И. И. Вагнер 
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ПРИБОРОВ
В ХИМИЧЕСКОМ
КРУЖКЕ
Пособие
для учителей
Химия и Химики

И.И. ВАГНЕР
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРИБОРОВ
В ХИМИЧЕСКОМ КРУЖКЕ
ПОСОБИЕ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ
M/RX1
МОСКВА 1994
Вагнер И.И. Изготовление приборов в химическом круж-
ке: Пособие для учителей — М.: МИРОС, 1994.—82 с.: ил.
ISBN 5—7084—0071—4
В пособии автор дает методические рекомендации и практические сове-
ты по изготовлению приборов в химическом кружке. Разработанные прибо-
ры и установки отвечают не только педагогическим требованиям» предъяв-
ляемым к ним, но и главным принципам конструирования учебного
оборудования.
Описаннные в пособии приборы и установки позволяют проводить мно-
гие опыты по неорганической химии, предусмотренные различными про-
граммами по химии для общеобразовательных средних школ.
Пособие будет полезным руководителям химических кружков, препода-
вателям и студентам педагогических институтов.
ISBN 5—7084—0071—4
Изд. № ФЗО(ОЗ)
© Вагнер И.И.
© Московский институт развития образова-
тельных систем (МИРОС), 1994
© Оригинал-макет Бердоносов П.С.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Преподавание химии в средней школе обязательно включает в себя
проведение на уроках наглядного эксперимента. Как правило, кабине-
ты химии оснащены приборами и материалами промышленного изго-
товления, и часто имеющаяся материальная база далеко не удовлетво-
ряет потребностей учителей химии в обеспечении достаточной
наглядности преподавания предмета. В настоящее время это усугубля-
ется дороговизной промышленной продукции и недостатком средств у
большинства школ для закупки всего необходимого оборудования.
Выход из создавшегося положения здесь может быть только один:
использовать самодельные наглядные пособия, приборы, установки.
Безусловно, один учитель с этим справиться не может. Однако в каж-
дом классе всегда найдется несколько человек, интересующихся хи-
мией, желающих получить более глубокие знания по этому предмету.
Для таких ребят учитель, не формально относящийся к преподаванию
своего предмета, организует химический кружок. Одной из форм ра-
боты химического кружка может стать изготовление самодельных хи-
мических приборов [1 ]. При желании учитель химии может организо-
вать специальный конструкторский кружок. На уроках труда ученики
приобретают практические навыки, достаточные для работы в таком
кружке. Оборудование, инструменты и материалы для изготовления
приборов, как правило, имеются в кабинете химии и учебных произ-
водственных мастерских.
Самодельные приборы по своей конструкции и показателям неред-
ко превосходят промышенные, с их помощью можно более эффектив-
но поставить демонстрационный эксперимент, сократить затраты вре-
мени на подготовку и проведение опытов [2]. Излишне говорить о
воспитательном значении подобной внеклассной работы.
Удачные конструкции самодельных приборов можно найти в мето-
дических журналах. Ранее были выпущены два пособия по этой теме:
Гостев М.М., Кронгауз В.Л. «Самодельные приборы по химии» (М.:
3
Учпедгиз, 1958), Чертков И.Н., Черняк И.А., Колударов Ю.А. «Само-
дельные демонстрационные приборы по химии» (М.: Просвещение,
1976), которые стали библиографической редкостью.
В настоящем пособии обобщен многолетний опыт работы по созда-
нию самодельных приборов в кружке Станции юных техников г. Кус-
таная (Казахстан). В первой части даны методические рекомендации,
которыми необходимо руководствоваться при изготовлении новых
приборов. Во второй ч’асти приведены описания и рисунки приборов,
предлагаемых для изготовления учащимися в химическом или конст-
рукторском кружке. Все они довольно просты по устройству, эффек-
тивны при использовании, безопасны в эксплуатации.
Автор надеется, что данное пособие окажет конкретную помощь
преподавателю химии и будет признателен за все отзывы по его содер-
жанию.
И. Вагнер
I. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1.	Организация кружка
Организацию кружка начинают с планирования [3-5 ]. До состав-
ления плана учителю следует вновь тщательно изучить учебную про-
грамму, просмотреть методические пособия, типовой перечень учеб-
ного оборудования, инвентаризационные ведомости кабинета химии,
отметив при этом недостающие в кабинете приборы и установки. Учи-
тель выясняет, какие из отсутствующих в кабинете приборов чаще бы-
вают в продаже, а какие вообще не выпускаются промышленностью.
После таких уточнений определяется важность каждого прибора во
взаимосвязи с другими, составляется перечень приборов и намечается
срок их изготовления, определяемый по календарному плану учителя.
Успешная работа кружка зависит от его материальной базы, которая
включает оборудование, инструмент и материалы для изготовления
приборов. Из оборудования потребуются верстачная доска (рис.1),
электростеклорез (рис.2) и высокотемпературная горелка (рис.З) с
воздуходувкой или исправным компрессором от негодного бытового
холодильника.
Верстачная доска позволяет в самом кабинете химии обрабатывать
деревянные детали для приборов. Доска закрепляется за края стола с
помощью упора из прибитых снизу к доске брусков разной длины и
струбцины, вставляемой в специальное отверстие в доске. Для защиты
поверхности стола от повреждения желательно подложить под вер-
стачную доску лист фанеры. Электростеклорезом разрезают на части
стеклянные банки, бутылки и трубки. Высокотемпературная горелка
служит для сгибания под различным углом газоотводящих трубок, из-
готовления пипеток и капилляров. Верстачную доску, электростекло-
рез и высокотемпературную горелку могут сделать учащиеся в школь-
ных мастерских.
5
Для изготовления приборов необходим столярный и слесарный ин-
струмент: пила, молоток, рубанок, лобзик, зубило, дрель, паяльник,
линейка, угольник, тиски, плоскогубцы, отвертки, напильники, свер-
ла, роликовый стеклорез, ножовка по металлу. Со временем может
возникнуть потреб-
Рис.1. Верстачная доска: 1- основание; 2- клинообраз-
ный вырез упора; 3- отверстие струбцины; 4- удержи-
вающий упор
ность и в другом инс-
трументе. При от-
сутствии в кабинете
химии набора труб-
чатых сверл для
сверления отверстий
в резиновых пробках
следует обратиться к
токарю с просьбой
выточить хотя бы
одно сверло диамет-
ром 6-6,5 мм.
Перечень необ-
ходимых материа-
Рис.2. Электростеклорез: 1- подставка; 2*-стойки; 3- ложе; 4- выключатель; 5-элек-
трошнур; 6- одинарный электропровод; 7- нихромовая проволока; 8- шурупы
с шайбами; 9- ручка
лов для изготовления приборов трудно составить, поскольку он опре-
деляется конструктивными особенностями приборов. В кружке потре-
буются стеклянные и резиновые трубки, разнообразная химическая
посуда, резиновые пробки разных размеров, доски, бруски, гвозди,
6
гайки, шайбы, болтики, проволока, жесть, штепсели, выключатели,
провода и др.
Рис.З. Высокотемпературная горелка, работающая на сухом горючем (общий
вид): 1- подставка; 2- воздухоподводящая трубка; 3- резиновый шланг; 4- верти-
кальная воздухопроводящая трубка; 5- основание горелки; 6- кожух; 7- регулиро-
вочный винт; 8- загрузочное отверстие; 9- крышка
2.	Руководство конструкторским кружком
К первому его занятию учитель должен подготовиться: составить
тщательно продуманный план работы, запастись инструментом и ма-
териалами. В первую очередь преподаватель знакомит учеников с обо-
рудованием кабинета химии, планом его дальнейшего развития, целя-
ми работы кружка. Затем учащиеся попарно выбирают прибор для
изготовления, изучают по имеющейся литературе [6,7] варианты
конструкций прибора, обсуждают вместе с учителем достоинства и не-
достатки приборов-прототипов. Ученики могут выбрать какую-то оп-
ределенную схему прибора или предложить включить в конструкцию
прибора отдельные узлы из различных схем. Случается, что ученики
предлагают оригинальный вариант прибора.
Согласовав с руководителем кружка конструкцию прибора, круж-
ковцы приступают к его изготовлению. Для этого они должны иметь
определенные трудовые навыки, знать технологию изготовления при-
бора, проявить трудолюбие, аккуратность, настойчивость в достиже-
7
нии цели, эстетический вкус. Поэтому работа в кружке не столько
преследует утилитарную цель—пополнение кабинета химии новыми
учебно-наглядными пособиями,—сколько способствует формирова-
нию творческой личности.
Руководить конструкторским кружком не просто. Преподаватель
должен своевременно дать каждому члену кружка квалифицирован-
ный совет, правильное указание, что требует серьезного самообразо-
вания учителя. Он принимает деятельное участие в изготовлении при-
боров, интересуясь последовательностью планирования работы
учениками, внося при необходимости поправки в нее, поддерживая
творческую активность, инициативу, самостоятельность учащихся.
Кружковцам, в зависимости от уровня их подготовки, приходится ока-
зывать различную помощь, которая может выражаться в форме вопро-
са, заставляющего подумать и принять правильное решение, или ука-
зания прочесть книгу, журнал, либо ознакомиться с конструкцией
других приборов. Помощь может проявляться в виде практического
показа приема работы, процесса изготовления детали или даже целого
узла. Необходимо своевременно обучить учащихся правилам техники
безопасности [8-12 ] и требовать их неукоснительного соблюдения при
работе. Важно, чтобы изготовление приборов в кружке осуществля-
лось от простого к сложному. В этом случае у кружковцев будет мень-
ше неудач. Демонстрируя на уроках опыты в приборе, изготовленном
собственными руками, учащиеся испытывают большое удовлетворе-
ние.
3.	Основные принципы конструирования и
требования к приборам и устройствам
Разрабатывая с учениками новые приборы, руководитель кружка
должен знать и умело использовать основополагающие принципы
конструирования учебного оборудования [13-18 ].
Принцип оптимального состава предусматривает наличие не-
большого числа (5-7) узлов, позволяющих изучить отдельные свойст-
ва исходных веществ, воздействующие на реагенты факторы и свойст-
ва получаемых продуктов.
Принцип оптимальной протяженности определяет предельные
габариты приборов, что связано с особенностями химических процес-
сов, правилами техники безопасности и углом зрения учащихся, зани-
мающихся в стандартном кабинете химии. Длина приборов—60 см,
8
высота—50 см, хотя при необходимости допустимы небольшие откло-
нения от этих параметров.
Принцип компактности предусматривает расположение различ-
ных узлов и деталей на определенном расстоянии друг от друга, при
этом нежелательны переплетения газооотводных трубок. Главные уз-
лы прибора должны выделяться, второстепенные и вспомогательные
узлы должны быть скрыты за стойками и экранами.
Принцип «матрешки»—размещение одного узла в другом—позво-
ляет уменьшить габариты приборов и сделать их более компактными.
Принцип пропорциональности устанавливает соразмерность уз-
лов по отношению друг к другу. Пропорциональность может быть раз-
личной (1:2, 2:3 и т.д.), но не больше, чем 1:6.
Принцип симметрии обусловлен психофизиологическими особен-
ностями человеческого зрения. Легче и быстрее устанавливается взаи-
мосвязь между правильными и симметричными формами составных
частей приборов. Учащиеся лучше воспринимают движение газов по
вертикали вверх, а по горизонтали слева направо, чем наоборот.
Принцип экономии времени и энергии предусматривает наличие у
реакторов, соединенных между собой газоотводными трубками, легко
открываемых устройств для их заполнения, опорожнения и промывки.
Принцип модульного агрегирования заключается в выделении ос-
новного модуля и создании различных приставок к нему, что позволя-
ет с помощью такого комплекта проводить целую серию опытов.
Принцип однотипности узлов в технологической цепи или раз-
личных приборах предполагает использование одинаково устроенных
стандартных или унифицированных узлов для выполнения однотип-
ных операций. Это уменьшает число комплектующих деталей, облег-
чает проведение ремонтных работ, сокращает затраты времени на обу-
чение работе на этом приборе.
Принцип универсальности позволяет использовать один и тот же
прибор для проведения опытов по различным темам.
Эти принципы лежат в основе перечня требований, предъявляемых
к качеству приборов [19,20 ]. Номенклатура требований, включающая
80 показателей, условно подразделена на 11 групп.
К научно-педагогическим показателям относятся соответствие
прибора современному уровню развития науки, учебным программам,
возрастным особенностям учащихся, обеспечение возможности при-
менения передовых форм и методов обучения.
Показатели безопасности характеризуют эффективность защиты
человека от воздействия вредных факторов при использовании прибо-
9
ра. Они важны для учителя, вынужденного распределять свое внима-
ние на разные объекты во время урока.
Показатели надежности определяют безотказность работы прибо-
ра, среднюю трудоемкость его обслуживания, гарантийный срок экс-
плуатации и возможный срок службы.
К эргономическим показателям относится соответствие формы,
размеров и массы прибора, рабочей позы, зоны достигаемости, охвата
рук, объема и скорости рабочих движений, силы, условий приема, пе-
редачи и выдачи информации функциональным возможностям чело-
века.
Показатели экономного расходования сырья, материалов, энер-
гии, топлива и времени на подготовку прибора к работе и его демон-
таж с возвращением на место хранения имеют большое значение для
учителя.
Конструктивно- технические показатели характеризуют техни-
ческие параметры, проектно-конструкторские решения, удобство
монтажа и установки прибора.
Эстетические показатели включают рациональность формы, це-
лостность композиции, информативную выразительность, совершен-
ство производственного исполнения прибора.
Транспортабельность, т.е. легкость перемещения прибора в про-
странстве, характеризуется коэффициентом использования транспор-
тных средств.
Показатели технологичности определяют возможность изготов-
ления прибора с наименьшими затратами.
К показателям стандартизации и унификации относится степень
насыщенности прибора стандартными, унифицированными и ориги-
нальными рабочими узлами.
Патентно-правовые показатели включают патентную защиту и
патентную чистоту.
Значимость каждого показателя так же, как и группы показателей
в целом, не одинакова. Учителей, в отличие от изобретателей, руково-
дителей предприятий, могут не интересовать патентно-правовые по-
казатели, показатели технологичности, стандартизации и унифика-
ции приборов. В то же время для руководителя конструкторского
кружка важна простота технологии изготовления прибора, возмож-
ность замены материалов и реактивов. Если руководитель кружка яв-
ляется изобретателем прибора, то для него большое значение имеет
проблема авторства. Таким образом, приведенные группы показате-
лей могут иметь разную значимость для заинтересованных лиц, одна-
10
ко определяет ее учитель, для которого предназначены приборы. И
этим должны руководствоваться изготовители приборов.
Наиболее важным показателем качества приборов является сте-
пень их безопасности. При правильной эксплуатации любой прибор
должен гарантировать безопасность проведения экспериментов и за-
щиту от действия ядовитых газов и едких жидкостей, возникновения
пожара и взрыва, получения ожогов и электротравм. В приборах для
нагревания реакторов применяется сухое горючее или электрический
ток. От термических ожогов предохраняет соблюдение всех правил
техники безопасности, использование перфорированных металличе-
ских заграждений реакторов. Пожаробезопасность различных прибо-
ров достигается с помощью защитного экрана. Взрывоопасными при
неправильной эксплуатации являются лишь две установки (для син-
теза сероводорода и аммиака). Электробезопасность приборов обеспе-
чивают хорошая изоляционная конструкция, применение электриче-
ского тока низкого напряжения, ручек с внутренним
контактированием и предохранительных трубок, защищающих ого-
ленные электроды. Особая осторожность требуется при использовании
источника тока высокого напряжения для получения озона. Выброс
жидкостей в приборах можно предотвратить, регулируя скорость под-
ачи газов, плавно открывая зажимы на трубках волейбольных камер,
применяя растворы оптимальной концентрации, медленно приливая
по каплям реактивы, постепенно повышая температуру реакторов.
Выброс жидкости исключается при заполнении промывал ок на 1/2
объема. Переброс жидкости в другой узел при снижении давления га-
зов не произойдет, если газоподводящие трубки или висячие пробирки
будут погружены в раствор на 1-2 см. Использование хлоркальциевых
трубок для сбора вытесненной из манометрических трубок жидкости
позволяет избежать ее разбрызгивания по столу. Во всех приборах
предусмотрено поглощение избытка ядовитых газов соответствующи-
ми реактивами или их сбор во временные газометры—волейбольные
камеры.
Все это обеспечивает необходимую безопасность при использова-
нии изготовленных приборов и установок.
Важный показатель—надежность приборов—проявляется в ус-
пешном проведении на этих приборах химических экспериментов.
Неудачи при постановке опытов могут быть связаны с применением
приборов не по назначению, несоблюдением технических требований
при их эксплуатации, некачественным изготовлением отдельных уз-
лов, конструктивным несовершенством приборов и установок. Малое
количество узлов и деталей в описанных приборах обеспечивает их
Рис.4. Виды крепления узлов из проволоки
высокую надежность. Не-
удач из-за конструктив-
ного несовершенства
предлагаемых приборов
не бывает, а неудачи по
другим причинам возмож-
ны в любом приборе.
Важным показателем
качества приборов явля-
ется достигаемая с их по-
мощью степень наглядно-
сти изучаемых явлений.
Для этого используют
подкрашивание жидко-
сти, барботирование газов
с изменением окраски
растворов или образова-
нием осадка, применяют
сигнальные системы, эк-
раны с различным фоном,
изменяющие цвет реак-
тивные бумаги, осуществ-
ляют сравнительное (од-
новременное или
последовательное) прове-
дение и изучение химиче-
ских реакций. Предлагае-
мые приборы позволяют с помощью этим приемов и-средств убедить
учащихся в достоверности теоретических данных, связи теории с
практикой.
Другим показателем качества приборов являются затраты време-
ни на проведение эксперимента. Длительный опыт равнозначен неу-
давшемуся. Конструкция приборов позволяет проводить опыты в под-
готовленных приборах за минимально короткое время (от нескольких
секунд до нескольких минут). Это достигается благодаря небольшим
размерам приборов и их компактности без потери наглядности, рацио-
нальному устройству и расположению ручек, наличию промывалок с
одинаковыми реактивами до и после реактора, применению выпуск-
ных клапанов для газов и сливных трубок для жидкостей, использова-
нию сосудов Ландольта и делительных воронок с компенсатором дав-
12
Рис.5. Виды крепления узлов из дерева и же-
сти или пластмассы
ления, удобному расположе-
нию реакторов, установке
временных газометров—во-
лейбольных камер.
В связи с этим остано-
вимся на важном вопросе—о
креплении узлов прибора,
так как от этого во многом
зависит эффективность его
применения.
Большинство приборов й
установок состоит из не-
скольких узлов, которые мо-
гут располагаться горизон-
тально, вертикально или
наклонно. Во всех случаях
для них необходимы опреде-
ленные крепления, которые
подразделяются на прово-
лочные, жестяные и прочих
видов (рис. 4-6). Они могут
быть подвижными и стацио-
нарными.
Крепления должны хоро-
шо выполнять свои функ-
ции: быть незаметными, не
отвлекать внимания от узла и происходящих в нем процессов; позво-
лять легко устанавливать узел и снимать его без особых усилий за ми-
нимально короткое время; отличаться простотой изготовления из до-
ступных материалов без применения сложного оборудования;
поддаваться некоторой необходимой регулировке; располагаться на
одной подставке.
Затраты времени на демонстрацию эксперимента в значительной
степени зависят от удобства обслуживания приборов. В некоторых
приборах последовательно протекают реакции в узлах, располагаю-
щихся со стороны учащихся слева направо, что обеспечивает лучшее
восприятие учениками химических процессов и большое удобство для
демонстратора, находящегося со стороны учащихся слева, горелку де-
монстратор держит правой рукой. Выпуск жидкости из промьщалок
осуществляют путем сжатия правой рукой зажима на резиновом
шланге сливной трубки в пробирку, удерживаемую левой рукой. Вер-
13
тикальное расположение уз-
лов обеспечивает компакт-
ность, транспортабельность и
удобство обслуживания при-
боров.
Высокой оценки заслужи-
вают такие показатели прибо-
ров, как доступность матери-
алов и оборудования для их
изготовления и возможность
применения дешевых и до-
ступных реактивов для дости-
жения необходимого эффекта
при проведении опытов. Опи-
санные приборы и установки
собраны из пробок, трубок,
пробирок и других вполне до-
ступных деталей. Никакого
сложного оборудования для
изготовления приборов не
требуется. Из реактивов для
опытов вполне пригодны са-
мые дешевые и широко при-
Рис.6. Вид крепления деревянных держате- меняемые в школах. Однако в
лей узлов.	ряде приборов предлагается
использовать вещества, не
включенные в «Типовой перечень реактивов для школ». Часть таких
веществ удается приобрести в магазинах и аптеках, другие можно по-
лучить на внеклассных занятиях. Следовательно, необходимо расши-
рить «Типовой перечень реактивов для школ», включив в него высоко
эффективные катализаторы химических реакций и ряд новых веществ
для использования во внеклассной работе.
Все описанные приборы соответствуют научно-педагогическим
требованиям и позволяют в сочетании с определенными методами и
формами обучения значительно повысить результативность химиче-
ского эксперимента. Так, при проблемном обучении прибор для изу-
чения состава воздуха (см. рис. 18) обеспечивает лучший результат
при следующей методике проведения занятия. Вначале объясняют ус-
тройство прибора. Тему урока и назначение прибора при этом не ука-
зывают. Затем сжигают фосфор в приборе. Далее учащимся предлага-
ют ответить на вопросы: что произойдет, еслц вначале снять первый
14
зажим, затем второй и наоборот? Если снять одновременно два зажи-
ма? Что это за сосуды? Какими свойствами обладает жидкость в сооб-
щающихся сосудах? Что произойдет, если поднять этот сосуд с водой,
а зажимы оставить, снять один зажим, другой, снять оба? После ответа
учеников на эти вопросы продолжают демонстрацию опыта, и учащи-
еся убеждаются в правильности одних ответов и ошибочности других.
Рис. 7. Установка для получения оксида серы (IV) и изучения его свойств
(вариант I):
/- круглодонная колба; 2- резиновая пробка; 3- делительная воронка; 4~ резиновый
шланг компенсатора давления; 5- газоотводная трубка; б- соединительная труб-
ка; 7- длинная газоотводная трубка; 8- пробирка-промывалка; 9- стеклянная
трубка; 10- крючок
Выясняют, почему уровень воды повышается при снятом зажиме, от-
чего выходят пузырьки газов при снятых зажимах и поднятом сосуде с
подкрашенной водой, вследствие чего гаснет свеча и не мутнеет изве-
стковая вода. Наконец, учащиеся сами указывают назначение прибо-
ра и тему занятия.
15
4.	Усовершенствование приборов
На занятиях кружка ученики обучаются не только изготовлению
приборов и установок, но и совершенствованию их конструкций [21 ].
Проиллюстрировать методику обучения учащихся созданию усовер-
шенствованной установки можно на примере прибора для получения
оксида серы (IV).
Начинается работа над новым прибором с изучения технологиче-
Рис.8. Установка для получения оксида серы (IV) и изучения его свойств (вари-
ант II):
/- круглодонная колба; 2- резиновая пробка; 3- делительная воронка; 4- резино-
вый шланг компенсатора давления; 5- газоотводная трубка; 6- соединительная
трубка; 7- длинная газоотводная трубка; 8- пробирка-промывалка; 9- стеклян-
ная трубка; 10- крючок; 11- висячая пробирка; 12- зажим сливной трубки
ских схем и принципа работы приборов-прототипов. Затем ученики
оценивают преимущества и недостатки приборов-прототипов и фор-
мулируют техническую задачу на конструирование нового образца
прибора.
16
В ранее изготовленных в лаборатории установках (рис. 7,8) оксид
серы (IV) получался при взаимодействии концентрированной серной
кислоты с сульфитом натрия и реагировал с растворами фуксина, фи-
олетовых чернил и щелочи.
Анализ технологических схем установок-прототипов показал, что
изменить их невозможно, так как конечным узлом в технологической
цепи должен быть сосуд с поглотителем избытка оксида.
Ученики отметили следующие недостатки приборов прототипов.
Реактор для получения оксида серы (IV) достаточно хорошо выполня-
ет свои функции, просто устроен и в совершенствовании не нуждает-
ся; нагрев реактора с раствором фуксина очень удобен; заправка узла
бумажками, смоченными фиолетовыми чернилами, несколько затруд-
нена; замена прореагировавшей щелочи в промывалке легко осущест-
вима только во втором варианте конструкции (см. рис. 8), количество
и скорость поступления оксида серы (IV) в реакторы практически не
регулируется; из-за большого избытка оксида количество раствора
щелочи для его поглощения в пробирке-промывалке может быть недо-
статочным; множество узлов в установках недостаточно компактны, а
их эстетические показатели неудовлетворительны.
Была сформулирована задача—сконструировать установку с мень-
шим числом узлов, предусмотреть в ней возможность временно хра-
нить оксид серы (IV) и регулировать количество и скорость его поступ-
ления в последующие реакторы. Новая установка должна была быть
компактной, отвечать эстетическим требованиям и сохранять преиму-
щества своих прототипов.
Решение поставленной технической задачи— наиболее трудная
стадия, и ее успешное выполнение во многом зависит от опыта пред-
ыдущей работы.
В нескольких ранее созданных в лаборатории приборах сбор полу-
чаемых газов осуществлялся во временные газометры—волейбольные
камеры. Путем их сжатия можно регулировать количество и скорость
поступления газов в реакторы. Этот способ было предложено вновь ис-
пользовать в усовершенствованной установке для получения оксида
серы (IV) и изучения его свойств. Так была решена одна проблема.
В целях создания прибора с симметрично расположенными узлами
использовали круглодонную колбу в качестве реактора для взаимо-
действия оксида серы (IV) с раствором фуксина. Длинная делительная
воронка обусловила расположение по вертикали всех остальных уз-
лов.
Узел для фильтровальных бумажек был помещен между реактором
с раствором фуксина и промывалкой с висячей пробиркой и сливной
2 - И. Вагнер
17
трубкой. При такой вертикальной компоновке еще более усложнилась
замена фильтровальных бумажек, что было отмечено самими учени-
ками. Решение убрать узел с фильтровальными бумажками вначале
показалось интересным, так как обеспечивало симметричную компо-
новку, однако демонстрационные возможности установки при этом
снизились бы. Поэтому было предложено подвесить бумажки, смочен-
Рис.9. Усовершенствованная установка для получения оксида серы (IV) и изуче-
ния его свойств:
1- круглодонная колба; 2- резиновая пробка; 3- делительная воронка; 4- резино-
вый шланг компенсатора давления; 5- газоотводная трубка; 6- соединительная
резиновая трубка; 7- стеклянный тройник; 8- волейбольная камера; 9- устанавли-
ваемый зажим; 10- длинная газоотводная трубка; 11- стеклянная трубка промы-
валки; 12- приколка; 13- висячая трубка с пробкой; 14- прямая газоотводная
трубка; 13- сливная трубка с резиновым шлангом; 16- зажим
ные чернилами, внутри какой-либо колбы. Замечание о трудностях
замены бумажек заставило кружковцев задуматься. Наконец, было
принято решение заменить висячую пробирку в промывалке трубкой
и пробкой с приколкой для фильтровальных бумажек. Использование
18
вместо крючка приколки облегчило не только нанесение чернил на бу-
мажки, но и заправку ими узла.
Проведенные испытания подтвердили достоинства разработанной
установки (рис. 9), отличающейся простотой монтажа и крепления уз-
лов. Так учащиеся познакомились с новым для них принципом конст-
руирования—принципом «матрешки».
5.	Правила испытания приборов
Первое испытание изготовленных приборов—наиболее ответст-
венный этап, поэтому его проводит руководитель кружка. Необходи-
мые реактивы, вспомогательное оборудование и средства защиты (эк-
раны, очки, перчатки) должны быть заранее приготовлены. Перед
испытанием приборов проверяется наличие нейтрализующих ве-
ществ,аптечки, противопожарных средств, а также возможность быс-
трого отключения электрического тока. Далее проверяется правиль-
ность сборки прибора и герметичность всей системы. Особое внимание
обращается на электропитание прибора. В соответствующие узлы по-
мещают реагенты. Если в приборе образуются ядовитые газы, испыта-
ние прибора проводят в вытяжном шкафу, во всех других случаях—на
демонстрационном столе, с которого убирают легковоспламеняющие-
ся, горючие вещества и предметы. Учащиеся должны находиться на
некотором расстоянии от демонстрационного стола.
Надев средства защиты, приступают к испытаниям: снимают или
устанавливают зажимы, в соответствии с требованиями медленно, по
каплям приливают жидкие реагенты, проверяют газы на чистоту, ос-
торожно нагревают реактивы, постепенно повышают напряжение
электрического тока до нужной величины.
При достижении требуемого демонстрационного эффекта испыта-
ния завершают. Неудачные испытания сразу же прекращают, темпе-
ратуру реакторов доводят до комнатной. Затем устраняют выявленные
неполадки, недостатки и неудобства в обслуживании прибора. Изме-
няя параметры эксперимента, добиваются необходимого и устойчиво-
го результата. По окончании демонстрации опыта прибор разбирают,
моют, сушат и помещают на место постоянного хранения. Далее обу-
чают изготовителей прибора безопасной демонстрации опытов, кото-
рые они затем показывают ученикам своего класса. На прибор состав-
ляется паспорт, в котором указывают назначение прибора,
изготовителей, дату испытаний, приводят инструкцию по эксплуата-
ции, правила техники безопасности.
2
19
И конце учебного года при подведении итогов можно устроить вы-
ставку самодельных приборов и установок.
20
П.ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ
Электростеклорез
Электростеклорез (см. рис. 2) предназначен для разрезания цилин-
дрических стеклянных изделий большого диаметра. Он состоит из де-
ревянной подставки 1, двух стоек 2, ложа 3, выключателя 4, электро-
шнура с вилкой 5, электропровода 6, отрезка нихромовой проволоки 7
(от выровненной спирали для утюга или плитки), шурупов с шайбами
8, ручки 9. Выключатель расположен с наружной стороны ложа элек-
тростеклореза. нагревание нихромовой проволоки производится элек-
тротоком низкого напряжения, для чего используют регулятор напря-
жения, электрощит или другой прибор. Для удобства работы стеклорез
струбциной прочно прикрепляют к столу.
Методика работы с электростеклорезом. Чтобы отрезать дно бу-
тылки, роликовым стеклорезом проводят кольцевую линию надреза
по боковой поверхности бутылки на расстоянии 1-2 см от дна. Затем
при выключенном электростеклорезе по этой линии накладывают ни-
хромовую проволоку, натягивая ее ручкой так, чтобы проволока плот-
но прилегала к стеклу, не допуская при этом соприкосновения в месте
пересечения начала витка с концом. С помощью регулятора обеспечи-
вают подачу электрического тока такого напряжения, чтобы нихромо-
вая проволока раскалилась докрасна. Через некоторое время после
подачи электрического тока в стекле по линии надреза бутылки возни-
кает трещина. Тогда электростеклорез выключают и снимают бутыл-
ку с ложа. Прикладывая небольшое усилие, отрезаемую часть бутыл-
ки отделяют. Таким же способом отрезают стеклянные трубки
диаметром белее 8 мм. Далее обрабатывают острые края стекла на-
ждачной бумагой с учетом правил техники безопасности.
21
Высокотемпературная горелка, работающая на
сухом горючем
Известны различные конструкции горелок, работающие на жид-
ком и газообразном топливе. Наиболее просто устроена горелка, рабо-
тающая на сухом горючем (рис. 3). Главной составной частью горелки
является основание, выточенное на токарном станке согласно чертежу
(рис. 10). По металлическим (вертикальной 4 и горизонтальной 2 воз-
Рис.10. Высокотемпературная
горелка, работающая на сухом
горючем (вид в разрезе):
1- подставка; 2- горизонталь-
ная воздухоподводящая труб-
ка; 4- вертикальная воздухо-
подводящая трубка; 5-
основание горелки; 6- кожух; 7-
загрузонное отверстие; 8-
крышка; 9- контргайки
духоподводящим) и рези-
новой 3 трубкам подается
воздух от компрессора в
пламя горелки. Горизон-
тальной воздухоподводя-
щей трубке 2 можно при-
дать форму ручки, что
облегчает пользование
горелкой. Следующим
главным элементом го-
релки является тонко-
стенный кожух, внутри
которого помещают сжи-
гаемое сухое горючее.
Кожух изготовляют из
аэрозольного баллона ди-
аметром 44 мм. Высота
кожуха 60 мм. Вначале
ножовкой по металлу отпиливают дно и верхнюю часть горловины.
Затем ножницами по металлу отрезают ненужную часть стенок аэро-
зольного баллона и подгоняют размеры для кожуха (рис. 10). Кожух
имеет 5 рядов отверстий диаметром 5-7 мм. Отверстия располагают в
22
шахматном порядке на расстоянии 4-5 мм друг от друга. Для облегче-
ния сверления отверстий в тонкостенный кожух вставляют плотно
входящий цилиндр, выструганный из дерева. Вначале карандашом, а
затем ударом молотка по гвоздю намечают места отверстий. Прочно
закрепив выступающий из кожуха конец деревянного цилиндра в тис-
ках, просверливают отверстия в необходимых местах. Чтобы было
удобнее сверлить, слегка поворачивают несколько раз зажимаемый в
тисках деревянный цилиндр. Сняв кожух с цилиндра, удаляют на-
пильником и наждачной бумагой заусенцы. Вокруг трубки 4 распола-
гают спираль из железной проволоки диаметром в 1 мм. Диаметр вит-
ков спирали 10-12 мм. Затем плотно устанавливают кожух на
основании горелки. Более удобна для этой цели горелка с подставкой.
Подставку вытачивают на токарном станке согласно чертежу (рис. 10).
Можно использовать нижнюю часть горелки Теклю, но такая горелка
недостаточно устойчива.
Для закрепления металлических трубок в основании и подставке
горелки применяют резьбовые соединения и контргайки.
Пользование горелкой. Через загрузочное отверстие 8 в кожух го-
релки помещают кусочки одной таблетки сухого горючего. Их укла-
дывают на спираль, выполняющую роль колосника. Сухое горючее
поджигают и после того, как оно хорошо разгорится, подают воздух в
пламя горелки. Температура пламени еще больше повысится при по-
даче вместо воздуха кислорода из кислородной подушки. По мере сго-
рания горючего можно подкладывать тигельными щипцами в кожух
горелки дополнительные порции горючего. Тушат горелку после пре-
кращения подачи воздуха крышкой 9, изготовленной из нижней части
аэрозольного баллона диаметром 52 мм. Высота крышки 86 мм.
С помощью горелки легко можно согнуть тонкие стеклянные труб-
ки под различным углом [22 ]. Для этого руками берут трубку за ее
концы и помещают изгибаемое место в самую горячую часть пламени
горелки. Трубку не растягивают, не сжимают, а равномерно вращают
оба ее конца с одинаковой скоростью, так, чтобы не перекручивалась в
размягченном состоянии. Нельзя прилагать усилия при сгибании не-
достаточно прогретой трубки. При перегреве место сгиба сплющивает-
ся. Поэтому важно уловить момент, когда трубка под собственной тя-
жестью сама начнет прогибаться. Медленно сближая концы трубки, ее
сгибают и удаляют из пламени горелки, давая стеклу отвердеть. Горя-
чую трубку кладут на специальную подставку или кирпич. Остывшую
согнутую трубку обрезают по необходимой длине для узла прибора.
Вначале проводят надрез углом напильника в нужном месте трубки.
Затем короткие трубки с надрезом заворачивают в кусок ткани с
23
целью безопасности. Далее обхватывают трубку пальцами обеих рук,
располагая их на одинаковом расстоянии (1,5-2 см) по обе стороны
надреза. При этом большие пальцы должны находиться на противопо-
ложной надрезу стороне трубки. Упираясь большими пальцами, труб-
ку надламывают. Острые края трубок необходимо оплавить в пламени
горелки или обработать наждачной бумагой в целях безопасности. Не-
оценимую помощь горелка может оказать при проведении опытов,
требующих высокотемпературного нагрева: получение аморфного
кремния из оксида кремния с помощью магния; при демонстрации
коксования угля, где желательно нагревать реторту с углем даже дву-
мя—тремя высокотемпературными горелками.
Горелка для сжигания сухого горючего
При проведении химических опытов в школах для нагревания ве-
ществ используют электронагрев или различные виды горючего: газ,
керосин, спирт и др. Для сжигания таблеток сухого горючего можно
Л
Рис.11. Горелка для сжигания сухого горючего: а- треножник; б- подставка; в-
колпачок
24
изготовить простую и удобную горелку (рис. 11). Она состоит из под-
ставки, на которой располагается зажженная таблетка сухого горюче-
го, и колпачка для тушения огня.
Подставка представляет собой
проволочный треножник с при-
крепленной крышкой от консерв-
ной банки. Треножник гнут из же-
лезной проволоки диаметром 1,5-2
мм. Специальная оправа (рис. 12)
поможет ускорить изготовление
большого числа горелок. Из твер-
дого дерева выстругивают ци-
линдр, один конец которого обра-
батывают на конус. На другом его
конце ножовкой делают по две
продольные и поперечные проре-
зи, при этом получается держатель
оправки. Затем на поверхности ци-
линдра размечают места, где дол-
жны находиться упоры—недозак-
рученные (на 10 мм) шурупы с
отрезанными головками. Упоры
служат для формования проволоч-
ного треножника подставки, у ко-
торого для большей устойчивости
задние ножки несколько сближены
Рис. 12. Оправка с упорами для изго-
товления проволочного треножника и
колпачка горелки
между собой. Укрепляют оправку в тисках за держатель так, чтобы
упоры для формования задних ножек были обращены к изготовителю
треножника. Железную проволоку длиной около 80 см сгибают попо-
лам и надевают на нижний упор для формования передней ножки. Да-
лее проволоку пропускают между верхними упорами и сгибают ее в
разные стороны по поверхности цилиндра. Дойдя до верхних упоров
для задних ножек, сгибают проволоку вниз между упорами. Обведя
проволоку вокруг нижних упоров, протягивают ее вверх между упора-
ми и навстречу друг другу. Так изготовляют ножки. Скрутив проволо-
ку посередине между задними ножками, делают ручку горелки. Про-
волочный треножник снимают с оправки отверткой, поддевая под низ
проволоку около упоров. Лишнюю проволоку ручки отрубают. У сня-
того с оправки треножника концы всех ножек сгибают наружу на оди-
наковую длину, равную толщине плоскогубцев. Это понижает центр
тяжести, увеличивает площадь опоры и повышает устойчивость горел -
25
ки. В крышке от консервной банки пробивают небольшие отверстия и
медной проволокой прикрепляют крышку к треножнику. На скручен-
ную проволоку железной ручки можно надеть кусок резинового шлан-
га. Заготовку для колпачка горелки вырезают по шаблону (рис. 13) из
тонкой жести. В нужных местах заготовки пробивают щели для ушек.
Заготовку конусообразно сгибают, вставляют ушки в щели и загиба-
Рис.13. Шаблон для изго-
товления колпачка горелки
(одно деление—один сан-
тиметр)
ют, тем самым жестко
соединяют края заго-
товки. Формование
колпачка завершают
на конусе оправки уда-
рами молотка. Слегка
отгибают держатель
колпачка. Иногда низ
колпачка приходится
выровнять подрезанием жести, чтобы колпачок плотно прилегал к
площадке горелки. Все острые края колпачка обрабатывают напиль-
ником. Горелка готова.
Электровикторина
Электровикторины на различные темы могут оказать учащимся
большую помощь в самостоятельной проверке своих знаний. Незамед-
лительный и однозначный ответ электровикторины вызывает опреде-
ленные эмоции у школьников: при правильном ответе—чувство радо-
стного удовлетворения, ошибочный ответ побуждает учащихся к
поиску правильного ответа. Его обычно находят, но при этом выясня-
ют, что другие ответы не верны. Таким образом, электровикторина
выполняет еще и обучающую функцию.
Устройство электровикторины (рис. 14). Основанием электро-
викторины служит реечная рамка 1 с фанеркой, на которой укреплены
электролампочка 2, низковольтный источник тока 3, пластинка 9 из
жести, в центре которой находится болт 8—ось вращения двух наклад-
ных дисков 4 и 5 разного диаметра. Жестяная пластинка 9 подключена
к одной из клемм низковольтного источника тока через электролам-
26
почку. Вторая клемма соединена со штекером 7 проводом 6. По краю
нижнего большого диска нанесены ответы на вопросы, указанные на
верхнем меньшем диске. При совмещении правильного ответа с вопро-
сом совмещаются и отверстия, просверленные в дисках. Если штекер
вставить в совпадающие отверстия двух дисков, он коснется пластины
9, цепь замкнется и электролампочка загорится. При неправильном
Рис. 14. Электровикторина: а- вид спереди без накладных дисков; б- вид сбоку в
,	разрезе
1- реечная рамка; 2- низковольтная лампочка; 3- низковольтный источник тока;
4- большой фанерный диск; 5- малый фанерный диск; 6- электропровод; 7- ште-
кер; 8- болт-ось вращения дисков (с шайбами и гайками); 9- пластина из жести;
10- второй электропровод
ответе штекер упрется во второй диск, где отверстие отсутствует и
электролампочка не загорится. Такова принципиальная схема уст-
ройства и работы электровикторины.
Технологические рекомендации по изготовлению накладных дис-
ков электровикторины. Изготовление основания и электрической ча-
сти электровикторины в особых объяснениях не нуждается. Некото-
рых рекомендаций требует изготовление накладных дисков (рис. 15 и
16). На куске фанеры вокруг одной и той же точки циркулем проводят
27
32 окружности, увеличивая радиус последующей окружности на 0,7-
0,9 см. Увеличив радиус еще на 8-10 см, проводят новую окружность,
определяющую размер верхнего диска. Радиус нижнего диска на 10-12
см больше радиуса верхнего. Оба диска вырезают из фанеры лобзиком
Рис. 15. Малый диск электро-
викторины
или специальным при-
способлением. В дере-
вянный брусок с краю
вбивают гвоздь так, что-
бы его остро заточенный
конец выступал на 7-9
мм. В бруске на расстоя-
нии, соответствующем
радиусу диска, просвер-
ливают отверстие для
второго гвоздя, который
вбивают через это отвер-
стие в центр будущего
Рис. 16. Большой диск электровикторины
28
диска. Вращая брусок вокруг гвоздя—оси и прижимая к фанере другой
остро заточенный гвоздь, наносят круговую канавку на лист фанеры.
С каждым оборотом бруска канавка в фанере углубляется. Когда ее
глубина станет равной 1/2 толщины фанерного листа, вытаскивают
забитый гвоздь—ось вращения бруска и переворачивают фанерный
лист. Вновь устанавливают гвоздь—ось вращения в пробитом отвер-
стии центра будущего диска и продолжают вращение бруска до тех
пор, пока не получат необходимый диск. Для изготовления диска дру-
гого размера в бруске просверливают новое отверстие для гвоздя—оси
вращения на соответствующем расстоянии от гвоздя, наносящего на
фанеру круговую канавку. И аналогичным способом вырезают диск.
Последующую обработку вырезанного фанерного диска проводят на-
пильником с крупной насечкой и наждачной бумагой. Обработанные
диски красят белой краской. После высыхания краски вновь наносят
32 окружности на малом диске. Затем последовательно разделяют на-
ибольшую окружность диска на равные 2, 4, 8,16, и 32 части. Отметки
соединяют прямой линией с центром диска. Линии продолжают до
края диска. Далее нумеруют карандашом проведенные окружности и
радиусы. Отмечают пересечение первого радиуса с первой окружно-
стью, второго—со второй, третьего—с третьей и т.д. В этих точках
просверливают отверстия диаметром 1,5-2 мм. За пределом наиболь-
шей окружности малого диска наносят у проведенных радиусов 32
вопроса. По краю большого диска у проведенных на равном расстоя-
нии 32 радиусов наносят 32 ответа в другой последовательности. Сое-
диненные болтом и гайкой диски вращают, совмещая вопросы с отве-
тами, и каждый раз через отверстие в малом диске просверливают
отверстие в большом диске. Для вращения дисков имеются прикреп-
ленные ручки. Если на вопрос требуется дать два ответа (например,
указать реактивы и признаки реакций), изготовляют третий диск с
большим на 10-12 см радиусом. В этом диске аналогичным образом
просверливают отверстия в необходимых точках. Так можно сделать
комплект дисков на различные темы: химические знаки, распределе-
ние электронов по слоям, химические соединения, качественные ре-
акции на отдельные ионы, характерные реакции на некоторые органи-
ческие вещества и др. Заменив диски на основании электровикторины,
учащиеся могут проверить свои знания по другой теме.
29
Прибор для демонстрации закона сохранения
массы веществ
Нередко вызывает затруднения демонстрация закона сохранения
массы веществ при реакциях с образованием газов. Это связано с необ-
ходимостью устранения или учета действия выталкивающей силы на
резиновые шары, в которые обычно собирают газы. Проще всего ис-
ключить влияние выталкивающей силы на результаты опыта, поме-
стив резиновый шар в герметичный сосуд.
Предлагаемый прибор для демонстрации закона сохранения массы
веществ (рис. 17) состоит из реакционного сосуда Ландольта 1, плоско-
донной колбы 6, двух резиновых пробок 2 с газоотводными трубками 3
и 5, резинового шланга 4. В колбе на газоотводной трубке прочно за-
креплен резиновый шар 7 для сбора газа. В одно колено сосуда 1 нали-
Рис.17. Прибор для демонстрации закона сохранения массы веществ:
а- прибор с резиновым шаром; б- прибор с манометрической трубкой
1- сосуд Ландольта; 2- резиновые пробки; 3, 5- стеклянные газоотводные трубки;
4- резиновый шланг; 6- плоскодонная колба; 7- резиновый шар; 8- удлиненный ко-
нец манометрической трубки
вают 2-3 мл 10-15%-ного раствора аммиаката меди, в другое помеща-
ют 1/2 часть таблетки гидроперита. Колбу и реакционный сосуд плот-
но закрывают пробками. Взвешиванием определяют массу прибора до
30
начала реакции. Наклонив реакционный сосуд, приводят во взаимо-
действие реактивы. Выделяющийся газ слегка раздувает резиновый
шар. Повторное взвешивание подтверждает неизменность массы при-
бора после реакции и закон сохранения массы веществ.
Наглядность этого демонстрационного опыта не очень хорошая,
так как раздувание резинового шара заметно лишь с близкого расстоя-
ния. Выделение газа будет заметнее при выбросе в колбу подкрашен-
ной воды из манометрической трубки, которой заменяют газоотвод-
ную трубку 5. Манометрическая трубка одним концом выходит через
пробку, которой плотно закрывают колбу. Методика работы с прибо-
ром точно такая же: подготовка прибора к демонстрации, определение
его массы до и после реакции, вывод и формулировка закона сохране-
ния массы веществ.
Прибор для изучения состава воздуха
С помощью этого прибора можно с достаточной точностью опреде-
лить содержание кислорода в воздухе, а также продемонстрировать
некоторые свойства азота.
Прибор (рис. 18) состоит из бу-
тылки 1 с узким горлом и отрезан-
ным дном, бутылки 6 (из-под моло-
ка) с широким горлом, закрытым
Рис. 18. Прибор для изучения состава возду-
ха
1- бутылка с узким горлом и отрезанным
дном; 2- резиновая пробка; 3- 3- стеклян-
ная трубка; 4- резиновый шланг; 5, 10- за-
жимы; 6- бутылка с широким горлом; 7-
газоотводная трубка; 8- тигель с электро-
спиралью; 9- электроды; 11- крышка с от-
верстием; 12- банка; 13- свеча; 14- под-
ставка; 15- штатив
пробкой, через которую проходят две
стеклянные трубки и два электрода
9, подводящие электрический ток к
небольшой спирали в маленьком тиг-
ле 8. Объем бутылки 6 разделен мет-
ками на пять равных частей. Перед проведением опыта открывают бу-
тылку бив тигель 8 насыпают немного красного фосфора. При этом
31
электроспираль должна быть погружена в фосфор. При снятых зажи-
мах 5 и 10 бутылку б плотно закрывают пробкой. В бутылку 1 налива-
ют столько подкрашенной воды, чтобы соединительная резиновая
трубка 4 почти полностью заполнилась водой. Ставят зажимы 5 и 10
на место и доливают воду в бутылку 1. В банку 12 наливают немного
известковой воды и на подставку 14 в банке ставят свечу 13. В крышке
к банке имеется отверстие для стеклянной трубки. Прибор укрепляют
и располагают на школьном штативе. При демонстрации опыта на
электроспираль подают небольшой ток от регулятора напряжения.
Через некоторое время фосфор в тигле загорается. Тогда подачу тока
прекращают. После того как фосфор сгорит и прибор остынет, снима-
ют зажим 5. Подкрашенная вода устремляется в бутылку 6. Устанав-
ливают одинаковый уровень воды в бутылках, поднимая или опуская в
зависимости от прежнего положения бутылку 1. Определяют объем
кислорода, вступившего в реакцию с фосфором, по количеству воды в
бутылке 6. Рассчитывают процентное содержание кислорода в возду-
хе. Далее поджигают свечу в банке горящей лучиной, снимают зажим
10 и поднимают выше бутылку 1. Поступающая в бутылку 6 вода вы-
тесняет азот по трубке 7. Проходящий через известковую воду азот не
вызывает ее помутнения, а зажженная в банке свеча гаснет.
Дополнительные практические советы по изготовлению прибо-
ра. Некоторых пояснений требует изготовление, крепление тигля и
электрической спирали на электродах. Тигель величиной чуть больше
наперстка изготовляют из глины. В стенках тигля во влажном состоя-
нии в верхней части делают два отверстия напротив друг друга для
крепления тигля. После просушки тигель обжигают в муфельной пе-
чи. Концы электродов сгибают под прямым углом навстречу друг дру-
гу. На расстоянии 2-3 см от согнутого конца в раскаленном состоянии
слегка расплющивают проволоку и пробивают в ней узкую щель. В от-
верстия в тигле пропускают согнутые электроды (они не должны со-
прикасаться друг с другом). Через эти же отверстия в тигле выводят
концы электроспирали, которые закрепляют в натяжку «восьмеркой»
через щели электродов. Таким образом место крепления спирали вы-
водится из зоны горения фосфора, что обеспечивает хороший электро-
контакт. Для предохранения от коррозии поверхность железных элек-
тродов желательно покрыть слоем клея «феникс».
32
Прибор периодического действия для получения
газов
Для получения небольшого количества газов удобно использовать
прибор периодического действия (рисЛ 9). Прибор состоит из длинно-
горлой колбы 1, газоотводной трубки 2, резиновой пробки 5, плотно
закрывающей плоскодонную колбу, пластмассового с мелкими отвер-
стиями бигуди 4, свободно входящего вместе с пробкой 3 в горло кол-
бы. К наружному кон-
цу выходящей из кол-
бы газоотводной труб-
ки присоединяют ре-
зиновый шланг 6. В
пробках 3 и 5, хорошо
очищенных от защит-
ного слоя смазочных
веществ, для газоот-
водной трубки свер-
лят отверстия, сме-
стив их немного от
центра. Бигуди ук-
репляют между рези-
новыми пробками, на
газоотводной трубке.
При вращении пробки
3 пластмассовые би-
гуди приоткрываются
другим прижатым к
пробке 5 концом. Во
Рис. 19. Прибор периодического действия для получе-
внутрь бигуди поме-
щают твердый реа-
гент. Вновь поворачи-
вают пробку 3 и при-
крывают пробкой 5
ния газов
а- собранный; б- внутренний узел
7- плоскодонная колба; 2- газоотводная трубка; 3,5-
резиновые пробки; 4- пластмассовые бигуди; 6- резино-
вый шланг; 7- подставка; 8- проволочная стойка
отверстие бигуди. В
колбу наливают жидкий реактив, при этом газоотводная трубка не
Должна касаться поверхности жидкости. Колбу плотно закрывают
пробкой. Осторожно перевернув колбу, приводят реактивы во взаимо-
действие. По газоотводной трубке и резиновому шлангу начинает вы-
3 ’ И. Вагнер
33
ходить газ. Колбу удобно устанавливать в незамкнутое кольцо штати-
ва или на специально изготовленную подставку. Для прекращения ре-
акции достаточно перевернуть колбу в исходное положение и поста-
вить донышком на стол. В приборе получают водород
взаимодействием раствора соляной кислоты с цинком, углекислый газ
взаимодействием мраморной крошки с раствором азотной или соляной
кислоты, ацетилен—из воды и карбида кальция.
На резиновый шланг заправленного прибора в нерабочем состоя-
нии можно установить зажим, и тогда в воздух в кабинете не будут
попадать пары кислоты.
Установка для синтеза сероводорода
Вариант I (рис.20). Составными частями установки являются при-
бор периодического действия и реактор синтеза сероводорода с промы-
вал кой, включающей круглодонную колбу 1, резиновую пробку 2, га-
зоотводные трубки 3 и 6, отрезок стеклянной трубки 4 большого
диаметра, пробирку 5, зажим 8 и сливную трубку 7 с резиновым шлан-
гом 9. В колбу 1 помещают серу, в промывалку 4 наливают столько
Рис.20. Установка для синтеза сероводорода (ва-
риант I): а- прибор периодического действия
для получения газов (водорода); б- прибор с про-
мывалкой
1- круглодонная колба; 2- резиновая пробка; 3, 6-
газоотводные трубки; 4- стеклянная трубка, 5-
висячая пробирка; 7- сливная трубка; 8- зажим;
9- резиновый шланг
воды, чтобы пробирка бы-
ла погружена в нее на 1-2
см. Вместо воды можно на-
лить раствор какой-либо
соли, например сульфата
меди, связывающий суль-
фид-ионы. Прибор перио-
дического действия запол-
няют реактивами для
получения водорода. Ос-
торожно перевернув колбу
прибора, получают водо-
род и после вытеснения
всего воздуха из системы
(проверка на чистоту во-
дорода, поступающего в
пробирку 5) нагревают се-
ру в колбе 1. Образующий-
ся сероводород растворяет-
ся в воде или
взаимодействует с раство-
ром соли в промывалке.
34
Прекратив нагрев и получение водорода, исследуют содержание по-
дученных веществ в растворе. Жидкость из промывалки поступает в
пробирки через сливную трубку после снятия зажима.
Вариант II (рис.21). Составные части установки те же, что и в ва-
рианте I, но в качестве реактора синтеза сероводорода использован вы-
пускаемый промышленностью прибор ППГ-1 для получения газов, в
котором снято резиновое кольцо с трубки воронки. Промывалка имеет
такое же устройство, что и в варианте I. Реактор синтеза сероводорода
соединен резиновым шлангом 4 с трубкой 5 промывалки. Прибор пе-
Рис.21. Установка для синтеза сероводорода (вариант II): а- реактор синтеза се-
роводорода (прибор ППГ-1 для получения газов), б- промывалка; в- прибор перио-
дического действия для получения газов (водорода)
1- воронка с удлиненной трубкой; 2, 6, 11- резиновые пробки; 3- пробирка с
боковым отверстием; 4~ резиновый шланг; 5- газоотводная трубка; 7- стеклян-
ная трубка; 8- висячая пробирка; 9- сливная трубка; 10- зажим
3*
35
риодического действия подключается к реактору синтеза сероводорода
с помощью пробки 11, в отверстие которой вставлена, стеклянная труб-
ка. В воронку помещают ватный тампон, удерживающий содержащу-
юся в водороде влагу. Дальнейшую подготовку установки к демонст-
рации опыта и проведение эксперимента в ней осуществляют по той
же методике, что и при использовании первого варианта установки.
Удобный электролизер
Электролизер (рис.22) для разложения воды можно сделать из мо-
лочной бутылки, отрезав дно и обработав острые края стекла. Горло
отрезанной бутылки 2 закрывают пробкой 1 с железными электродами
3. Небольшое дополнение к этой общеизвестной конструкции электро-
Рис.22. Удобный электролизёр
а- заполнение пробирки; б- переворачивание пробирки; в- опускание пробирки в
жидкость и открывание горлышка; г- установка пробирки на электрод; д- выну-
тый из электролизера крючок с пробкой
1- резиновая пробка; 2- бутылка с широким горлом и отрезанным дном; 3- желез-
ные электроды; 4- сливная трубка с резиновым шлангом; 5- зажим; 6- пробирка
36
лизера облегчает использование прибора. При проведении лаборатор-
ных работ электролизер может переполниться 5-10% -ным раствором
щелочи, часть которого приходится сливать. Удобнее всего это сделать
с помощью сливной трубки 4 в пробке 1. Сливная трубка заканчивает-
ся резиновым шлангом с зажимом 5. Целесообразно использовать
сливную трубку и для заполнения электролитом пробирок, в которые
(при их установке на электроды) методом вытеснения жидкости соби-
рают электролизные газы. Подставка электролизера может быть та-
кой же, как у прибора периодического действия для получения газов
(рис. 19), но с проволочной стойкой меньшей высоты.
Методика работы с прибором. Вначале учитель проверяет, все ли
электролизеры отключены от электрической сети. Затем предлагает
ученикам налить в электролизеры воду выше электродов на 1-2 см.
Далее подставку с электролизером подвигают к краю стола так, чтобы
с помощью сливной трубки было удобно заполнить пробирку водой
почти до самого верха. Пробирку плотно закрывают пробкой, прочно
надетой на крючок из медной проволоки диаметром 3-4 мм. При этом
ученики замечают, сколько воды надо влить в пробирку, чтобы проб-
кой не выдавилась вода из пробирки. Перевернув пробирку вверх
дном, крючок с пробкой и горлышком пробирки опускают в воду элек-
тролизера. Держа рукой пробирку у донышка, открывают пробирку
под водой. Вынимают крючок с пробкой и помещают его в стакан с во-
дой. Надевают пробирку под водой на электрод электролизера , при
этом вода не должна вылиться из пробирки. Точно так же ученики по-
ступают со второй пробиркой. Но это была лишь тренировка. Далее
учитель рассказывает учащимся о плохой электрической проводимо-
сти воды, сопровождая свой рассказ демонстрациями опытов с исполь-
зованием соответствующего прибора (см. рис. 27), обосновывает ис-
пользование электролита—щелочи, серной кислоты или соды при
электролизе воды, разъясняет технику безопасности при работе с ед-
кими веществами. Ученики заменяют воду в электролизере раствором
Щелочи и со всеми предосторожностями устанавливают заполненные
раствором щелочи пробирки на электроды электролизера. Учитель
проверяет, не остался ли крючок в каком-либо электролизере и разре-
шает включить в сеть с постоянным или выпрямленным током и с на-
пряжением 12 В. После того как в одной пробирке вытеснится вся вода,
а в другой лишь на 1/2 объема, отключают электролизер и прекраща-
Ют подачу электроэнергии на столы.
Затем ученики приступают к исследованию газов. Пробирку с кис-
лородом закрывают в жидкости электролизера пробкой крючка и вы-
нимают. Перевернув пробирку, открывают ее и в пробирку опускают
37
тлеющую лучинку, которая загорается. Пробирку с водородом за до-
нышко вынимают из электролизера и, держа вниз горлышком, подно-
сят к пламени горелки. Водород с характерным хлопком загорается.
Прибор для одновременного взаимодействия
нескольких твердых веществ с жидкостями
Такой прибор позволяет сравнить характер взаимодействия ве-
ществ. Основная часть прибора (рис. 23) состоит из трех пластин с че-
тырьмя совмещающимися отверстиями. Средняя пластина 3 чуть
длиннее других и имеет прорези. Средняя пластина 4 шире остальных
и прикреплена к вертикальной стойке 2 прибора. У нижней пластины
9 с одного конца находится крючкообразный запор. Большие отвер-
стия на верхней пластине выполнены по размеру для четырех разваль-
цованных сверху пробирок. Пластины вырезаны из листового винип-
ласта толщиной 5 мм и скреплены болтами и гайками с шайбами так,
чтобы верхняя пластина могла свободно перемещаться на длину про-
Рис.23. Прибор для одновременного взаимодействия нескольких твердых веществ
с жидкостями
1- подставка; 2- вертикальная стойка; 3- верхняя пластина с щелями и отвер-
стиями; 4- средняя пластина; 5, 8- болты с шайбами и гайками; 6- большие от-
верстия в пластинках; 7- проволочная стойка; 9- нижняя пластина с
крючкообразным запором; 10- пробирки; 11- углубления для установки стаканов
38
рези, перекрывая при этом отверстия в расположенных ниже пласти-
нах. Проволочная стойка 7 для подвешивания этикеток с указанием
используемых веществ прикреплена к средней пластине 4 или к стойке
2. При проведении реакций в стаканах, устанавливаемых в углубле-
ниях подставки 1, предварительно убирают пробирки 10 из отверстий
в нижней пластине. Для этого ослабляют гайку крючкообразного за-
пора и вращением вокруг другого болта выдвигают пластину вперед.
Снятые пробирки помещают в штатив на задней стороне прибора.
Нижнюю пластину приводят в исходное положение.
С использованием этого прибора можно продемонстрировать два
опыта при изучении темы «Периодический закон и периодическая си-
стема Д.И.Менделеева».
Первый опыт—взаимодействие лития, натрия и калия с водой в
присутствии раствора фенолфталеина—проводят в вытяжном шкафу,
одновременно сбрасывая в стаканы небольшие кусочки щелочных ме-
таллов из отверстий в верхней пластине при ее перемещении в другое
крайнее положение. Второй опыт—взаимодействие натрия, магния,
алюминия и кремния (крупинки аморфного кремния прикрепляют к
горошине пластилина) с концентрированной соляной кислотой—про-
водят в пробирках аналогичным образом. Наблюдения за протекаю-
щими реакциями в этих экспериментах позволяют сопоставить свой-
ства некоторых простых веществ, состоящих из химических
элементов, относящихся к одной подгруппе или одному периоду пери-
одической системы Д.И.Менделеева, и сделать вывод о зависимости
свойств химических элементов и простых веществ от атомных масс.
С помощью этого прибора можно продемонстрировать также влия-
ние катализатора и ингибитора на коррозию металлов.
В три пробирки наливают 30%-ный раствор серной кислоты с не-
сколькими каплями темно-розового раствора перманганата калия. За-
тем в первую пробирку добавляют 1 мл воды, во вторую—1 мл концен-
трированного раствора калийной селитры, а в третью—1 мл
насыщенного раствора мочевины, четвертую пробирку не устанавли-
вают в отверстие нижней части пластины. В соответствующие отвер-
стия верхней пластины, перекрывающей отверстия других пластин,
помещают гранулы цинка и одновременно сбрасывают их в растворы в
пробирках путем перемещения верхней пластины в другое крайнее
положение. Наблюдения за протекающими реакциями показывают,
что селитра ускоряет, а мочевина замедляет коррозию металла.
Технологические рекомендации по изготовлению прибора. Внача-
ле из винипласта вырезают пластины необходимого размера. Затем на
Узкую и короткую пластину укладывают самую широкую пластину, а
39
сверху—самую длинную. Пластины выравнивают с двух сторон.
Плотно сжав все пластины струбциной, просверливают в нужных мес-
тах два отверстия для болтов. Далее пластины стягивают болтами и
гайками и просверливают в них четыре больших отверстия. В нижней
пластине делают крючкообразный запор, а большие отверстия для ви-
сячих пробирок, выполненные в потай с верхней стороны нижней пла-
стины, подгоняют круглым напильником. В верхней пластине из ма-
леньких отверстий для болтов прорезают щели, обеспечивающие
перемещение пластины и перекрытие ею больших отверстий нижеле-
жащих пластин. В доске для подставки лобзиком выпиливают отвер-
стия под стаканы, затем снизу прибивают лист фанеры. Так получа-
ются углубления для большей устойчивости стаканов при переноске
прибора. Все другие операции по изготовлению прибора особых за-
труднений не вызывают и пояснений не требуют.
Динамические модели электронных облаков
При быстром вращении проволочные полукруг и полувосьмерка
имеют вид объемного шара и гантели. На основе этого разработан ком-
плект динамических моделей, позволяющий
форму электронных облаков Is , 2s2; Ip1; Is2; 1
перекрытия электронных облаков s-s; s-p; р-р.
продемонстрировать
s , 2s2; 2Р1 и моделей
Для изготовления моделей вначале вычерчивают на картоне шаб-
лон с вертикальной и горизонтальной линиями, двумя окружностями
и восьмеркой (рис. 24). По такому шаблону сгибают из проволоки ди-
аметром 3-4 мм модели и их детали. В точках, указанных на рисунке
стрелкой, проволоку скрепляют пайкой или сваркой. Изготовление
моделей перекрытия электронных облаков не вызывает затруднений:
проволоке придают форму, указанную на рисунке. Вертикальные час-
ти моделей окрашивают в цвет фона, на котором будут демонстриро-
ваться модели. Полукруги и полувосьмерки раскрашивают в разные
цвета, подчеркивая этим различие орбиталей.
Модели вращают центробежной машиной, центрифугой, электро-
мотором или дрелью. Такие динамические модели способствуют луч-
шему усвоению учащимися материала о строении атомов и образова-
нии химической связи между ними.
40
Рис.24. Динамические модели электронных облаков: а~
шаблон для изготовления моделей; б- проволочные
модели
41
Компактный лабораторный прибор
Такой прибор (рис. 25) служит для получения газа при нагревании
веществ и его взаимодействия с жидкостью. Прибор состоит из пробир-
ки-реактора 1, промывалки 4 (стеклянная трубка диаметром 20-25
мм), газоотводной трубки 3, резиновых пробок, висячей пробирки 5,
зажима 7 и сливной трубки 6 с резиновым шлангом.
Поваренную соль и серную кислоту помещают в пробирку-реактор
1, которую закрывают пробкой 2. В промывалку 4 при установленном
зажиме 7 наливают столько воды, чтобы пробирка 5 была погружена в
нее на 1-2 см. При нагревании
веществ в пробирке-реакторе
образуется хлороводород, ко-
торый, барботируя через воду в
промывалке, растворяется в
ней. Если прекратить нагрева-
ние, давление в приборе сни-
зится и в пробирке 5 жидкость
немного поднимется, после че-
го в пробирку-реактор станет
поступать воздух и давление
уравновесится. При повторном
нагревании реактора жидкость
вытеснится из пробирки 5 и
растворение газа продолжает-
ся. Сняв зажим, через сливную
Рис.25. Компактный лабораторный
прибор
1- пробирка-реактор; 2- резиновая
пробка; 3- газоотводная трубка; 4-
промывалка; 5- висячая пробирка; 6-
сливная трубка с резиновым шлан-
гом; 7- зажим
трубку 6 выпускают раствор соляной кислоты и исследуют его на со-
держание ионов водорода и хлора. В этом приборе аналогичным спосо-
бом можно получать другие газы и изучать их свойства.
42
Установка для получения хлороводорода и
растворения его в воде
Установка (рис. 26) позволяет продемонстрировать эффект «хло-
роводородного фонтана». Она состоит из круглодояной колбы 1 объе-
мом 100-150 мл, делительной воронки 3, компенсатора давления, ре-
зиновых пробок, газоотводных трубок, стеклянного тройника 7,
волейбольной камеры 8, зажима 9, клапана Бунзена 10, круглодонной
колбы объемом 500-1000 мл, стеклянной трубки 12 с заостренным кон-
цом, хлоркальциевой трубки 13 с ватным тампоном, смоченным рас-
твором едкого натра, бутылки 12 с широким горлом, резиновой груши
15 и соединительных резиновых шлангов.
В колбу 1 насыпают поваренную соль, в делительную воронку 3
при закрытом кране наливают концентрированную серную кислоту.
Закрывают воронку пробкой компенсатора давления. В бутылку 14
наливают 430-450 мл воды, к которой добавляют немного раствора ин-
дикатора—метилового оранжевого. Плотно закрывают пробками все
сосуды и снимают зажим 9. Компенсатор давления позволяет в любой
момент открывать кран воронки и приливать по каплям серную кисло-
ту к поваренной соли. Выделившийся хлороводород поступает в волей-
больную камеру 8. Нажимая на нее, направляют хлороводород в боль-
шую колбу 11, из которой при этом воздух вытесняется через воду в
бутылке 14 по стеклянной и хлоркальциевой трубкам 12 и 13. Неболь-
шое изменение цвета индикатора указывает на то, что из колбы 11 вы-
ходит хлороводород, растворяющийся в воде и нейтрализующийся
раствором едкого натра, которым смочен ватный тампон в хлоркаль-
циевой трубке 13. Далее устанавливают зажим 9, сжимают пальцами
резиновый шланг у хлоркальциевой трубки, нагнетательной грушей
15 повышают давление в бутылке 14 и впрыскивают немного воды по
трубке 12 в колбу 11. Прекращают сжимать пальцами резиновый
шланг. В колбе начинает фонтанировать вода, растворяя хлороводо-
род. Под действием соляной кислоты изменяется цвет индикатора.
Продолжающий выделяться в колбе-реакторе 1 хлороводород может
собираться в волейбольной камере 8.
Данную установку можно использовать для получения аммиака и
Демонстрации эффекта «аммиачного фонтана».
43
Рис.26. Установка для получения хлороводорода и растворения его в воде
7- круглодонная колба; 2- резиновая пробка; 3- делительная воронка; 4- резино-
вый шланг компенсатора давления; 5- газоотводная трубка; 6- соединительная
трубка; 7- стеклянный тройник; 8- волейбольная камера; 9- устанавливаемый за-
жим; 10- клапан Бунзена; 11- большая круглодонная колба; 12- стеклянная труб-
ка с заостренным концом и маленьким отверстием; 13- хлоркальциевая трубка с
шаром; 14- бутылка с широким горлом; 15- резиновая груша без клапанов
44
Усовершенствованный прибор для проверки
электропроводности растворов и сухих веществ
Вариант I А. Широко применяемый в школах прибор (рис. 27,а)
для изучения электропроводности растворов и расплавов [7,23 ] не
безопасен в обращении. Случайное прикосновение к оголенным элек-
тродам включенного прибора вызывает электротравму.
Прибор состоит из двух потолочных электропатронов. Клемму од-
ного из них соединяют коротким гибким изолированным проводом с
клеммой другого. К двум другим клеммам прикручивают два электро-
провода со штепселем. Затем электропатроны скрепляют болтиками и
гайками. В один патрон вкручивают исправную электрическую лам-
почку мощностью 100 Вт, в другой—цоколь разбитой перегоревшей
лампочки мощностью 150 Вт с двумя электродами, которыми подво-
дился электрический ток к вольфрамовой нити.
Небольшое дополнение к этой известной конструкции делает ее
безопасной. Таким дополнением является предохранительная трубка
диаметром 16-18 мм и длиной 9-10 см (рис.27,6), в которую помещают
электроды разбитой лампочки (рис. 27,в). Удобнее всего сделать эту
предохранительную трубку из пробирки соответствующего диаметра.
Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой и резиновым
шлангом. Сильно нагревают стенку пробирки в одном месте на рассто-
янии 7-8 см от пробки. При вдувании воздуха в пробирку стенка в на-
гретой части лопается и образуется отверстие. После охлаждения про-
бирки отрезают электростеклорезом дно на расстоянии 2-3 см выше
отверстия в стенке. Острые края трубки оплавляют или осторожно об-
рабатывают наждачной бумагой. Трубку укрепляют на разбитой пере-
горевшей лампочке с помощью отрезка резинового шланга необходи-
мого диаметра, при этом отверстие в стенке трубки должно находиться
в верхней части трубки при погружении ее в исследуемую жидкость.
Включив прибор в сеть, опускают защищенные трубкой электроды в
стакан с электролитом, при этом лампочка загорается.
Вариант I Б. При отсутствии потолочных патронов можно исполь-
зовать другие, соединив их каркасом из жести и деревянного бруска
(рис.28). Вначале вырезают полоску жести длиной 190 мм и шириной
45 мм. В ней вырубают два отверстия диаметром 34 мм в соответству-
ющих местах. Острые края жести обрабатывают напильником. Далее
полоску жести сгибают и прибивают гвоздями к деревянному бруску
размером 50x40x15 мм. Вставляют пластмассовые детали в отверстия
45
-4
Рис.27. Усовершенствованный прибор для проверки электропроводности раство-
ров и сухих веществ (вариант IA):
а- прибор до усовершенствования; б- дополнение к прибору; в- усовершенство-
ванный прибор
1- электроды; 2- цоколь; 3- электропатроны; 4- исправная электролампочка; 5-
штепсель; 6- стеклянная трубка; 7- отверстие в стенке трубки; 8- отрезок
резинового шланга
Рис.28. Усовершенствованный прибор для проверки электропроводности раство-
ров и сухих веществ (вариант 1Б)
1- электропровода со штепселем; 2- соединительный каркас из деревянного бру-
ска и полоски жести с отверстиями; 3- электропатроны; 4- исправная элект-
ролампочка; 5- разбитая электролампочка с цоколем и электродами; 6- отре-
зок резинового шланга; 7- предохранительная стеклянная трубка с
отверстием в стенке
46
в пластине и производят дальнейший электромонтаж и сборку прибо-
ра. При желании можно приделать ручку к бруску. Методика приме-
нения прибора не изменяется.
Вариант II (рис.29). Несложная электропроводящая система со-
стоит из штепселя (вилки) 10, гибких изолированных проводов 2,
электропатрона 14, лампочки 6, ручки 1 с внутренними контактами
12. Через резиновые пробки 7 электроды 8 вводятся в пробирки 5, в
которых находятся исследуемые вещества. Электропатрон, часть про-
водов и пробирки прикреплены к основанию 3 прибора из органиче-
ского стекла. Деревянные ножки 11 придают прибору вертикальную
Рис.29. Усовершенствованный прибор для проверки электропроводности раство*
ров и сухих веществ (вариант II)
а- вид спереди; б- вид сбоку в разрезе
1- ручка; 2- электропровода; 3- основание; 4- деревянный брусок; 5- пробирки; 6-
электролампочка; 7- резиновые пробки; 8- электроды; 9- изоляционные трубки;
Ю- штепсель; 11- деревянные ножки; 12- внутренние контакты; 13- шурупы; 14-
электропатрон
Устойчивость. Каждый ряд пробирок удерживается на основании при-
бора с помощью вставляемых в отверстия в оргстекле загнутых элект-
родов и прикрученного шурупами 13 деревянного бруска 4 с углубле-
ниями для пробирок. С лицевой стороны на оголенные электроды вне
Пробирок надеты изоляционные трубки 9. Этикетки с указанием ве-
ществ приклеены к брускам и защищены полоской из оргстекла.
47
Технологические рекомендации по изготовлению прибора. Размер
основания прибора определяется величиной и количеством пробирок с
исследуемыми веществами. Начинают работу с пробивки гвоздем двух
отверстий в пробках к пробиркам для вставляемых медных электро-
дов. Предварительно закрывают пробирки пробками с уже вставлен-
ными в них электродами. Определив место пробирок на основании
прибора, просверливают в оргстекле отверстия для электродов. Загну-
тые электроды необходимого размера вставляют в отверстия в оргстек-
ле. После этого подготавливают бруски с углублениями для пробирок
и просверливают в оргстекле отверстия для крепления брусков шуру-
Рис.ЗО. Установка для получения
озона и изучения его свойств
(вариант I):
1- основание; 2- стойка; 3- пробир-
ка; 4- газоотводная трубка; 5- ре-
зиновая пробка; 6- соединительная
резиновая трубка; 7- внутренний
электрод; 8- наружний электрод; 9-
озонатор; 10- промывная склянка
пами. Поместив в пробирки исследуемые растворы и сухие вещества и
плотно закрыв пробирки пробками с электродами, на оголенные с ли-
цевой стороны электроды надевают изоляционные трубки. Затем про-
бирки устанавливают на основании прибора и закрепляют брусками и
шурупами. Изготовляют и закрепляют деревянные ножки к основа-
нию прибора. Электромонтаж токопроводящей системы не требует
особых пояснений. Ручку 1 изготовляют из электроизоляционного ма-
териала: сухого дерева, эбонита, текстолита, стеклотекстолита или
оргстекла. Вначале подбирают медные трубки для внутренних контак-
тов ручки. Они должны легко надеваться на электроды. Затем к косо^
48
му срезу трубок припаивают электропровода так, чтобы пайка была
внутри трубки. В заготовке ручки просверливают два отверстия для
медных трубок на расстоянии друг от друга, равном расстоянию между
электродами, выходящими из пробок к пробиркам с исследуемыми ве-
ществами. Эти отверстия делают сквозными для вставляемых элект-
ропроводов. Затем вбивают трубки в отверстия ручки. Если не всю
трубку удалось вбить, выступающую часть трубки отпиливают, а ко-
нец ручки заостряют. После изготовления ручки завершают электро-
монтаж, прикрепляют этикетки. Прибор готов к эксплуатации. Вклю-
чив прибор в сеть, надевают на электроды ручку с внутренними
контактами. Растворы электролитов замыкают цепь и лампочка заго-
рается. Сухие вещества и растворы неэлектролитов электрический ток
не проводят.
Установка для получения озона и изучения его
свойств
Вариант I (рис.30). Выпускаемый промышленностью озонатор мо-
жет быть дополнен второй промывалкой, которую укрепляют на стой-
ке прибора перед озонатором. Промывалка состоит из пробирки 3 и ре-
зиновой пробки 5 с двумя газоотводными трубками разной длины.
Одинаковый реактив (раствор иодида калия) в обеих промывалках по-
зволяет продемонстрировать различные свойства кислорода и озона.
Вариант II (рис.31). Установка состоит из пробирки 1 для получе-
ния кислорода, двух промывалок 5 с сообщающимися сосудами 8,
снабженными резиновыми пробками, стеклянными и резиновыми сое-
динительными трубками, сливными трубками 9 с резиновыми шлан-
гами и зажимами 10. Озонатор прибора представляет собой стеклян-
ную трубку с пробками и газоотводными трубками. Через одну пробку
озонатора пропущен железный провод—электрод 6 с надетой на него
тонкой заплавленной с другого конца стеклянной трубкой. Снаружи
вокруг трубки обмотан второй провод—электрод 7. Пробки озонатора
Для предохранения их от разрушения озоном покрыты слоем клея
Феникс”. Сообщающиеся сосуды 8 скрыты за вертикальными стойка-
ми, на которых с лицевой стороны укреплены промывалки. Через от-
крытые сверху сообщающиеся сосуды при установленных зажимах на-
ливают в промывалки необходимое количество раствора иодида
калия, после чего сосуды закрывают пробками. Методика работы с
этой установкой такая же, как и с предыдущей. Достоинством уста-
новки является то, что удаление жидкостей легко производится при
4-И. Вагнер
6
Рис.31. Установка для получения озона и изучения его свойств (вариант II)
1- пробирка; 2- резиновая пробка; 3- соединительный шланг; 4- газоотводная
трубка; 5- стеклянные трубки промывалок; б- внутренний электрод озонатора;
7- наружный электрод; 8- сообщающиеся сосуды; 9- сливные трубки с резиновыми
шлангами; 10- зажимы
Рис.32. Установка для получения озо-
на и изучения его свойств (вариант III)
1- пробирка; 2- резиновая пробка; 3- со-
единительная трубка; 4- газоотводная
трубка; 5- стеклянная трубка; 6- ви-
сячая пробирка; 7- наружный электрод
озонатора; 8- сливная трубка с резино-
вым шлангом; 9- зажим; 10- внутрен-
ний электрод
50
открытых сообщающихся сосу-
дах 8 и пробирке 1 через слив-
ные трубки 9 без нарушения
плотной закупорки сосудов в
других узлах.
Вариант III (рис.32). Дан-
ная установка отличается от
предыдущих конструкцией
промывалок, позволяющей за-
полнить их через верхние от-
верстия. Каждая промывалка
состоит из стеклянной трубки
5, резиновой пробки с двумя
отверстиями для газоотводной
трубки 4 и сливной трубки 8 с
резиновым шлангом, зажима 9
и висячей пробирки 6. Нижняя
промывалка закрывается свер-
ху пробкой с газоотводной
трубкой и соединена резино-
вым шлангом с озонатором.
Вся установка вертикально
Рис.33. Установка для получения озона и
изучения его свойств (вариант IV)
1, 5, 10, 13- резиновые пробки; 2, 14- газо-
отводные трубки; 3, 12- пробирки; 4- ниж-
ний промывной сосуд; 6- стеклянная труб-
ка озонатора; 7- тонкая заставленная
сверху трубка; 8- внутренний электрод; 9-
наружный электрод; 11- верхний промыв-
ной сосуд; 15- сливная трубка; 16- зажим;
17- отрезок резинового шланга
смонтирована на специальном
держателе с использованием
школьного штатива.
Все три варианта установки
работают от катушки Румкор-
фа, которую рекомендуется пе-
ределать [24 ].
Вариант IV (рис.33). В ус-
ловиях повышения технологи-
ческой безопасности приборов
возникла необходимость создания маломощных высоковольтных ис-
точников тока. В связи с этим изменились технологические параметры
приборов и установок, работающих от этих источников тока. Так, ве-
личина разрядного промежутка между электродами озонатора при ра-
боте с высоковольтным источником тока «Разряд-1» не должна превы-
шать 5 мм [25 ]. Предлагаемый вариант установки для получения
озона отвечает этому требованию.
В отличие от предыдущих конструкций озонатор изготовлен из
тонкой стеклянной трубки диаметром 8-12 мм, что потребовало подво-
4
51
да тока к внутреннему электроду 8 через пробку 5 промывного сосуда
4. Особенностью данного прибора является также то, что трубка 6 озо-
натора одновременно служит газоотводной трубкой верхнего промыв-
ного сосуда 11с надетой на нее пробиркой 12. Уменьшение числа дета-
лей в конструкции установки позволили повысить надежность ее
работы.
Методика проведения экспериментов с помощью описанных здесь
конструкций одна и та же. Устанавливают зажимы на сливных труб-
ках, наливают раствор иодида калия вначале в первый (нижний) про-
мывной сосуд, а затем во второй (верхний), при этом пробирки долж-
ны быть погружены в раствор на 1-2 см. При выключенном источнике
тока высокого напряжения подключают оголенными проводами элек-
троды озонатора. Подают кислород в озонатор, включают высоковоль-
тный источник тока и наблюдают за изменением цвета раствора в про-
мывном сосуде после озонатора. В нижнем промывном сосуде
изменение цвета раствора не происходит. Это свидетельствует о раз-
личии свойств кислорода и озона. После выключения источника тока
высокого напряжения жидкость из промывных сосудов сливают.
♦
Установка для получения сероводорода и изучения
его свойств
Предлагаемая установка (рис.34) состоит из реакционной 1 и пре-
дохранительной 2 пробирок, промывалки 4 со сливом, сообщающегося
сосуда 7, двух бутылок 8 и 9 газометра-аспиратора, поглотителя 10,
стеклянной воронки 11, зажимов 3, 5, 6, стеклянных трубок, резино-
вых пробирок и шлангов.
В реакционную пробирку 1 насыпают смесь парафина и серы в со-
отношении 1:2,5 (по массе). У отверстия пробирки помещают ватный
тампон. Закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Сни-
мают зажимы 3 и 6 и наливают в сообщающийся сосуд 7 столько воды,
чтобы промывалка 4 заполнилась на 2/3 объема. Бутылку 8 газометра-
аспиратора заполняют водой доверху и закрывают соответствующей
пробкой с трубками. В поглотитель 10 между ватными тампонами по-
мещают активированный уголь. Проверяют еще раз установку: все со-
суды в ней должны быть плотно закрыты пробками, Все зажимы долж-
ны быть установлены на своих местах.
Методика работы с установкой следующая. Вначале подготавлива-
ют фильтровальную бумагу, смоченную раствором медного купороса.
Затем снимают зажим 3, нагревают реакционную смесь, образующий-
52
Рис.34. Установка для получения се-
роводорода и изучения его свойств
/- пробирка-реактор; 2- предохрани-
тельная пробирка; 3, 3, 6- зажимы;
4- промывалка; 7- сообщающийся со-
суд; 8, 9- бутылки газометра-аспи-
ратора; 10- поглотитель; 11- стек-
лянная воронка
Рис.35. Дополнение к аппарату для
проведения химических реакций: 1-
пробирка; 2- резиновая пробка; 3- га-
зоотводная трубка; 4- соединитель-
ный шланг; 5- поглотительный со-
суд аппарата
53
ся при этом сероводород вытесняет весь воздух из системы. Почерне-
ние фильтровальной бумаги, поднесенной к газоотводной трубке, с ко-
торой был снят зажим 3, свидетельствует о том, что из отверстия труб-
ки после вытесненного воздуха начинает выходить сероводород.
Быстро ставят зажим 3 на место и продолжают нагревать реакцион-
ную смесь до тех пор, пока в бутылке 8 не соберется 200 мл сероводо-
рода. При этом в промывалке 4 образуется сероводородная вода. После
снятия зажима 3 лучинкой поджигают выходящий сероводород. Сис-
тема из двух бутылок начинает работать как аспиратор, засасывая
продукты горения сероводорода в бутылку 9 через воронку 11 и погло-
титель 10 с активированным углем. На воронке появляется желтое
пятно серы—продукта неполного сгорания сероводорода. Сняв зажим
5, через сливную трубку выпускают сероводородную воду в пробирки
с растворами различных веществ.
Дополнение к аппарату для проведения
химических реакций
Сероводород получают двумя способами: мокрым—взаимодейст-
вием сульфидов металлов с кислотой и сухим—путем нагревания сме-
си парафина и серы. Из-за отсутствия сульфидов металлов нередко ис-
пользуют сухой способ. Однако последующая очистка реактора
вызывает при этом определенные трудности.
Если вместо двугорлой колбы-реактора в аппарате для проведения
химических реакций при получении сероводорода сухим способом ис-
пользовать большую пробирку 1 (рис.35), то ее можно оставлять нео-
чищенной, лишь закрыв пробкой после проведения эксперимента.
При повторном применении аппарата добавляют небольшое количест-
во реагентов. Для соединения пробирки-реактора с первым поглоти-
тельным сосудом аппарата используют две резиновые пробки с отвер-
стиями для газоотводных трубок. Одной пробкой закрывают
пробирку-реактор, а другой—нижнее отверстие поглотительного сосу-
да. Стеклянные газоотводные трубки соединяют резиновым шлангом.
Для удерживания твердых частиц серы помещают ватный тампон у
отверстия пробирки-реактора. Крепление соединенных друг с другом
шлифами поглотительных сосудов аппарата на стержне школьного
штатива производят двумя держателями за нижний и верхний сосуды.
Третьим держателем крепят пробирку-реактор.
54
Конструктивное дополнение к аппарату не изменяет описанной в
инструкции к прибору методики его подготовки и демонстрации экс-
периментов.
Усовершенствованная установка для получения
оксида серы (IV) и изучения его свойств
Установка (см. рис.9) состоит из двух приборов: в первом получают
оксид серы (IV), с помощью второго демонстрируют его свойства. Вза-
имодействием концентрированной серной кислоты с сульфитом на-
трия получают в круглодонной колбе 1 оксид серы (IV). Компенсатор
давления позволяет в любой момент приливать по каплям из дели-
тельной воронки 3 серную кислоту. Получаемый оксид серы (IV) по-
ступает в волейбольную камеру 8. Сняв зажим 9, сжатием этой каме-
ры регулируют подачу оксида серы по газоотводной трубке 10 в
круглодонную колбу, в которой он взаимодействует с раствором фук-
сина, о чем свидетельствует обесцвечивание жидкости.
По газоотводной трубке 14 оксид серы поступает в висячую трубку
13 с пробкой и фильтровальными бумажками на приколке 12. Фильт-
ровальные бумажки пропитаны фиолетовыми чернилами, которые
также обесцвечиваются оксидом серы. При барботировании в промы-
валке 11 оксид серы поглощается раствором щелочи, на что указывает
изменение цвета добавленного раствора индикатора.
После проведения опытов устанавливают зажим 9 и нагревают
колбу с обесцвеченным раствором фуксина. При этом восстанавлива-
ется первоначальная окраска раствора, который вполне пригоден для
повторного эксперимента. Не представляет трудностей замена новы-
ми фильтровальных бумажек на приколке 12 при подготовке прибора
к демонстрации следующего эксперимента. Для предохранения по-
верхности металлической приколки от коррозии желательно покрыть
ее слоем клея «Феникс». Слив жидкости легко осуществляется по
трубке 15 после снятия зажима 16. Наполнив при установленном за-
жиме 16 до 1/2 объема промывалку 11 раствором щелочи и добавив
несколько капель раствора индикатора, можно начинать новый экспе-
римент с запасом оксида серы (IV) в волейбольной камере.
55
Усовершенствованный прибор для изучения
скорости химических реакций
В прибор для изучения скорости химических реакций, выпускае-
мый промышленностью, можно внести ряд конструктивных усовер-
шенствований.
Первое усовершенствование предусматривает обеспечение одно-
временного отсчета начала реакций в приборах-реакторах.
В новых резиновых пробках 7 к прибору (рис.Зб) просверливают по
два отверстия для вставляемых коротких стеклянных трубок с оплав-
ленными концами. Одну трубку соединяют резиновым шлангом с ма-
нометрической трубкой 5, на другую надевают отрезок резиновой
трубки со вставленной внутрь стеклянной бусинкой без отверстия
(можно использовать очень короткий отрезок стеклянной палочки с
обработанными концами).
Второе усовершенствование связано с возможным выбросом жид-
кости из манометрических трубок при интенсивном протекании реак-
ции. К верхним концам манометрических трубок с помощью отрезков
резинового шланга 3 присоединяют хлоркальциевые трубки 4 с шаром.
Они служат хорошими воронками при заполнении трубок окрашенной
жидкостью и резервуарами для вытесненной жидкости при большом
выделении газов.
Третьим усовершенствованием является новый способ крепления
пробирок на приборе. На высоте 22 см от основания прибора и рассто-
янии 3 см от краев просверливают два отверстия диаметром 15 мм.
Жестяные крепежные пластинки прибора желательно убрать. Ручки
двух держателей пробирок закругляют на конус так, чтобы они плотно
вставлялись в эти отверстия. При проведении всех опытов пробирки-
реакторы устанавливают в держателях 8, что облегчает нагревание
реактивов и выпуск газов через клапаны 6.
В пробирки-реакторы помещают необходимые реактивы и закры-
вают их пробками. При сжатии резиновой трубки в месте расположе-
ния бусинки образуется просвет, через который газ выходит, и тем са-
мым устанавливается одинаковый уровень жидкости в
манометрических трубках. Быстрое одновременное прекращение сжа-
тия пальцами мест расположения бусинок в выпускных клапанах
обеспечивает мгновенную герметичность пробирок-реакторов. С этого
момента ведут отсчет начала реакций и определяют относительную
скорость реакций в зависимости от изучаемого фактора.
56
4
Рис.36. Усовершенствованный прибор для изучения скорости химических реакций
7- штатив для пробирок; 2- пробирки; 3- соединительный шланг; 4- хлоркальцие-
вая трубка с шаром; 3- манометрическая трубка; 6- выпускной клапан; 7- резино-
вые пробки; 8- держатель пробирок
На приборе демонстрируются опыты по кинетике химических ре-
акций: взаимодействие цинка с соляной кислотой различной концент-
рации (изучение влияния концентрации веществ на скорость реак-
ции) ; взаимодействие соляной кислоты с гранулами цинка и железа
(изучение влияния вида веществ на скорость реакции); взаимодейст-
вие соляной кислоты с целыми и расплющенными гранулами цинка
(изучение влияния поверхности реагирующих веществ на скорость ге-
терогенной реакции); взаимодействие гидроперита с горячим раство-
ром хлорида железа (III) и нагретой водой (изучение влияния катали-
затора на скорость реакции); взаимодействие гидроперита с горячим
раствором хлорида железа (III) комнатной и повышенной температу-
ры (изучение влияния температуры на скорость реакции).
Пробирки с подготовленными реактивами имеют несколько увели-
ченный размер и требуют специального штатива. Его легко изготовить
5 • И. Вагнер
57
из дерева, пластмассы, жести. Для удобства штатив целесообразно
прикрепить к задней стороне прибора.
Прибор для изучения скорости химических
реакций в гомогенных системах
Несложный прибор (рис.37) обеспечивает одновременное начало
реакций в гомогенных системах и позволяет сопоставить их скорость.
Прибор состоит из подставки 1, двух стоек 2, фигурной оси враще-
ния с укрепленными на ней резиновыми кольцами четырех сосудов
Ландольта, подъемного черно-белого экрана 7 с ручкой. Работу прибо-
ра можно проиллюстрировать на примере взаимодействия раствора
тиосульфата натрия различной концентрации с разбавленной серной
кислотой. В одно колено сосудов Ландольта наливают до 1 / 2 их объема
Рис.37. Прибор для изучения скорости химических реакций в гомогенных систе-
мах:
7- подставка; 2- стойки; 3- ручка фигурной оси вращения; 4- сосуды Ландольта; 5-
резиновые прбки; 6- резиновые кольца; 7- черно-белый экран; 8- ручка для подъема
экрана
разбавленную серную кислоту, а в другое колено—такое же количест-
во раствора тиосульфата натрия различной концентрации (25,50,100,
200 г/л). Сосуды закрывают пробками. Поворотом ручки 3 наклоняют
сосуды Ландольта так, чтобы жидкости смешивались и переливались в
те колена, которые будут выделяться на черном фоне поднимаемого
58
экрана. Появление синевато-желтой мути во всех сосудах в разное
время указывает на зависимость скорости реакции от концентрации
реагирующих веществ. При необходимости можно с помощью секун-
домера определить время и вычислить скорость реакции. Химизм про-
цесса:
NazSzCh + H2SO4= NaiSCU + H2S2O3;
H2S2O3 = Н2О + SO2 + S.
Качественные опыты по изучению зависимости скорости реакции
от концентрации реагирующих веществ можно провести со следующи-
ми реактивами, например:
5 Na2SO3 + H2SO4 + 2 КЮз = h + 5 Na2SO4 + K2SO4 + Н2О ;
K2S2O8 + 2KI = 2 K2SO4 +12.
При этом опыты желательно продемонстрировать на белом фоне
поднимаемого экрана.
Прибор для демонстрации принципа реакции в
«кипящем» слое
В настоящее время в производстве серной кислоты все большее рас-
пространение получает обжиг серного колчедана в «кипящем» слое.
Предлагаемый прибор (рис.38) позволяет ознакомить учащихся с
этим важным принципом химического производства.
Прибор состоит из адсорбционной колонки 6 с тремя тубусами, ма-
нометрической трубки 7, волейбольной камеры 4, стеклянного трой-
ника 3, зажима 5, нагнетательного насоса 1 и соединительных резино-
вых трубок. Адсорбционная колонка и манометрическая трубка
укреплены на стойках подставки. В суженной части колонки закреп-
лена металлическая сетка, на которой находится слой ваты и гранул
окрашенного вспененного полистирола или манной крупы с растертым
углем [26 ]. В манометр наливают подкрашенную воду. Установив за-
жим 5, накачивают в волейбольную камеру воздух. Затем, регулируя
скорость поступления воздуха в колонку зажимом 5 и сжатием волей-
больной камеры 4, демонстрируют учащимся возникновение "кипя-
щего" слоя при определенной разнице давлений в верхней и нижней
части адсорбционной колонки. Повторная демонстрация опыта не тре-
бует много времени на подготовку.
5*
59
Рис.38. Прибор для демонстрации принципа реакций в «кипящем* слое:
1- нагнетательный насос; 2- резиновая трубка; 3- стеклянный тройник;
4- волейбольная камера; 5- зажим; 6- адсорбционная колонка; 7- мано-
метрическая трубка
Рис.39. Прибор для получения
газа и взаимодействия его с жид-
костью
1- круглодонная колба; 2- резино-
вая пробка; 3- резиновый шланг
компенсатора давления; 4- дели-
тельная воронка; 5- газоотвод-
ная трубка; 6- висячая пробирка;
7- стеклянная трубка; 8- слив-
ная трубка с резиновым шлан-
гом; 9- зажим
60
Прибор для получения газа и взаимодействия его с
жидкостью
Прибор для получения газа (аммиака, хлороводорода, оксида серы
(IV), сероводорода, оксида углерода (IV), ацетилена и др.) и взаимо-
действия его с жидкостью или раствором соответствующего вещества
(рис.39) состоит из реактора и промывалки. В состав реактора входят
круглодонная колба 1, резиновая пробка 2 с тремя отверстиями, дели-
тельная воронка 4, резиновый шланг компенсатора давления 3. Про-
мывалка включает отрезок стеклянной трубки 7 длиной 10-12 см и ди-
аметром 20-25 мм, резиновую пробку, газоотводную трубку 5,
висячую пробирку 6, зажим 9, сливную трубку 8 с резиновым шлан-
гом.
Для получения аммиака и растворения его в воде помещают сухую
аммиачную соль в круглодонную колбу и плотно закрывают ее проб-
кой прибора. В воронку при закрытом кране наливают концентриро-
ванный раствор щелочи и закрывают ее пробкой компенсатора давле-
ния. В промывалку при установленном зажиме наливают столько
воды, чтобы висячая пробирка была погружена в нее на 1-2 см. При
демонстрации опыта выпускают раствор щелочи из воронки и получа-
ют аммиак. Затем аммиак по трубке 5 поступает в висячую пробирку
6, барботируя, растворяется в воде. При необходимости реактивы в
колбе можно нагреть. Если давление в колбе снижается, уровень жид-
кости в пробирке повышается, при этом в колбу поступает воздух и
давление выравнивается. Полученный раствор аммиака выпускают
через сливную трубку и исследуют.
Аналогичным образом получают и другие газы и продукты их вза-
имодействия с водой или растворами соответствующих солей.
Усовершенствованная установка для
демонстрации синтеза аммиака из
электролитических газов
Установка (рис.40) состоит из электролизера для получения азото-
водородной смеси, узла очистки газов, реактора синтеза аммиака и
двух промывалок.
61
Электролизер изготовлен из бутылки 2 с отрезанным дном. В проб-
ке 1 просверлены отверстия для угольных электродов 3 и сливной
трубки 6 с резиновым шлангом и зажимом 7.
Узел очистки газов представляет собой стеклянную трубку 4 диа-
метром 20-25 мм и длиной 10-15 см, закрытую пробками с газоотвод-
ными трубками. Узел очистки соединяет резиновой трубкой электро-
лизер с нижней промывалкой.
Реактор состоит из кварцевой трубки 12 с электронагревательной
спиралью, помещенной в защитный кожух 13 из стеклянной трубки.
Ниже и выше реактора расположены промывалки, имеющие одинако-
вое устройство. Верхняя промывалка состоит из стеклянной трубки,
висячей пробирки, газоотводной трубки, являющейся продолжением
кварцевой трубки реактора, резиновой пробки, сливной трубки с рези-
новым шлангом и зажимом. Нижняя промывалка закрыта сверху
пробкой с газоотводной трубкой, соединяющей ее отрезком резинового
шланга с реактором синтеза аммиака.

Рис.40. Усовершенствованная уста-
новка для демонстрации синтеза ам-
миака из электролитических газов
а- электролизер со сливом; б- узел
очистки газов; в- нижняя промывал-
ка; г- реактор синтеза аммиака в за-
щитном кожухе; д- верхняя промы-
валка
1- резиновая пробка; 2- бутылка с
отрезанным дном; 3- угольные элек-
троды; 4- стеклянная трубка; 5- ре-
зиновый шланг; 6- сливная трубка; 7-
зажим; 8- газоотводная трубка; 9-
висячая пробирка; 10- резиновая
трубка; 11- железные электроды; 12-
кварцевая трубка с электронагрева-
телем; 13-^защитный кожух из стек-
лянной трубки
62
Подготовка прибора к эксперименту. Вначале в центральную
часть кварцевой трубки ниже расположенной снаружи электронагре-
вательной спирали металлическим стержнем проталкивают тампон из
стекловаты. Затем вводят катализатор—восстановленное водородом
железо и измельченный порошок кремней от зажигалок. Оба компо-
нента хорошо смешивают. Сверху катализатора помещают другой
тампон. Далее заливают в промывалки дистиллированную воду с не-
сколькими каплями раствора индикатора, при этом висячие пробирки
должны быть погружены в жидкость на 1-2 см. В узел очистки газов
между ватными тампонами помещают кусочки прокаленного хлорида
кальция, поглощающего влагу и аммиак.
Готовят электролит так: на каждые 100 мл 10%-ного раствора ам-
миака добавляют 30-40 г бромида калия или натрия. Таким электро-
литом заполняют электролизер на 3/4 его объема [27 ].
Демонстрация синтеза аммиака. На электролизер в течение оп-
ределенного времени подают постоянный или выпрямленный ток на-
пряжением 10-12 В для насыщения электролита азотом и водородом.
Вытесняют азотоводородной смесью весь воздух из системы: в висячей
пробирке верхней промывалки собирают газы и проверяют на отсутст-
вие в них кислорода. Нагревать можно только бескислородную смесь
газов. Нагревание смеси газов проводят в реакторе путем подачи на
электронагревательную спираль тока необходимого напряжения. Из-
менение окраски раствора индикатора в верхней промывалке свиде-
тельствует о прошедшем синтезе аммиака. Окраска раствора индика-
тора в нижней промывалке не должна меняться, поскольку это бы
означало недостаточную очистку газовой смеси перед поступлением в
реактор синтеза. Это может произойти при перегреве электролита,
когда интенсивно улетучивается аммиак. Слитый электролит после
добавления новой порции 25%-ного водного раствора аммиака приго-
ден для повторного опыта.
Прибор для сжигания аммиака
Устройство и изготовление прибора. Аммиак способен гореть в
атмосфере кислорода. Обычно получаемый из водного раствора амми-
ак содержит влагу, которая гасит пламя. Для обеспечения устойчивого
горения следует сжигать осушенный аммиак.
Известный прибор, состоящий из горелки для сжигания аммиака и
реакторов для получения кислорода и аммиака, дополняют осушите-
63
Рис.41. Прибор для сжигания аммиака
1- пробирка; 2- резиновая пробка; 3- га-
зоотводная трубка; 4- соединительный
шланг; 5- стеклянная трубка горелки;
6- трубка для сжигания аммиака; 7-
длинная газоотводная трубка; 8- рези-
новая пробка; 9- резиновая пробка с от-
верстием; 10- маленькая пробирка; 11-
болыиая пробирка
Рис.42. Держатель прибора для сжига-
ния аммиака
1- наклонная трубка; 2- отверстия с
болтиками и гайками; 3- полоска желе-
за с двумя отверстиями и резьбой; 4-
удлиненный винт; 5- деревянный брусок;
6- черный металлический экран; 7- ско-
ба для горелки прибора
Рис.43. Шаблон для изготов-
ления заготовки держателя
прибора для сжигания амми-
ака (одно деление—один
сантиметр)
64
лем, а стеклянную трубку горелки, по которой выходит аммиак, заме-
няют металлической.
Для крепления всех частей прибора (рис.41) изготовляют специ-
альный держатель (рис.42). Вначале на бумаге вычерчивают в нату-
ральную величину шаблон (рис.43) для вырезания из жести заготовки
для изготовления держателя. В нужных местах вырезанной и обрабо*
тайной напильником заготовки просверливают отверстия. Затем вы-
стругивают из твердого дерева цилиндр диаметром 22 мм. Вместо него
можно использовать отрезок полдюймовой железной трубы. Далее
сгибают боковые концы заготовки так, чтобы два крайних отверстия
совпали с ближними отверстиями. В совмещающиеся отверстия встав-
ляют длинные болтики и накручивают на них гайки. Погрешности в
разметке отверстий устраняют с помощью круглого надфиля. В обра-
зовавшиеся щели поочередно вставляют деревянный цилиндр или от-
резок трубы. Закручиванием гаек формируют наклонные трубки 1 де-
ржателя. При этом для облегчения работы используют клещи и
молоток. Проверяют, входят ли пробирки прибора в полученные труб-
ки, удерживаются ли они в них своими развальцованными краями.
При необходимости корректируют диаметр трубок. Длинные болтики
заменяют короткими 2. Далее придают требуемую форму остальной
части заготовки. Жесть прикручивают шурупами к деревянному бру-
ску, на котором укреплены черный экран 6 и скоба 7 для горелки.
Вставленные в трубки пробирки должны быть сближены донышками и
выдвинуты несколько вперед наклонно, что регулируется сгибанием
жести. Держатель вместе с прибором устанавливают на стержне
школьного штатива с помощью крепежного приспособления, состоя-
щего из удлиненного винта 4 с согнутым концом, болтика и полоски
железа 3 с двумя отверстиями и резьбой. Держатель прибора позволя-
ет одновременно нагревать реакционные пробирки пламенем от одно-
го источника тепла, при этом одна рука демонстратора освобождается
для поджигания лучиной выделяющегося аммиака.
Подготовка прибора к работе. В пробирку 1 насыпают перманга-
нат калия. Для задерживания пылевидных частиц у отверстия пробир-
ки помещают ватный тампон. Закрывают пробирку пробкой 2 с газоот-
водной трубкой 3. Вокруг длинной стеклянной газоотводной трубки 7
обматывают ватный жгут такой величины, чтобы он плотно входил в
пробирку 10, которую закрывают пробкой 9. В пробирку 11 наливают
25%-ный раствор аммиака в воде и плотно закрывают пробкой 8 с га-
зоотводной трубкой 7. На дно горелки помещают тампон из стеклова-
ты для равномерного распределения кислорода. Металлическую труб-
ку 6 горелки располагают так, чтобы она была на 1-1,5 см ниже
65
верхнего края стеклянной трубки 5, тогда пламя сгораемого аммиака
не будет срываться. Для поджигания аммиака готовят лучину.
Демонстрация опыта. Вначале в пробирке 1, нагревая перманга-
нат калия, получают кислород, который обнаруживается с помощью
тлеющей лучины на выходе из горелки для сжигания аммиака. Затем
в другой реакционной пробирке 11 нагревают раствор аммиака. Полу-
чаемый аммиак с парами воды через отверстия в пробке 9 поступает в
пробирку 10, проходит в ней через слой ваты и подвергается сушке.
Сухой аммиак по газотводной трубке 7 направляется в горелку, где
поджигается горящей лучиной. Регулируя нагрев пробирок с реагента-
ми, обеспечивают равномерное поступление необходимых количеств
кислорода и аммиака в горелку. Бледно-зеленое пламя при сжигании
аммиака хорошо видно на черном фоне экрана.
Прибор для демонстрации окисления аммиака
Демонстрация этого опыта связана с различными трудностями: вы-
бором эффективного катализатора и его нагревом, громоздкостью всей
установки и плохой ее транспортабельностью, сложностью замены ре-
активов для проведения опыта.
Предлагаемый прибор (рис.44) лишен многих недостатков. Он со-
стоит из смесителя, контактного аппарата и поглотителя, которые
вертикально укреплены на деревянном держателе, установленном на
стержне школьного штатива, благодаря чему улучшается транспорта-
бельность прибора.
Смеситель служит для получения газовой смеси из аммиака и воз-
духа. В состав смесителя входят стеклянная трубка 6, нагнетательная
груша 1, резиновая пробка 2 с двумя отверстиями, газоотводная труб-
ка 3 с висячей пробиркой 5 и пластмассовой пробкой 4, в которой иглой
проколото множество мелких отверстий для выхода пузырьков газов.
Для слива жидкости смеситель имеет специальную трубку 11с рези-
новым шлангом и зажимом 12. Сверху смеситель закрыт пробкой с га-
зоотводной трубкой, соединяющей его с контактным аппаратом.
В присутствии нагретого до 800° С катализатора происходит взаи-
модействие аммиака с кислородом воздуха в контактном аппарате.
Наиболее эффективным катализатором [28 ] при проведении экспери-
ментов в школьных условиях является оксид кобальта (II), нанесен-
ный на кусочки пенобетона или пемзы.
Контактный аппарат состоит из жаропрочной трубки 7 (кварцевой,
фарфоровой или стеклянной), резиновых пробок, электронагрева-
66
тельного элемента 8 и газоотводных трубок. Нихромовая спираль
электронагревательного элемента намотана вокруг фарфоровых бус,
надетых на длинный электрод. Резиновая пробка защищена от дейст-
вия высоких температур магнезиальным цементом (смесь 2 ч. оксида
магния и 1 ч. хлорида магния с небольшим количеством воды), им же
заделаны отверстия в фарфоровых трубках 10 вокруг электродов, под-
водящих электрический ток к спирали.
Поглотитель служит для взаимодействия бурых газов оксида азота
(IV) с водой. Он включает стек-
лянную трубку, резиновую
пробку с двумя отверстиями,
мерную колбу, сливную трубку
с резиновым шлангом и зажи-
мом.
Подготовка прибора к рабо-
те. Вначале приготовляют на-
сыщенный раствор нитрата ко-
бальта. Затем разбивают на
мелкие кусочки пенобетон или
пемзу. Отбирают кусочки 5-7
мм. Далее эти кусочки помеща-
ют на 24 часа в приготовленный
Рис.44. Прибор для демонстрации
окисления аммиака
а- смеситель; б- контактный аппа-
рат; в- поглотитель
1- нагнетательная груша; 2-
резиновая пробка; 3- газоотводная
трубка; 4- пластмассовая пробка с
мелкими отверстями; 5- висячая про-
бирка; 6- стеклянная трубка; 7- жа-
ропрочная трубка; 8- электронагрева-
тельный элемент; 9- мерная колба;
10- тонкие фарфорвые трубки; 11-
сливная трубка с резиновым шлан-
гом; 12- зажим
раствор. Высушенные кусочки прокаливают в муфельной печи до пол-
ного разложения нитрата кобальта. При этом кусочки чернеют вслед-
ствие отложения на них оксида кобальта (II). В контактный аппарат
помещают кусочки пенобетона или пемзы с нанесенным катализато-
ром. Полностью собирают весь прибор, устанавливают зажимы на ме-
сто. В смеситель наливают 12-13 %-ный раствор аммиака в воде, доба-
67
вив в него несколько капель раствора индикатора (конго красного).
Уровень жидкости должен быть на 1-2 см выше отверстия пробирки 5.
Над пробиркой 5 в трубке 6 помещают плотный ватный тампон для за-
держания паров влаги. Закрывают смеситель пробкой. Горло мерной
колбы 9 должно быть погружено в дистиллированную воду, к которой
добавляют несколько капель раствора индикатора (конго красного).
Демонстрация окисления аммиака. Вначале для прогревания но-
сителя катализатора подают электрический ток от регулятора напря-
жения на электронагревательный элемент контактного аппарата.
Реакция окисления, протекающая на поверхности катализатора,
экзотермическая, поэтому после прокачивания нагнетательной гру-
шей воздуха через раствор аммиака и появления бурых паров в мерной
колбе поглотителя несколько снижают напряжение подаваемого на
электронагреватель электрического тока. Оксид азота (IV), растворя-
ясь в врде и взаимодействуя с ней, образует кислоту, изменяющую
цвет индикатора. В этот момент эксперимент прекращают: выключа-
ют электрический ток и перестают нагнетать воздух в смеситель. Из
поглотителя остывшего прибора сливают жидкость и промывают его
водой. Прибор может быть использован для демонстрации нового опы-
та после заполнения поглотителя необходимыми реактивами. Заме-
нять раствор в смесителе нет необходимости, он вполне пригоден для
проведения повторного эксперимента.
В целях пожарной безопасности между контактным аппаратом и
деревянным держателем прибора двумя шурупами в верхней части
укрепляют металлический защитный экран. Бурый оксид азота (IV)
будет заметнее на фоне белого экрана, прибитого к деревянному де-
ржателю прибора.
Прибор для демонстрации адсорбции газов
Прибор (рис.45) состоит из генератора газа, двух адсорбционных
колонок с различными адсорбентами, двух промывалок, соединитель-
ных трубок и зажимов. Все части прибора укреплены на одном держа-
теле, установленном на стержне школьного штатива.
В состав генератора газа входят коническая колба 1, резиновая
пробка 4, газоотводные трубки, нагнетательная груша 3, соединенная
с трубкой 2. Каждая адсорбционная колонка представляет собой стек-
лянную трубку 6, закрытую двумя пробками с газоотводными трубка-
ми. Каждая промывалка состоит из стеклянной трубки 9, резиновой
пробки с двумя отверстиями для газоотводной 10 й сливной 8 трубок,
68
висячей пробирки 11 и зажима на резиновом шланге сливной трубки.
Генератор газа соединен с адсорбционными колонками отрезками ре-
зинового шланга. На одном из них установлен регулировочный зажим
12. В одну адсорбционную ко-
лонку помещают между ват-
ными тампонами активиро-
ванный уголь, в другую—по-
лиэтиленовую крошку. При
установленных на сливных
трубках зажимах наливают в
промывалки столько воды,
чтобы висячие пробирки бы-
ли погружены в нее на 1-2 см.
С помощью нагнетательной
груши 3 продувают воздух че-
рез прибор, регулировочный
зажим 12 обеспечивает оди-
наковое барботирование га-
зов в промывалках. В колбу 1
наливают водный раствор ам-
миака и добавляют немного
раствора фенолфталеина. В
промывалки с дистиллиро-
ванной водой также прилива-
ют немного раствора индика-
тора—фенолфталеина. При
демонстрации опыта проду-
вают воздух через раствор
аммиака до тех пор, пока не
изменится окраска жидкости
в промывалке, установленной
после адсорбционной колон-
ки с полиэтиленовой крош-
кой. При этом в другой про-
мывалке цвет жидкости не из-
меняется вследствие адсорб-
ции аммиака активирован-
ным углем.
Рис.45. Прибор для демонстрации адсорб-
ции газов
1- коническая колба; 2, 10- газоотводные
трубки; 3- нагнетательная груша; 4- рези-
новая пробка; 5- соединительный шланг; 6,
9- стеклянные трубки; 7- устанавливае-
мый зажим; 8- сливная трубка с резино-
вым шлангом; 11- висячая пробирка; 12-
регулировочйый зажим
69
Установка для демонстрации опытов по теме
«адсорбция»
Предлагаемая демонстрационная установка (рис.46) позволяет
сравнить способность активированного угля и полиэтиленовой крош-
ки адсорбировать красящие вещества из растворов.
В две одинаковые U-образные адсорбционные колонки 10 с указан-
ными веществами поступает из делительной воронки 1 по тройнику 2
и стеклянным трубкам 4, вставленным в резиновые пробки 5, окра-
шенная фуксином вода. Краном делительной воронки регулируют
скорость поступления окрашенной воды и тем самым время контакти-
рования жидкости с адсорбентами в колонках. С помощью регулиро-
вочного винта 3 обеспечивается одинаковая пропускная способность
колонок, зависящая от плотности укладки необходимых веществ в
них. Жидкость выходит из колонок через стеклянные трубки, встав-
ленные в резиновые пробки 6, по шлангам 8 в подставленные стаканы.
По окраске воды, поступающей через колонки, судят об адсорбцион-
ной способности активированного угля и полиэтиленовой крошки.
Установка компактна, удобна и эффектна в эксплуатации.
Рис.46. Установка для демонстрации опытов по теме «Адсорбция»
1- делительная воронка; 2- стеклянный тройник; 3- регулировочный зажим; 4, 7-
стеклянная трубка; 5, 6- резиновые пробки; 8- резиновый шланг; 9- химический
стакан; 10- U-образная колонка
70
Установка для получения и сжигания оксида
углерода (II)
Установка (рис.47) с прибором периодического действия для пол-
учения углекислого газа, реактором синтеза оксида углерода (II) и
двумя узлами очистки газов предназначена для демонстрации опытов
по теме «Оксиды углерода».
Реактор состоит из трубки 9, изготовленной из жаропрочного стек-
ла, резиновых пробок с газоотводными трубками и электронагрева-
тельного элемента. Подвод электрического тока к нихромовой спира-
ли электронагревательного элемента осуществляется электродами 6 в
фарфоровых трубках 5. На длинный электрод надеты фарфоровые бу-
сы, вокруг которых обмотана электроспираль. Резиновая пробка за-
щищена от действия высоких
температур магнезиальным
цементом, им жё заделаны
отверстия в фарфоровых
трубках вокруг электродов.
Узлы очистки газов пред-
ставляют собой стеклянные
трубки, закрытые с обеих сто-
рон резиновыми пробками с
газоотводными трубками.
Узел очистки (б) с кальцини-
рованной содой между ватны-
ми тампонами предназначен
для поглощения влаги и паров
кислоты, содержащихся в
получаемом углекислом газе.
Слой натронной извести меж-
ду ватными тампонами в узле
очистки (г) связывает непро-
Рис.47. Установка для получения и сжигания оксида углерода (II)
а- прибор периодического действия для получения углекислого газа; б, г- узлы очи-
стки; в- реактор синтеза оксида углерода (II)
1- газоотводная трубка; 2- резиновая пробка; 3- стеклянная трубка; 4- соедини-
тельный шланг; 5- фарфоровые трубки; 6- электроды; 7- фарфоровые бусы; 8-
электроспираль; 9- жаропрочная трубка; 10- газоотводная трубка
71
реагировавший в реакторе углекислый газ.
Подготовка установки к эксперименту заключается в заполнении
прибора периодического действия мраморной крошкой и соляной кис-
лотой, реактора—гранулами активированного угля и в засыпке каль-
цинированной соды и натронной извести в соответствующие узлы очи-
стки.
Эксперимент начинают с получения углекислого газа в приборе пе-
риодического действия. Затем на электронагревательный элемент
подают электрический ток необходимого напряжения. Раскаленная
спираль нагревает активированный уголь, который взаимодействует
при этом с углекислым газом с образованием оксида углерода (II). По-
сле очистки от остатков углекислого газа оксид углерода поджигают на
выходе из газоотводной трубки 10.
В целях пожарной безопасности между деревянным держателем и
реактором установки двумя шурупами в верхней части укрепляют ме-
таллический защитный экран. Пламя при сжигании оксида углерода
(П) будет заметнее на фоне черного экрана, прибитого к деревянному
держателю.
Прибор для термического разложения древесины
С помощью предлагаемого прибора (рис.48) можно получать жид-
кие и газообразные продукты термического разложения древесины.
В сосуд 1 с электронагревательным элементом помещают древес-
ные опилки. Подвод электрического тока необходимого напряжения к
нихромовой спирали электронагревательного элемента осуществляет-
ся электродами в фарфоровых трубках. На длинный электрод надеты
фарфоровые бусы, вокруг которых обмотана спираль. Резиновая проб-
ка защищена от действия высоких температур магнезиальным цемен-
том, им же заделаны отверстия фарфоровых трубок со вставленными
электродами.
По газоотводной трубке 9 продукты разложения древесины посту-
пают в висячую пробирку 8 стеклянной трубки 7, которая охлаждает-
ся снегом или холодной водой в сосуде 6 с отрезанным дном. В трубке 7
конденсируются жидкие продукты. Их удобно сливать по сливной
трубке, сняв зажим 13 на резиновом шланге.
Газообразные продукты, проходящие через слой натронной изве-
сти между ватными тампонами в поглотительном сосуде 10, поджига-
ют у отверстия металлической трубки 11. На черном фоне экрана хо-
72
рошо видно пламя при сжига-
нии газов. По окончании де-
монстрации опыта воду сли-
вают по трубке 5, сняв зажим
4 на резиновом шланге.
Рис.48. Прибор для термического
разложения древесины
7- сосуд с широким горлом; 2- элек-
тронагревательный элемент; 3-
резиновая пробка; 4, 13- зажимы;
5, 12- сливные трубки с резиновы-
ми шлангами; 6- сосуд с широким
горлом без дна; 7- стеклянная
трубка; 8- висячая пробирка; 9, 11-
газоотводные трубки; 10- погло-
тительный сосуд
Прибор для изучения работы гальванических
элементов
На концах проводников, присоединенных к двум разным метал-
лам, погруженным в раствор электролита, обнаруживается разность
потенциалов.
Предлагаемый прибор (рис.49) позволяет быстро составить различ-
ные гальванические пары и изучать зависимость разности потенциала
от вида металлов.
Прибор состоит из ванны 2 для электролита (раствора поваренной
соли) и вертикальной стенки 5 с полочкой 4, на которой укреплены
погружаемые в ванну электроды 3 из графита и некоторых металлов.
Вертикальная стенка, полочка и ванна изготовлены из прозрачного
листового органического стекла. На вертикальной стенке находятся
знаки химических элементов погружаемых в ванну металлов и кон-
тактные группы из медной проволоки. Каждый электрод соединен с
одним контактом 6. Между собой соединены лишь контакты верхнего
6 - И. Вагнер
73
Рис.49. Прибор для изучения работы гальванических элементов
1- основание прибора; 2- ванна; 3- электроды; 4- палочка; 5- вертикальная стен-
ка; 6- контакт каждого электрода; 7- верхний ряд соединенных контактов; 8-
токосъемная ручка; 9- перемычка из медной трубки; 10- сливная трубка с резино-
вым шлангом; 11- зажим
ряда. Вертикальная стенка вставлена в специальные пазы на внешней
стороне задней стенки ванны. Для слива раствора электролита пред-
назначена трубка 10 из оргстекла с резиновым шлангом и зажимом 11.
В ванну 2 при установленном зажиме 11 наливают раствор пова-
ренной соли. К демонстрационному школьному вольтметру подклю-
чают провода токосъемной ручки 8. Перемычкой 9 из медной трубки
соединяют верхний ряд контактов с контактом одного из электродов,
погруженных в раствор электролита. Прибор готов к демонстрации.
Токосъемной ручкой 8 замыкают контакты второго необходимого
электрода и верхнего ряда контактов. При этом вольтметром фиксиру-
ется напряжение электрического тока. Перемещением ручки 8 на кон-
такты других электродов можно составить различные гальванические
пары. При дополнительном перемещении перемычки 9 число этих пар
увеличивается. Прибор позволяет наглядно продемонстрировать зави-
симость разности потенциала различных гальванических пар от вида
составляющих их элементов.
74
ПРИЛОЖЕНИЕ
Трафареты химической посуды и оборудования
Зарисовку схем различных приборов облегчают трафареты
(рис.50), которые легко изготовить из тонкого листа прозрачного орга-
нического стекла или другого полимера.
На схематическое изображение химической посуды и оборудова-
ния в книгах или журналах накладывают пластик и иголкой наносят
Рис.50. Трафареты химической посуды и оборудования
линии этих схем. Затем тонким острым ножом или лобзиком по конту-
ру рисунков прорезают щели шириной 2 мм, оставляя в нужных мес-
тах связующие перемычки.
б*
75
При пользовании трафаретами недостающие линии проводят ка-
рандашом и ровным краем трафаретов с нанесенными миллиметровы-
ми делениями.
Изготовление моделей атомов и молекул
Для изготовления моделей атомов, шаростержневых и масштаб-
ных моделей молекул используют деревянные опилки, замешанные
на любом клее. Для столярного клея применяют антисептик—алюмо-
калиевые квасцы, для казеинового—раствор аммиака в воде. Формо-
вание моделей атомов особых затруднений не вызывает. В качестве
форм применяют разрезанные пополам пустотелые шарики от детских
игрушек и настольного тенниса. Обработка высохших моделей и дру-
гих деталей напильником с крупной насечкой и наждачной бумагой и
последующая их окраска по силам учащимся.
Рис.51. Насос для перекачивания тазов
7- газоотводная трубка; 2- резиновая пробка; 3- нагнетательный клапан; 4- стек-
лянная трубка; 5- всасывающий клапан Бунзена; 6- соединительный шланг; 7- ре-
зиновая груша
76
Насос для перекачивания газов
В некоторых приборах для демонстрации опытов по химии необхо-
дима циркуляция газов, что легко осуществляется с помощью насоса
(рис.51), состоящего из резиновой груши бе? клапанов, стеклянной
трубки 4 диаметром 20 мм и длиной 10-13 см, резиновых пробок 2, га-
зоотводных трубок 1 и клапанов Бунзена 3,5. При сжатии груши 7 газ
через нагнетательный клапан 3 выходит из нее. Если отпустить гру-
шу , через всасывающий клапан 5 в нее поступит новая порция газа.
Прибор для вдувания порошкообразных
веществ в пламя
Для вдувания в пламя предварительно подсушенных и тонко рас-
тертых солей используют прибор (рис.52), состоящий из нагнетатель-
ной груши 1, корпуса 6, резиновых пробок 4 с воздухоподводящей 3 и
Рис.52. Прибор для вдувания порошкообразных веществ в пламя
7- нагнетательная груша; 2- соединительный шланг; 3- воздухоподводящая труб-
ка; 4- резиновые пробки; 5- ватный тампон; 6- корпус прибора; 7- металлическая
газоотводная трубка
газоотводной 7 трубками. Для изготовления корпуса прибора пригод-
ны отрезок пробирки, хлоркальциевая трубка с шаром, аллонж или
77
маленькая воронка с пористым стеклянным фильтром. Стеклянную
трубку 3 с одного конца заплавляют, с тем чтобы маленький ватный
тампон 5 не мог выскочить из нее под напором воздуха.
В корпус 6 помещают исследуемую соль и, подводя к пламени вы-
сокотемпературной горелки конец газоотводной, желательно метал-
лической трубки 7, прокачивают воздух через прибор. Если в огонь с
воздухом попадают соли натрия, пламя окрашивается в желтый цвет.
Катион стронция придает пламени карминово-красный оттенок. Со-
лями бария пламя горелки окрашивается в желто-зеленый цвет.
Оранжевую окраску пламени придают соли кальция. Малиновый
цвет пламя приобретает в присутствии солей лития.
Полезный совет
Сломанные лапки штативов можно заменить держателями проби-
рок, если вместо деревянных ручек сделать железные из круглого
прутка диаметром 8-10 мм и длиной 10-15 см.
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1	.Матвеева Л.М. Конструирование и применение самодельных при-
боров по физике как средство повышения эффективности учебно-воспи-
тательного процесса (Механика, VIII класс). -М.: Просвещение, 1977.
2.	Хорошавин С.А. Техника и технология демонстрационного экспе-
римента.-М.: Просвещение, 1978.
3.	Программа по химии // Химия в школе, 1985. №6. С.22.
4.	Назарова Т.С., Грабецкий А.А., Лаврова В.Н. Химический экспе-
римент в школе. -М.: Просвещение, 1987.
5.	Программы для внешкольных учреждений и общеобразователь-
ных школ. Химические кружки. -М.: Просвещение, 1987.
6.	Верховский В.Н., Смирнов А.Д. Техника химического экспери-
мента. -М.: Просвещение, 1973.
7.	Чертков И.Н., Черняк И.А., Колударов Ю.А. Самодельные демон-
страционные приборы по химии. -М.: Просвещение, 1976.
8.	Ерыгин Д.П., Коломиец Г.В. Спецпрактикум по методике обуче-
ния химии. Методические рекомендации для студентов. -М.: Изд-во
МГПИ им. В.И.Ленина, 1984. Вып. 111.
9.	Коновалов В.Н. Техника безопасности при работах по химии в
средней школе. -М.: Просвещение, 1980.
10.	Охрана труда в школе: Сборник нормативных документов/ Сост.
Кулешов С.М. -М.: Просвещение, 1980.
11.	Прокопенко В.Г. Электробезопасность при работе в кабинете хи-
мии // Химия в школе, 1984. №4. С.62.
12.	Химия в школе: Сборник нормативных документов/ Сост. Суш-
ко В.И. -М.: Просвещение, 1987.
13.	Гаркунов В.П., Во Чоп. Принципы конструирования школьных
проборов по химии: Методическое пособие для школьного конструктор-
ского кружка. -Владимир, 1973. Вып.2. С.75.
14.	Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения. -М.: Моск, рабочий,
1973.
15.	Киндеров А.П., Осипов А.А. Об эстетике самодельных приборов
и установок // Химия в школе, 1980. №2. С.69.
16.	Назарова Т.С. Эргономический подход к оборудованию рабочих
мест учителя и учащихся в химических лабораториях средних школ. -
М.: Изд-во АПН СССР, 1971.
17.	Прокопенко В.Г. Комплект для демонстрации опытов с примене-
нием тока высокого напряжения // Химия в школе. 1985. №5. С.50.
79
18.	Полосин В.С. О некоторых методических подходах к организа-
ции химического эксперимента // Там же, 1988. №5. С. 62.
19.	Методические указания по оценке уровня качества школьного
оборудования. -М.: Изд-во АПН СССР, 1982.
20.	Качество школьного оборудования: Методические рекомендации
по оценке уровня качества. -М.: Изд-во АПН СССР, 1985.
21.	Маурина И.Я., Ламеткин И.И., Прокопенко В.Г. Изготовление
учебного оборудования по химии силами учащихся: Методические реко-
мендации. -М.: Изд-во АПН СССР, 1986.
22.	Горячкин Е.Н. Лабораторная техника и ремесленные приемы. -
М.: Просвещение, 1969.
23.	Овчинников Е.Н. Прибор для демонстрации электропроводности
веществ // Химия в школе, 1963. №2. С.66.
24.	Метляков Т.Н., Ксенофантов А.Б. Вторая жизнь катушки Рум-
корфа // Физика в школе, 1985. №1. С.52.
25.	Шаповалов А.И. Получение озона с помощью прибора ’’Разряд-
1” // Химия в школе, 1985. №1. С.52.
26.	Полосин В.С., Ширина Л.К. Комбинированные наглядные посо-
бия // Там же, 1973. №2. С.71.
27.	Вольеров Г.Б., Бредихин В.Н., Царапкин А.С. Синтез аммиака
из электролитических газов // Вопросы методики обучения химии в
средней школе. -Челябинск, 1969. Вып.1. С.49.
28.	Чендров А.Д. Катализатор—оксид кобальта II // Химия в школе,
1978. №5. С.72.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Методические указания по оценке уровня качества школьного
оборудования на стадии эксплуатации. -М.: Изд-во АПН СССР, 1988.
2. Паравян Н.А., Гаркунов В.П. Количественная оценка методиче-
ского качества демонстрационных приборов по химии: Методическое
пособие для школьного конструкторского кружка по химии. -Владимир,
1974. Вып.З.
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ....................................................3
I.	МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ..................................5
1.	Организация кружка................................5
2.	Руководство конструкторским кружком...............7
3.	Основные принципы конструирования и требования
к приборам и устройствам..............................8
4.	Усовершенствование приборов........................... 16
5.	Правила испытания приборов.............................19
Н.ОПИСАНИЕ ПРИБОРОВ...........................................21
Электростеклорез ..........................................21
Высокотемпературная горелка, работающая на сухом горючем	22
Горелка для сжигания сухого горючего.......................24
Электровикторина...........................................26
Прибор для демонстрации закона сохранения массы веществ	30
Прибор для изучения состава воздуха .......................31
Прибор периодического действия для получения газов ...	33
Установка для синтеза сероводорода.........................34
Удобный электролизер.......................................36
Прибор для одновременного взаимодействия нескольких
твердых веществ с жидкостями ..............................38
Динамические модели электронных облаков....................40
Компактный лабораторный прибор.............................42
Установка для получения хлороводорода и растворения его в воде 43
Усовершенствованный прибор для проверки электропроводности
растворов и сухих веществ..................................45
Установка для получения озона и изучения его свойств ...	49
Установка для получения сероводорода и изучения его свойств 52
Дополнение к аппарату для проведения химических реакций 54
Усовершенствованная установка для получения оксида серы (IV)
и изучения его свойств.....................................55
Усовершенствованный прибор для изучения скорости
химических реакций ........................................56
Прибор для изучения скорости химических реакций в
гомогенных системах .......................................58
Прибор для демонстрации принципа реакции в «кипящем»	слое	59
Прибор для получения газа и взаимодействия его с жидкостью	61
81
Усовершенствованная установка для демонстрации
синтеза аммиака из электролитических газов...............61
Прибор для сжигания аммиака..............................63
Прибор для демонстрации окисления аммиака ...............66
Прибор для демонстрации адсорбции газов .................68
Установка для демонстрации опытов по теме «адсорбция»	70
Установка для получения и сжигания оксида углерода	(II)	.71
Прибор для термического разложения древесины.............72
Прибор для изучения работы гальванических элементов	.73
ПРИЛОЖЕНИЕ..................................................75
Трафареты химической посуды и оборудования...............75
Изготовление моделей атомов и молекул....................76
Насос для перекачивания газов............................77
Прибор для вдувания порошкообразных веществ	в	пламя .77
Полезный совет ..........................................78
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ......................................79
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА...................................80
82
Иван Иосифович Вагнер
Изготовление приборов в химическом кружке
Пособие для учителей
Редактор Пекина Н.Г.
Технический редактор Ильина Е.В.
Художник Агрономов А.Е.
н/к
Изд. № ФЗО(ОЗ). Подписано в печать 29.06.94.
Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура „Таймс”.
Печать офсетная. Объем 6 п. л. Тираж 10000 экз.
Заказ №488. Цена договорная.
Московский институт развития образовательных систем.
109004, Москва, Нижняя Радищевская ул., д.10.
Оригинал-макет изготовлен Бердоносовым П.С.
Издание выпущено совместно с
ассоциацией ,Долиграфист”.
(Лицензия ЛР № 040577 от 26.01.93.).
Московская типография №6
Комитета Российской Федерации по печати,
109088, Москва, Ж-88, Южнопортовая ул., 24.