Διάλεξη 1 / Διάλεξη 1 / Εργαστηριακή άσκηση 1 - Ακριβός Περικλής (ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ, 2015)
Εργαστηριακή άσκηση 1: Οι χημείες είναι βέβαια μια πειραματική επιστήμη. Όσα μαθήματα και να κάνεις στο Αθληθέατρο, μπορείς να αναφερθείς μόνο σε κάποια θεωρητικά κατασκευάσματα, σε κάποιες ιδέες, σε κάποια διαγράμματα, σε κάποιες εντυλίψεις, έτσι, εντελώς θεωρητικά. Αν δεν κάνεις κάποιο πείραμα για να δεις αυτές οι θεωρητικές κατασκευάσεις, πολύ λίγο κάνει τα πράγματα τα οποία μένουνε στους μαθητές σου και σε όλους τους άλλους δουλειούς που παρακολουθούν μια τέτοια οδησομιλία. Συνεπώς, από εδώ και πέρα, εκείνο που θα κάνουμε είναι να δείξουμε κάποιες πειραματικές διαδικασίες που μπορούν σχετικά εύκολα να πραγματοποιηθούν και οι οποίες μπορούν να πραγματοποιηθούν. Και οι οποίες μπορούν να δείξουν κάποιες από τις έννοιες που έχουν αναπτυχθεί και έχουν παρουσιαστεί μέχρι τώρα. Οι έννοιες αυτές έχουμε να κάνουμε με το άτομο και τη δομή του, με το μόλιο και τη δομή του, δηλαδή με το πώς σχηματίζεται ένας χημικός δεσμός, και με τις αντιδράσεις. Δηλαδή, πώς χημικοί δεσμοί καταστρέφονται και δημιουργούνται. Οι πραγματικές αυτές διαδικασίες διαλέξαμε να γίνουν σε έναν μικρό χώρο, εργαστηριακό βεβαίως, αλλά με παρουσία μόνο ενός περιορισμένου αριθμού από φυδητές και με την επίλυψη κάποιου μέλος προσωπικού, γιατί προφανώς δεν θα είχε έννοια να παρουσιάσουμε μια χαωτική κατάσταση, που επικρατεί σε ένα εργαστήριο για μια διάρκεια 2-3 ωρώ, στις οποίες γίνεται ένα πείραμα από 40 έως 45 άτομα. Από εδώ και πέρα λοιπόν μικρές ενότητες, όχι όλες που θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν σε ένα χημικό εργαστήριο, μερικές επιλεγμένες, έτσι ώστε να έχουμε όλοι μια ιδέα για το τι περίπου μπορεί να γίνει σε ένα εργαστήριο γενικής χημίας, έτσι το ξαθυμίζω γενικής, εισαγωγικής δηλαδή χημίας, που δεν αναφέρεται μόνο σε φυτητές της τριτοβάθμιας εκπαίδευσης που παρακολουθούν το τριτοβάθμια χημίας, αλλά και σε άλλους που στο πρόγραμμα σπουδώνουν τους η χημία είναι χρήσιμη, και βέβαιος και σε όποιον άλλον θέλει να μάθει μερικά βασικά γενικά πράγματα για την χημία. Στο χημικό εργαστήριο μπορούμε να κάνουμε δύσκολα παρατηρήσεις. Οι παρατηρήσεις αυτές είναι μακροσκοπικές, δηλαδή κοιτώντας τον κρεάτο, το χείο, το ποτήρι, το λεπταστικό σωγήνα όπου είναι διαδύναση, μπορούμε να δούμε κάτι που εμφανώς μας δείχνει ότι παρακολουθεί διαδύναση. Οι παρατηρήσεις αυτές είναι απλές. Για παράδειγμα, μπορεί σε μια δύναση να σχηματίσετε ένα έργο σώμα. Εδώ παρακολουθείται μια δύναση ενός, το ξέρω, σε μια βάση. Όμως η βάση είναι το αφαλικό ναύρο, η σώμα κατά συνέπεια είναι εφαρμοσοφισμός. Μπορεί στην πορεία μιας αντίδρασης να πραγματοποιείται ή καταπλήθησε ενός εζήματος. Εδώ υπάρχει ένα διάλειμμα αλτόνευρος, στο οποίο θα προσθέσουμε διάλειμμα του τρικού αργύρου. Είναι εφανές ότι με τις πρώτες σταγόνες του τρικού αργύρου, όπου έχουμε πέσει, σχηματίζεται κάποιο λευκό ήζημα. Μπορεί στην πορεία μιας αντίδρασης να σχηματίσεται ή να εξαφανίζεται ή να μεταβάλλεται το χρώμα του διαρρυματός μας. Εδώ έχουμε την αντίδραση ενός διαρρύματος του διουλκανίου με καρπακαλίκο κάλυμα. Το χαρακτηριστικό χρώμα του καρπακαλίκου καλίκου κάλυμα σχηματίζεται έναν καινούργιο ένθρωπο προϊόντο. Τέλος, στην πορεία μιας αντίδρασης μπορεί να εγγύεται ή να απορροφάται τη θερμόντα από πριν πάω. Εδώ είναι κάτι το οποίο δεν θα μπορέσουμε να το δούμε τόσο άμεσα εκτός αρχής στην κατάσταση μας κάποιο θερμόμετρο. Εδώ τώρα βέβαια ποιοτικά κάπως και ακίζοντας την πόλη του διουλκανίου θα καταλάβουμε ότι η θερμοκρασία του έχει αξηθεί κάπως. Είναι η αντίδραση ενταξύ ενός οξέως και μιας βάσης. Οι παρατηρήσεις αυτές όπως είδαμε είναι ποιοτικές. Οι ίδιες αυτές παρατηρήσεις μπορούν να γίνουν και ποσοτικές. Για παράδειγμα μπορείς να συλλέξεις το αέριο να το πάρεις με ένα σωγεινάκι να το μεταφέρεις σε ένα αεριοφυλάκι και να το μετρήσεις. Έτσι είμαστε συνηθισμένοι να ακούμε παράγοντες σε μια αντίδραση τόσα κυβικά εγκατοστά, τόσα μηδίτρα, τόσο σόγγγος υποκρανωνικές συντήκες. Αυτό. Μπορείς το ίζημα να το διηθήσεις, να το μαζέψεις, να το στεγνώσεις και να το ζηγήσεις. Έχει συμματιστεί ένα γραμμάρι ο ίζηματος, δύο γραμμάρι ο ίζηματος. Υπάρχουν όργανα συγκεκριμένα, ηλεκτρικά, τα οποία μπορούν να παρατηρήσουν όχι αυτό το ποιοτικό, ότι το κίτρο είναι κόκκινο ή κάτι άλλο, αλλά να μας δώσουν ακριβώς το μήκο σχήματος στο οποίο υπάρχει απορρώφηση και πώς είναι η ένταση της απορρώφησης. Άρα να μετρήσουμε έτσι μέσα την ποσότητα του χρωματιστού πράγματος που δημιουργήθηκε και καταστράφηκε. Και τέλος, όπως είπαμε, βάζουμε και θερμόμετρα, χρησιμοποιώ το θερμόμετρο και παρατηρώ τη θερμοκρασία από τους 15 αυξήθηκε κυρίως στους 23. Οι χημικές αντιδράσεις που πραγματοποιήθηκαν είναι απλές και έχουν σκοπό μόνο να επιδείξουν τα διάφορα φαινόμενα που μπορούν να παρατηρηθούν σαν χημικό εργαστήριο. Ωστόσο, καλό είναι να έχουμε υπόψη μας τι περίπου πραγματοποιήθηκαν σε αυτές τις αντιδράσεις. Έχουμε εδώ λοιπόν κατά σειρά, από πάνω προς τα κάτω, την παραγωγή αερίου διοξυδίου του άνθρακα, εδώ πινράσαμε κυτρικό οξύ πάνω στη σόδα, δεν χρειάζεται να πούμε σε τόσο βαθιά νερά γράφοντας τον τύπο του κυτρικού οξύ, απλώς έχουμε σημειώσει ένα οξύ. Στην δεύτερη περίπτωση αντιδράσαμε διάλειμμα νυντρικού αργύρου με διάλειμμα χλωρύχου νατρίου, καταβυθίστηκε χλωρύχος άργυρος. Στην τρίτη περίπτωση το διάλειμμα του πειραμπαγκανικού καλλίου αντέδρασε με το διάλειμμα του ιοδίχου καλλίου, έχουμε υπογραμμίσει εδώ τα δύο έγχρωμα προϊόντα, το πειραμπαγκανικό κάλλιο που είχε εκείνο το έντονο αρχικό ιόδες χρώμα και το ιόδιο που είχε εκείνο το πορτοκαλλίος καστανό χρώμα που είδαμε στο τέλος. Τέλος έχουμε και την αντίδραση εξοδετέλωσης μεταξύ ιοδροχλωρικού ξέρους και ιοδροξύδιου τον ατρίο, εδώ έχουμε συμβολίσει ότι η αντίδραση αυτή είναι εξόθερμη, η μεταβολή της ανθραπτίας είναι μικρότερη από το μηδέν.