

Elekné Becz Beatrix Villányi Attila Kémia 8. munkafüzet Szervetlen kémia bookline

Raktáron

990 Ft

bookline.hu

Raktáron

1 200 Ft

bookline.hu

Paulovits Abert Attila Kémia 8. Munkafüzet 8. évfolyam számára bookline

Raktáron

1 047 Ft

bookline.hu

Dr. Kecskés Andrásné Rozgonyi Jánosné Kémia 8. Munkafüzet bookline

Raktáron

1 990 Ft

bookline.hu

Raktáron

590 Ft

bookline.hu

Ez a munkafüzet Dr. Pfeiffer Ádám Kémia 10. a gimnáziumok számára című tankönyvének .

Raktáron

790 Ft

bookline.hu

dr. Kónya Józsefné Pintér Imréné Kémia gimnázium III. osztály munkafüzet bookline

Raktáron

1 190 Ft

bookline.hu

Raktáron

790 Ft

bookline.hu

Balázs Lórántné J. Balázs Katalin Ennyit kellene tudnod Kémia Ennyit kellene tudnod

Raktáron

1 490 Ft

bookline.hu

Használt

870 Ft

hasznalttankonyvek.hu

Használt

600 Ft

hasznalttankonyvek.hu

• Azonosító: AP-020124 • Cikkszám: AP-020124

Hétszínvarázs munkafüzet 2. osztály Felmérő melléklettel 2. évfolyam Fókusz .

Raktáron

1 140 Ft

fokusztankonyv.hu

Használt

860 Ft

hasznalttankonyvek.hu

• Azonosító: AP-040117 • Cikkszám: AP-040117

Hétszínvilág munkafüzet 4. Felmérő melléklettel 4. évfolyam Fókusz Tankönyváruház .

Raktáron

990 Ft

fokusztankonyv.hu

• Állapot: új

Vásárlás Kémia 9. Általános és szervetlen kémia MS 2616U

Raktáron

Használt

600 Ft

vatera.hu

• Kötés típusa: papír, puha kötés • Típus: tankönyv

Raktáron

Használt

300 Ft

vatera.hu

• Kötés típusa: papír, puha kötés • Termék súlya: használt • Típus: tankönyv • vége: 3 óra 31 perc

Vásárlás Középiskolai Általános kémia 9. tankönyv

Raktáron

Használt

350 Ft

vatera.hu

Használt

Nincs ár

hasznaltat.hu

• Kötés típusa: papír, puha kötés • Termék súlya: használt • Típus: tankönyv • vége: 3 óra 31 perc

Vásárlás Középiskolai Kémia 10. szerves kémia tankönyv

Raktáron

Használt

500 Ft

vatera.hu

• Állapot: új • Kötés típusa: papír, puha kötés • vége: 48 perc 9 másodperc

Vásárlás Z. Orbán Erzsébet Kémia IV. Szerves kémia 10. évfolyam

Raktáron

Használt

500 Ft

vatera.hu

• Állapot: használt, hibátlan • Könyv súlya: 244g • Kötés típusa: papír, puha kötés • Méret: 17×23,5cm Vastagság • Típus: tankönyv

A Z. Orbán sorozat negyedik kötete a szerves kémia. A tananyag tárgyalása rendkívül logikus .

Raktáron

Használt

700 Ft

vatera.hu

Raktáron

Használt

700 Ft

vatera.hu

KÉMIA 7. KÉMIAI ALAPISMERETEK TANKÖNYV MS 2608 Tankönyv Startapro

Használt

Nincs ár

hasznaltat.hu

• Azonosító: MS-3151

Kémia 11 12. Érettségire felkészítő tankönyv Érettségire felkészítő Fókusz .

Kémia 9. tanári segédlet

1 Társadalmi Megújulás Operatív Program Természettudományos oktatás komplex megújítása a Móricz Zsigmond Gimnáziumban Kémia 9. tanári segédlet Művelet.

Recommend Documents

Társadalmi Megújulás Operatív Program 3.1.3. „Természettudományos oktatás komplex megújítása a Móricz Zsigmond Gimnáziumban”

Kémia 9. – tanári segédlet

Műveletségi terület Ember és természet: KÉMIA

Összeállította: Ferencz Csilla Lektorálta: Sotkó Dénes

Bevezetés . 2. Laboratóriumhasználat feltételei és balesetvédelmi szabályok tanulók részére . 4. Veszélyes anyagok jelzései . 5. Foglalkozások: 01. Az anyagok oldódása . 6. 02. Az oldódás energetikája Az oldódás közbeni változások. 10. 03. A gázok oldódása (ammónia és hidrogén-klorid). 13. 04. Kolloidok . 16. 05. Túltelített oldat-kristályosítás . 19. 06. Reakciósebesség . 23. 07. A reakciósebesség és befolyásolása . 26. 08. A kémiai reakciók energiaviszonyai . 30. 09. Csapadék és komplexképződés. 33. 10. Sav-bázis reakciók. 36. 11. Sók hidrolízise . 40. 12. Oldatok hígítása és a pH . 44. 13. Redoxi reakciók . 46. 14. Galvánelemek . 50. 15. Elektrolízis. 52. 16. Halogének . 56. 17. Az oxigén . 58. 18. A kén szerkezetének vizsgálata, olvasztása, vegyületei . 60. 19. A foszfor és nitrogén oxidjai . 62. 20. Szervetlen savak reakciója vassal és rézzel. 64. Ábrajegyzék . 66. Irodalomjegyzék . 67. Fogalomtár . 67.

Bevezetés Műveltségi terület- KÉMIA Évfolyam: 9. osztály Jelen kiadvány a 9. évfolyam kémia tantárgyát a NAT 2012 szerint tanuló diákok számára készült munkafüzet segédanyaga. A négy évfolyamos általános tantervű gimnáziumok számára előírt „EMMI kerettanterv 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 3. sz. melléklet 3.2.09.2 (B) változat” kerettanterv alapján lett kidolgozva. Fejlesztési feladatok A kémia tantárgy 9. osztályos tananyaga tartalmazza az általános kémia témaköreit (atomszerkezeti ismeretek, kémiai kötések, anyagi halmazok, kémiai reakciók, elektrokémiai ismeretek) valamint a szervetlen kémia témaköréből az V.-VIII. főcsoport elemeinek és vegyületeinek vizsgálatát. Képzési célok A kémia tantárgy tanítása elképzelhetetlen kísérletek nélkül. Kémia tanárként kiemelt feladatunk kell legyen, hogy a diákokban kialakítsuk és fenntartsuk az érdeklődést a kísérletezés iránt, hogy megtanítsuk jó kérdések megfogalmazására és válaszok megkeresésére a diákjainkat. A természettudományos gondolkodás fejlesztésének az alapja a logikus, következetes problémamegoldás gyakorlása, amihez jó alapot biztosít, több érzéket megmozgatva motivál a kémiai kísérletek sorozata. A csoportos kísérletek elősegítik a diákok együttműködési képességének a fejlődését, kísérletezés közben fejlődik a megfigyelő-, manuális képességük. Javaslat a laboratóriumi foglalkozás időbeosztására Időbeosztás (90 perc) 0-5 5-15

Tanári tevékenység motiváció, ráhangolódás a tanítási órára ismétlés, elméleti ismeretek kiegészítése balesetvédelmi oktatás, a kísérlet(-ek) eszközeinek kiosztása bemutató kísérlet, segítségnyújtás tapasztalatok megbeszélése

Tanulói tevékenység feladat végrehajtása

Szükséges eszközök munkafüzet, tankönyv

gondolkodás, frontális figyelemfejlesztés

csoportmunka vagy egyéni munka frontális

gondolkodás, összefüggések felismerése

válaszok egyeztetése, leírása rávezető kérdések

házi feladat feladása

gondolkodás, feleletek a kérdésekre kémiai feladatok megoldása vagy további kísérletek elvégzése eszközök elmosása, rendbetétele

frontális, önálló munka

önálló munka, csoportmunka

A tanári segédletben  Világospiros, dőlt betű jelzi a tanulótól várt választ. 

* jelzi a nehezebb, tananyagot meghaladó, tanulócsoporttól függően elvégezhető, megoldható feladatokat.

Munka- és balesetvédelmi, tűzvédelmi oktatás

A szabályokat a labor első használatakor mindenkinek meg kell ismernie, ezek tudomásulvételét aláírásával kell igazolnia!

A szabályok megszegéséből származó balesetekért az illető személyt terheli a felelősség!

A labor használói kötelesek megőrizni a labor rendjét, a berendezési tárgyak, eszközök, műszerek épségét! A gyakorlaton résztvevők az általuk okozott, a szabályok be nem tartásából származó anyagi károkért felelősséget viselnek!

A laborba táskát, kabátot bevinni tilos!

A laborban enni, inni szigorúan tilos!

Laboratóriumi edényekből enni vagy inni szigorúan tilos!

A laboratóriumi vízcsapokból inni szigorúan tilos!

Hosszú hajúak hajukat összefogva dolgozhatnak csak a laborban.

Kísérletezni csak tanári engedéllyel, tanári felügyelet mellett szabad!

A laborban a védőköpeny használata minden esetben kötelező. Ha a feladat indokolja, a további védőfelszerelések (védőszemüveg, gumikesztyű) használata is kötelező.

Gumikesztyűben gázláng használata tilos! Gázláng használata esetén a gumikesztyűt le kell venni.

Az előkészített eszközökhöz és a munkaasztalon lévő csapokhoz csak a tanár engedélyével szabad hozzányúlni!

A kísérlet megkezdése előtt a tanulónak ellenőriznie kell a kiadott feladatlap alapján, hogy a tálcáján minden eszköz, anyag, vegyszer megtalálható. A kiadott eszköz sérülése, vagy hiánya esetén jelezzen a szaktanárnak vagy a laboránsnak!

A kísérlet megkezdése előtt figyelmesen el kell olvasni a kísérlet leírását! A kiadott eszközöket és vegyszereket a leírt módon szabad felhasználni.

A vegyszeres üvegekből csak a szükséges mennyiséget szabad kivenni tiszta, száraz vegyszeres kanállal. A felesleges vegyszert nem szabad a vegyszeres üvegbe visszatenni.

Szilárd vegyszereket mindig vegyszeres kanállal kell adagolni!

Vegyszert a laborba bevinni és onnan elvinni szigorúan tilos!

Vegyszert megkóstolni szigorúan tilos. Megszagolni csak óvatosan az edény feletti légteret orrunk felé legyezgetve lehet!

Kémcsöveket 1/3 részénél tovább ne töltsük, melegítés esetén a kémcső száját magunktól és társainktól elfelé tartjuk.

A kísérleti munka elvégzése után a kísérleti eszközöket és a munkaasztalt rendezetten kell otthagyni. A lefolyóba szilárd anyagot nem szabad kiönteni, mert dugulást okozhat!

Munka- és balesetvédelem, tűzvédelem  

Elektromos berendezéseket csak hibátlan, sérülésmentes állapotban szabad használni! Elektromos tüzet csak annak oltására alkalmas tűzoltó berendezéssel szabad oltani

Gázégőket begyújtani csak a szaktanár engedélyével lehet! Az égő gyufát, gyújtópálcát a szemetesbe dobni tilos! A gázégőt előírásnak megfelelően használjuk, bármilyen rendellenes működés gyanúja esetén azonnal zárjuk el a csővezetéken lévő csapot, és szóljunk a szaktanárnak vagy a laboránsnak! Aki nem tervezett tüzet észlel köteles szólni a tanárnak! A munkaasztalon, tálcán keletkezett tüzet a lehető legrövidebb időn belül el kell oltani! Kisebb tüzek esetén a laboratóriumban elhelyezett tűzoltó pokróc vagy tűzoltó homok használata javasolt. A laboratórium bejáratánál tűzoltózuhany található, melynek lelógó karját meghúzva a zuhany vízárama elindítható. Nagyobb tüzek esetén kézi tűzoltó készülék használata szükséges Tömény savak, lúgok és az erélyes oxidálószerek bőrünkre, szemünkbe jutva az érintkező felületet súlyosan felmarják, égéshez hasonló sebeket okoznak. Ha bőrünkre sav kerül, száraz ruhával azonnal töröljük le, majd bő vízzel mossuk le. Ha bőrünkre lúg kerül, azt száraz ruhával azonnal töröljük le, bő vízzel mossuk le. A szembe került savat illetve lúgot azonnal bő vízzel mossuk ki. A sav- illetve lúgmarás súlyosságától függően forduljunk orvoshoz.

Tűzveszélyes anyagok (gázok, aeroszolok, folyadékok, szilárd anyagok)

Oxidáló gázok Oxidáló folyadékok

Akut toxicitás (1-3. kategória)

Légzőszervi szenzibilizáló Csírasejt mutagenitás Rákkeltő hatás

Robbanóanyagok Önreaktív anyagok (A-B típus) Szerves peroxidok (A-B típus)

Akut toxicitás (4. kategória)

Reprodukciós toxicitás Célszervi toxicitás, egyszeri expozíció Célszervi toxicitás, ismétlődő expozíció Aspirációs veszély

Fémekre korrozív hatású anyagok Bőrmarás/Bőrirritáció 5 Súlyos szemkárosodás/Szemirritáció

a vízi környezetre

01. Az anyagok oldódása és az anyagi minőség kapcsolata

Témakör: Anyagi rendszerek Nevelési-oktatási célok: Az oldódás szabálya Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: apoláris, poláris oldószer

Az oldódás alapszabálya: hasonló a hasonlóban oldódik. Apoláris oldószerben apoláris anyagok oldódnak, polárisban poláris vegyületek. A jód apoláris, molekularácsos anyag. Apoláris oldószerben különböző színnel oldódik, vízben csak gyengén.

Az oldatok különböző színének az az oka, hogy a jódmolekulákat az oldószer molekulái különböző módon és különböző mértékben veszik körül. Ez a szolvatáció, mértéke a barna színű oldatokban a legnagyobb. Az oxigéntartalmú oldószer dipólusmolekulái által a jód körül kialakított szolvátburok (az oxigénatomok nagy elektronvonzó képessége miatt) jobban deformálja az apoláris jódmolekulák elektronfelhőjét, mint az oxigént nem tartalmazó oldószerek molekulái, így azok másképpen lépnek reakcióba a látható fénnyel.

1. Kísérlet: apoláris és poláris oldószerek, poláris és apoláris oldandó anyagok. (25 min) Szükséges eszközök és anyagok:     

jód desztillált víz kálium-dikromát toluol kloroform

műanyag tálca kémcsőállvány 6 kémcső 2 db vegyszeres kanál

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Tölts 2-2 kémcsőbe vizet és toluolt (4-4 cm3-t)! 2. Tegyél az egyik vizes, illetve toluolos kémcsőbe pár szemcse jódot! Rázd őket össze! 3. Tegyél a másik vizes, illetve toluolos kémcsőbe kevés kálium-dikromátot! Rázd őket össze! 4. Tegyél a vizes jódos kémcsőbe 4 cm3 toluolt! Rázd őket össze! 5. Készíts egy új, vizes jódos kémcsövet, majd tegyél bele 4 cm3 kloroformot! Rázd őket össze!

A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz a kísérlet 2. lépésében? Mi az oka? Rajzold le a kísérletet! A vizes kémcsőben rosszul, barnás színnel oldódik a jód. A toluolos kémcsőben jól, lila színnel oldódik a jód.

1.ábra: jód oldódása1

vízben toluolban b) Mit tapasztalsz a kísérlet 3. lépésében? Rajzold le a kísérletet! A vizes kémcsőben jól oldódik a kálium-dikromát, narancssárga színnel, mert a kálium-dikromát ionvegyület, a víz pedig poláris oldószer.

2. ábra: dikromát vízben

A toluolos kémcsőben nem oldódik a kálium-dikromát. c) Mit tapasztalsz a kísérlet 4. lépésében? Rajzold le a kísérletet! Összerázás után látható, hogy a jód átoldódik a vízből a toluolba. A víz színtelen, a toluol lila színű. Az oldódás szabálya miatt történik. A lila fázis van felül, mert a toluolos oldat kisebb sűrűségű, mint a vizes. d) Mit tapasztalsz a kísérlet 5. lépésében? Rajzold le a kísérletet! Összerázás után látható, hogy a jód átoldódik a vízből a kloroformba. A víz színtelen, a kloroform lila színű. Az oldódás szabálya miatt történik. A lila fázis van alul, mert a kloroformos oldat nagyobb sűrűségű, mint a vizes. Ellenőrző kérdések 1. Mi a különbség az utolsó két kísérlet között? Mi lehet a magyarázat? A két apoláris oldószer sűrűsége különböző. A toluolé 0,87 g/cm3, a kloroformé 1,48 g/cm3, míg a vízé 1 g/cm3. (Ha sok jód volt a toluolban, előfordulhat, hogy a toluolos jódoldat nagyobb sűrűségű, mint a víz.) A kísérletek magyarázata a molekulák polaritásában keresendő. A jód oxigéntartalmú oldószerekben barna, oxigénmentesekben lila színnel oldódik.

Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-3151/5/content/1283.jpg Forrás:http://szasz.ch.bme.hu/elemek/szervetlenlabor/index_elemei/Elemek/krom06_elemei/CrO4,Cr2O7.jpg

2. Válaszd ki, melyik kémcsőben van a jód alkoholban, benzinben, illetve vízben feloldva!

3. ábra: jód oldódása3

1. alkoholos oldat, 2. benzines oldat, 3. vizes oldat 3. Hogyan nézne ki az a kémcső, amelybe először óvatosan kloroformot, majd vizet, majd benzint rétegezek, és utána jódot szórok bele, majd vékony üvegbottal megkeverem? Alul-felül lila, középen színtelen. 4. Mi történik akkor, ha a kémcsövet felrázom? A két lila színű fázis (apolárisak) egyesül, lila színnel. A színtelen elválik tőlük.

2. Kísérlet: (3. emelt) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok: • • • • • •

műanyag tálca 2 darab kémcső kémcsőállvány vegyszeres kanál jódkristály benzin

éter desztillált víz védőszemüveg gumikesztyű hulladékgyűjtő

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés

A kísérlet menete 1. Két kémcső közül az egyikbe rétegezz egymásra egy ujjnyi desztillált vizet és egy ujjnyi benzint, a másikba szintén egy ujjnyi vizet és egy ujjnyi étert! 2. Rázd össze a kémcsövek tartalmát, és figyeld meg, mi történik! 3. Tegyél mindkét kémcsőbe kanálhegynyi jódkristályt! 4. Rázd össze a kémcsövek tartalmát! Figyeld a változást! 3

5. Miután már nem tapasztalsz változást, öntsd össze a két kémcső tartalmát, rázd össze az elegyet, és figyeld meg, mi történik! 6. Magyarázd meg a látottakat! A kísérletek alapján hasonlítsd össze a víz sűrűségét a benzin és az éter sűrűségével! A kísérlet tapasztalatai a) víz és benzin összekeverése, majd jód hozzáadása: A két fázis elkülönül egymástól, mert a víz poláris, a benzin apoláris, nem oldódnak egymásban, a benzin kisebb sűrűségű, ezért felül helyezkedik el. A jód apoláris, lila színnel oldódik a benzinben, összerázás után a szín a felső fázisban jelenik meg, a vizes fázisban esetleg gyenge sárga szín jelentkezik, a rosszul oldódó jód miatt. b) víz és éter A két fázis elkülönül egymástól, mert a víz poláris, az éter apoláris, nem oldódnak egymásban, az éter kisebb sűrűségű, ezért felül helyezkedik el. A jód apoláris, az éter oxigéntartama miatt barnás-vöröses színnel oldódik az éterben, összerázás után a szín a felső fázisban jelenik meg, a vizes fázisban esetleg gyenge sárga szín jelentkezik, a rosszul oldódó jód miatt. c) Összeöntve a két kémcső tartamát, a színes, apoláris fázisok elegyednek, de a víz továbbra is az alsó fázisban marad, elkülönülve, gyenge sárgára színeződve. d) Rendezd sűrűség szerint sorba a folyadékokat! Éter,benzin,víz. e) Magyarázd meg a látottakat! A víz poláris anyag, a benzin, a jód és az éter apoláris. Oxigénmentes oldószerben a jód lila, oxigéntartalmúban barna színnel oldódik.

02. Az oldódás közbeni változások

Témakör: Anyagi rendszerek Nevelési-oktatási célok: Az oldódást kísérő endoterm és exoterm változások, sűrűségváltozások vizsgálata Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: endoterm és exoterm oldódás, oldáshő, hidratációshő, rácsenergia Az oldódás közben megfigyelhető változások közül az energiaváltozásokat és a sűrűségváltozásokat vizsgáljuk meg. 1. Kísérlet: endoterm oldódás, oldáshő(1. emelt) (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:  desztillált víz   jég   kálium-nitrát  3  100 cm -es főzőpohár   vegyszeres kanál Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató Értékelés: szóbeli értékelés

ammónium-nitrát műanyag tálca üvegbot tizedfokos hőmérő kísérlet, tanulói kísérlet

A kísérlet menete 1. Tölts kb. 50 cm3 desztillált vizet egy főzőpohárba, és mérd meg a víz hőmérsékletét! 2. Adj a vízhez 2 vegyszeres kanálnyi kálium-nitrátot, és oldd fel a sót! 3. Mérd meg folyamatosan az oldat hőmérsékletét! 4. Jegyezd fel tapasztalataidat, és magyarázd meg a látottakat! 5. Tapasztalataid alapján készíts energiadiagramot az oldódás energiaviszonyairól! 6. Írd fel az oldódás ionegyenletét! A kísérlet tapasztalatai a) Jegyezd fel tapasztalataidat, és magyarázd meg a látottakat! Az oldódás során csökken a rendszer hőmérséklete, a KNO3 oldódása endoterm folyamat. Az oldódáshoz a rendszer a környezetből vesz fel energiát: visszamelegszik a környezet hőmérsékletére. Az ilyen oldódás endoterm. ΔoH > 0 b) Tapasztalataid alapján készíts energiadiagramot az oldódás energiaviszonyairól! A tapasztalat: az oldat hőmérséklete csökken egy bizonyos értékig. E(kJ/mol)

_ _ _ _ különálló ionok _ _ _ Eh Er _ _ _ _ hidratált ionok _ _

ΔoH _ _ _ _ kristályrács _ _ _ _ _ _ _ Az oldáshő megmutatja, hogy mekkora hő szabadul fel, vagy mennyi hőt vesz fel a rendszer, ha 1 mol anyagot nagy mennyiségű oldószerben feloldunk. ΔoH = Er + ΣEh

Er: ionok szétválasztásához szükséges rácsenergia (1 mol kristályos anyag szabad, gázhalmazállapotú ionokra bontásához szükséges energia) Eh: hidratációs energia (1 mol ion hidratációját kísérő energiaváltozás)

1. ábra: oldódás közbeni hőmérséklet-változás4

t(s) c) Írja fel az oldódás ionegyenletét! Az ionegyenlet: KNO3(sz) → K+(aq) + NO-3(aq) 2. kísérlet: exoterm oldódás, oldáshő (6. emelt) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:  desztillált víz  NaCl KNO3   NaOH

védőszemüveg műanyag tálca 3 db sorszámozott kémcső 3 db vegyszeres kanál

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet. A NaOH-al óvatosan, gumikesztyűben dolgozzunk! Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Három kémcső – ismeretlen sorrendben – a következő vegyületeket tartalmazza: NaCl, NaOH, KNO3. Mindegyik kémcsőben azonos anyagmennyiségű vegyület van. 2. Öntsön kb. ugyanannyi (fél kémcsőnyi) desztillált vizet mindegyik kémcsőbe, közben figyelje meg, hogyan változik a kémcső hőmérséklete. 4

3. Ismerjük az oldáshőket a NaCl: +4 kJ/mol, KNO3: +35 kJ/mol, NaOH: –42,3 kJ/mol. 4. Az adatok és tapasztalatok segítségével azonosítsa, melyik kémcsőben melyik vegyület van! A kísérlet tapasztalatai Az oldáshők ismeretében megállapítható, hogy a KNO3 oldódása endoterm, tehát a kémcső le fog hűlni oldás közben, a NaCl oldódása is endoterm, de sokkal kisebb mértékű lehűlés várható. A NaOH oldódása exoterm, ezért a kémcső fel fog melegedni. (Elég nagy mértékű változásokat kézzel is érzékelünk.) 3. kísérlet: Az oldódás során bekövetkező sűrűségváltozás (10 min) Értékelés: jeggyel 1. Tölts 100-100cm3 desztillált vizet öt 200 cm3-es főzőpohárba! 2. Tegyél bele 1, 2, 3, 4, 5 kanálnyi ammónium-nitrátot! 3. Öntsd az oldatokat mérőhengerbe! 4. Mérd meg az oldatok sűrűségét areométerrel! (Vagy a tömegét és a térfogatát, és ezekből számold ki a sűrűséget!)

2. ábra: areométeres sűrűségmérés5

a) Készíts táblázatot a mért adatokból! Ábrázold a sűrűséget a feloldott kanálnyi ammónium-nitrát függvényében! 1

Oldott anyag(kanál) b) Milyen következtetést tudsz levonni a kísérletből? Az oldatok sűrűsége arányosan növekszik az oldott anyag mennyiségével. 5

03. A gázok oldódása (ammónia és hidrogén-klorid) Témakör: Anyagi rendszerek Nevelési-oktatási célok: Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: A gázok oldódása (ammónia és hidrogén-klorid) vízben

1. Kísérlet: Az ammónia-szökőkút (7. emelt) (25 min) Szükséges eszközök és anyagok:       

oldalcsöves gömblombik és hozzávaló egyfuratos dugó száraz gömblombik szemcseppentő ammóniaoldat Bunsen-állvány dió Bunsen-égő

horzsakő fenolftalein-oldat üvegkád 50 cm3-es főzőpohár tálca vegyszeres kanál kémcsőfogó

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés

A kísérlet menete 1. Tegyél oldalcsöves gömblombikba kb. 20cm3 tömény ammóniaoldatot! 2. Tegyél bele 1 db horzsakövet, dugózd le! Fogd be Bunsen-állványba! 3. Melegítsd óvatosan az oldatot Bunsen-égővel, és a keletkező gázt szájával lefelé fordított száraz lombikba fogd fel! Addig melegítsd, amíg a lombik szájánál szúrós szagot nem érzel! 4. A cseppentős dugóba szippants fel pár csepp vizet! 5. Zárd le a lombikot a cseppentős dugóval, amelybe pár csepp vizet felszippantottál! 6. Töltsd félig az üvegkádat csapvízzel, és cseppents bele pár csepp fenolftalein-oldatot! 7. A zárt lombikba cseppentsd bele a vizet, majd jól rázd össze! 8. A lombikot szájával lefelé dugd be a kádba, és a víz alatt szedd le a cseppentő „gumisapkáját”!

A kísérlet tapasztalatai

1. ábra: ammónia előállítása6

2. ábra: ammónia-szökőkút7

a) Mit látsz a horzsaköves lombikban? Milyen a keletkező gáz szaga? Az ammónia sűrűsége kisebb a levegőnél (ρrel=17/29 ), ezért szájával lefelé tartott kémcsővel kell felfogni. Melegítés hatására a gázok oldhatósága lecsökken, ezért az oldatból ammónia szabadul fel. Nehéz a buborék képződése, ezért van a horzsakő, mert abban mindig van buborék. Azt látjuk, hogy a képződő gáz a horzsakőből jön ki. Az ammónia szaga szúrós, büdös. b) Mi történik a lombikban a víz becseppentésekor? Történik-e valami a cseppentő gumisapkájával? A pár csepp víz feloldja az ammóniát, a gáztér „üres” lesz, és vákuum keletkezik, így a gumisapka összelapul. c) Mi történik a lombikban a sapka levételekor? Az ammónia nagyon jól oldódik vízben ( 1 dm3 víz 700 dm3 ammóniát old), ezért a néhány bejuttatott vízcsepp feloldja a lombikban található ammóniát, a lombikban csökken a nyomás és a légnyomás szökőkút-szerűen bepréseli a fenolftaleines vizet a lombikba. d) Milyen színű a lombikba behatoló víz? Miért? A lombik ammóniát tartalmaz, ami vízzel reakcióba lép; lúgos kémhatás keletkezik. Ezt a fenolftaleines oldat ciklámen színnel jelzi. e) Írd fel a lejátszódó folyamatok egyenleteit!

Forrás: http://www.mozaweb.hu/images/spacer.gif Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/extra/182.jpg

f) A hétköznapi életben hol fordul elő ammónia, hol éreztél ilyen szagot? Tyúkólakban, vécékben. g) Az iparban mire használják az ammóniát? Mezőgazdaságban, növénytermesztésben műtrágyát gyártanak belőle. 2. Kísérlet: A sósav-szökőkút (10 min) Ha HCl-al végeznénk ugyanezt a kísérletet, akkor a gázt szájával felfelé tartott kémcsővel is fel lehetne fogni, mert a HCl nehezebb a levegőnél (ρrel=36,5/29 ). A szökőkút ugyanúgy létrejönne, mert a HCl is nagyon jól oldódik a vízben (1 dm3 víz 450 dm3 HCl-ot old), ellenben a fenolftalein nem jelezne színváltozással a savas oldatban.

A vizes oldatok kémhatását a fenolftaleinen kívül más indikátorokkal és ki lehet mutatni, mint például metilnarancs, metilvörös, lakmusz, stb.

04. Kolloidok Témakör: Anyagi rendszerek Nevelési-oktatási célok: Kolloid rendszerek vizsgálata Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: kolloid, emulzió, emulgeálószer Kolloid rendszerben az anyagok mérete 1-500 nm között van. A kolloidok megnevezés nem az anyag bizonyos fajtáját jelenti, hanem az állapotát. A teljesség igénye nélkül, pl.:  gázban folyadék: köd, felhő, spray (aeroszolok)  folyadékban gáz: habok  folyadékban folyadék: emulziók (tej, vaj, majonéz, arckrémek)  folyadékban szilárd: rostos gyümölcslé  szilárdban folyadék: gélek (kocsonya, zselé, sajt) Emulziók: nem stabil rendszerek, egy idő után szétválnak összetevőikre.  tej: só(Ca2+), cukor(laktóz), vitaminok, zsír, fehérje(kazein) →emulgeálószer

1. ábra: tej mikroszkópos képe9

 tejszín, tejföl: vízben zsír  vaj: zsírban víz *Az emulgeálószerek olyan molekulák, amelyeknek egyik végük víz-szerető (hidrofil), másik pedig olajszerető (hidrofób), csökkentik a felületi feszültséget a két nem elegyedő anyag határfelületén. Ezek teszik lehetővé, hogy a víz és olaj egymásban finoman szétoszoljon, ezzel egy homogén, stabil, sima emulziót létrehozzon. Tudod-e? „Az ókori görögök már használták a méhviasz emulgeáló erejét kozmetikai termékekben, és valószínűleg a tojássárgája volt az első emulgeálószer, amit valaha az “élelmiszergyártásban” is alkalmaztak a korai 19. században. A tojássárgájáról meglehetősen rövid ideig tartó stabilitása miatt a termelők a szójababból származó lecitinre tértek át, ami az 1920-as évektől kezdve fontos élelmiszernek számít. Mára az emulgeáló élelmiszeradalékok fontos szerepet játszanak olyan élelmiszerek gyártásánál, mint a tejszínes mártások, margarin, majonéz, számos előrecsomagolt feldolgozott étel, édességek, valamint megannyi pékáru. Csokoládé Minden csokoládétermék 0,5% lecitint (E 322) vagy ammónium foszfatidot (E 442) tartalmaz. Ezeket az emulgeálókat a csokoládé helyes konzisztenciája miatt adagolják, hogy táblába vagy szeletbe önthessék őket. 9

Margarin Az emulgeálók adják a kívánt stabilitást, szerkezetet valamint ízt a margarinoknak, hogy biztosítsák a vízcseppek finom eloszlását az olajfázisban. Széles körben elterjedtek a zsírsavak mono- és digliceridjei (E 471), valamint a lecitin (E 322) használata.”10 1. Kísérlet: emulzió készítés (25 min) Szükséges eszközök és anyagok:  desztillált víz  kémcsövek  olaj  kémcsőállvány  szappanoldat Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Önts egy kémcsőbe 10-10 cm3 desztillált vizet és olajat! 2. Rázd össze a keveréket! 3. Adj 2 cm3 szappanoldatot a keverékhez és rázd össze! 4. Néhány percnyi várakozás után figyeld meg a változást! 2. 1. 2. 3.

ábra: olaj+víz olaj+víz +szappan kis idő múlva11

A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz a víz és az olaj elegyítése során? A víz különválik az olajtól. b) Mi az oka a víz-olaj keverék viselkedésének? A víz poláris, az olaj apoláris anyag. c) Mi történik a szappanoldat adagolása után? Egy áttetsző emulzió keletkezik. d) Várakozás után mi változik? Miért? Az emulzió kitisztul, mert a szappan hatására az olajcseppecskék szétoszlanak a vízben, oldat keletkezik.

Forrás:http://www.eufic.org/article/hu/elelmiszerbiztonsag-es-minoseg/elelmiszer-adalekok/artid/tokeleteskeverek-emulgealok-elvezhetove-teszik-eteleinket/ 11 Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2620/12/content/1858.jpg

2. Kísérlet: Tyndall-jelenség (fényszóródás kolloid méretű részecskéken) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:  desztillált víz  főzőpohár  keményítő  üvegbot  erős fényű, pontszerű fényforrás Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. 50 cm3 desztillált vízben oldj fel egy vegyszereskanálnyi keményítőt! 2. Hűtsd le a keveréket! 3. Sötét háttér mellett világítsd meg a poharat! 4. Oldalról figyeld a jelenséget!

3. ábra: Tyndall-jelenség keményítőoldatban12

A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz megvilágítás közben? Oldalról nézve láthatóvá válik a fény útja. b) Mi lehet az oka ennek a jelenségnek? A meleg víz hatására a keményítő szemcsék megduzzadtak. A nagyméretű kolloid részecskék a fényt minden irányba szétszórják. 3. Kísérlet: majonéz készítés→HÁZI FELADAT Szükséges eszközök és anyagok:  1 db tojássárgája  1 kis csipet só  1 púpozott teáskanál mustár  125 ml étolaj  ½ teáskanál citromlé A készítés menete

400 ml-es tál habverő teáskanál

1. A tojás sárgákhoz egy habverővel keverjük hozzá a sót, és a mustárt. 2. Vékony sugárban, folyamatos keverés mellett keverjük hozzá az olajat is. 3. Ha felvette az olajat, ízlés szerint kevés citromlével ízesítsük. 12

05. Túltelített oldat-kristályosítás Témakör: Anyagi rendszerek Nevelési-oktatási célok: Telített, túltelített oldatok összehasonlítása, kristályosítás Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói kiscsoportos kísérlet Fogalmak: oldat, telített, telítetlen, túltelített, kristályosítás, lagúna, szalina

A feloldott anyag és a oldószer arányától függően az oldatok lehetnek telítetlenek, telítettek illetve túltelítettek. A telített oldat adott hőmérsékleten már nem tud több oldandó anyagot feloldani. Az oldhatóság megmutatja egy adott oldószer és oldandó anyag esetében, hogy adott hőmérsékleten mennyi anyag oldódik 100 gramm oldószerben. Melegen telített oldat lehűlve túltelítetté válik és elindul a kristálykiválás. A kristályok mérete függ a kiválás sebességétől (hőmérséklettől) és a jelenlevő gócok (por, kristálydarabkák) is befolyásolják a nagyságot. 1. Kísérlet: réz-szulfát kristályosítása (10 min+ 1 óra várakozás) Szükséges eszközök és anyagok:         

réz-szulfát-kristály desztillált víz mérőhenger Bunsen-állvány üvegtölcsér szűrőkarika szűrőpapír 2 db 400cm3-es főzőpohár mérleg

azbesztes drótháló vasháromláb Bunsen-égő gyufa cérna tálca vegyszeres kanál gyurma

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: gyakorlati jegy A kísérlet menete 1. Nagy főzőpohárba tegyél 200 cm3 desztillált vizet és 100 g réz-szulfát-kristályt! Kevergesd! 2. Tedd a főzőpoharat vasháromlábon lévő azbesztes dróthálóra, és melegítsd kevergetés közben! 3. Melegítés közben fogj be szűrőkarikát Bunsen-állványba, tegyél bele üvegtölcsért, és készíts redős szűrőt! 4. Amikor a kristályok feloldódtak, öntsd bele a forró oldatot a szűrőbe! A szűrletet egy másik nagy főzőpohárba gyűjtsd! 5. Hurkapálca közepére köss cérnaszálon lógó gyurmagolyót úgy, hogy előzőleg néhány kristályt beleszúrtál és a főzőpohár közepéig lógjon az oldatba! 6. Tedd félre, rázkódásmentes helyre! Mit tapasztalsz a nap végén?

A kísérlet tapasztalatai a)Mi történik a réz-szulfát vízbe tevésekor? Megindul az oldódás, kékszínű oldat keletkezik, de marad feloldatlan anyag. b) Melegítéskor mit figyelsz meg? Az oldat színe mélyül, az összes anyag feloldódik. c) A kísérlet befejezése után 1-2 órával vizsgáld meg a szűrletet! Mit tapasztalsz? Megindul a kristálykiválás. Ha szerencsénk van, csak a golyóra válik ki kristály, ha nem, a pohár alján is kristályok nőnek. Sötétkék,parallelepipedonszerű kristályok képződnek. d) Hogyan lehetne az oldatból további réz-szulfátot kinyerni? Az oldatot be kell párolni, majd megismételni a kristályosítást. e) Hasonlítsd össze a kísérletet eredményét az elvárttal!

1. ábra: réz-szulfát átkristályosítása13

f) Miért lehet így átkristályosítani ezeket a sókat? Melegen sokkal töményebb a telített oldat, mint hidegen. A meleg telített oldatból hideg telített oldat és kristályvíz tartalmú só keletkezik. Tudod-e? A kősó kialakulása a tengerek ellaposodó partjain kialakuló lagúnák világához köthető. Meleg, száraz éghajlaton, egy tengerről lefűződött lagúnában vízutánpótlás híján elpárolog a tengervíz. A vízben oldott állapotban lévő anyagok pedig kiválnak a lagúna fenekén: gipsz, kősó, kálisó és végül agyag rakódik le. A vízutánpótlás megnyílásával és újbóli záródásával többször is ismétlődhet a folyamat. Így jöhetnek létre akár több 10 m vastag sótelepek is. A folyamat mesterségesen is előidézhető: a tengerparti sólepárló üzemek hasonló módon nyernek kereskedelmi mennyiségben sót. Készítsünk tengervizet, és modellezzünk egy sólepárló üzemet! 13

2. Kísérlet: só kristályosítása (25 min) Szükséges eszközök és anyagok:  desztillált víz  Bunsen-égő  tengeri só  gyufa  főzőpohár  vegyszeres kanál  azbesztes drótháló  mérleg  vasháromláb  mérőhenger Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés, feladatok megoldása, jegy A kísérlet menete 1. Készítsünk tengervizet! Több tanulópár együtt tegyen 1 l desztillált vízbe 35 g sót! (A tengervíz átlagos sótartalma 35‰ (ezrelék). Ha meg szeretnéd kóstolni, akkor ivópohárba csapvízzel készíts egy adagot! A párok osszák el a kész tengervizet egymás között! 2. Kezdd el melegíteni a tengervizet, és várd meg, míg a víz elforr! 3. Figyeld meg, mi történik a vízzel és a sóval! 4. A víz elforrása után tölts ismét a főzőpohárba tengervizet! Ezt is forrald el! 5. Ismételd meg a 4. pontot néhányszor! 6. Elvégezheted a kísérletet a legsósabb tenger, a Vörös-tenger sótartalmával (41‰), vagy akár a Holt-tenger több mint 33%-os (!) sótartalmával is. Külön elkészítve itt is érdemes egy kóstoló. A legkevésbé sós vize a Finn-öbölnek van (1‰). Sikerül-e ebben az esetben is a kísérlet? (Megjegyzés: a Holt-tenger sótartalmának modellezésénél annyi sót oldj fel a vízben, amennyit csak tudsz! Figyeld meg, mennyi sót sikerült feloldani! Kijön-e a 30% feletti érték?)

2. ábra: Holt- tenger14

A kísérlet tapasztalatai a) Milyen különbségeket tapasztalsz az egyes tengereknél a kísérlet során? A kísérlet végén kivált kristályos só egyenes arányban áll a feloldott mennyiséggel. b) Mennyi sót tudtál feloldani a vízben? A mért mennyiség megadása grammban vagy dekagrammban.

c) Mi történt a víz elforralása után? A sóoldat elforralása után a főzőpohár alján kivált a korábban feloldott só, tehát forraláskor csak a víz párolgott el. d) Mit tapasztaltál a tengervíz újratöltésekor? Vajon hogyan változott meg a víz sótartalma? A tengervíz újratöltésekor a korábban kivált só ismét feloldódott. A tengervíz sótartalma növekedett. e) A kísérlet befejeztével írd le megfigyeléseidet! Az ismételt újratöltések és elforralások során egyre több só kristályosodott ki a főzőpohár alján. Az újratöltött víz sótartalma mindig hozzáadódott a már korábban kikristályosodott mennyiséghez. Ellenőrző kérdések 1. Miért nem alkalmas a tengervíz szomjunk oltására? A tengervíz egy 35‰-es sóoldat. Elfogyasztásakor a szervezetünk ezt a számára tömény oldatot próbálja hígítani, tehát testünktől vizet von el. Így még szomjasabbak leszünk. 2. Milyen okokra vezethetők vissza a tengerek közötti sótartalom-különbségek? A földrajzi helyzettől függően eltérőek a klimatikus viszonyok, így a csapadék mennyisége és a párolgás. Ezek mellett az édesvizet szállító folyók is befolyásolják – elsősorban – a part menti vizek sótartalmát. 3. Hogyan alakulnak ki a lagúnák? Sekély vizű partokon a hullámok erejüket vesztve lerakják hordalékukat, és a parttól távolabb homokgát, ún. turzás képződik. A turzás és a part közötti vízfelület a lagúna. 4. Nézz utána az interneten, hogy mi az a szalina! 5. Hogyan játszódik le ez a folyamat a természetben? Meleg, száraz éghajlaton elhelyezkedő természetes vagy mesterséges lagúnákban játszódik le a folyamat. A lagúna elzáródásával, illetve elzárásával a víz a napsütés hatására elpárolog, a só pedig kiválik a lagúna fenekén. Újbóli elárasztás, majd elrekesztés/elrekesztődés esetén ismétlődik a folyamat. 6. Miért csak száraz, meleg éghajlaton játszódhat le a folyamat? Csak a száraz, meleg éghajlat adottságai kedvezőek. A szárazság a vízutánpótlás hiányát eredményezi, tehát sem csapadék, sem hozzáfolyás nem lehetséges. A meleg idő és a napsütés gyorsítja a párolgást. 7. Gyűjts az atlasz, illetve az internet segítségével közép-európai sólelőhelyeket! pl. Salzburg környéke (BadDürrnberg) – Ausztria Krakkó környéke (Wieliczka) – Lengyelország Aknaszlatina – Ukrajna Parajd, Szováta– Románia

06. Reakciósebesség Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: reakciósebesség függése a halmazállapottól Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: reakciósebesség, hasznos ütközések A kémiai reakciók sebessége függ:  a reagáló anyagok minőségétől  koncentrációjától  aprítottságától  a hőmérséklettől  a katalizátortól A hasznos ütközések számát befolyásolja ezek közül a koncentráció, aprítottság és a hőmérséklet, ezért legkönnyebben ezen tényezőknek a változtatásával tudjuk befolyásolni a reakciósebességet. A folyékony és a légnemű állapotban gyorsabb a reakció, szilárd fázisban nehezebben játszódnak le a kémiai változások. 1. Kísérlet: reakció légnemű fázisban (ammónia és hidrogén-klorid)

Szükséges eszközök és anyagok:  

koncentrált ammónia-oldat koncentrált sósavoldat

2 db üveglap 2 db gázfelfogó henger

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Az egyik gázfelfogó hengert 1-2 cm3 ammónia-oldattal, a másikat sósavoldattal átöblítjük, majd a hengereket üveglappal lefedjük. 2. A sósavat tartalmazó hengert nyílásával lefelé fordítva az ammóniával töltött hengerre helyezzük. 3. Az üveglapokat eltávolítjuk, a hengereket szorosan egymáshoz illesztjük. 4. Figyeljük meg a változást és jellemezzük sebesség szempontjából! A kísérlet tapasztalatai a) Mit észlelünk az üveglapok eltávolításakor? Mi keletkezik? Fehér, sűrű füst keletkezik, szilárd ammónium-klorid jön létre.

Forrás: Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Oktatási Kiadó – Szeged,1999 (3.2. b)

1. ábra: NH3 és HCl reakciója16

b) Milyen reakció játszódik le? NH3 + HCl NH4Cl c) Igényel-e külső energiát a reakció elindítása? Nem, spontánul elindul. 2. *Kísérlet: reakció szilárd fázisban (ólom-acetát és kálium-jodid)17 (20 min) Szükséges eszközök és anyagok:  

kémcső desztillált víz

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Keverjünk össze szilárd ólom-acetátot és kálium-jodidot! 2. Cseppentsük meg a keveréket néhány csepp desztillált vízzel! 3. Figyeljük meg a változást és jellemezzük sebesség szempontjából! A kísérlet tapasztalatai a) Szilárd fázisban elindul-e a reakció? Nem, változást nem tapasztalunk. b) A desztillált víz hatására milyen változás megy végbe? Intenzív, sárga színű csapadék képződése figyelhető meg. c) Mi a kémiai magyarázata a megfigyelt jelenségnek? Szilárd fázisban a részecskék helyhez kötve, csak korlátozott mozgásra képesek, elenyésző a hasznos ütközések száma. Víz hatására az ionkristály összeomlik, a szabadon mozgó ionok most már hatékonyabban ütközhetnek és a megfelelő ütközések új anyag keletkezését teszik lehetővé. d) Milyen kémiai reakció játszódik le? Pb2+ + 2 I- → PbI2↓ 16

Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/content/1897.jpg Forrás: Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Oktatási Kiadó – Szeged,1999 (3.1. b)

Sárga színű csapadék keletkezik. „Aranyeső próba”-ólom kimutatása.

2. ábra: ólom-jodid18

e) Hasonlítsd össze a két reakciót reakciósebesség szempontjából! Az ammónia és a hidrogén-klorid reakciója pillanatszerű, míg az ólom-acetát és a kálium-jodid reakciója szilárd állapotban nem megy végbe, oldatban pedig szintén gyorsan lejátszódik. Gyakorló feladatok

(egy jó válasz van)

Forrás: http://szasz.ch.bme.hu/elemek/szervetlenlabor/index_elemei/Elemek/olom.htm Forrás. http://www.mozaweb.hu/mblite.php?cmd=open&bid=MS-3152&page=61

07. A reakciósebesség és befolyásolása Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: A reakciósebességet befolyásoló hőmérséklet, koncentráció és katalizátorok Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: reakciósebesség, katalizátor, inhibitor

A reakciósebesség azt fejezi ki, hogy egységnyi térfogatban egységnyi idő alatt hány mol alakul át a kiindulási anyagok valamelyikéből, vagy hány mol keletkezik a termékek valamelyikéből. A reakciósebesség függ:  az anyagok minőségétől  a hőmérséklettől  a koncentrációtól  a katalizátortól. 1. Kísérlet: A reakciósebesség hőmérsékletfüggése (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:   

brómos víz desztillált víz hangyasav-oldat

2 db 100 cm3-es főzőpohár kémcsövek kémcsőállvány stopperóra

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Tölts két 100 cm3-es főzőpohárba egyenként 20 cm3 brómos vizet, illetve 20 cm3 desztillált vizet! 2. Az egyik főzőpoharat melegítsd fel 60 oC-ra! 3. Mérj ki két kémcsőbe 10-10 cm3 hangyasav-oldatot! 4. A két kémcső tartalmát egyszerre öntsd a két főzőpohárba! 5. Mérd az elszíntelenedés idejét! A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz? Magasabb hőmérsékleten nagyobb a reakciósebesség. (Általában hőmérséklet-emelés hatására nő kétszeresére a reakciósebesség.)

b) A mérési adatok: Szobahőmérsékleten 4 perc, 60 °C-on 1,5 perc az elszíntelenedés ideje. c) Magyarázd meg a fenti folyamatokat! Magasabb hőmérsékleten gyorsabb a részecskék mozgása, több az ütközés.

Magasabb hőmérsékleten nagyobb a részecskék átlagos energiája. Több rendelkezik az aktiválási energiánál nagyobb energiával, ezért nagyobb a reakciósebesség. 2. Kísérlet: A reakciósebesség koncentrációfüggése (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:   

brómos víz desztillált víz hangyasav-oldat

    Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató Értékelés: szóbeli értékelés

4 db 100 cm3-es főzőpohár kémcsövek kémcsőállvány stopperóra kísérlet, tanulói csoportos kísérlet

A kísérlet menete 1. Tölts négy 100 cm3-es főzőpohárba 20 cm3 brómos vizet, illetve 20 cm3 desztillált vizet! 2. Mérj ki három kémcsőbe 4 cm3, 8 cm3, illetve 12 cm3 hangyasavoldatot! 3. Öntsd egyszerre a három oldatot a három főzőpohárba!A negyedik főzőpohár az összehasonlításhoz kell. 4. Keverd meg az oldatokat! 5. Mérd az elszíntelenedés idejét! A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz? A több hangyasav esetén gyorsabb a reakció. b) Mérési adatok 7 perc; 5 perc; 3,5 perc

1. ábra: brómos víz elszíntelenedése20

c) Magyarázd meg a fenti folyamatokat! Amelyik főzőpohárban több a hangyasav, abban nagyobb a koncentrációja, ezért gyorsabb a reakció, azaz nagyobb a reakciósebesség. Minél nagyobb a koncentráció, annál többször ütköznek a részecskék. Több ütközésből pedig több vezet átalakuláshoz.

d) Rendezd az egyenletet! HCOOH + Br2 = 2 HBr + CO2 3. Kísérlet: Katalizátor hatása a reakciósebességre (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:     

3%-os hidrogén-peroxid-oldat barnakőpor kockacukor cigarettahamu élesztő

vegyszerkanál 4 db 100cm3-es Erlenmeyer-lombik gyújtópálca csipesz porcelántálka

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete a) Mangán-dioxid hatása a hidrogén-peroxid bomlására (8. emelt) 1. Tegyél két 100cm3-es Erlenmeyer- lombikba 3%-os hidrogén-peroxid-oldatból 20-20 cm3-t! 2. Az egyikbe tarts parázsló gyújtópálcát! 3. A másikba tegyél késhegynyi barnakőport (MnO2)! 4. Ebbe is tarts parázsló gyújtópálcát! Ezt a lépést többször is megismételheted. b) *kísérlet: Hidrogén-peroxid bomlása élesztő hatására 1. Tegyél két 100cm3-es Erlenmeyer-lombikba 3%-os 20-20 cm3-t! 2. Tegyél az egyikbe kevés élesztőt! 3. Tarts parázsló gyújtópálcát a lombikokba!

c) kísérlet: Kockacukor égése 1. Próbálj Bunsen-égő lángjánál meggyújtani egy kockacukrot! 2. Forgasd meg a cukrot cigarettahamuban vagy tealevélben, majd újra próbáld meggyújtani! A kísérlet tapasztalatai a) kísérlet Mi történik az első lombikban? Semmi. Az első kémcsőben lassú oxigénfejlődés figyelhető meg, amit várakozás után a parázsló hurkapálcával ki tudunk mutatni, de a láng nem tartós. Mi történik a második lombikban a barnakőpor beszórásakor? Heves pezsgés, fehér füst. Mi történik a gyújtópálcával?

Lángra lobban. Magyarázd meg a jelenséget! A bomlás közönséges körülmények között lassú. A keletkező oxigén eloszlik a levegőben. A barnakőpor meggyorsítja, katalizálja a folyamatot, ezért tapasztalunk pezsgést, gázfejlődést. A keletkező gáz vízcseppeket ragad magával, ezért látunk fehér füstöt. A keletkező oxigéntől a parázsló gyújtópálca lángra lobban, akár többször is.

2. ábra: H2O2 bomlása21

Rendezd az egyenletet! 2 H2O2 = 2 H2O

b) kísérlet Mi történik az élesztőt tartalmazó lombikban? Az élesztő is katalizálja a hidrogén-peroxid bomlását. Pezseg, oxigén fejlődik. A parázsló gyújtópálca lángra lobban. c) kísérlet Mi történik a kockacukorral? Megolvad, karamellizálódik, de nem ég. Mi történik a kockacukorral másodszor?

3. ábra: cukor égése tealevél segítségével

4. ábra: cukor égése hamu segítségével23

Meggyullad, halványkék lánggal ég. A tealevél vagy a hamu katalizálja a cukor égését. 21 22 23

Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-3151/5/content/4164.jpg Forrás: http://kation.elte.hu/idiproject/kitchen/cukorigen.htm Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/extra/190.jpg

08. A kémiai reakciók energiaviszonyai Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: A kémiai reakciók energiaviszonyainak vizsgálata Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: exoterm, endoterm kémiai változás, aktiválási energia, reakcióhő A kémiai reakciók egy része önként végbemegy, mert az ütköző részecskék elegendő energiával rendelkeznek az átalakuláshoz. A többi reakciónak aktiválási energiára van szüksége ahhoz, hogy létrejöjjön az aktivált komplexum és elinduljon a reakció. – Az aktivált komplexum ütközés közben keletkező részecske, amelyben a megszűnő és a létrejövő kötések egy időben jelen vannak. – Aktiválási energia az az energiamennyiség, amire szükség van 1 mol aktivált komplexum létrehozásához, az az energiatöbbletet, aminek hatására a részecskék átalakulásra képes aktív állapotba jutnak. A reakciók energiamérlegét tekintve beszélhetünk exoterm és endoterm folyamatokról. A reakcióhő megadja, hogy mekkora hőváltozás kíséri a reakcióegyenlet által megadott minőségű és mennyiségű anyagok átalakulását. Jele: ΔrH 1. Kísérlet: cink és kénpor reakciója (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:  cinkpor  vasháromláb  kénpor  agyagos drótháló  vegyszerkanál  Bunsen-égő Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet Fülke alatt dolgozzunk. Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Keverjünk össze kb. 4 g finom cinkport és 1,5 g kénport! 2. A keveréket halmozzuk fel a vasháromlábra helyezett agyagos dróthálóra! 3. Bunsen-égő lángjával melegítsük alulról a dróthálót! A kísérlet tapasztalatai a) Mit észlelünk? A kén a cinkkel hevesen, szikrákat szórva egyesül.

1. ábra: cink és kén reakciója 24

b) Reakcióegyenlet: Zn + S → ZnS c) Energia-változás szempontjából milyen reakció játszódik le? A reakció aktiválási energiát igényel (melegítjük), de a reakció elindulása után energia szabadul fel, azaz, exoterm a reakció. 2. *Kísérlet: bárium-hidroxid és ammónium-nitrát reakciója25 (20 min) Szükséges eszközök és anyagok:    

bárium-hidroxid ammónium-nitrát (vagy NH4Cl) víz hőmérő

250 cm3-es Erlenmeyer-lombik dugó mérleg 20x20x2 cm-es falap

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. A száraz lombikba szórjunk 24 g kristályos kristályos Ba(OH)2*8H2O-ot és 13 g NH4NO3-at (vagy 8 g NH4Cl-ot)! 2. Zárjuk le az edényt gumidugóval! 3. Gyors, erélyes rázással indítsuk el a két szilárd anyag reakcióját! 4. Helyezzünk hőmérőt a keverékbe! 5. A falap közepére cseppentsünk 5-10 csepp hideg vizet, majd helyezzük a lombikot talpa közepével a tócsára! 6. 2-3 perc múlva figyeljük meg a változásokat! A kísérlet tapasztalatai a) Mit észlelünk? Kb. 1 perc alatt sok víz keletkezik a lombikban, beleszagolva erős ammónia illatot érzünk. b) Mit figyelhetünk meg az edény falán? A levegőben levő pára kicsapódik és ráfagy az edény falára. c) Mit jelez a hőmérő! Nagyon lehűlt a keverék, -15˚C is lehet. d) Mi történt a lombik alatti falappal? A lombik és a falap közötti víz megfagyott és a lombik odafagyott a falaphoz, Edénnyel együtt felemelhető a falap. e) Tegyünk kb. fél kiló súlyt a falapra. Fel tudjuk-e emelni a falapot a lombikot fogva?

Forrás: Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Oktatási Kiadó – Szeged,1999 (3.4.) 25

2. ábra: szilárd fázisú endoterm reakció26

f) Milyen kémiai átalakulás ment végbe? Ba(OH)2*8 H2O(sz) + 2 NH4NO3(sz) → Ba(NO3)2(sz) + 2 NH3(aq) + 10 H2O(f) g) Milyen típusú reakció játszódott le részecskeátmenet szempontjából? protolítikus, sav-bázis reakció h) Milyen típusú reakció játszódott le energiaváltozás szempontjából? endoterm reakció ΔrH = + 63,6 kJ/mol Gyakorló feladatok 1. Számítsd ki a kén-hidrogén égésének reakcióhőjét a következő adatok felhasználásával! ΔkH(H2S, g)= -20,1 kJ/mol; ΔkH(SO2, g) = -297,1 kJ/mol; ΔkH(H2O, f) = -285,8 kJ//mol (-562,8 kJ/mol)

2. A szintézisgázt a következő reakcióval állítják elő:C(sz) + H2O(g) → CO(g) + H2(g) Számítsd ki a folyamat reakcióhőjét a következő adatok felhasználásával: 2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g) ΔrH = -566 kJ//mol ΔkH(CO2, g) = -394 kJ//mol; ΔkH(H2O, g) = -242 kJ//mol (+131 kJ/mol)

09. Csapadék-és komplexképződés Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: A csapadékképződéssel járó komplexképződés folyamatának megfigyelése Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: csapadék, komplex, ionok kimutatása

Csapadék: vízben rosszul oldódó, az adott rendszerben gyakorlatilag oldhatatlan anyagok, ionvegyületek. A klasszikus minőségi analitika azon alapul, hogy a különböző ionok az egyes reagensekkel – az oldat pH-jától függően – különböző színű és oldhatóságú csapadékot képeznek. Jellegzetes színűkkel, formájukkal beazonosíthatóvá teszik az ionokat. Komplex vegyületek: olyan vegyületek, ionok, amelyekben datív kötéssel ligandumok kapcsolódnak a központi atomhoz, ionhoz. Komplexképződéssel gyakran feloldhatók a csapadékok. 1. kísérlet: Halogenid csapadékok (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:  kálium-klorid-oldat (0,5 mol/dm3)  kémcsőállvány 3  kálium-bromid-oldat (0,5 mol/dm )  3 db sorszámozott kémcső az 3  kálium-jodid-oldat (0,5 mol/dm ) ismeretlenekkel 3  ezüst-nitrát-oldat (0,1 mol/dm )  védőszemüveg  műanyag tálca  gumikesztyű Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet A kísérlet menete 1. Három kémcsőben a következő oldatokat találod valamilyen sorrendben: káliumklorid, kálium-bromid és kálium-jodid. 2. Ezüst-nitrát-oldat segítségével határozd meg, hogy melyik kémcső melyik vegyület oldatát tartalmazza! 3. Ismertesd a tapasztalatokat, indokold a változásokat! 4. Írd le a folyamatok reakcióegyenleteit! A kísérlet tapasztalatai a) Mit tapasztalsz? Az ezüst-nitrát mindhárommal csapadékot ad. b) A kiváló anyagok színe alapján azonosítsd az oldatokat! A kloridionokkal fehér,a bromidionokkal sárgásfehér,a jodidionokkal sárga csapadék keletkezik. c) Írd Ag+ Ag+ Ag+

fel a reakciók egyenleteit! + Cl= AgCl + Br = AgBr + I = AgI

2. *Kísérlet: Cu(OH)2 csapadék és komplex (19. emelt) (20 min) Szükséges eszközök és anyagok:   

réz(II)-szulfát-oldat (0,5 mol/dm3) ammóniaoldat (2 mol/dm3) desztillált víz

műanyag tálca kémcsőállvány 2 db üres kémcső

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet A kísérlet menete 1. Öntsön kémcsőbe egy ujjnyi réz(II)-szulfát-oldatot. 2. Cseppenként adagoljon hozzá kb. kétszeres térfogatú ammóniaoldatot. 3. Figyelje meg a közben bekövetkező változásokat! 4. Öntsön egy üres kémcsőbe félujjnyi ammóniaoldatot, majd cseppenként adagoljon hozzá háromujjnyi térfogatú réz(II)-szulfát-oldatot. 5. Figyelje meg a közben bekövetkező változásokat! 6. Értelmezze a kísérletek tapasztalatait, magyarázza az eltéréseket! a) Az első esetben a réz(II)-szulfát az ammónia első cseppjeivel csapadékot képez, de később az ammóniafeleslegben ez a csapadék azúrkék színnel feloldódik.

A csapadék: 1. ábra: réz-hidroxid27 NH4OH + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + (NH4)2SO4 majd a komplex: Cu2+ + 4NH3 → [ Cu (NH3)4 ]2+ tetramin-réz(II)-ion

2. ábra: komplex28 3. ábra: komlexképződés29

b) A második kémcsőnél fordítva adagoljuk a reagenseket. A kezdeti ammóniafelesleg először komplexet alkot, majd később a réz(II)-szulfát feleslegben elenyésző a komplex mennyisége és a csapadék megmarad a kémcsőben. A látvány és a reakciók is fordított sorrendben következnek be. Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2616U/2/extra/4749.jpg Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2616U/2/extra/4750.jpg 29 Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-3151/5/content/1136.jpg 27 28

10. Sav-bázis reakciók, titrálás Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: közömbösítés, titrálás folyamatának megismerése Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: sav, bázis, protolítikus reakciók, közömbösítés, semlegesítés, titrálás Sav olyan molekula vagy ion, amelyik proton leadására alkalmas. Bázis olyan molekula vagy ion, amelyik proton felvételére alkalmas. Közömbösítés a savak és a bázisok egymással való reakciója. Semlegesítésnek nevezzük azt a közömbösítési folyamatot, amelyiknek eredményeképpen semleges kémhatás jön létre. Titrálás során egy ismeretlen koncentrációjú sav vagy lúgoldatból meghatározott hígítású törzsoldatot készítünk, belőle pipettával adott térfogatot kimérünk a mérőlombikba és jól megválasztott indikátort teszünk hozzá. A bürettába pontosan ismert koncentrációjú mérőoldatot töltünk és elkezdjük a titrálást, a közömbösítési folyamatot. Akkor hagyjuk abba a mérőoldat csepegtetését a törzsoldathoz, amikor színváltozást érzékelünk. A mérőoldat térfogatának és koncentrációjának ismeretében meghatározhatjuk az ismeretlen oldatunk összetételét. Laboreszközök: 1. Pipetta használatakor mire kell nagyon figyelni?

1. ábra: titrálás

A pipettát fogjuk hozzá a pohárhoz, a végét az oldat szintje alatt tartva, de a hegyét ne nyomjuk le a pohár aljához, mert könnyen letörik, és pontatlan lesz a mérés. A folyadékszintet úgy állítsuk be a jelhez, hogy a jel vonala az alsó meniszkuszra illeszkedjen. A folyadék kieresztését lassan, adagokban kell végezni, hogy a pipetta falán ne maradjon vékony folyadékfilm, folyadékcsepp. Leolvasáskor függőlegesen tartsuk a pipettát. 2. ábra: pipetta

2. Büretta használata közben mire kell figyelni? A folyadékszintet úgy állítsuk be a jelhez, hogy a jel vonala az alsó meniszkuszra illeszkedjen. A folyadék kieresztését lassan, adagokban kell végezni, hogy a büretta falán ne maradjon vékony folyadékfilm, folyadékcsepp. A bürettát függőlegesen fogjuk be a Bunsen-állványba. Leolvasáskor a tizedeket pontosan le tudjuk olvasni, de a századokat is meg kell saccolni 3. ábra: büretta

Forrás: http://tudasbazis.sulinet.hu/hu/termeszettudomanyok/kemia/szervetlen-kemia/kozombositestitralas/titralas 32 Forrás: http://tudasbazis.sulinet.hu/hu/termeszettudomanyok/fizika/fizika-7-evfolyam/a-legnyomas/alegnyomason-alapulo-eszkozok

1. kísérlet: Titrálás gyakorlása kezdőknek (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:    

desztillált víz sósav (0,1 mol/dm3) nátrium- hidroxid-oldat (0,1 mol/dm3) fenolftalein

Erlenmeyer-lombik pipetta Bunsen-állvány dió kémcsőfogó büretta

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Tegyél egy Erlenmeyer-lombikba 20-30 cm3 desztillált vizet! 2. Cseppents 2 csepp fenolftaleint a lombikba! 3. Pipettával csepegtess bele 10 cm3 0,1 mol/dm3 sósavat! 4. Tölts jelig 0,1 mol/dm3-es nátrium-hidroxid-oldattal Bunsen-állványba befogott bürettát! 5. Majd csepegtess annyi 0,1 mol/dm3-es nátrium-hidroxidot bürettából, amennyitől az oldat lúgos kémhatású lesz! 6. Ezt ismételd meg 2-szer! Jegyezd fel, hány cm3 nátrium-hidroxidtól vált színt az oldat! A kísérlet tapasztalatai Jegyezd fel, hány cm3 nátrium-hidroxidtól vált színt az oldat! Írd fel a reakció egyenletét! V1 = V2 = Az eredmények az eszközök, a tanulók és az oldatok pontosságától függnek. Ha minden pontos, mindhárom esetben 10 cm3 NaOH fogy. NaOH + HCl = NaCl + H2O

2. *kísérlet: Sav-bázis reakció, semlegesítés (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:   

ismeretlen koncentrációjú sósav vagy kénsavoldat fenolftaleinnel színezett nátrium- hidroxidoldat (0,1 mol/dm3) fenolftalein

desztillált víz pipetta 2 db 10 cm3-es mérőhenger 2 db üres főzőpohár

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés

A kísérlet menete 1. A tálcán lévő üvegben 100 cm3, fenolftaleinnel megszínezett, 0,1 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-hidroxid-oldat van. 2. Egy másik üvegben sósavat vagy kénsavoldatot kaptál, amelyről annyit tudunk, hogy koncentrációja vagy 1 mol/dm3, vagy 0,1 mol/dm3, vagy 0,01 mol/dm3. 3. A tálcán lévő eszközök segítségével minél egyszerűbben döntsd el, hogy mi a kiadott sósav vagy kénsavoldat koncentrációja! 4. Értelmezd a megoldásod menetét! A kísérlet tapasztalatai a) Írd fel a lehetséges reakciók egyenleteit! NaOH + HCl = NaCl + H2O 2 NaOH + H2SO4 = Na2SO4 +

b) Ismertesd a gondolatmenetedet! A sósav esetén 1 mólosból 10 cm3 , 0,1 mólosból 100 cm3, 0,001 mólosból 1000 cm3 semlegesíti a 100 cm3NaOH-oldatot. A kénsav esetén 1 mólosból 5 cm3 , 0,1 mólosból 50 cm3, 0,001 mólosból 500 cm3 semlegesíti a 100 cm3NaOH-oldatot. Kimérek az eredeti NaOH-oldatból 10 cm3-t, ezt közömbösíti: koncentráció 1 mol/dm3 0,1 mol/dm3 HCl térfogat 1 cm3 10 cm3 H2SO4 térfogat 0,5 cm3 5 cm3

0,01mol/dm3 100 cm3 50 cm3

Az ismeretlen savból 0,6 cm3-t adok. Ha színtelen, az 1 mólos kénsav volt. Ha nem, akkor további 0,6 cm3-t (összesen 1,2 cm3) adok hozzá. Ha színtelen, az 1 mólos sósav volt. Ha nem, adok hozzá 4,8 cm3-t, (összesen 6 cm3): ha színtelen, a 0,1 mólos kénsav volt. Ha nem, adok még 6 cm3-t. Ha színtelen, a 0,1 mólos sósav volt. Ha nem, adok még 48 cm3-t (összesen 60 cm3). Ha színtelen, a 0,01 mólos kénsav volt, ha nem, akkor a 0,01 mólos sósav az ismeretlen sav. 3. kísérlet: Sav-bázis reakciók térfogatos elemzése (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:       

desztillált víz nátrium- hidroxid-oldat (0,1 mol/dm3) büretta fenolftalein indikátor sósav (10 tömegszázalékos) 3 db 150 cm3-es Erlenmeyer-lombik cseppentő

10 cm3-es pipetta Bunsen-állvány dió kémcsőfogó 2 db 10 cm3-es mérőhenger 2 db 100 cm3-es főzőpohár

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés

A kísérlet menete 1. A tálcán található 10 tömegszázalékos sósav sűrűsége 1,048 0g/cm3. Mérj ki belőle 10 cm3-t, és juttasd 100 cm3-es mérőlombikba! 2. Töltsd jelig a mérőlombikot desztillált vízzel! Amikor már kb. félig van, óvatosan homogenizáld az oldatot! Tedd félre a törzsoldatot! 3. Vegyél elő egy Bunsen-állványt! Rögzíts rá dió, és kémcsőfogó segítségével bürettát! 4. Töltsd jelig 0,1 mol/dm3 koncentrációjú nátrium-hidroxid-oldattal! 5. Pipettázz ki 10 cm3-t az előző törzsoldatból, és ereszd bele egy 150 cm3-es Erlenmeyer-lombikba! 6. Az oldathoz adj kb. 10 cm3 desztillált vizet és három csepp fenolftalein indikátort! 7. Lassan csepegtess a bürettából nátrium-hidroxid-oldatot a lombikba! Figyeld a szín változását! Jegyezd fel, mekkora térfogatnál változik meg a szín! 8. Ismételd meg a kísérletet még kétszer! A kísérlet tapasztalatai a) Hogyan változik az oldat színe az Erlenmeyer-lombikban? Sokáig nem változik: ciklámen színű marad. 28 cm3 után egy-két csepptől fokozatosan halványul, majd elszíntelenedik. b) Mekkora volt a három mérés fogyása? V1 = V 2= V3 = Számold ki a fogyások átlagát! Ha pontosak voltak az eszközök és az oldatok, valamint pontos a mérés, a fogyások átlaga 28,7 cm3.

4. ábra: indikátorok

11. Sók hidrolízise

Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: A közömbösítés és a semlegesítés fogalmainak pontosítása, a sók hidrolízisének gyakorlati megfigyelése, felhasználása Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: erős, gyenge sav, erős, gyenge bázis, disszociáció, saverősség, hidrolízis A savakról és a bázisokról általában Brönsted szerint a sav protonleadásra, a bázis pedig protonfelvételre alkalmas molekula vagy ion. Arrhenius szerint savaknak azokat az anyagokat nevezzük, amelyek vizes oldata savas kémhatású, azaz megnövelik a víz oxóniumion koncentrációját. A bázisok vizes oldata lúgos kémhatású, a hidroxidion-koncentrációt növelik.

1.ábra: savak erőssége

Erős savak: sósav, kénsav, salétromsav

Középerős savak: ecetsav, foszforsav, hangyasav

NH3OH, Al(OH)3, aminok

A sók oldatának kémhatása a létrehozó savak és bázisok erősségétől függ. Azokban az esetekben, amikor az anion vagy kation gyenge savtól vagy bázistól származik, az ion hidrolizál és a folyamat függvényében lesz lúgos vagy savas a só vizes oldata. Hidrolízis: az a kémiai folyamat, amelyben a vízmolekula protont ad át a só anionjának, vagy protont vesz fel a só kationjától. Általánosan megfogalmazható szabály: (A kísérletek elvégzése után válaszold meg!)

erős bázisból erős bázisból gyenge bázisból gyenge bázisból

erős savból gyenge savból erős savból gyenge savból

A só vizes oldatának kémhatása semleges lúgos savas kb. semleges

1. kísérlet: Savak, bázisok pH-ja (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:  sósav (0,1 mol/dm3)  kénsav(0,1 mol/dm3)  ecetsav(0,1 mol/dm3)  szénsav(0,1 mol/dm3)  nátrium- hidroxid-oldat (0,1 mol/dm3)  ammónium-hidroxid(0,1 mol/dm3)

50cm3-es főzőpohár tálca 6 db cseppentő pH-papír

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: gyakorlati jegy A kísérlet menete 1. Cseppents az adott oldatokból pH-papírra, és 2. állapítsd meg az oldatok pH-ját!(sósav, kénsav, ecetsav, szénsav, nátrium-hidroxid, ammónium-hidroxid) A kísérlet tapasztalatai Töltsd ki a mért pH-értékekkel a táblázatot!

Milyen pH érték jelzi az erős savat? Minél kisebb annál erősebb. Milyen pH érték jelzi az erős lúgot? Minél nagyobb annál erősebb. 2. kísérlet: Sók hidrolízise (15 min) Szükséges eszközök és anyagok: 

szilárd anyagok: NaCl, Na2SO4, Na2CO3, CH3COONa, NH4Cl, (NH4)2SO4, (NH4)2CO3, CH3COONH4 desztillált víz

8 db kémcső Kémcsőállvány 8 db vegyszeres kanál csipesz pH-papír

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Tegyél kémcsőbe egy kanálnyi szilárd anyagot a következő sókból: NaCl, Na2SO4, Na2CO3, NaCH3COO, NH4Cl, (NH4)2SO4, (NH4)2CO3, NH4CH3COO! 2. Oldd fel a sókat desztillált vízben!

3. Mérd meg a pH-jukat! A kísérlet tapasztalatai Töltsd ki a táblázatot! A savak és a bázisok alá írd be az erősségüket! HCl

Ellenőrző kérdések 1. Brönsted szerint mit nevezünk savaknak, bázisoknak? Adott reakcióban az az anyag a sav, amely a protont leadja. A bázis az, amelyik felveszi. Ez egy szerep. 2. Mi a különbség Brönsted és Archenius meghatározása között? Archenius a vízhez viszonyított szerepük szerint sorolja savak és bázisok közé az anyagokat. Brönsted reakciónként határozza meg a szerepet. 3. Mit jelent a savanyú só elnevezés? Az a savanyú só, amelynek anionja protont tud leadni. Kémhatása általában savas, ha erős savból származik, lúgos, ha gyenge savból származik. 3. *kísérlet: Sók beazonosítása kémhatásuk alapján (33. emelt) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok: • • •  • •

nátrium-hidrogén-szulfát-oldat (0,5 mol/dm3) nátrium-hidrogén-karbonát-oldat (0,5 mol/dm3) nátrium-szulfát-oldat (0,5 mol/dm3) desztillált víz fenolftalein indikátor metilnarancs indikátor

• műanyag tálca • kémcsőállvány • 3 db sorszámozott kémcsőben az ismeretlenek • 6 db üres kémcső • védőszemüveg • gumikesztyű • hulladékgyűjtő

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés, jegy

A kísérlet menete 1. Három számozott kémcsőben – ismeretlen sorrendben – nátrium-hidrogénszulfát, nátrium-hidrogén-karbonát és nátrium-szulfát vizes oldata van. 2. A tálcán található indikátorok segítségével azonosítsa a kémcsövek tartalmát! 3. Magyarázza a tapasztalatokat és írja fel a semlegestől eltérő kémhatások kialakulásának egyenletét is!

vegyület fenolftalein színe NaHSO4 színtelen NaHCO3 lila/ciklámen Na2SO4 színtelen A kísérlet tapasztalatai:

metilnarancs színe vörös/piros narancssárga narancssárga

kémhatása savas lúgos semleges

A metilnarancs csak nátrium-hidrogén-szulfátban piros A fenolftalein csak a nátrium-hidrogén-karbonátban ciklámen. A harmadik oldat a nátrium-szulfát.

a) A NaHSO4 erős lúg és erős sav savanyú sója, ami miatt az anionja még protont tud leadni a víznek, savas kémhatású az oldata. HSO4- + H2O → SO42- + H3O+ b) A NaHCO3 erős lúg és gyenge sav savanyú sója, ami miatt az anion protont tud felvenni a víztől, lúgos kémhatású az oldata. HCO3- + H2O → H2CO3 + OHc) A Na2SO4 erős sav és erős lúg sója, ionjai nem hidrolizálnak, az oldata semleges.

12. Oldatok hígítása, a pH és az indikátorok

Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: Az indikátorok vizsgálata, higítás hatása a pH-ra Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: indikátor, pH, higítás Az indikátorok Az indikátorok olyan anyagok, amelyek savas és lúgos kémhatású közegben különböző színűek, színváltozással jelzik a közeg kémhatását. Ilyen anyagok a fenolftalein, a metilnarancs, a metilvörös, a lakmusz, az univerzális indikátor, stb. A hétköznapi anyagok közül itt említhető a tea, a vöröshagyma leve és a vörös káposzta leve. *pH egy olyan számadat, ami egyenlő az oldat oxóniumion koncentrációjának 10-es alapú logaritmusa negatív értékével. pH= – lg [H3O+] Gyakorlati megfontolásból csak az 1 mol/dm3–nél hígabb oldatokban értelmezzük a pH-t.

1. ábra: pH értékek

A kémhatás változásával változik a pH érték is, az indikátorok különböző pH tartományban váltanak színt, ezért jól használhatók a kémhatás meghatározására. (lásd 41. oldal, tanulóiban 39. oldal) 1. Kísérlet: Nátrium-hidroxid-oldat hígítása és pH vizsgálat (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:  nátrium- hidroxid-oldat (0,1 mol/dm3)  1 db10 cm3-es pipetta  desztillált víz  tálca  univerzális indikátorpapír  üvegbot  4 db 100 cm3-es főzőpohár Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. 0,1 mol/dm3-es nátrium-hidroxid- oldatból (főzőpohárból) mérj ki pipettával10 cm3-t!

2. Tedd ezt 100 cm3-es mérőlombikba, majd töltsd jelig (10x-es térfogatra)desztillált vízzel! 3. Az előző lombikot homogenizáld, majd mérj ki belőle pipettával 10 cm3-t! 4. Tedd ezt 100 cm3-es mérőlombikba, majd töltsd jelig desztillált vízzel! 5. Az előző lombikot homogenizáld, majd mérj ki belőle pipettával 10 cm3-t! 6. Tedd ezt 100 cm3-es mérőlombikba, majd töltsd jelig desztillált vízzel! 7. Mérd meg a négyféle nátrium-hidroxid-oldat pH-ját! A kísérlet tapasztalatai Jegyezd fel az oldatok pH-értékét! 0,1 mol/dm3-es NaOH-oldat 1. hígítás 2. hígítás 3. hígítás

pH=13 pH=12 pH=11 pH=10

2. Kísérlet: Sósav hígítása és pH vizsgálat (20 min) Szükséges eszközök és anyagok:  sósav (0,1 mol/dm3)  desztillált víz  univerzális indikátorpapír

 1 db10 cm3-es pipetta  tálca  üvegbot  4 db 100 cm3-es főzőpohár Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete Az előző módon hígítsd a 0,1 mol/dm3-es sósavoldatot is! Tapasztalatodat jegyezd fel! A kísérlet tapasztalatai Jegyezd fel az oldatok pH-értékét! 0,1 mol/dm3-es sósav pH=1 1.hígítás pH=2 2.hígítás pH=3 3.hígítás pH=4 Ellenőrző kérdések 1. Milyen összefüggés van az oldatok kémhatása és pH-ja között? A savas kémhatású oldatok pH-ja 0-7 között változik. Minél kisebb a pH értéke, annál erősebben savas az oldat. A lúgos kémhatású oldatok pH-ja 7-14 között változik. Minél nagyobb a pH értéke, annál erősebben lúgos az oldat. 2. Mit nevezünk pH-nak? Az oxóniumion koncentrációjának tizes alapú negatív logaritmusát. pH= -lg[H3O+] 3. Vizes oldatokban egyensúly van a két vízből származó ion koncentrációja között. Melyik ez a két ion és mi a közöttük fennálló összefüggés? A hidroxidion (OH-) és az oxóniumion(H3O+). Az összefüggés közöttük a vízion szorzat. [H3O+] ∙ [ OH-]=10-14 (mol/dm3)2

13. Redoxi reakciók

Témakör: Kémiai reakciók és reakciótípusok Nevelési-oktatási célok: Oxidáció és redukció vizsgálata, ismertszerzés Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: oxidáció, redukció, oxidálószer, redukálószer, redukálósor, redoxi reakciók Legismertebb nemfémes oxidálószerek: O2, H2O2, halogének F Cl Br I F Cl Br IOxidálóképesség csökken

Legismertebb nemfémes redukálószerek: H2, C, CO, SO2, NO Fémek redukáló sora:

1. Kísérlet: a hidrogén redukálóhatásának vizsgálata (28. emelt) (15 min)) Szükséges eszközök és anyagok:  kénsav  2 db kémcső  cink  2 db Bunsen-állvány  réz(II)-oxid  gázfejlesztő készülék  Busen-égő  dió  gumicső  kémcsőfogó  hajlított, kihúzott végű üvegcső  lombikfogó Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulócsoportos kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Egy kémcsőbe réz(II)-oxidot helyezünk. 2. A kémcsövet kissé ferdén – szájával lefelé – állványba rögzítjük. 3. Hidrogéngázt állítunk elő valamilyen sav és cink reakciójával. Víz alatt felfogjuk. 4. A negatív durranógázpróba elvégzése után a tiszta hidrogéngázt üvegcsövön a réz(II)-oxidra vezetjük. 5. Kis ideig várunk, amíg az áramló hidrogén a levegőt kiszorítja a kémcsőből. 37

6. Ezután a Bunsen-égő lángjával hevítjük a réz(II)-oxidot. 7. Mit tapasztalunk néhány perc elteltével? 8. Ismertesse a lejátszódó folyamatot, elemezze a hidrogén szerepét! 9. Miért kellett elvégezni a durranógázpróbát? A kísérlet tapasztalatai

1. ábra: hidrogén előállítása38

2. ábra: CuO redukciója hidrogénnel39

a) Milyen redoxireakció játszódott la a hidrogén előállítása közben? A negativabb standardpotanciálú cink redukálta a sav hidrogénionját. A lejátszódó reakció:

Zn + 2 H → Zn + H2

b) Vörös színű elemi Cu és vízgőz keletkezik, ami lecsapódik a kémcső falán . +2

CuO + H2 → Cu + H2O c) A durranógázpróbát azért kellett elvégezni, hogy megbizonyosodjunk arról, nincs a hidrogénhez keveredve oxigén. Negatív a durranógázpróba, ha a gáz halk pukkanással gyullad meg és kékes lánggal ég. A pozitív durranógázpróba esetében a hidrogén-oxigén gázkeverék éles, csattanó hanggal gyullad be, ilyen esetben a gázt melegíteni, meggyújtani tilos, nagyon balesetveszélyes, berobbanhat az egész rendszer. d) A H2 magas hőmérsékleten számos vegyületből képes oxigént elvonni, jó redukálószer. e) 2. Kísérlet: a hidrogén-peroxid oxidálóhatásának vizsgálata(31. emelt) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok: • 5%-os hidrogén-peroxid-oldat • 2 darab kémcső • 1%-os keményítőoldat • gumikesztyű • kálium-jodid-oldat • vegyszeres kanál • műanyag tálca • védőszemüveg • kémcsőállvány • hulladékgyűjtő Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet 38

Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/content/109.jpg Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/content/118.jpg

Értékelés: feladatlappal A kísérlet menete 1. Végezze el a következő kísérletet! A tálcán található egyik kémcsőbe öntsön kb. 4 cm3 hidrogén-peroxid oldatot, 2. a másik kémcsőbe kb. 2 cm3 keményítő oldatot, és 3. adjon hozzá kb. 2 cm3 kálium-jodid oldatot! 4. A két kémcső tartalmát öntse össze! 5. Ismertesse a tapasztalatokat, és magyarázza meg a változás okát! 6. Írja le a lejátszódó folyamat egyenletét! 7. Mi volt a hidrogén-peroxid szerepe a reakcióban?

A kísérlet tapasztalatai 1. kémcső: H2O2- oldat 2. kémcső: keményítő és KI-oldat a) Összeöntve a lejátszódó reakció: -1

2KI + H2O2 → I2 + 2KOH b) A H2O2 oxidálószerként viselkedik, a jodidionokat elemi jóddá oxidálja, ami a keményítővel kék színt eredményez. A színreakció magyarázata az, hogy az apoláris jódmolekulák éppen beleférnek az amilózhélix apoláris belső üregébe, ahol gyenge vonzóerő rögzíti őket. Eközben a jódmolekulák elektronszerkezete kis mértékben eltorzul, ezért más hullámhosszú fényt nyelnek el, mint keményítő nélkül. (Melegítéskor a jódmolekulák kiszabadulnak a hélixből, ezért eltűnik a kék szín, lehűléskor visszaalakul az előbbi szerkezet, megjelenik a kék szín.) 3. Kísérlet: fémek redukálóhatásának vizsgálata (20. emelt) (10 min) Szükséges eszközök és anyagok:  vas(II)-szulfát-oldat(0,5 mol/dm3)  2 db főzőpohár 3  réz(II)-szulfát-oldat(0,5 mol/dm )  1 db csipesz  rézlemez  2 db óraüveg  vaslemez  gumikesztyű  desztillált víz  tálca Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Tölts egy főzőpohárba vas(II)-szulfát-oldatot, egy másik főzőpohárba pedig réz(II)szulfát-oldatot! 2. Csipesz segítségével a vas(II)-szulfát-oldatba helyezz egy rézlemezt, a réz(II)-szulfátoldatba pedig vaslemezt!

3. Várj néhány percet, majd a csipesszel vedd ki a fémlemezeket, és helyezd azokat egy-egy óraüvegre! 4. Magyarázd meg a látottakat! A kísérlet tapasztalatai

3. ábra: réz(II)-szulfát oldatba helyezett vaslemez 40

4. ábra: vas-szulfát oldatba helyezett rézlemez41

a) Mi történt a rézlemezzel? Semmi, csak nedves lett, nincs reakció. b) Mi történt a vaslemezzel? A vaslemez oldódik (bár ezt nem látjuk), és réz válik ki rá. Rézbevonat képződik a vaslemezen. Fe + CuSO4 = Cu + Fe2+ + SO425. Írd fel a reakció potenciálját! Fe + Cu2+ A réz pozitívabb. (Fe) redukálni alakját (Cu2+).

ionegyenletét! Hasonlítsd össze a két fém standardelektród+ SO42- = Cu + Fe2+ + SO42A negatívabb standardpotenciálú rendszer redukált alakja képes a pozitívabb standardpotenciálú rendszer oxidált

A vas standardpotenciálja kisebb (-0,44 V), mint a rézé (0,34 V). A vasnak a redukált alakja, a réznek az oxidált alakja van jelen. Van reakció.

Forrás: http://www.google.hu/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CEEQFjAD&url=http%3A%2F%2F kemia.fazekas.hu%2FKiserletek%2FPPTs%2F38.%2520Vas%28II%29szulf%25C3%25A1t%2520%25C3%25A9s%2520%2520r%25C3%25A9z%28II%29szulf%25C3%25A1t%2520%25C3%25A9s%2520vas.ppt&ei=jnLOU8SVBomp7AbEjYGIAQ&usg=AFQjCNHCZ8A ZMI3ODpVt5g6gk-7jX_1nTw&sig2=-5ScBYn1ZMEV_FWKmNDE8w&bvm=bv.71198958,d.ZGU 41 Forrás: u.a. mint a 39.

14. Galvánelemek Témakör: Elektrokémia Nevelési-oktatási célok: A galvánelemek fogalmának ismerete, működésük megértése Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: galvánelem, elektródák, anód, katód, elektródpotenciál

A galvánelemek működése közben a kémiai átalakulással egyidejűleg kifelé hasznosítható elektromos energia jön létre.

Elektródok az elektrolitokkal közvetlenül érintkező fémes vezetők. 

Anód: ahol az oxidáció játszódik le, galvánelemeknél a negatív pólus.

Katód: ahol redukció játszódik le, galvánelemeknél a pozitív pólus.

A fémpárok közül mindig a negatívabb standardpotenciálú az anód, nagyobb a redukálóképessége, ezért redukálni képes a katód elektrolitjából a pozitívabb standardpotenciálú rendszer oxidált alakját.

A galvánelem elektromotoros ereje az a feszültség, amit gyakorlatilag a két elektróda között mérünk akkor, amikor a cellán nem megy át áram.

EME = ε˚katód – ε˚anód

Galvánelemek elektromotoros erejének mérése (35 min) Szükséges eszközök és anyagok: vas(II)-szulfát-oldat(1mol/dm3 koncentrációjú)  4 db 200 cm3-es főzőpohár réz(II)-szulfát-oldat(1mol/dm3 koncentrációjú)  4db U-cső 3 cink-szulfát-oldat(1mol/dm koncentrációjú)  feszültségmérő műszer alumínium-szulfát-oldat(1mol/dm3  kálium-nitrátos agar-agar gél koncentrációjú)  cinklemez  rézlemez  alumíniumlemez  cinklemez  tálca  vaslemez  alumíniumlemez  vezetékek Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Értékelés: gyakorlati jegy    

A kísérlet menete 1. kísérlet: Daniell-elem

1. ábra: Daniell-elem42

1. Az ábrán látható módon állítsd össze a berendezést! 2. Olvasd le az elektromotoros erőt! EME =_ _ _ _ _ ( 1.1 V) 2. kísérlet 1. Állíts össze galvánelemet cink- és alumíniumelektródokból! 2. Olvasd le az elektromotoros erőt! EME =_ _ _ _ _ ( 0,91 V) 3. kísérlet 1. Állíts össze galvánelemet réz- és alumíniumelektródokból! 2. Olvasd le az elektromotoros erőt! EME =_ _ _ _ _ (2,01 V) 4. kísérlet 1. Állíts össze galvánelemet vas- és rézelektródokból! 2. Olvasd le az elektromotoros erőt! EME =_ _ _ _ _ (0,78 V) A mért értékek sok mindentől függnek. Hőmérséklet, nyomás, koncentráció… Közelítik a standardpotenciálból számíthatót. A kísérlet tapasztalatai a) Számold is ki az előző galvánelemek elektromotoros erejét! cink és réz EME = -0,76 V – (0.34 V) = 1,1 V cink és alumínium EME = -0,76 V – (-1,67V) = 0,91 V réz és alumínium EME = 0,34 V – (-1,67V) = 2,01 V réz és vas EME = 0,34 V – (-0,44V) = 0,78 V b) Mi a galvánelem? Olyan berendezés, amely kémiai energiát alakít át elektromos energiává. c) Mi az elektród fogalma? Fémlemez merül sajátion tartalmú oldatba. d) Hány elektródja van a galvánelemeknek? Hogyan nevezzük az elektródokat? Kettő. Katódnak és anódnak.

15. Elektrolízis Témakör: Elektrokémiai ismeretek Nevelési-oktatási célok: Elektrolízis sajátos eseteinek vizsgálata Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: elektrolízis, anód, katód, elektródák, Elektrolízis: az elektromos áram hatására az elektrolit oldata vagy olvadéka és az elektródák határfelületén lejátszódó kémiai reakciók összessége. A leválasztáshoz szükséges energia függ:  az adott rendszer elektródpotenciáljától (anyagi minőség, ionkoncentrációk stb.)  az elektród anyagi minőségétől és felületétől Mi oxidálódhat az anódon?  Általában az egyszerű ionok (pl. Cl , Br , I ).  Ha az oldat összetett ionokat tartalmaz, akkor a víz oxigénje oxidálódik: H2O → ½ O2 + 2 H+ + 2 e-(savas vagy semleges oldatban) 2 OH- → ½ O2 + H2O + 2 e- (lúgos oldatban) Mi redukálódhat könnyen a katódon? olvadékban:  egy vegytiszta anyag olvadékában a fémion redukálódik oldatban:  2 H+ + 2 e- → H2 (savas oldatban)  2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- (semleges vagy lúgos oldatban)  Ha a fém pozitív redoxpotenciálú, akkor (nem túl nagy elektrolizáló feszültség mellett) a fémionok redukálódnak.  Ha a fém igen kicsi elektródpotenciálú (pl. Na, K, Ca stb.), akkor a fém helyett hidrogéngáz fejlődik. 1. Kísérlet: elektrolízis (25 min) Szükséges eszközök és anyagok:

1. ábra: elektrolizáló cella

desztillált víz cink-jodid-oldat (keményítőt tartalmazó) kálium-jodid-oldat

4 db 50 cm3-es főzőpohár 4db U alakú elektrolizáló cső egyenáramú áramforrás 8db grafitelektród

cink-szulfát-oldat kálium-szulfát-oldat univerzális indikátor keményítő Bunsen-állvány

8 db krokodil cspesz dió gyújtópálca, gyufa kémcsőfogó cseppentő

Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Értékelés: szóbeli értékelés, gyakorlati jegy A kísérlet menete Cink-jodid-oldat elektrolízise 1. U alakú elektrolizáló csövet fogj be Bunsen-állványba! Önts bele cink-jodid-oldatot! 2. Tegyél az U cső két szárába grafitelektródokat, és csatlakoztasd őket 12 voltos áramforráshoz! 3. Kb. három percig elektrolizálj! Kálium-jodid-oldat elektrolízise 1. U alakú elektrolizáló csövet fogj be Bunsen-állványba! Önts bele kálium-jodid-oldatot! 2. Tegyél az U cső két szárába grafitelektródokat, és csatlakoztasd őket 12 voltos áramforráshoz! 3. Kb. három percig elektrolizálj! 4. A pozitív pólushoz cseppents keményítőoldatot, a negatívhoz univerzális indikátort! Cink-szulfát-oldat elektrolízise 1. U alakú elektrolizáló csövet fogj be Bunsen-állványba! Önts bele cink-szulfát-oldatot! 2. Tegyél az Ucső két szárába grafitelektródokat, és csatlakoztasd őket 12 voltos áramforráshoz! 3. Kb. három percig elektrolizálj! 4. A pozitív pólushoz cseppents univerzális indikátort! Kálium-szulfát-oldat elektrolízise 1. U alakú elektrolizáló csövet fogj be Bunsen-állványba! Önts bele kálium-szulfátoldatot. 2. Tegyél az U cső két szárába grafitelektródokat, és csatlakoztasd őket 12 voltos áramforráshoz! 3. Kb. három percig elektrolizálj! 4. A pozitív és a negatív pólushoz is cseppents univerzális indikátort! A kísérlet tapasztalatai Cink-jodid-oldat elektrolízise Mit tapasztalsz? Írd fel a katód és az anód reakcióegyenleteit! Az egyik elektródnál (a pozitív pólusnál) az oldat kékszínű lesz. Ez az anód. 2 I – = I 2 + 2 eA másik elektródnál (a negatív pólusnál) a grafitrúdra szürke fém, cink válik ki. Ez a katód.

Zn2+ + 2 e- = Zn Kálium-jodid-oldat elektrolízise Mit tapasztalsz? Írd fel a katód és az anód reakcióegyenleteit! Az egyik elektródnál (a pozitív pólusnál) az oldat kékszínű lesz a keményítő miatt. Ez az anód. 2 I-= I2 + 2 eA másik elektródnál (a negatív pólusnál) a grafitrúdon gáz fejlődik. Ez a katód. 2 H2O + 2 e- = 2 OH- +H2 Cink-szulfát-oldat elektrolízise Mit tapasztalsz? Írd fel a katód és az anód reakcióegyenleteit! Az egyik elektródnál (a pozitív pólusnál) gázfejlődést tapasztalunk. Ez az anód. 2 H2O = O2 + 4 H+ + 2 eA másik elektródnál (a negatív pólusnál) a grafitrúdra szürke fém, cink válik ki. Ez a katód. Zn2+ + 2 e- = Zn Kálium-szulfát-oldat elektrolízise Mit tapasztalsz? Írd fel a katód és az anód reakcióegyenleteit! Hogyan lehetne kimutatni gyújtópálcával a keletkező gázokat? Az egyik elektródnál (a pozitív pólusnál) gázfejlődést tapasztalunk. Ez az anód. 2 H2O = O2 + 4 H+ + 2 eA másik elektródnál (a negatív pólusnál) a grafitrúdon gáz fejlődik. Ez a katód. 2 H2O + 2 e- = 2 OH- + H2 A parázsló gyújtópálca oxigénben lángra lobban. Hidrogéngáz keletkezésekor a gyújtópálca meggyújtja a gázt. Durranógázpróba végezhető el a keletkező hidrogénnel. Igazolja-e a kísérlet ezt a két szabályt? a. Vizes oldatból grafitelektródot alkalmazva alkálifémek és alkáliföldfémek nem válnak le. b. Vizes oldatból grafitelektródot alkalmazva összetett ionok nem semlegesítődnek. Igazolja. A négy elektrolízis közben az alkálifémek és az összetett ionok helyett a víz elektrolízise megy végbe.

2. *kísérlet: A nátrium-szulfát elektrolízise (23. emelt) (10 min)

2. ábra: nátrium-szulfát elektrolízise44

Anyagok, eszközök  műanyag tálca,  fenolftalein indikátor,  9 V-os elem (a pólusok jelölése  desztillált víz, lekaparva vagy lefestve),  védőszemüveg,  Petri-csésze vagy csempelap,  gumikesztyű,  szűrőpapír,  hulladékgyűjtő  nátrium-szulfát-oldat (2 mol/dm3), Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Egy 9 V-os elemről lekopott a pólusok jelölése. 2. A pólusok meghatározásához önts Petri-csészébe kevés nátrium-szulfát-oldatot, majd adj hozzá néhány csepp fenolftalein indikátort! 3. Áztass egy darabka szűrőpapírt az oldatba, helyezd sima felszínre (például a Petricsésze fedelére vagy egy csempére), és nyomd az elem mindkét kivezetését a nedves papírra! 4. A megfigyeltek alapján azonosítsd az elem két pólusát! Írd fel az elektródokon zajló reakciók egyenletét is! A kísérlet tapasztalatai a) A Na2SO4 oldat elektrolízisekor a víz elektrolízise játszódik le mindkét elektródán. b) A katódon a vízmolekulák redukciójához kevesebb energia kell, mint a nátriumionok redukciójához: 2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- (ε˚= – 0,83 V) illetve : Na+ + e- → Na (ε˚= – 2,71V), ezért H2 fejlődik és az oldat lúgossá válik. c) Az anódon oxigén fejlődik (kevesebb energia szükséges a víz oxidációjához, mint az összetett szulfát-ion oxidációjához) és savasodik az oldat. 2 H2O → O2 + 4 H+ + 2 e- (ε˚=+1,23V) d) A fenolftalein a katódnál, tehát a negatív pólusnál fog lilára színeződni, ahol lúgos kémhatás jön létre. 44

Témakör: Szervetlen kémia Nevelési-oktatási célok: A halogének előállítása és reakciói Módszerek: tanári bemutató kísérlet Fogalmak: halogén, oxidáció, redukció 1. Elméleti kísérlet: klór előállítása (39. emelt)(el is végezhető fülke alatt) (10 min) Szilárd kálium-permanganátra sósavat csepegtetünk, majd a fejlődő gázt üveghengerben fogjuk fel. A gázzal megtöltött üveghengerbe ezután megnedvesített színes papírt helyezünk. Adja meg és magyarázza a kísérlet minden tapasztalatát! Írja fel a gáz előállításának reakcióegyenletét! Hogyan kell tartani a gáz felfogása közben az üveghengert? Miért?

1. ábra: klór előállítása45

a) Oxidálószer hatására a sósavból klórgáz fejlődik, a reakcióegyenlet: 2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 8H2O + 5 Cl2 A reakció lényege a sósav kloridtartamának az oxidációja. b) A keletkezett klórt szájával felfelé tartott edényben is fel lehet fogni, mert sűrűsége(ρrel=71/29 ) nagyobb a levegőnél. c) A megnedvesített színes papír elszíntelenedik. A klórgáz miközben oldódik a vízben, a vízzel reakcióba lép: Cl2 + H2O → HOCl + HCl A keletkező hipoklórossav fény hatására bomlik: HOCl → HCl + ,O’ Az így keletkező atomos oxigén felelős a klór színtelenítő, fertőtlenítő, roncsoló hatásáért. 2. Elméleti kísérlet: klór oxidáló hatása (4. emelt) (el is végezhető fülke alatt) (10 min) Egy főzőpohárban kálium-jodid, egy másikban kálium-bromid azonos koncentrációjú vizes oldata található. Nem tudjuk, hogy melyik pohár melyik oldatot tartalmazza. Mindkét 45

oldatba klórgázt vezetünk, aminek hatására az oldat színe mindkét esetben sárgásbarna lett. Ha szén-tetrakloridot öntünk az oldatokhoz és összerázzuk azokat, az első pohár alján lila, a második alján barna színű fázis jelenik meg. Melyik oldatot tartalmazta az első, illetve a második főzőpohár? Magyarázza meg a tapasztalatokat! Írja fel a reakciók egyenletét! a) Az első pohárban a CCl4-os oldódás lila színe arra utal, hogy ott egy redoxi folyamatban jód keletkezett, miközben a Cl2 oxidálta a kisebb standard potenciálú jodidiont (a klór redukálódik, a jodidion oxidálódik). Ebben a pohárban KI oldat volt. 0

Cl2 + ˚ nagyobb ε -ú oxidált alak

2I→ 2Clkisebb ε˚-ú redukált alak

b) A második pohárban a CCl4-os oldódás barna színe arra utal, hogy ott egy redoxi folyamatban bróm keletkezett, miközben a Cl2 oxidálta a kisebb standard potenciálú bromidiont (a klór redukálódik, a bromidion oxidálódik). Ebben a pohárban KBr oldat volt. 0

Cl2 + ˚ nagyobb ε -ú oxidált alak

2Br → 2Cl ˚ kisebb ε -ú redukált alak

3. Kísérlet: alumínium és jód reakciója (fülke alatt kell végezni!) (15 min) Anyagok, eszközök alumínium, jód, 1 db dörzsmozsár, 2 db vegyszeres kanál, vasháromláb, agyagos drótháló, Bunsen-égő, gyufa Értékelés: szóbeli értékelés A kísérlet menete 1. Dörzsmozsárban porítsunk 1 g tömegű jódot és adjunk hozzá 1g Al-port 2. Szórjuk a keveréket agyagos dróthálóra, tegyük fülke alá! 3. Csináljunk a kupac közepére bemélyedést és cseppentsünk 1-2 csepp vizet oda. A kísérlet tapasztalata

A lejátszódó kémiai reakció: 2 Al + 3 I2 → 2 AlI3

2. ábra: alumínium és a jód reakciója46

Egy csepp víz indítja, katalizálja a reakciót, a száraz anyagok nem lépnek reakcióba. A keverék felizzik, a hőtől a jód egy része szublimál, lila füstöt látunk. 46

Témakör: Az oxigéncsoport és elmeinek vegyületei Nevelési-oktatási célok: Áttekinteni az oxigén előállítási jellemzőit Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: bomlási folyamat, katalizátor

Anyagok, eszközök tálca, desztillált víz, gyújtópálca, gyufa, vegyszeres kanál, kémcsőállvány, Bunsen-állvány, dió, kémcsőfogó, Bunsen-égő, ledugózott kémcsőben kevés HgO, KMnO4, KClO3 (MnO2), 5%-os hidrogén-peroxid-oldat, MnO2, vatta A kísérlet menete (35 min) 1. kísérlet: Oxigén előállítása HgO-ból(Tanári kísérlet) 1. Tegyél egy kémcsőbe kis vegyszeres kanálnyi higany-oxidot! A kémcső szájába tegyél kicsi, nedves vattapamacsot! 2. Fogd be Bunsen-állványba, és melegítsd Bunsen-égővel egy percig! 3. Tarts a kémcsőbe parázsló gyújtópálcát!

1. ábra: HgO hevítése47

2. ábra: oxigén és Hg gőzök keletkeznek48

2. kísérlet: Oxigén előállítása KMnO4-ból 1. Tegyél egy kémcsőbe kis vegyszeres kanálnyi kálium-permanganátot! 2. Fogd be Bunsen-állványba, és melegítsd Bunsen-égővel egy percig! 3. Tarts a kémcsőbe parázsló gyújtópálcát! 3. kísérlet: Oxigén előállítása H2O2-ból 1. Tegyél Erlenmeyer-lombikba 20 cm3 5%-os hidrogén-peroxid-oldatot! 2. Szórj bele késhegynyi barnakőport! 3. Tarts a kémcsőbe parázsló gyújtópálcát! A kísérlet tapasztalatai 1. kísérlet Mit tapasztalsz a kísérlet során? A parázsló gyújtópálca lángra lobban. Valószínűleg oxigén keletkezik. 47 48

Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2616U/2/extra/4855.jpg Forrás: https://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2616U/2/extra/4856.jpg

Rendezd az egyenletet! 2 HgO = 2 Hg + O2 2. kísérlet Mit tapasztalsz a kísérlet során? A parázsló gyújtópálca lángralobban. Valószínűleg oxigén keletkezik. Rendezd az egyenletet! 2 KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 3. kísérlet Mit tapasztalsz a kísérlet során? A parázsló gyújtópálca lángralobban. Valószínűleg oxigén keletkezik. Rendezd az egyenletet! 2 H2O2 = 2 H2O + O2 Értékelés: feladatlappal Ellenőrző kérdések a) Hol fordul elő nagy mennyiségben oxigén? A levegőben, elemi állapotban. Vegyületei is gyakoriak: víz, mészkő, szulfátok, foszfátok, nitrátok stb. b) A földkéreg hány százaléka oxigén? 49,5%-kal a leggyakoribb elem a Földön. c) Miből állítja elő az ipar az oxigént? Levegő cseppfolyósításával. d) Mi az égés három feltétele? Éghető anyag, gyulladási hőmérséklet, oxigén e) Miért gyorsabb az égés oxigénben, mint levegőn? Mert a levegőnek csak 21%-a oxigén. f) Miért látunk füstöt a hidrogén-peroxidos reakcióban? A gyorsan fejlődő oxigén vízcseppeket ragad magával. Ezt látjuk füstnek. g) A higany-oxidos kísérletben keletkezhet higanygőz, ami mérgező. Mit csinál a kémcső szájában lévő vizes vattapamacs? Lehűti a távozó gázokat, lecsapódik a higany. h) Miért szerencsés, hogy a levegőben 79% nitrogén található? Tiszta oxigénben gyorsabb az égés. Hétköznapjaink redoxireakciói gyorsabbak lennének, sokkal több lenne a tűz, és az ember is gyorsabban elhasználódna. i) Miért tudnak élni a halak a vízben? Mert a vízben van oldott oxigén, amit a halak kopoltyújukkal fel tudnak használni.

18. A kén szerkezetének vizsgálata, olvasztása, vegyületei Témakör: Az oxigéncsoport és elemeinek vegyületei Nevelési-oktatási célok: A kén szerkezetének magyarázata a tanult anyagszerkezeti ismeretek felhasználásával. Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: allotróp módosulatok, kristályos, amorf, redukáló hatás

1. Kísérlet (42. emelt) (15 min) Egy kémcsőbe kénport töltünk, és forrásig melegítjük. Végül a folyékony ként hideg vízbe öntjük. Ismertesse és magyarázza meg a változásokat!

1. ábra: a kén olvasztása49

A kénnek 3 jelentősebb allotróp módosulata van (eltérő körülmények között, eltérő kristályszerkezetet vesznek fel). 1. Rombos: 8 atomos molekulái molekularácsban helyezkednek el– ez szobahőmérsékleten stabil 2. Monoklin kén: hosszúkás, tűszerű kristályok – magasabb hőmérsékleten, 95,5 °C fölött stabil állapot. 3. Amorf kén: metastabil; kristályrács nélküli, olvasztás után hirtelen lehűtött (túlhűtött) folyadék; 95,5 °C fölött monoklinné, az alatt rombossá alakul. A kén olvasztása:  A kén megolvasztásakor (119˚C) először a kristályrácsot összetartó, gyenge, diszperziós kötések hasadnak fel és a 8-atomos gyűrűk szabadon elcsúszhatnak egymáson, ekkor az olvadék hígan folyós és világossárga.  170-180 ˚C-on, az erősebb kovalens kötéssel összetartott gyűrűk kezdenek felhasadni és zegzugos láncok képződnek, amelyek összegabalyodva megakadályozzák egymást a mozgásban. Az olvadék egyre sűrűbbé válik, viszkozitása megnő, míg teljesen megdermed, színe vörösesbarna.

 Tovább hevítve, kb. 300˚C-on, a láncokat összetartó kovalens kötések egyre inkább felszakadnak, a kisebb láncrészletek mozgékonyabbá válnak. Fokozatosan hígan folyóssá válik, de a színe sötét marad.  A forrásban lévő olvadékot (444,6˚C) hirtelen hideg vízbe öntve keletkezik az amorf kén. A gyors lehűlés miatt nem rendeződhet vissza kristályrácsba a kén, ragacsos, nyúlós és alaktalan (amorf). A kéngőzökből (amelyek kétatomos molekulák) a hideg vízfelszínen sárga, kristályos, porszerű kén is keletkezik. Az amorf kénből állásra újra rombos kén keletkezik. A kénmolekulák állapotának megváltozása melegítés hatására:

2. ábra: a kén szerkezetének változása olvasztás közben50

Értékelés: feladatlappal 2. *Elméleti kísérlet (43. emelt) (ha van rá idő, elvégezhető) (20 min) Három gázfejlesztő készülékben (külön-külön) lévő nátrium-szulfidra, nátrium-szulfitra és nátrium-karbonátra sósavat csepegtetünk. A fejlődő gázokat Lugol-oldatba vezetjük. Ismertesse és magyarázza meg a három esetben megfigyelhető tapasztalatokat!

A három reakció: 1. Na2S + 2 HCl → 2 NaCl + H2S↑ 2. Na2SO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + SO2↑ 3. Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + H2O + CO2↑ Lugol oldatba vezetve a gázokat: 1. H2S + I2 → 2 HI + S A jódos-oldatot elszínteleníti a kén-hidrogén, redukáló hatású, miközben könnyen oxidálódik sárga kénné, amitől zavaros lesz az oldat 2. SO2 + I2 + 2 H2O → H2SO4 + 2 HI A Lugol-oldatot elszínteleníti a kén-dioxid, elemi jódtartalmát redukálja. 3. A szén-dioxid lényeges változást nem idéz elő a Lugol-oldattal. Értékelés: feladatlappal 50

19. A foszfor és nitrogén oxidjai Témakör: A nitrogéncsoport és elemeinek vegyületei Nevelési-oktatási célok: A foszfor és a nitrogén oxidok vizsgálata Módszerek: elméleti kísérlet, alkalmazott tudás Fogalmak: allotróp módosulatok, legkisebb kényszer elve, kémiai egyensúly

1. A foszfor szerkezete, égése (32. emelt) (Nem elvégzendő) 20 min) Egy állványhoz rögzített, hosszúkás fémlap egyik végére kis darabka vörösfoszfort, a másik végére körülbelül azonos mennyiségű fehérfoszfort teszünk. A fémlapot – Bunsen-égő segítségével – pontosan a közepén melegíteni kezdjük. Ismertesse, mi történik ezután a két foszfor módosulattal! Adja meg az eltérés anyagszerkezeti okát, és írja fel a reakció(k) egyenlete(i)t is! a) A fehérfoszfor (P4) 4 atomos, tetraéder formájú molekulákat hoz létre, kristályrácsa gyenge, diszperziós kötésekkel összetartott molekularács. Ezért alacsony az olvadáspontja és a gyulladáspontja.

1. ábra: fehérfoszfor molekula51

b) A vörösfoszfor láncszerű atomrácsba rendeződik, ezért az összetartó erős, kovalens kötések miatt magas az olvadáspontja és a gyulladáspontja.

2. ábra: vörösfoszfor láncrészlet52

A fémlapon egyszerre, azonos mértékben melegítve a két módosulatot, a fehérfoszfor először megolvad (44,2˚C), majd 60˚C körül meggyullad, míg a vörös foszfor csak 400˚C körül kezd égni.

3. ábra: a két foszformódosulat égése53 Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/content/1903.jpg Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/content/1903.jpg 53 Forrás: http://www.mozaweb.hu/mbLite/MS-2612/11/extra/252.jpg 51

Égéskor difoszfor-pentaoxid P2O5, pontosabban P4O10 keletkezik mindkét módosulatból.

4 P + 5 O2 → 2 P2O5 illetve, figyelembe véve az oxid szerkezetét: P4 + 5O2 → P4O10

2. Nem elvégzendő kísérlet: (9. emelt) (15 min) A nitrogén-dioxid molekulaszerkezetéből adódóan – megfordítható reakcióban – képes dimerizálódni. A keletkező dinitrogén-tetroxid 10 °C felett, légköri nyomáson színtelen gáz. A dimerizáció exoterm folyamat. Egy dugattyúval ellátott, változtatható térfogatú, átlátszó falú tartályba töltött nitrogén-dioxid gázt a) 40 °C-ról 20 °C-ra hűtünk, b) a dugattyú segítségével Mit tapasztalunk és miért? A reakcióegyenlet:

a) Ha hűtjük a NO2 gázt, a legkisebb kényszer elve alapján ( Le Châtelier- Braun elv) a rendszer egyensúlya az exoterm reakció irányában felgyorsul, hogy ellensúlyozza a hőveszteséget. A gáz színe halványodni fog, eltolódik az egyensúly a N2O4 keletkezésének irányába.

4. ábra: nitrogén-oxidok elegyének egyensúlya54

b) Ha állandó hőmérsékleten összepréseljük, a térfogat csökkentésével növeljük a nyomást. A rendszer válasza a kényszerre: a N2O4 keletkezésének irányába tolódik el az egyensúly, mert a kevesebb anyagmennyiséget tartalmazó terméknek a nyomása is fele annyi. A növekvő nyomást a nyomáscsökkenéssel ellensúlyozza a rendszer, halványodni fog a gáz színe. c) A NO2 vízben oldva: 2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 Értékelés: feladatlappal az óra végén 54

20. Szervetlen savak reakciója vassal és rézzel Témakör: Szervetlen kémia Nevelési-oktatási célok: szintézis a savak viselkedésére Módszerek: tanári bemutató kísérlet, tanulói csoportos kísérlet Fogalmak: standard redoxpotenciál, redukálóhatás, passzíválás 1. Kísérlet: vas reakciója savakkal (15 min) Szükséges eszközök és anyagok:  1:1 hígítású sósav  1:3 hígítású kénsav  cc. kénsav  vasreszelék

 3 db kémcső  kémcsőállvány  gyújtópálca  vatta  tölcsér Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: feladatlappal az óra végén A kísérlet menete 1. Szórjunk minden kémcsőbe kiskanálnyi vasreszeléket. 2. A háromféle savat egyenként töltsük a vasreszelékre! 3. Tegyünk tölcsérbe egy kis csomó vattát, az első és második kémcső tartalmát szűrjük át. 4. Magyarázzuk meg a látható változásokat! A kísérlet tapasztalatai a) A vas híg savakban hidrogénfejlődés közben oldódik. A reakció egyenlete: Fe + 2 H3O+ = Fe2+ + H2 + 2 H2O b) Az oxidáló tömény savakban (kénsav, salétromsav) nem oldódik, mert a felületén összefüggő oxidréteg alakul ki, passziválódik. c) A vas széntartalma maradt a vattán kis fekete szénszemcsék formájában. 2. Kísérlet: réz reakciója savakkal (20 min) Szükséges eszközök és anyagok:  1:1 hígítású sósav  4 db kémcső  1:3 hígítású kénsav  kémcsőállvány  cc. Kénsav  kémcsőfogó  1:1 hígítású salétromsav  Bunsen-égő  rézforgács Munkarend és balesetvédelem: tanári bemutató kísérlet, tanulói kísérlet Értékelés: feladatlappal az óra végén A kísérlet menete 1. Szórjunk minden kémcsőbe kiskanálnyi rézforgácsot!

2. Az első kémcsőbe híg sósavat, a másodikba híg kénsavat, a harmadikba tömény kénsavat, a negyedikbe hígított salétromsavat töltsünk. 3. Figyeljük meg a változásokat! 4. Ahol nincs változás, melegítsük a kémcsövet! A kísérlet tapasztalatai

1. sósav 2. híg kénsav 3. salétromsav 1. ábra: réz és savak reakciója55

a) A híg salétromsav hevesen reagál, vörösbarna nitrogén-dioxid és kékeszöld színű oldat keletkezik. A reakciók koncentrációtól függően mennek végbe:  15-30%-os HNO3: 3 Cu + 8 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO +4 H2O  30-50%-os HNO3: 2 Cu + 6 HNO3 = 2 Cu(NO3)2 + NO + NO2 + 3 H2O  50%-osnál töményebb HNO3: Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O b) Híg sósav és kénsav nem reagál a rézzel c) Tömény kénsav hidegen nem, de melegítve reagál, a réz oxidálódik, majd a CuO feloldódik, nem fejlődik hidrogén. A reakcióegyenlet: Cu + 2 H2SO4 = CuSO4 + 2 H2O + SO2

Összesítve a tapasztalatokat (kiegészítve más fémekkel is):

K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb

H2 (kivétel, passzíválja: Fe, Pb, Al)

H2 (Al-ból); NO (kivétel, NO2: Pb)

NO (Kivétel: Cu, Au,)

NO2 (kivétel, passzíválja: Fe, Ni, Al, Cr)

Ábrajegyzék: 7. oldal: 1.ábra: jód oldódása 7. oldal: 2. ábra: dikromát vízben 8. oldal: 3. ábra: jód oldódása 11. oldal: 1. ábra: oldódás közbeni hőmérséklet-változás 12. oldal: 2. ábra: areométeres sűrűségmérés 14. oldal: 1. ábra: ammónia előállítása 14. oldal: 2. ábra: ammónia-szökőkút 16. oldal: 1. ábra: tej mikroszkópos képe 17. oldal: 2. ábra: 1. olaj+víz, 2. olaj+víz +szappan, 3. kis idő múlva múlva 18. oldal: 3. ábra: Tyndall-jelenség keményítőoldatban 20. oldal: 1. ábra: réz-szulfát átkristályosítása 21. oldal: 2. ábra: Holt- tenger 24. oldal: 1. ábra: NH3 és HCl reakciója 25. oldal: 2. ábra: ólom-jodid 27. oldal: 1. ábra: brómos víz elszíntelenedése 29. oldal: 2. ábra: H2O2 bomlása 29. oldal: 3. ábra: cukor égése tealevél segítségével 29. oldal: 4. ábra: cukor égése hamu segítségével 30. oldal: 1. ábra: cink és kén reakciója 32. oldal: 2. ábra: szilárd fázisú endoterm reakció 34. oldal: 1. ábra: réz-hidroxid 34. oldal: 2. ábra: komplex 34. oldal: 3. ábra: komlexképződés 36. oldal: 1. ábra: titrálás 36. oldal: 2. ábra: pipetta 36. oldal: 3. ábra: büretta 39. oldal: 4. ábra: indikátorok 40. oldal: 1. ábra: savak erőssége 44. oldal: 1. ábra: pH értékek 47. oldal: 1. ábra: hidrogén előállítása 47. oldal: 2. ábra: CuO redukciója hidrogénnel 49. oldal: 3. ábra: réz(II)-szulfát oldatba helyezett vaslemez 49. oldal: 4. ábra: vas-szulfát oldatba helyezett rézlemez 51. oldal: 1. ábra: Daniell-elem 52. oldal: 1. ábra: elektrolizáló cella 55. oldal: 2. ábra: nátrium-szulfát elektrolízise 56. oldal: 1. ábra: klór előállítása 57. oldal: 2. ábra: alumínium és a jód reakciója 58. oldal: 1. ábra: HgO hevítése 58. oldal: 2. ábra: oxigén és Hg gőzök keletkeznek 60. oldal: 1. ábra: a kén olvasztása 61. oldal: 2. ábra: a kén szerkezetének változása olvasztás közben 62. oldal: 1. ábra: fehérfoszfor molekula 62. oldal: 2. ábra: vörösfoszfor láncrészlet 62. oldal: 3. ábra: a két foszformódosulat égése 63. oldal: 4. ábra: nitrogén-oxidok elegyének egyensúlya 65. oldal: 1. ábra: réz és savak reakciója

Dr. Rózsahegyi Márta, Dr. Siposné Dr Kedves Éva, Horváth Balázs: Kémia közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Témakörök, tételek 11.-12. – Mozaik KiadóSzeged, 2013. Dr. Rózsahegyi Márta, Dr. Siposné Dr Kedves Éva, Horváth Balázs: Kémia feladatgyűjtemény közép – és emelt szintű érettségire készülőknek. Témakörök, tételek 11-12- Mozaik Kiadó – Szeged, 2013. Dr. Siposné Dr Kedves Éva, Horváth Balázs, Péntek Lászlóné: Kémia 9. Általános és szervetlen kémia – Mozaik Kiadó – Szeged, 2013. Villányi Attila: KÉMIA összefoglaló középiskolásoknak – Calibra Kiadó, Bp.,1994 Rózsahegyi Márta – Wajand Judit: Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Oktatási Kiadó – Szeged,1999

Fogalomtár: Adszorpció az a folyamat, melynek során a szilárd anyagok a felületükön légnemű és oldott anyagokat kötnek meg. Aktivált komplexum ütközés közben keletkező részecske, amelyben a megszűnő és a létrejövő kötések egy időben jelen vannak. Aktiválási energia az az energiamennyiség, amire szükség van 1 mol aktivált komplexum létrehozásához, az az energiatöbbletet, aminek hatására a részecskék átalakulásra képes aktív állapotba jutnak. Anód: az az elektróda, amelyen oxidáció megy végbe. Bázis olyan molekula vagy ion, amelyik proton felvételére alkalmas (Brönsted). Amfoter: kettős jellemű anyag, reakciópartnertől függően savként vagy bázisként is tud viselkedni. Amorf (alaktalan) anyagokban a részecskék elrendeződése nem szabályos, egyes esetekben kisebb körzetekben lehet rendezett. Bázis olyan molekula vagy ion, amelyik proton felvételére alkalmas. Le Châtelier- Braun elv: egy dinamikus egyensúlyban levő kémiai rendszer megzavarásakor annak a folyamatnak lesz nagyobb a sebessége, amely a zavaró hatást csökkenteni igyekszik. Csapadék: vízben rosszul oldódó, az adott rendszerben gyakorlatilag oldhatatlan anyagok, ionvegyületek. Elektródok az elektrolitokkal közvetlenül érintkező fémes vezetők. Elektrolízis: az elektromos áram hatására az elektrolit oldata vagy olvadéka és az elektródák határfelületén lejátszódó kémiai reakciók összessége. Galvánelemek működése közben a kémiai átalakulással egyidejűleg kifelé hasznosítható elektromos energia jön létre. Hidratáció: az a folyamat, amelyben a szabad ionokból hidrátburokkal körülvett ionok jönnek létre. Hidratációs energia: 1mol ion hidratációját kísérő energiaváltozás(Eh). Hidrolízis: az a kémiai folyamat, amelyben a vízmolekula protont ad át a só anionjának, vagy protont vesz fel a só kationjától. Indikátorok olyan anyagok, amelyek színváltozással jelzik az oldat kémhatását.

Katalizátor olyan anyag, amely részt vesz valamilyen kémiai folyamatban, de a folyamat végén változatlanul visszamarad. Részvételével a folyamat gyorsabban, más úton zajlik le, a reakcióhőt nem befolyásolja. Katód: az az elektróda, amelyen redukció megy végbe. Komplex vegyületek: olyan vegyületek, ionok, amelyekben datív kötéssel ligandumok kapcsolódnak a központi atomhoz, ionhoz. Közömbösítés a savak és a bázisok egymással való reakciója. Kristályos szilárd anyagokat síklapok határolják, bennük a részecskék szabályos rendben helyezkednek el, kristályrácsot alkotnak, melynek elrendeződése sokszorosan ismétlődő. Lúg olyan molekula vagy ion, amelyik vizes oldatban proton felvételére alkalmas. Lugol-oldat: kálium-jodidos jódoldat. Oldáshő megmutatja, hogy mennyi hő szabadul fel, vagy mennyit vesz fel a rendszer a környezettől, miközben 1 mol anyagból végtelen híg oldatot készítünk(ΔoH). Oxidáció oxidációs szám növekedéssel járó kémiai folyamat. Rácsenergia 1 mól kristályos anyag gázhalmazállapotú szabad részecskékre való felbontásához szükséges energia. Mértékegysége kJ/mól, előjele mindig pozitív(Er). Redukáló sor: a fémek redukáló hatásuk alapján sorba rendezhetők Redukció oxidációs szám csökkenéssel járó kémiai folyamat. Redoxi reakció elektronátmenettel járó reakció, azonos időben lejátszódó oxidáció és redukció. Sav olyan molekula vagy ion, amelyik proton leadására alkalmas (Brönsted). Semlegesítésnek nevezzük azt a közömbösítési folyamatot, amelyiknek eredményeképpen semleges kémhatás jön létre. Standard potenciál a vizsgált standard elektródból és a standard hidrogénelektródból álló galváncella elektromotoros ereje (ε0). Szolvatáció az anyagok oldódásakor az oldószerek molekulái és az oldott anyag molekulái vagy ionjai közötti gyenge kapcsolat kialakulása. Szolvátburok : oldódáskor az oldószer részecskéi sugaras elhelyezkedésben szolvátburkot (víz esetén hidrátburkot) képeznek az oldott anyag részecskéi körül.