§ 3. Практическая работа 1. Приёмы безопасной работы с оборудованием и веществами. Строение пламени

Определения и обозначения

Спиртовка — лабораторный прибор для нагревания веществ. В резервуар наливают спирт, фитиль подводит его к месту горения, а колпачок закрывает прибор и помогает погасить пламя. Каждая часть выполняет свою задачу, поэтому перед работой нужно проверить, что спиртовка исправна и колпачок находится рядом.

Пробиркодержатель — приспособление для безопасного удерживания пробирки при нагревании. Он позволяет держать стеклянную пробирку на расстоянии от руки и не касаться горячего стекла. Держатель используют так, чтобы пробирка была надёжно закреплена и не выскользнула.

Пламя — область горения паров горючего вещества, в которой выделяются тепло и свет. В спиртовке горят пары спирта, поднимающиеся от фитиля, поэтому пламя может нагревать содержимое пробирки. Открытое пламя требует осторожности: рядом не должно быть горючих предметов.

Зоны пламени — его участки, различающиеся условиями горения, внешним видом и температурой. В одних участках кислорода меньше и горение идёт не полностью, в других оно полнее. Различение зон помогает выбрать подходящее место для нагревания.

Как это устроено

Перед опытом ознакомься с оборудованием и инструкцией, убери со стола лишние предметы и проверь, что всё необходимое подготовлено. Так ты не будешь искать приборы во время работы и случайно задевать их рядом с огнём. Рабочее место должно быть свободным, а спиртовка — устойчиво стоять на столе. Если обнаружена неисправность или непонятное действие, сначала обратись к учителю.

Бери вещества только в необходимом для опыта количестве и выполняй указания инструкции. Избыток вещества не улучшает результат, зато его легче пролить или рассыпать. Не пробуй реактивы на вкус: даже знакомое по названию вещество может быть опасным. Не подноси вещества близко к лицу и не направляй отверстие пробирки на себя или окружающих, чтобы брызги или пары не попали на человека.

Спиртовку зажигают спичкой или уже зажжённой лучинкой. Не подноси к ней пламя другой спиртовки: пары спирта могут воспламениться, и огонь перекинется с одного прибора на другой. Чтобы погасить спиртовку, накрой её колпачком. Задувать пламя нельзя, потому что поток воздуха может распространить огонь и пары горючего вещества.

Для нагревания закрепи пробирку пробиркодержателем и направь её отверстие от себя и других людей. Это нужно, поскольку при нагревании жидкость может внезапно закипеть и выплеснуться. Перемещай пробирку в пламени, а не держи всё время над одной точкой: так содержимое прогревается равномернее. Нагревай осторожно и не доводи содержимое до чрезмерного нагрева.

Пламя спиртовки делят на внутреннюю, среднюю и внешнюю зоны. Внутри меньше кислорода и находятся пары, которые ещё не сгорели; в средней зоне горение идёт не полностью, поэтому она заметно светится. Во внешнюю зону поступает больше кислорода, и горение там полнее. Поэтому зоны различаются и температурой: наиболее горячей обычно является внешняя область у верхней части внутреннего конуса.

Зоны пламени спиртовки

Сначала найди тёмную внутреннюю область, затем светящуюся среднюю и окружающую их внешнюю зону. Сравнивая их, помни: яркость не означает, что участок самый горячий. Для нагревания выбирают внешнюю зону, но пробирку продолжают перемещать.

Разбор задач

Назовите правила, которые необходимо выполнить перед началом опыта с нагреванием вещества.

1. Сначала выясни, какое оборудование понадобится, и прочитай инструкцию: так ты будешь знать порядок действий и возможные опасности.
2. Освободи рабочее место от лишних предметов и проверь, что стол устойчив, а нужные приборы подготовлены. Это снижает риск задеть оборудование.
3. Убедись, что спиртовка и пробиркодержатель исправны, а колпачок для тушения доступен. Проверь, что вещества будут взяты в нужном количестве.
4. До начала нагревания вспомни правила обращения с веществами и расположения пробирки. Если какое-то действие непонятно, спроси учителя, а не экспериментируй самостоятельно.

Ответ: изучить инструкцию, убрать лишнее, подготовить и проверить оборудование, соблюдать правила обращения с веществами. Так опыт можно начать без спешки и лишнего риска.

Опишите, как безопасно нагреть жидкость в пробирке над пламенем спиртовки.

1. Закрепи пробирку пробиркодержателем так, чтобы она не выскользнула. Не держи её пальцами за стеклянную часть, которая будет нагреваться.
2. Направь отверстие пробирки от себя и окружающих. При закипании жидкость может брызнуть наружу, поэтому направление отверстия важно даже при небольшом объёме.
3. Помести пробирку в горячую внешнюю зону пламени и плавно перемещай её. Движение помогает нагревать жидкость постепенно, а не создавать перегретый участок у стенки.
4. Следи за содержимым и не перегревай его. Закончив нагревание, действуй по инструкции и не касайся горячего стекла руками.

Ответ: пробирку удерживают держателем, отверстием направляют от людей и равномерно перемещают в горячей зоне пламени, наблюдая за содержимым.

Нужно нагреть вещество в пробирке как можно эффективнее. Где расположить её в пламени и почему?

1. Сравни зоны пламени не по яркости, а по условиям горения: во внешнюю область поступает больше кислорода, чем во внутреннюю.
2. При достатке кислорода спирт сгорает полнее. Во внешней зоне выделяется много тепла, и она обычно горячее средней и внутренней.
3. Расположи пробирку во внешней зоне у верхней части внутреннего конуса. Не оставляй её неподвижной: плавно перемещай, чтобы нагрев шёл равномерно.
4. Соблюдай правила безопасности независимо от выбранного места: используй держатель, направляй отверстие от людей и не допускай чрезмерного нагрева.

Ответ: пробирку помещают во внешнюю, наиболее горячую зону пламени, поскольку там горение полнее и нагрев эффективнее.

Типичные ошибки

Зажигать спиртовку от другой горящей спиртовки. Так поступают, чтобы не искать спичку, но пламя может перекинуться на пары спирта. Используй спичку или зажжённую лучинку. Проверь себя: для каждой спиртовки ты подносишь отдельный безопасный источник огня, а не другую спиртовку.

Гасить спиртовку задуванием. Кажется, что сильный выдох быстро потушит огонь, однако поток воздуха может разнести пламя. Накрой спиртовку колпачком. Перед началом работы проверь, что колпачок находится под рукой.

Направлять отверстие пробирки на себя или окружающих. Можно забыть о направлении, сосредоточившись на нагревании, но горячее содержимое способно выброситься наружу и обжечь человека. Отверстие всегда направляют от людей. Перед нагреванием посмотри, куда оно обращено, и проверь положение снова во время опыта.

Считать яркую середину пламени самой горячей. Яркость может сбить с толку, но температура зависит от доступа кислорода и полноты сгорания. Различай тёмную внутреннюю, светящуюся среднюю и внешнюю зоны; наиболее горячей обычно бывает внешняя. Проверь выбор места по устройству зон, а не по одной лишь яркости.

Связь с другими темами

Для практической работы нужны знания о пробирке и лабораторном оборудовании: важно понимать, чем удерживать стеклянную посуду и для чего предназначены части спиртовки. Также пригодятся правила обращения с веществами, которые помогают организовать опыт без опасных действий. Навыки безопасного нагревания будут нужны и в дальнейших лабораторных опытах по химии, где вещества помещают в пробирки и наблюдают за их изменениями.

Что запомнить

• Перед опытом подготовь рабочее место и проверь оборудование.
• Не пробуй вещества на вкус и не подноси их близко к лицу.
• Отверстие нагреваемой пробирки направляй от людей.
• Спиртовку зажигай спичкой или лучинкой.
• Пламя спиртовки гаси колпачком, а не задуванием.
• Зоны пламени различаются условиями горения и температурой.