Для того чтобы сконструировать прибор для получения вещества или для наблюдения определенного химического явления, учащиеся должны знать химический процесс, условия его протекания, свойства исходных и получаемых продуктов. Они должны также знать, из каких деталей и как конструируются приборы. Неточности в этих знаниях, а также неумение пользоваться ими ведут к возникновению конструктивных ошибок.

Решению задач на конструирование приборов должно предшествовать ознакомление учащихся с посудой, обработкой пробок и стеклянных трубок и собиранием приборов. Это ознакомление можно проводить разнообразными путями, однако наиболее эффективными являются следующие: демонстрация деталей приборов и разъяснение их устройства и назначения, практические занятия по обработке пробок и стеклянных трубок, упражнения в составлении приборов.

Решение задач на конструирование приборов можно начинать с VII—VIII классов (изготовление приборов для получения водорода и углекислого газа). Но гораздо больше возможности для этого предоставляет программа IX—XI классов.

Конструирование целесообразно проводить по следующему плану: а) чтение условия задачи; б) написание уравнения реакции; в) восстановление в памяти тех условий, при которых данная реакция протекает; г) восстановление в памяти свойств исходных веществ и продуктов реакции; д) выводы о требованиях к конструкции прибора, вытекающие из условий протекания химического процесса, свойств исходных и получаемых веществ; е) выяснение вопроса о чистоте получаемого вещества (в случае если конструируется прибор для получения вещества); ж) заключение о требованиях к конструкции прибора, если надо получить чистый продукт; з) рассмотрение вопроса о технике собирания и хранения продукта; и) оформление чертежа; к) составление прибора.

Приведем пример: «Сконструировать прибор для получения сухого и чистого хлора». После ознакомления с условием задачи учащиеся вспоминают способы получения хлора. Предположим, что выбрана реакция взаимодействия соляной кислоты с двуокисью марганца. Теперь учащиеся вспоминают условия, при которых протекает данная реакция (соляную кислоту приливают к двуокиси марганца и смесь подогревают — выделяется хлор). Дальше учащиеся вспоминают свойства исходных веществ (соляной кислоты и двуокиси марганца) и свойства получаемого вещества (хлора): соляная кислота летуча, двуокись марганца — тяжелое твердое вещество, растворяющееся в кислоте, хлор — желто-зеленый газ, разрушающий резину. Исходя из этих сведений, можно сделать ряд заключений о конструкции прибора:

1. Так как реакция протекает при повышенной температуре, необходимо брать колбу, ибо в материальной посуде нельзя производить нагревание.

2. Так как хлор разрушает резину, надо построить прибор с возможно меньшим количеством резиновых перемычек и стеклянные трубки соединить «впритык».

3. Чтобы прибор действовал непрерывно в течение продолжительного времени, в колбу надо поместить достаточное количество двуокиси марганца и соединить ее с делительной воронкой, наполненной концентрированной соляной кислотой.

4. Чтобы соляную кислоту можно было приливать во время реакции, необходимо конец трубки капельной воронки довести почти до дна колбы.

5. Так как кислота летуча, то при нагревании вместе с хлором будет выделяться хлористый водород, который загрязняет хлор. Следовательно, надо предусмотреть очистку хлора.

6. Хлористый водород хорошо растворяется в воде. Хлор растворяется мало. Поэтому газы можно разделить промыванием водой. Вода после непродолжительного пропускания через нее газов насыщается хлором, хлористый же водород в данном объеме воды будет растворяться еще долгое время. Следовательно, необходимо взять промывалку, наполненную водой.

7. Проходя через воду, хлор становится влажным. Так как задача заключается в том, чтобы получить сухой хлор, надо его осушить. Хлор с серной кислотой не взаимодействует, поэтому осушку можно произвести пропусканием хлора через концентрированную серную кислоту. Для этого надо взять промывалку для газов и наполнить ее серной кислотой.

8. Хлор тяжелее воздуха, поэтому его можно собирать вытеснением воздуха из сосуда, установленного отверстием кверху.

При собирании прибора надо следить за тем, чтобы каждая деталь была хорошо пригнана, трубки оплавлены и правильно изогнуты. Нельзя удовлетвориться тем, что прибор правильно собран с химической стороны, надо обязательно потребовать, чтобы он был красив. В течение всего курса химии достаточно дать две-три задачи на конструирование и собирание приборов.

Решение задач этого типа развивает конструктивные лабораторные навыки в области техники химического эксперимента.