Badanie właściwości etanolu i glicerolu - doświadczenia uczniowskie

Przedmiot: chemia
Klasa: VIII szkoły podstawowej
Rodzaj zajęć: zajęcia laboratoryjne
Problem badawczy: Jakie właściwości mają alkohole?
Czas: 2 jednostki lekcyjne

Wymagania podstawy programowej:
a) rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów: opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych, stosuje poprawną terminologię,
b) opanowanie czynności praktycznych: bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i podstawowymi odczynnikami chemicznymi, projektuje i przeprowadza proste doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia, przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy,
c) wymagania szczegółowe: bada wybrane właściwości fizyczne i chemiczne etanolu; opisuje właściwości i zastosowania metanolu i etanolu; zapisuje równania reakcji spalania metanolu i etanolu; opisuje negatywne skutki działania metanolu i etanolu na organizm ludzki, zapisuje wzór sumaryczny i półstrukturalny (grupowy) propano- -1,2,3-triolu (glicerolu); bada jego właściwości fizyczne.

Wymagane wyposażenie pracowni: stoły do przeprowadzania doświadczeń, dygestorium, podstawowe szkło i sprzęt laboratoryjny (wyszczególniony dalej), środki ochrony dla uczniów (fartuchy, okulary ochronne, rękawiczki jednorazowe).

Przygotowanie: Podzielić klasę na zespoły 3-osobowe, każdy zespół otrzymuje statyw z probówkami (4 szt.), dwie podpisane i zakręcone fiolki z alkoholami - etanolem i glicerolem (po ok. 3 ml w każdej), pręciki szklane (2 szt.), krystalizatory (2 szt.), pipety Pasteura (2 szt.)

W kilku miejscach w sali chemicznej należy przygotować do poszczególnych doświadczeń następujące pomoce:
a) doświadczenie 1 (pod dygestorium): parowniczka, łyżka do spalań, palnik spirytusowy, zapalarka,
b) doświadczenie 2: krążki z bibuły (np. sączki), zakraplacz
c) doświadczenie 3: białko jajka (można rozpuścić albuminę w małej ilości wody), zakraplacz, szkiełka zegarkowe lub szalki Petriego
d) doświadczenie 4: tryskawki z wodą destylowaną
e) doświadczenie 5: detektor przewodnictwa, ręcznik papierowy
f) doświadczenie 6: papierki wskaźnikowe, fenoloftaleina, oranż metylowy

Uczniowie wykonują doświadczenia podchodząc do miejsca, gdzie przygotowano powyższe pomoce, wykonują doświadczenia zgodnie z instrukcją i notują obserwacje.

Instrukcja dla ucznia:

Określ stan skupienia oraz barwę etanolu i glicerolu.
Zbadaj zapach obu alkoholi.

Doświadczenie 1: Badanie palności alkoholi
1) Z fiolki z etanolem pobierz pipetą Pasteura około 1 ml etanolu i wlej go do parowniczki. Poproś nauczyciela o podpalenie etanolu (pod dygestorium).
2) Z fiolki z glicerolem pobierz pipetą Pasteura około 0,5 ml glicerolu i umieść na łyżeczce do spalań. Łyżeczkę z glicerolem ogrzewaj nad płomieniem palnika spirytusowego z dala od innych łatwopalnych cieczy.

Doświadczenie 2: Porównanie lotności wody i etanolu
Na krążek z bibuły nanieś 2 - 3 krople etanolu, a obok 2 - 3 krople wody destylowanej.
Pozostaw bibułę na kilka minut i obserwuj powstałe plamy.

Doświadczenie 3: Wpływ etanolu na białko
Na szalce Petriego umieść niewielką ilość białka jaja kurzego.
Na białko nanieś pipetą Pasteura kilkanaście kropel etanolu pobranego z fiolki.

Doświadczenie 4: Badanie rozpuszczalności alkoholi w wodzie
Do dwóch krystalizatorów nalej wody destylowanej. Do pierwszego krystalizatora wlej całą zawartość fiolki z etanolem, a do drugiego - zawartość fiolki z glicerolem. Wymieszaj roztwory pręcikami szklanymi.
Otrzymane roztwory wykorzystaj w doświadczeniach nr 5 i 6.

Doświadczenie 5: Badanie przewodnictwa elektrycznego roztworów alkoholi
W przygotowanych roztworach etanolu i glicerolu (z doświadczenia 4) zanurz detektor przewodnictwa pamiętając, aby po wyjęciu go z roztworu wytrzeć elektrody ręcznikiem papierowym.

Doświadczenie 6: Określanie odczynu roztworów alkoholi
1) W roztworze etanolu sporządzonym w doświadczeniu 4 zanurz uniwersalny papierek wskaźnikowy.
2) Do dwóch probówek nalej z krystalizatora po około 2 ml roztworu etanolu. Do pierwszej probówki z roztworem etanolu dodaj 2 krople fenoloftaleiny, a do drugiej 2 krople oranżu metylowego.
3) Powtórz punkty 1 - 2 dla roztworu glicerolu.

Po zakończeniu pracy uczniowie myją szkło i sprzątają swoje stanowiska pracy. Wszystkie roztwory można wylać do zlewu, pozostałości stałe (ścięte białko jajka, zużyte papierki wskaźnikowe) należy wyrzucić do kosza.

Następnie uczniowie w grupach przygotowują sprawozdanie z doświadczeń, w którym:
1. Opisują wszystkie doświadczenia (schematy, obserwacje, wnioski),
2. Wypisują właściwości wspólne i różnicujące etanol i glicerol,
3. Zapisują równania reakcji spalania całkowitego etanolu i glicerolu,
4. Wyjaśniają, dlaczego roztwory alkoholi mają odczyn obojętny i nie przewodzą prądu.

Sprawozdania można również przygotować w formie kart pracy do uzupełniania (np. zamieścić gotowy schemat doświadczenia do opisania, diagram kołowy przedstawiający właściwości etanolu i glicerolu, zdania do dokończenia, itp.). Sprawozdanie może zostać ocenione jako praca doświadczalna podczas lekcji - dobrze jest, aby uczniowie zamieścili wtedy informację o wkładzie pracy poszczególnych osób w pracę grupy, aby oceny odzwierciedlały faktyczne zaangażowanie uczniów.