در علم شروع کنید. وظیفه B3 در آزمایشگاه مدرسه ارتعاشات یک فنر را مطالعه می کنند

شارونوا سلنا میخائیلونا

معلم فیزیک

منطقه سامارا

تولیاتی

مقاله در مورد موضوع

"آزمایشگاه شیمی و اهمیت آن در رشد دانش آموزان هنگام مطالعه یک درس شیمی مدرسه در سیستم فعالیت های فوق برنامه"

در حال حاضر آموزش مدرنبحران را تجربه می کند. معلمان خود را کاملاً مواجه کردند وضعیت جدید– تجربه نسل قبل به نسل بعدی منتقل می شود اما نیازی به آن ندارد.

فعالیت های فوق برنامه با انگیزه است فعالیت های آموزشی، خارج از آموزش مقدماتی، از طریق انجام می شود برنامه های آموزشیداشتن اهداف آموزشی خاص و نتایج عینی و قابل ارزیابی که به دانش آموز اجازه می دهد علایق خود را در دانش و خلاقیت به حداکثر برساند.

آزمایشگاه اتاق خاصی است که هر گونه تحقیق در آن انجام می شود. به عنوان مثال، در یک آزمایشگاه بیولوژیکی، گیاهان و میکروارگانیسم ها رشد می کنند و حیوانات نگهداری می شوند. در آزمایشگاه فیزیک مطالعه می کنند جریان الکتریکی, نور, پدیده در مایعات و گازها; فرآیندهایی که با جامدات اتفاق می افتد. آزمایشگاه شیمی اتاق بزرگی است که تجهیزات شیمیایی در آن قرار دارد: مبلمان، ابزار، ظروف مخصوص کار با مواد. در اینجا آنها خواص و تبدیل مواد را مطالعه می کنند.

آزمایشگاه شیمی به دانش‌آموزان اجازه می‌دهد تا علاقه عمیق و پایداری پیدا کنندبه دنیای مواد و دگرگونی های شیمیایی، مهارت های عملی لازم را کسب کنید. آزمایشگاه شیمی به کودک این امکان را می دهد که فراتر از موضوع برود و با چیزهایی آشنا شود که هرگز در کلاس با آنها آشنا نمی شود. به طور تجربی، بچه ها یاد می گیرند و تسلط می یابند مواد جدید، یاد بگیرند که اقدامات خود را تجزیه و تحلیل و ارزیابی کنند.

هنگام انجام کار خاصی در آزمایشگاه، دانش و مهارت عملی در شیمی شکل می گیرد که می تواند به کودک در زندگی روزمره. نیز تشکیل می شود فعالیت شناختی، میل به کار تحقیقاتی در چارچوب چرخه طبیعی علمی و می دهد آماده سازی اولیهادامه تحصیل و انتخاب آگاهانه حرفه.

آزمایش‌های انجام‌شده در آزمایشگاه شیمی نه تنها فعالیت خلاقانه، بلکه ابتکار و استقلال دانش‌آموزان را پرورش داده و توسعه می‌دهد و در عین حال عادات خانگی مثبت، سالم و سازگار با محیط زیست را شکل می‌دهد. آموزش کار از طریق کار با معرف ها، تجهیزات، در حین کار بر روی تنظیم آزمایش ها و پردازش نتایج آنها انجام می شود. دانش‌آموزان با مطالعه تجهیزات و آزمایش‌های ساده مختلف، خود را در جریان موفقیت می‌بینند، جایی که عزت نفس خود و جایگاه دانش‌آموزان را در نزد همسالان، معلمان و والدین افزایش می‌دهند.

با انجام کارهای آزمایشگاهی، آزمایش ها و تحقیقات، کودکان مهارت های آزمایش شیمیایی خود را بهبود می بخشند و تحقیقات خاصی را کسب می کنند. فعالیت های پروژه، استاد روش های جستجو برای اطلاعات لازم است. در عین حال، نه تنها علاقه شناختی به موضوع شیمی رشد می کند، بلکه با ایجاد موقعیت غافلگیری، سرگرمی، پارادوکس و جهان بینی علمی، توانایی های خلاقانه و نگرش مثبت نسبت به یادگیری ایجاد می شود.

قبل از انجام هر کار آزمایشی در آزمایشگاه شیمی، لازم است کودک را با تمام سازها ترجیحاً به صورت بازی آشنا کرد.

بیایید با اولین دستیاران - ابزار و ظروف شیمیایی آشنا شویم. هر موضوعی وظیفه خود را دارد و تصاویر این وسایل را می توان در هر کتاب درسی شیمی یافت.

لوله آزمایش یک ظرف شیشه ای طولانی است، شبیه به لوله، که در یک انتهای آن مهر و موم شده است. از شیشه نسوز بی رنگ ساخته شده است و می توان از آن بسیار قوی استفاده کرد
مایع یا جامد را گرم می کند، می تواند گاز را جمع کند. و به گونه ای بلند ساخته شده است که در دست گرفتن آن راحت باشد، آن را در سه پایه یا نگهدارنده محکم کنید. آزمایش ها را می توان در یک لوله آزمایش بدون حرارت دادن، با ریختن یا ریختن دقیق مواد انجام داد. باید هشدار داده شود که لوله آزمایش نباید انداخته شود: شیشه شکننده است.

گیره یا نگهدارنده برای یک لوله آزمایش یا ظرف کوچک. می توانید آنها را در حالی که مواد را برای مدت طولانی گرم کرده اید در آن فشار دهید تا انگشتانتان نسوزند.

یک قفسه برای لوله های آزمایش، یا یک پایه برای آنها. این می تواند فلزی یا پلاستیکی باشد، و البته اگر تا به حال انگشت خود را برای آزمایش خون در کلینیک گرفته باشید، آن را دیده اید. اگر قفسه از پلاستیک ساخته شده است، هرگز لوله آزمایش داغ را در آن قرار ندهید: پایین قفسه و لوله آزمایش را خراب خواهید کرد.

لامپ الکلی وسیله ای مخصوص برای سوزاندن الکل است. با گرمای حاصل از سوزاندن الکل، مواد را در مواقع نیاز گرم می کنیم. چراغ الکلی را فقط با کبریت روشن می کنیم و با پوشاندن آن با کلاه خاموش می کنیم. شما نمی توانید یک لامپ الکلی در حال سوختن را باد کنید یا آن را حمل کنید - این خطرناک است. همچنین، هنگام گرم کردن لوله آزمایش روی لامپ الکلی، نباید کف لوله آزمایش را به فتیله لمس کنید - لوله آزمایش ممکن است ترکیده شود. ظرفی که الکل در آن می ریزند پهن و پایدار است و دارای دیواره های ضخیم است. این برای اطمینان از ایمن بودن کار با لامپ الکلی مهم است.

برخی از آزمایشگاه ها از مشعل های گازی برای گرم کردن مواد استفاده می کنند. آنها شعله داغتری تولید می کنند، اما نیاز به رسیدگی دقیق دارند - آنها هنوز گاز هستند.
فلاسک - ظروف شیشه ای، تا حدودی شبیه بطری است. می توانید به طور موقت مواد را در آنها ذخیره کنید، آزمایش های شیمیایی انجام دهید و محلول ها را آماده کنید. فلاسک ها،
بسته به شکل، آنها می توانند مخروطی، گرد، ته صاف و ته گرد باشند. در فلاسک هایی با ته گرد، مواد را می توان برای مدت بسیار طولانی بدون ترک خوردن فلاسک حرارت داد.

فلاسک ها در اندازه های مختلف وجود دارند: بزرگ، متوسط، کوچک. سوراخ های آنها را می توان با یک پلاگین لاستیکی یا پوسته بسته کرد. گاهی اوقات علامت هایی روی فلاسک وجود دارد: مانند این
فلاسک را فلاسک اندازه گیری می نامند و از آن برای اندازه گیری مایعات استفاده می شود. و برخی از فلاسک ها دارای شاخه هایی برای حذف گازهای حاصله هستند. در چنین فرآیندی می توانید قرار دهید
لوله لاستیکی و گاز را به محل مورد نظر هدایت کنید. لیوان ها شبیه به لیوان های معمولی هستند و معمولاً برای تهیه محلول ها یا انجام آزمایش ها استفاده می شوند. این لیوان دارای یک دهانه در بالای آن است که ریختن مایع را آسانتر می کند. لیوان ها در اندازه های مختلف شیشه ای و چینی هستند. قیف ها برای همه آشنا هستند. زمانی که نیاز دارید مایع را در ظرفی با گردن باریک بریزید، یک قیف مفید است. اگر یک دایره فیلتر کاغذی تا شده را در یک قیف قرار دهید، می توانید مایع را از ذرات جامد جدا کنید.

لوله های خروجی گاز شیشه ای هستند و در دوشاخه قرار می گیرند. اگر یک فلاسک یا لوله آزمایش را با چنین درپوشی ببندیم، جایی که واکنش انجام می شود و گاز آزاد می شود، آنگاه گاز به هوا پرواز نمی کند، بلکه از طریق لوله وارد ظرفی می شود که این لوله را هدایت می کنیم. این لوله ها به اشکال مختلف تولید می شوند. گاهی اوقات نه یک، بلکه چندین خم دارد. شما می توانید لوله را خودتان خم کنید. برای این کار باید لوله مستقیم را برای مدتی در شعله لامپ الکلی یا مشعل گاز آزمایشگاهی (نه در آشپزخانه!) در جای مناسب گرم کنید. وقتی شیشه از حرارت نرم شد، می توانید با یک حرکت بسیار آهسته و با دقت لوله را خم کنید. اما اگر عجله کنید، می شکند. و مراقب باشید با انگشتان خود به قسمت داغ لوله دست نزنید وگرنه دچار سوختگی خواهید شد. برای بریدن یک تکه از لوله شیشه ای باید از سوهان مثلثی استفاده کنید تا یک خراش کوچک در جای مناسب ایجاد کنید و سپس با احتیاط آن را در این محل بشکنید.
فنجان تبخیر چینی شبیه نعلبکی با دهانه است. مثلاً اگر محلول ماده ای را داخل آن بریزید، نمک سفرهو گرما برای مدت طولانی، سپس به زودی همه
آب تبخیر می شود و کریستال های نمک در فنجان باقی می ماند. به این ترتیب می توانید یک ماده را از محلول جدا کنید.

یک شیمیدان به هاون و هاون نیاز دارد. می توان از آنها برای خرد کردن یک جامد به پودر ریز مشابه آرد استفاده کرد. با چنین پودری، آزمایش سریعتر از ذرات بزرگ ماده انجام می شود. و همچنین به یک سه پایه آزمایشگاهی نیاز خواهیم داشت که بتوانیم وسایل مورد نیاز برای آزمایش را در آن نصب کنیم. سه پایه دارای پایه چدنی پایدار است. یک گیره را می توان به پایه متصل کرد که یک زبانه یا حلقه فولادی در آن وارد شده و پیچ می شود. می توانید یک لوله آزمایش یا وسیله دیگری را در پنجه نگه دارید و یک لامپ یا فلاسک الکلی را روی شبکه مخصوص روی حلقه قرار دهید. چنین سه پایه هایی هم در کلاس های شیمی و هم در کلاس های فیزیک در مدرسه وجود دارد، بنابراین احتمالاً با آنها آشنا هستید. این تنها چیزی نیست که در یک آزمایشگاه شیمی یافت می شود: ابزار و ظروف مختلف بسیار زیادی وجود دارد که فهرست کردن آن دشوار است. جالب ترین چیز باقی می ماند - یادگیری کار با این دستگاه ها.

یک آزمایشگاه شیمیایی نه تنها می تواند صرفاً از کیت های شیمی خاص ساخته شود، بلکه در خانه با استفاده از لوازم خانگی نیز می توانید یک آزمایشگاه کوچک بسازید. در چنین آزمایشگاهی می‌توانید آزمایش‌ها و آزمایش‌هایی را با استفاده از اقدامات احتیاطی انجام دهید: دستکش، روپوش، پیش‌بند، روسری یا کلاه، عینک ایمنی.

فهرست کوچکی از آزمایش‌هایی که هر کودک 13 تا 18 ساله می‌تواند انجام دهد، اما با راهنمایی یک بزرگسال، والدین یا معلم ارائه خواهم کرد.

آزمایش تورنسل از آب کلم قرمز . . برای این کار به کلم قرمز نیاز دارید. آب کلم قرمز وقتی با آن مخلوط شود مواد مختلفرنگ خود را از قرمز (به اسید قوی، به صورتی، بنفش (این رنگ طبیعی آن در یک محیط خنثی است)، آبی و در نهایت سبز (در قلیایی قوی). در تصویر از چپ به راست نتایج حاصل از مخلوط کردن آب کلم قرمز با: 1. آب لیمو (مایع قرمز); 2. در لوله آزمایش دوم آب کلم قرمز خالص وجود دارد، آن را دارد بنفش; 3. در لوله آزمایش سوم، آب کلم با آمونیاک (آمونیاک) مخلوط می شود - مایع آبی به دست می آید. 4. در لوله آزمایش چهارم نتیجه مخلوط کردن شیره باپودر لباسشویی - مایع سبز رنگ.

در زیر مقادیر PH برای برخی مایعات آمده است:

1. شیره معده - 1.0-2.0 ph
2. آب لیمو - 2.0 ph
3. سرکه غذا - 2.4 ph
4. کوکاکولا - 3.0 ph
5. آب سیب - 3.0 ph
6. آبجو - 4.5 ph
7. قهوه - 5.0 ph
8. شامپو - 5.5 ph
9. چای - 5.5 ph
10. بزاق - 6.35-6.85 ph
11. شیر - 6.6-6.9 pH
12. آب تمیز - 7.0 ph
13. خون - 7.36-7.44 ph
14. آب دریا - 8.0 ph
15. محلول جوش شیرین - 8.5 pH
16. صابون (چربی) برای دست - 9.0-10.00 ph
17. الکل آمونیاک - 11.5 ph
18. سفید کننده (سفید کننده) - 12.5 ph
19. سود سوزآور یا لیمو سدیم > 13 ph

pH

رنگ

قرمز

بنفش

بنفش

آبی

سبز آبی

سبز-زرد

از آب کلم قرمز می توان برای آزمایش تورنسل استفاده کرد. برای این کار به کاغذ صافی نیاز دارید. باید آن را در آب کلم خیس کنید و بگذارید خشک شود. پس از این، به نوارهای نازک برش دهید. تست تورنسل آماده است!

برای به یاد آوردن رنگ تورنسل در محیط های مختلف، شعری وجود دارد:

نشانگر تورنسل - قرمز
اسید به وضوح نشان داده خواهد شد.
نشانگر تورنسل - آبی،
قلیایی اینجاست - باز نشوید،
چه زمانی محیط خنثی است؟
همیشه بنفش است.

توجه: نه تنها کلم قرمز، بلکه بسیاری از گیاهان دیگر حاوی رنگدانه گیاهی حساس به pH (آنتوسیانین) هستند. به عنوان مثال، چغندر، شاه توت، توت سیاه، زغال اخته، زغال اخته، گیلاس، انگور تیره و غیره آنتوسیانین به گیاهان رنگ آبی تیره می دهد. محصولات این رنگ بسیار سالم در نظر گرفته می شوند.

ید آبی

پ پس از اتمام این آزمایش، خواهید دید که چگونه مایع شفاف بلافاصله به رنگ آبی تیره در می آید. برای انجام آزمایش، ممکن است لازم باشد برای خرید مواد لازم به داروخانه بروید، اما تحول معجزه آسا ارزش آن را دارد.

شما نیاز خواهید داشت:

3 ظرف مایع- 1 قرص (1000 میلی گرم) ویتامین C (موجود در داروخانه)- محلول ید در الکل 5% (فروش در داروخانه)- پراکسید هیدروژن 3% (فروش در داروخانه)- نشاسته- قاشق های اندازه گیری- پیمانه های اندازه گیریبرنامه کاری:1. 1000 میلی گرم ویتامین C را در یک فنجان با قاشق یا هاون کاملا له کنید و قرص را به پودر تبدیل کنید. 60 میلی لیتر اضافه کنید آب گرم، حداقل به مدت 30 ثانیه کاملاً مخلوط کنید. ما به طور مشروط مایع حاصل را محلول A می نامیم.2. حالا 1 قاشق چایخوری (5 میلی لیتر) از محلول A را در ظرف دیگری بریزید و همچنین به آن اضافه کنید: 60 میلی لیتر آب گرم و 5 میلی لیتر محلول الکلی ید. لطفا توجه داشته باشید که ید قهوه ای با ویتامین C واکنش داده و بی رنگ می شود. بیایید مایع حاصل را محلول B بنامیم. در ضمن، ما دیگر به محلول A نیاز نداریم، می توانید آن را کنار بگذارید.3. در یک سوم فنجان، 60 میلی لیتر آب گرم، نصف قاشق چایخوری (2.5 میلی لیتر) نشاسته و یک قاشق غذاخوری (15 میلی لیتر) پراکسید هیدروژن را مخلوط کنید. این راه حل C خواهد بود.4. اکنون تمام آماده سازی ها تکمیل شده است. می توانید تماشاگران را دعوت کنید و نمایشی را اجرا کنید! تمام محلول B را با محلول C داخل فنجان بریزید. مایع حاصل را از یک فنجان به فنجان دیگر بریزید و چند بار دوباره برگردید. کمی صبر و ... بعد از مدتی مایع از بی رنگ به آبی تیره تبدیل می شود.توضیح تجربه:شما می توانید به یک کودک پیش دبستانی ماهیت آزمایش را به زبانی که او می فهمد به شرح زیر توضیح دهید: ید، در واکنش با نشاسته، آن را آبی می کند. برعکس، ویتامین C سعی می کند ید را بی رنگ نگه دارد. در مبارزه نشاسته و ویتامین C در نهایت نشاسته پیروز می شود و پس از مدتی مایع به رنگ آبی تیره در می آید.مارهای فرعونی

قسمت مقدماتی
یک قرص سوخت خشک (اوروتروپین) را روی پایه قرار دهید. سه قرص نورسولفازول را روی یک قرص سوخت خشک قرار دهید. (عکس 1)
بخش اصلی.
سوخت خشک سبک از یک میله فلزی برای اصلاح "مارهای" حجیم نور سیاه براق خزنده استفاده کنید. پس از پایان آزمایش، آتش را با پوشاندن سوخت خشک با درب پلاستیکی خاموش کنید. (عکس 2)
به دلیل بوی خاص، این آزمایش بهتر است در اتاق‌های بزرگ و دارای تهویه مناسب یا در هوای آزاد انجام شود.
توضیح تجربه.
گازهایی که در طی تجزیه نورسولفازول آزاد می شوند، محصولات واکنش را کف می کنند و منجر به رشد یک زغال سنگ سیاه طولانی "مار" می شود. محتمل ترین محصولات تجزیه ماده آلی نورسولفازول عبارتند از C، CO 2، H 2 O، SO 2 (احتمالا S) و N 2.
احتراق خود به خود آتش سوزی

قسمت مقدماتی
مقداری پرمنگنات پتاسیم کریستالی KMnO را در یک فنجان چینی قرار دهید 4 . با استفاده از یک پیپت بلند یا لوله شیشه ای، کریستال ها را با 1 میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ H خیس کنید. 2 SO 4 . فنجان چینی را روی یک سینی فلزی قرار دهید و آن را پنهان کنید.

براده های چوب را در بالا و اطراف قرار دهید، مراقب باشید که براده ها داخل فنجان چینی نشوند. (عکس 1)
بخش اصلی.
بدون اینکه حضار بدانند، سخاوتمندانه یک تکه پنبه را با الکل مرطوب کنید و به سرعت چند قطره الکل را روی یک فنجان چینی بچکانید. (عکس 2)
بلافاصله دست خود را بردارید تا پشم پنبه ای که الکل در دست دارید آتش نگیرد.
آتش شعله ور می شود و به سرعت می سوزد. (عکس 3)
توضیح تجربه.
هنگامی که اسید سولفوریک غلیظ با پرمنگنات پتاسیم واکنش می دهد، اکسید منگنز (VII) تشکیل می شود که یک عامل اکسید کننده قوی است. هنگامی که الکل با اکسید منگنز (VII) تماس پیدا می کند، مشتعل می شود، سپس تراشه های چوب مشتعل می شوند.

سوزاندن سدیم در آب

توسط قسمت مقدماتی
یک تکه سدیم به اندازه نخود را با دقت برش دهید و آن را در مرکز صافی کاغذی قرار دهید.
داخل یک فنجان بزرگ چینی آب بریزید. (عکس 1)

بخش اصلی.

سیستم عامل فیلتر سدیم را با احتیاط داخل آب پایین بیاورید. به فاصله ایمن (2 متر) عقب نشینی می کنیم. هنگامی که سدیم با آب تماس پیدا می کند، شروع به ذوب شدن می کند، هیدروژن آزاد شده به سرعت مشتعل می شود، سپس سدیم مشتعل شده و با شعله زرد زیبایی می سوزد. (عکس 2)
در در پایان آزمایش معمولاً ترک خوردگی و پاشیدگی رخ می دهد، بنابراین نزدیک بودن به فنجان چینی خطرناک است.
اگر یک قطره نشانگر فنل فتالئین به محلول حاصل اضافه شود (عکس 3)، محلول به رنگ زرشکی روشن در می آید که نشان دهنده تشکیل یک محیط قلیایی است. (عکس 4)
توضیح تجربه
سدیم با آب مطابق معادله واکنش می دهد
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
فیلتر کاغذی مانع از عبور سدیم از سطح آب به دلیل گرمای ایجاد شده می شود، هیدروژن مشتعل می شود و سپس خود سدیم مشتعل می شود و پراکسید سدیم را تشکیل می دهد.
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
2Na + O 2 = Na 2 O 2
ترفند دستمال

توسط
قسمت مقدماتی
به مرکز دستمال سفیدمقداری فنل فتالئین کریستالی بپاشید.
محلول سودای شستشو (کربنات سدیم Na) را در یک لیوان بریزید 2 CO 3). (عکس 1)
بخش اصلی.

با احتیاط روی لیوان را با یک دستمال بپوشانید تا فنل فتالئین بدون توجه به داخل لیوان بریزد. (عکس 2) .بدون برداشتن روسری لیوان را در دست بگیرید و چند حرکت دایره ای انجام دهید تا هم بزنید. (عکس 3) سی دستمال بگیر
و مایع داخل لیوان زرشکی شد. (عکس 4)

توضیح تجربه.
کربنات سدیم وقتی در آب حل می شود، تحت هیدرولیز قرار می گیرد و یک محیط قلیایی تشکیل می دهد.
Na 2 CO 3 + H 2 O = NaHCO 3 + NaOH
فنل فتالئین در یک محیط قلیایی به رنگ زرشکی در می آید.

آر واکنش آینه نقره ای

قسمت مقدماتی
در اولین لوله آزمایش، محلول گلوکز را با حل کردن یک چهارم قاشق چایخوری گلوکز در 5 میلی لیتر آب مقطر آماده کنید.
در لوله آزمایش دوم، محلول آمونیاک اکسید نقره تهیه کنید: محلول آمونیاک را با دقت به 2 میلی لیتر محلول نیترات نقره اضافه کنید، توجه داشته باشید که رسوب تشکیل شده کاملاً در محلول آمونیاک اضافی حل شده است. (عکس 1)
بخش اصلی
هر دو محلول را در یک لوله آزمایش تمیز بریزید. هرچه لوله آزمایش تمیزتر باشد، نتیجه بهتر است!
لوله آزمایش را در شیشه ای با آب گرم. سعی می کنیم لوله آزمایش را به صورت عمودی و بدون تکان دادن آن نگه داریم. (عکس 2).
پس از 2 دقیقه، یک "آینه نقره ای" زیبا روی دیواره های لوله آزمایش شکل می گیرد. (عکس 3)
لوله آزمایش نقره یک هدیه فوق العاده برای دوستداران شیمی جوان است.

(عکس 4)
توضیح تجربه.
گلوکز یک الکل آلدهیدی است. در گروه آلدهید، می توان آن را با محلول آمونیاک اکسید نقره اکسید کرد و اسید گلوکونیک را تشکیل داد. نقره کاهش می یابد و روی دیواره های لوله آزمایش رسوب می کند و یک "آینه نقره ای" را تشکیل می دهد.
2AgNO 3 + 2NH 3 + H 2 O = Ag 2 O؟ + 2NH 4 NO 3
Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH
واکنش برای به دست آوردن یک "آینه نقره ای" با معادله توصیف می شود:
2OH + C 6 H 12 O 6 = 2Ag؟ + C 6 H 12 O 7 + 4NH 3 + H 2 O

دریافت اکسیژن از پراکسید هیدروژن

قسمت مقدماتی
محلول پراکسید هیدروژن 3% را در یک فلاسک مخروطی بریزید. (عکس 1)
بخش اصلی.
ما کمی کاتالیزور - اکسید منگنز (IV) - را به فلاسک اضافه می کنیم. (عکس 2) اکسیژن بلافاصله در فلاسک شروع به آزاد شدن می کند.
ز یک ترکش بلند روشن می کنیم و آن را خاموش می کنیم تا ترکش نسوزد و فقط دود کند. (عکس 3)
یک تکه در حال دود را داخل فلاسک می آوریم، شعله ور می شود و با شعله ای روشن می سوزد.

(عکس 4)
توضیح تجربه.
پراکسید هیدروژن، هنگام اضافه کردن یک کاتالیزور (شتاب دهنده واکنش)، طبق معادله تجزیه می شود:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2
هنگامی که یک شکاف در حال دود وارد می شود، زغال سنگ در اکسیژن مطابق با معادله می سوزد:

C + O 2 = CO 2

قوانین کار در آزمایشگاه شیمی

قبل از شروع آزمایش ها باید محل کار، ظروف و تجهیزات لازم را تهیه کنید و همچنین توضیحات آزمایش را به دقت مطالعه کنید.

آزمایش با معرف های شیمیایی خطرات بیشتری را به همراه دارد. مواد مختلف می توانند لکه هایی را که به سختی پاک می شوند یا حتی سوراخ هایی روی لباس ایجاد کنند. معرف ها ممکن است باعث سوختگی پوست شوند. شما به ویژه باید مراقب چشمان خود باشید. علاوه بر این، هنگام مخلوط کردن برخی از مواد کاملاً بی ضرر، ممکن است ترکیبات سمی ایجاد شود که می تواند باعث مسمومیت شود.

راه قابل اعتمادبرای جلوگیری از مشکلات غیرمنتظره و واکنش های ناخواسته این است که به شدت از دستورالعمل ها و شرح تجربه پیروی کنید.

باید به خاطر داشت که مواد را نمی توان چشید یا با دست مصرف کرد. و باید با احتیاط زیاد با بوی مواد آشنا شوید، با حرکت خفیف دستتان هوا را از رگ حاوی ماده به سمت بینی هدایت کنید.

مایع باید با پیپت از ظرف گرفته شود. مواد جامد - با قاشق، کاردک یا لوله آزمایش خشک. مواد را نباید همراه با غذا نگهداری کرد. همچنین، شما نمی توانید در طول آزمایش غذا بخورید.

لوله آزمایش حاوی ماده گرم شده نباید به سمت شما یا کسی که در کنار شما ایستاده است باشد. روی مایع گرم شده خم نشوید زیرا ممکن است پاشیده شدن به صورت یا چشم شما وارد شود.

پس از اتمام آزمایش، باید محل کار را تمیز کرده و ظروف را بشویید. مواد باقیمانده پس از آزمایش را نباید در زهکش ریخت یا داخل سطل زباله انداخت.

بطری های معرف ممکن است حاوی هشدارهای ایمنی باشند. این علائم هشدار می دهد که هنگام استفاده از محلول های اسیدها و قلیایی ها (اینها مواد سوزاننده و تحریک کننده هستند)، مواد قابل اشتعال و سمی باید مراقب باشید.

قوانین مربوط به مواد گرمایشی

گرم کردن مواد را می توان با استفاده از وسایل گرمایش الکتریکی و شعله باز انجام داد. اما در همه موارد باید مقررات ایمنی رعایت شود.

به یاد داشته باشید که داغ ترین قسمت شعله بالای آن است. دمای آن حدود 1200 درجه سانتیگراد است. بیایید دستگاه یک لامپ الکلی را در نظر بگیریم که با کمک آن می توان گرمایش را انجام داد. یک لامپ الکلی از یک مخزن با الکل، یک لوله با یک دیسک، یک فتیله و یک کلاه تشکیل شده است.

برنج. 3. دستگاه لامپ الکلی

مواد گرم کننده در یک لوله آزمایش

لوله آزمایش با استفاده از نگهدارنده لوله آزمایش گرم می شود. قبل از گرم کردن یک ماده در یک لوله آزمایش، لازم است کل لوله آزمایش گرم شود. لوله آزمایش باید دائماً در شعله لامپ الکلی حرکت کند. شما نمی توانید مایع را در لوله آزمایش بجوشانید.

گرم کردن مایع در فلاسک

مایعات را می توان نه تنها در لوله های آزمایش، بلکه در فلاسک ها نیز گرم کرد. فلاسک های شیشه ای جدار نازک را نباید روی آتش باز و بدون توری آزبست گرم کرد تا از گرم شدن موضعی مایع گرم شده جلوگیری شود. اجازه دهید مثالی از گرم کردن آب در یک فلاسک مخروطی ته صاف ارائه دهیم. برای انجام این کار، فلاسک را روی یک حلقه با توری آزبست قرار دهید، که زیر آن یک لامپ الکل قرار دارد. گردن فلاسک در پایه سه پایه محکم می شود. می توانید مایع گرم شده را در فلاسک بجوشانید.

برنج. 4. حرارت دادن مایع در فلاسک

فناوری‌های اطلاعاتی، از جمله سیستم‌های چندرسانه‌ای مدرن، می‌توانند برای پشتیبانی از فرآیند یادگیری فعال استفاده شوند. آنها کسانی هستند که اخیراً توجه بیشتری را به خود جلب کرده اند. نمونه ای از این سیستم های آموزشی، آزمایشگاه های مجازی هستند که می توانند رفتار اجسام را شبیه سازی کنند دنیای واقعیدر یک محیط آموزشی کامپیوتری و کمک به دانش آموزان در کسب دانش و مهارت های جدید در هنگام مطالعه رشته های علمی و طبیعی، مانند شیمی، فیزیک و زیست شناسی.

مزایای اصلی استفاده از آزمایشگاه های مجازی عبارتند از:

آماده سازی دانش آموزان برای کار عملی شیمیایی در شرایط واقعی:

الف) تمرین مهارت های اساسی در کار با تجهیزات؛

ب) آموزش برای رعایت الزامات ایمنی در شرایط ایمن آزمایشگاه مجازی.

ج) توسعه مشاهده، توانایی برجسته کردن چیز اصلی، تعیین اهداف و اهداف کار، برنامه ریزی دوره آزمایش، نتیجه گیری.

د) توسعه مهارت های جستجو راه حل بهینه، توانایی انتقال یک مشکل واقعی به شرایط مدل و بالعکس.

ه) توسعه مهارت در طراحی کار شما.

انجام آزمایشاتی که در آزمایشگاه شیمی مدرسه موجود نیست.

کارگاه از راه دور و کار آزمایشگاهی، از جمله کار با کودکان با فرصت های محدودو تعامل با دانش آموزان مدرسه ای از نظر جغرافیایی دور.

سرعت کار، صرفه جویی در معرف ها.

تقویت علاقه شناختی. خاطرنشان می شود که مدل های کامپیوتری یک آزمایشگاه شیمی دانش آموزان را تشویق به آزمایش و کسب رضایت از اکتشافات خود می کند.

در عین حال باید توجه داشت که طراحی و اجرای یک محیط آموزشی اطلاعاتی برای یادگیری فعال، کار پیچیده ای است که مستلزم هزینه های زمانی و مالی زیادی است که با هزینه های ایجاد فرامتن آموزشی قابل مقایسه نیست. مخالفان آزمایشگاه‌های شیمیایی مجازی ترس موجهی دارند مبنی بر اینکه یک دانش‌آموز به دلیل بی‌تجربه‌ای خود قادر به تشخیص نیست. دنیای مجازیاز واقعی، یعنی اشیاء مدل ایجاد شده توسط کامپیوتر به طور کامل جایگزین اشیاء دنیای واقعی اطراف ما خواهند شد.

به منظور جلوگیری از تأثیر منفی احتمالی استفاده از محیط های کامپیوتری مدل در فرآیند یادگیری، دو جهت اصلی شناسایی شده است. اول: هنگام توسعه یک منبع آموزشی، لازم است محدودیت هایی اعمال شود، نظرات مناسب ارائه شود، به عنوان مثال، آنها را در دهان عوامل آموزشی قرار دهیم. دوم: استفاده از رایانه مدرن در آموزش مدرسه به هیچ وجه از نقش رهبری معلم نمی کاهد. یک معلم خلاق می داند که فناوری های رایانه ای به دانش آموزان امکان می دهد اشیاء مدل، شرایط وجود آنها را درک کنند، مطالب مورد مطالعه را بهتر درک کنند و از همه مهمتر به رشد ذهنی دانش آموز کمک کنند.

هنگام ایجاد آزمایشگاه های مجازی، می توان از روش های مختلفی استفاده کرد. آزمایشگاه های مجازی بر اساس روش های ارائه محتوای آموزشی تقسیم بندی می شوند. محصولات نرم افزاریمی تواند بر روی لوح های فشرده (CD-ROM) عرضه شود یا در یک وب سایت در اینترنت ارسال شود، که تعدادی محدودیت را برای محصولات چند رسانه ای اعمال می کند. بدیهی است که گرافیک دوبعدی برای تحویل از طریق اینترنت با کانال های اطلاعاتی باریک آن مناسب تر است. در عین حال، انتشارات الکترونیکی عرضه شده بر روی CD-ROM نیازی به صرفه جویی در ترافیک و منابع ندارند و بنابراین می توان از گرافیک و انیمیشن سه بعدی استفاده کرد. درک این نکته مهم است که این منابع حجیم - انیمیشن و ویدیوی سه بعدی - هستند که بیشترین ارائه را دارند کیفیت بالاو واقع گرایی اطلاعات بصری. بر اساس روش تجسم، آزمایشگاه هایی که از گرافیک های دو بعدی، سه بعدی و انیمیشن استفاده می کنند متمایز می شوند. علاوه بر این، آزمایشگاه های مجازی بسته به روشی که دانش دامنه را نشان می دهند به دو دسته تقسیم می شوند. نشان داده شده است که آزمایشگاه های مجازی، که در آنها بازنمایی دانش در مورد یک حوزه موضوعی مبتنی بر واقعیت های فردی است، به مجموعه ای از آزمایش های از پیش برنامه ریزی شده محدود می شوند. این رویکرد در توسعه اکثر آزمایشگاه های مجازی مدرن استفاده می شود. رویکرد دیگر به دانش آموزان اجازه می دهد تا هر آزمایشی را بدون محدود شدن به مجموعه ای از نتایج از پیش آماده شده انجام دهند.آزمایشگاه مجازی یکی از ابزارهای تشدید فرآیند یادگیری شیمی است

در تمام زمینه های آموزشی، جستجو برای راه هایی برای تشدید و نوسازی سریع سیستم آموزشی و بهبود کیفیت آموزش با استفاده از فناوری های رایانه ای در حال انجام است. قابلیت‌های فناوری رایانه به عنوان ابزاری برای فعالیت‌های انسانی و ابزاری اساساً جدید منجر به ظهور روش‌های جدید شده است همچنین اشکال سازمانی آموزش هستند. یک تصویر ساده از یک جدول آزمایشگاهی واقعی: ظروف شیمیایی و سایر ابزارها در نسبت ها و مکان های واقعی به تصویر کشیده می شوند (از پایه ها و نگهدارنده ها استفاده می شود)، مواد رنگی دارند که مطابق با واقعیت است، و سیر واکنش های شیمیایی را می توان به صورت بصری مشاهده کرد. این به کاربر ایده کار در یک آزمایشگاه واقعی را می دهد. یک مثال خوبچنین آزمایشگاهی می تواند برنامه Crocodile Chemistry از شرکت Crocodile Clips Ltd باشد که متخصص در توسعه آزمایشگاه های آموزشی کامپیوتر مجازی است. بخشی از اسکرین شات با ابزارهای شیمیایی در شکل نشان داده شده است. 1.

نقطه ضعف اصلی این رویکرد، ادامه مزیت اصلی آن است - دست سازبا سازها از این نتیجه می شود:

1) عدم امکان تکرار چندین بار آزمایش، تغییر شرایط آزمایشی، بدون تکرار دستی بسیاری از عملیات یکسان؛

2) عدم امکان حفظ توالی عملیات جز با کمک توصیف شفاهی.

3) جایی برای خطا وجود ندارد: اگر یک لوله آزمایش به طور تصادفی ضربه بخورد، محتویات آن به طور جبران ناپذیری از بین می رود، هیچ گونه کنسلی در آزمایشگاه های شیمیایی مجازی شناخته شده وجود ندارد. این ممکن است به عنوان یک مزیت به نظر برسد. با این حال، این به هیچ وجه بر توانایی کار با ابزار واقعی تأثیر نمی گذارد، بلکه فقط تداخل می کند، زیرا از ماهیت فرآیند شبیه سازی شده برای کنترل منحرف می شود. برنامه کامپیوتری. "آزمایشگاه شیمیایی مجازی" شامل یک "سازنده مولکول" است که برای ساخت مدل های سه بعدی آلی و ترکیبات معدنی. استفاده از مدل‌های سه‌بعدی مولکول‌ها و اتم‌ها برای نشان دادن پدیده‌های شیمیایی، درک هر سه سطح بازنمایی دانش شیمیایی را فراهم می‌کند: میکرو، کلان و نمادین (Dori Y. et al., 2001). درک رفتار مواد و جوهر واکنش های شیمیاییزمانی که امکان مشاهده فرآیندها در سطح مولکولی وجود داشته باشد، هوشیارتر می شود. ایده های پیشرو پارادایم آموزش شیمی مدارس مدرن اجرا شده است: ساختار ® خواص ® کاربرد.

Molecule Builder به شما امکان می دهد تصاویر رنگی کنترل شده و پویا از مدل های خط، توپ و چوب و مقیاس مولکول ها ایجاد کنید. Molecule Constructor توانایی تجسم اوربیتال های اتمی و اثرات الکترونیکی را فراهم می کند که به طور قابل توجهی دامنه استفاده از مدل های مولکولی را در آموزش شیمی گسترش می دهد.

ادبیات:

1. Batyshev S.Ya. "آموزش حرفه ای" M. 2003

2. Voskresensky P.I. "تکنیک های آزمایشگاهی" ویرایش. "شیمی" 1970

3. گورویچ یا.ا. "تحلیل شیمیایی" M. " دانشکده تحصیلات تکمیلی” 1989

4. ژورین ع.ا. وظایف و تمرینات شیمی: مواد آموزشیبرای دانش آموزان کلاس 8-9. - م.: انتشارات مدرسه، 2004.

5. Konovalov V.N. "احتیاط های ایمنی هنگام کار در شیمی" M. "Prosveshcheniye" 1987.

6. چیتاوا O.B. «سازمان کاری موسسه آموزشیبرای به روز رسانی محتوا آموزش حرفه ای" M. "Polygraph-S" 2003

7. دایره المعارف برای کودکان. جلد 17. شیمی / فصل. ed.V.A. ولودین، وید. علمی ویرایش آی. لینسون. - M.: آوانتا +، 2003.

8. Yakuba Yu.A. رابطه تئوری و عمل در فرآیند آموزشی م. دبیرستان 1377

وظیفه B3. در آزمایشگاه مدرسه نوسانات آونگ فنری را مطالعه می کنند معانی مختلفجرم آونگ اگر جرم آونگ را افزایش دهید، 3 کمیت چگونه تغییر می کند: دوره نوسانات آن، فرکانس آنها، دوره تغییر آن انرژی بالقوه? برای هر موقعیت در ستون اول، موقعیت مورد نظر را در ستون دوم انتخاب کنید و اعداد انتخاب شده را در جدول زیر حروف مربوطه یادداشت کنید. دوره نوسان. 1). افزایش خواهد یافت. فرکانس نوسان. 2). کاهش خواهد یافت. دوره تغییر انرژی پتانسیل. 3). تغییر نخواهد کرد. الف). ب). IN). A. B. C. مقادیر فیزیکی. کمیت های فیزیکی تغییر آنها. تغییر آنها.

حجم آرشیو با ارائه 422 کیلوبایت است.

ارائه های دیگر "درس "الکترواستاتیک"" - ابریشم با مالش بر روی شیشه برق می شود. ولتاژ. واحد اختلاف پتانسیل انرژی. مدل سازه ای قدرت. الکترواستاتیک. از برقی شدن اجسام چه می دانید؟ فعالیت های ارتباطی تحلیلگران گزارش می دهند. علائم شارژکار تحقیقاتی . بخش الکترودینامیک اصطکاک کاغذ رویماشین های چاپ . کار گروه تئوری. ویژگی های انرژی. مشکلات با پاسخ های چند گزینه ای

"قانون بقا و تبدیل انرژی" - نمونه هایی از استفاده از قانون بقای انرژی. کل انرژی مکانیکی بدن انرژی نه ظاهر می شود و نه ناپدید می شود. بدن به صورت عمودی به سمت بالا پرتاب می شود. سورتمه ای به جرم m با سرعت ثابت به سمت سربالایی کشیده می شود. هدف. دو نوع انرژی مکانیکی وجود دارد. انرژی اگر جسمی آن را دریافت نکرده باشد نمی تواند در بدن ظاهر شود. نمونه هایی از استفاده از قانون بقای انرژی در روستای روسکو. بیانیه ای در مورد عدم امکان ایجاد "ماشین حرکت دائمی".

"موتورهای حرارتی، انواع موتورهای حرارتی" - دستیابی به حداکثر بازده. موتور پیستونی دوار وانکل. توربین انبساط حجمی. نمودار تعادل حرارتی موتورهای احتراق داخلی مدرن. موتورهای احتراق داخلی پیستونی موتورهای پیستونی اتو و دیزل. موتور پره دوار احتراق داخلی. آنچه در موتورهای حرارتی ممکن و غیر ممکن است. موتورهای مدرن انبساط حجمی ناقص. موتورهای توربین گازی با انبساط کامل غیر حجمی.

"انرژی داخلی" درجه 10 - سیستم ترمودینامیکی شامل مقدار زیادیریز ذرات گاز ایده آل یک مدل ساده شده از یک گاز واقعی است. فشار. میانگین انرژی جنبشی یک اتم. دو تعریف از انرژی درونی نمودارهای فرآیند ایزو تفسیر مولکولی جنبشی مفهوم انرژی درونی. انرژی. واحد انرژی ژول است. تکرار کنیم. تغییر در انرژی درونی فرآیند ایزوترمال

"مشکلات در ترمودینامیک" - دما. انرژی درونیگاز بیان. کارایی موتورهای حرارتی گاز ایده آل بالون. وظیفه نمودار وابستگی کارایی فشرده سازی ایزوترمال. سوخت دیزل. موتور حرارتی. مبانی ترمودینامیک گاز. معادله تعادل حرارتی فرمول های پایه دانش. مقدار ماده. موتور حرارتی ایده آل بخار آب مقدار گرما. انرژی درونی. هلیوم. کار گاز.

"مبانی اپتیک" - دوربین. قوانین تجربی جسمی بین کانون و آینه. دو تا از سه اشعه ذکر شده. افزایش خطی تمرکز کردن. آینه های کروی. عمود بر آینه. لنزها به لنزها لنزهای واگرا می گویند. تصویر نقطه S در یک لنز. ضریب شکست خطوط مستقیمی که از مرکز نوری عبور می کنند. پرتویی روی آینه در نقطه N می افتد. آینه تخت. مقادیر. مقدمه. قوانین بازتاب

برنامه کاری دوره فعالیت های فوق برنامه "آزمایشگاه شیمیدان جوان"(کلاس هشتم. 35 ساعت)

نتایج برنامه ریزی شده تسلط بر دوره فعالیت های فوق برنامه

شخصی:

شکل گیری یک جهان بینی کل نگر مطابق با سطح مدرن توسعه علم و عمل اجتماعی.

شکل گیری نگرش مسئولانه نسبت به یادگیری، آمادگی و توانایی برای خودسازی و خودآموزی، ساخت آگاهانه فرد. مسیر آموزشیبا در نظر گرفتن علایق شناختی پایدار؛

شکل گیری صلاحیت ارتباطی در فعالیت های آموزشی، آموزشی، پژوهشی و خلاق.

شکل گیری فرهنگ شناختی و اطلاعاتی، مهارت ها کار مستقلبا وسایل کمک آموزشیکتابها، ابزارهای در دسترس و ابزارهای فنی فناوری اطلاعات؛

شکل گیری پایه های آگاهی زیست محیطی و نیاز به نگرش مسئولانه و دقیق نسبت به سلامتی و محیط زیست.

توسعه آمادگی برای حل مشکلات خلاقانه، توانایی یافتن راه های رفتاری و تعامل مناسب با شرکا در طول فعالیت های آموزشی و فوق برنامه، توانایی ارزیابی موقعیت های مشکل و تصمیم گیری سریع مسئولانه در فعالیت های مختلف تولیدی.

فرا موضوع:

تسلط بر مهارت های کسب مستقل دانش جدید، سازماندهی فعالیت های آموزشی، یافتن وسایل اجرای آن.

توانایی برنامه ریزی راه های دستیابی به اهداف بر اساس تجزیه و تحلیل مستقل از شرایط و ابزار دستیابی به آنها، شناسایی راه های جایگزین برای دستیابی به هدف و انتخاب بیشتر راه موثرانجام بازتاب شناختی در مورد اقدامات برای حل مشکلات آموزشی و شناختی.

توانایی درک یک مسئله، طرح سؤال، طرح فرضیه، تعریف مفاهیم، ​​طبقه بندی، ساختار مواد، انجام آزمایشات، استدلال درباره موضع خود، تدوین نتیجه گیری و نتیجه گیری.

توانایی ارتباط اقدامات خود با نتایج برنامه ریزی شده، نظارت بر فعالیت های خود در فرآیند دستیابی به نتایج، تعیین روش های عمل در چارچوب شرایط و الزامات پیشنهادی، تنظیم اقدامات خود مطابق با وضعیت در حال تغییر.

شکل گیری و توسعه شایستگی در استفاده از ابزارها و ابزارهای فنی فناوری اطلاعات (کامپیوتر و نرم افزار) به عنوان مبنایی ابزاری برای توسعه اقدامات آموزشی جهانی ارتباطی و شناختی؛

توانایی ایجاد، اعمال و تبدیل علائم و نمادها، مدل ها و نمودارها برای حل مشکلات آموزشی و شناختی.

امکان استخراج اطلاعات از منابع مختلف (از جمله رسانه های جمعی، سی دی برای اهداف آموزشی، منابع اینترنتی)، آزادانه از ادبیات مرجع، از جمله در رسانه های الکترونیکی استفاده کنید، با هنجارهای انتخاب اطلاعات و اخلاقیات مطابقت دارد.

توانایی استفاده در عمل از تکنیک های منطقی پایه، روش های مشاهده، مدل سازی، توضیح، حل مسئله، پیش بینی و غیره.

توانایی کار در گروه - همکاری و تعامل موثر بر اساس هماهنگی موقعیت های مختلف در توسعه راه حل کلیدر فعالیت های مشترک؛ به شریک خود گوش دهید، نظر خود را تدوین و استدلال کنید، به درستی از موضع خود دفاع کنید و آن را از موضع شرکا، از جمله در شرایط تضاد منافع، هماهنگ کنید. با در نظر گرفتن منافع و مواضع همه شرکت کنندگان در آن، جستجو و ارزیابی راه های جایگزین برای حل تعارض، به طور سازنده تعارضات را حل کند.

موضوع:

در حوزه شناختی:

• تعاریفی از مفاهیم مورد مطالعه ارائه دهید.
• آزمایشات شیمیایی آزمایشی و مستقل انجام شده را توصیف کنید.
• توصیف و تمایز مواد مورد مطالعه مورد استفاده در زندگی روزمره؛
• طبقه بندی اشیاء و پدیده های مورد مطالعه؛
• نتیجه گیری و نتیجه گیری از مشاهدات؛
• ساختار مواد مورد مطالعه و اطلاعات شیمیایی به دست آمده از منابع دیگر؛
• مواد مورد استفاده در زندگی روزمره را با خیال راحت مدیریت کنید.

در حوزه ارزش مداری:

تجزیه و تحلیل و ارزیابی پیامدهای زیست محیطی فعالیت های خانگی و صنعتی انسانی مرتبط با استفاده از مواد شیمیایی.

در حوزه کار:

انجام یک آزمایش شیمیایی

در زمینه ایمنی جان:

قوانین مربوط به جابجایی ایمن با مواد و تجهیزات آزمایشگاهی را رعایت کنید.

مقدمه. مبانی حمل و نقل ایمن مواد (1 ساعت).اهداف و مقاصد دوره.

بخش 1. در آزمایشگاه تحولات شگفت انگیز (13 ساعت).

کار عملی.1. بدست آوردن صابون با صابون سازی قلیایی چربی ها. 2. تهیه محلول هایی با غلظت معین. 3. رشد کریستال های نمک.

بخش 2. در آزمایشگاه یک محقق جوان (11 ساعت).آزمایش با اشیاء طبیعی (آب، خاک).

کار عملی.4. بررسی خواص آب طبیعی. 5. تعیین سختی آب طبیعی با تیتراسیون. 6. تجزیه و تحلیل خاک. 7. تجزیه و تحلیل پوشش برف.

آزمایش با محصولات غذایی

کار عملی.8. بررسی خواص نوشابه های گازدار. 9. بررسی ترکیب کیفی بستنی. 10. بررسی خواص شکلات. 11. تحقیق در مورد چیپس. 12. بررسی خواص آدامس. 13. تعیین ویتامین C در آب میوه و شهد. 14. بررسی خواص چای سیاه کیسه ای.

بخش 3. در آزمایشگاه خلاق.

رزرو زمان مطالعه - 4 ساعت

متن اثر بدون تصویر و فرمول درج شده است.
نسخه کاملکار در برگه "فایل های کاری" در قالب PDF موجود است

هدف کار:

به دست آوردن یک نانو شی در آزمایشگاه مدرسه و بررسی خواص آن.

وظایف:

اطلاعات را در منابع مختلفدر مورد نانوتکنولوژی و اهداف آن؛

جمع آوری اطلاعات در مورد زمینه های کاربرد این مواد؛

فرومغناطیس ها را در آزمایشگاه مدرسه بدست آورید و خواص آنها را مطالعه کنید.

بر اساس تحقیقات انجام شده نتیجه گیری کنید.

1. مقدمه

در حال حاضر، تعداد کمی از مردم می دانند که فناوری نانو چیست، اگرچه آینده در پس این علم نهفته است. بیش از 100 سال پیش، ماکس پلانک، فیزیکدان معروف، برای اولین بار دریچه ای را به سوی دنیای اتم ها و ذرات بنیادی گشود.

2.1 آنچه در زیر پیشوند "نانو" پنهان شده است

در سال های اخیردر عناوین روزنامه ها و مقالات مجلات، ما به طور فزاینده ای کلماتی را می بینیم که با پیشوند "نانو" شروع می شوند. تقریباً هر روز در رادیو و تلویزیون از چشم انداز توسعه فناوری نانو و اولین نتایج به دست آمده مطلع می شویم. کلمه نانو به چه معناست؟ این از لاتین nanus - "کوتوله" می آید و به معنای واقعی کلمه به اندازه کوچک ذرات اشاره دارد. دانشمندان به پیشوند «نانو» معنای دقیق‌تری داده‌اند، یعنی یک میلیاردم. به عنوان مثال، یک نانومتر یک میلیاردم متر یا 0.0000000001 متر (9-10 متر) است.

2.2 نانوتکنولوژی به عنوان یک علم.

افزایش علاقه محققان به نانو اشیاء ناشی از کشف غیرعادی فیزیکی و خواص شیمیایی، که با تجلی به اصطلاح "اثرات اندازه کوانتومی" همراه است. این تأثیرات ناشی از این واقعیت است که با کاهش اندازه و انتقال از یک جسم ماکروسکوپی به مقیاس چند صد یا چند هزار اتمی، چگالی حالات در ناحیه بیرونی و در نوار رسانش به شدت تغییر می کند که منعکس می شود. در خواص تعیین شده توسط رفتار الکترون ها، در درجه اول مغناطیسی و الکتریکی. چگالی "مستمر" حالاتی که در مقیاس کلان وجود داشت با سطوح جداگانه جایگزین می شود، با فواصل بین آنها بسته به اندازه ذرات. در چنین مقیاس‌هایی، ماده دیگر ویژگی‌های فیزیکی موجود در حالت کلان ماده را نشان نمی‌دهد یا آنها را به شکلی اصلاح‌شده نشان می‌دهد. به دلیل این رفتار وابسته به اندازه خواص فیزیکیو غیر معمول بودن این خواص در مقایسه با خواص اتم ها از یک سو و اجسام ماکروسکوپی از سوی دیگر، نانوذرات در یک ناحیه مجزا و میانی جدا می شوند و اغلب به آنها «اتم های مصنوعی» می گویند.

2.3 تاریخچه توسعه فناوری نانو

1905 آلبرت اینشتین فیزیکدان سوئیسی مقاله ای منتشر کرد که در آن ثابت کرد اندازه یک مولکول قند تقریباً 1 نانومتر است.

1931 فیزیکدانان آلمانی مکس نول و ارنست روسکا یک میکروسکوپ الکترونی ساختند که برای اولین بار امکان مطالعه نانو اجسام را فراهم کرد.

1959 فیزیکدان آمریکایی ریچارد فاینمن برای اولین بار مقاله ای را منتشر کرد که چشم انداز کوچک سازی را ارزیابی می کرد.

1968 آلفرد چو و جان آرتور، کارمندان بخش علمی شرکت آمریکایی بل، توسعه دادند مبانی نظرینانوتکنولوژی در تصفیه سطح

1974 نوریو تانیگوچی، فیزیکدان ژاپنی، کلمه "نانو فناوری" را وارد گردش علمی کرد، که پیشنهاد کرد مکانیسم هایی با اندازه کمتر از یک میکرون نامیده شود. کلمه یونانی "nanos" تقریبا به معنای "پیرمرد" است.

1981 فیزیکدانان آلمانی گرد بیننیگ و هاینریش روهرر میکروسکوپی ساختند که قادر به نمایش اتم های منفرد بود.

1985 فیزیکدانان آمریکایی رابرت کرل، هارولد کروتو و ریچارد اسمایلی فناوری ابداع کرده اند که اندازه گیری دقیق اجسام با قطر یک نانومتر را ممکن می سازد.

1986 فناوری نانو برای عموم مردم شناخته شد. ارک درکسلر آینده پژوه آمریکایی کتابی را منتشر کرد که در آن پیش بینی کرد که فناوری نانو به زودی شروع به توسعه فعال خواهد کرد.

در سال 1959 برنده جایزه نوبلریچارد فاینمن در سخنرانی خود پیش بینی کرد که در آینده، بشریت با یادگیری دستکاری اتم های فردی، قادر به سنتز هر چیزی خواهد بود. در سال 1981، اولین ابزار برای دستکاری اتم ها ظاهر شد - یک میکروسکوپ تونل زنی، که توسط دانشمندان IBM اختراع شد. معلوم شد که با کمک این میکروسکوپ نه تنها می توان اتم های منفرد را "دید"، بلکه آنها را بلند کرد و حرکت داد. این امکان اساسی دستکاری اتم ها را نشان داد، و بنابراین، به طور مستقیم از آنها، مانند آجر، هر چیزی را که می خواهید جمع کرد: هر شی، هر ماده.

نانوتکنولوژی معمولا به سه حوزه تقسیم می شود:

تولید مدارهای الکترونیکیکه عناصر آن از چند اتم تشکیل شده است.

ایجاد نانوماشین ها، یعنی مکانیسم ها و روبات هایی به اندازه یک مولکول.

دستکاری مستقیم اتم ها و مولکول ها و ترکیب آنها در هر چیزی.

در سال 1992، دکتر اریک درکسلر، در سخنرانی در مقابل کمیته کنگره ایالات متحده، تصویری از آینده ای قابل پیش بینی ترسیم کرد که در آن فناوری نانو، جهان ما را متحول خواهد کرد. گرسنگی، بیماری، آلودگی محیط زیست و سایر مشکلات مبرمی که بشریت با آن مواجه است از بین خواهد رفت.

2.4 کاربرد.

در حال حاضر، سیالات مغناطیسی به طور فعال در کشورهای توسعه یافته مورد مطالعه قرار می گیرند: ژاپن، فرانسه، بریتانیای کبیر، اسرائیل. سیالات فرومغناطیسی برای ایجاد دستگاه های آب بندی مایع در اطراف محورهای چرخان در هارد دیسک استفاده می شود. فروفلوئید همچنین در بسیاری از بلندگوهای فرکانس بالا برای حذف گرما از سیم پیچ صدا استفاده می شود.

برنامه های کاربردی فعلی:

حفاظت حرارتی؛

حفاظت نوری (نور مرئی و اشعه ماوراء بنفش)؛

جوهر چاپگر؛

رسانه برای ضبط اطلاعات

چشم انداز برای 3-5 سال:

انتقال هدفمند دارو؛

ژن درمانی؛

مواد نانوکامپوزیت برای صنعت خودرو؛

مواد نانوکامپوزیت سبک و ضد خوردگی؛

فناوری نانو برای تولید محصولات غذایی، لوازم آرایشی و بهداشتی و سایر لوازم خانگی.

بلند مدت:

کاربرد فناوری نانو در صنایع انرژی و سوخت

نانوتکنولوژی محصولات حفاظت از محیط زیست؛

استفاده از فناوری نانو برای ساخت پروتزها و اندام های مصنوعی؛

استفاده از نانوذرات در حسگرهای یکپارچه با اندازه نانو؛

نانوتکنولوژی در تحقیقات فضایی

سنتز نانومواد در محیط های غیرآبی مایع؛

استفاده از نانوذرات برای تمیز کردن و ضد عفونی کردن

3. بخش عملی

3.1 آزمایش آزمایشگاهی شماره 1

تهیه نانو ذرات نقره

10 میلی لیتر آب مقطر در یک فلاسک مخروطی ریخته شد و 1 میلی لیتر محلول نیترات نقره 0.1 مولار و یک قطره محلول تانن 1 درصد به آن اضافه شد (به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کند). محلول را به جوش آورده و محلول کربنات سدیم 1 درصد را قطره قطره با هم زدن به آن اضافه کنید. یک محلول نقره کلوئیدی به رنگ زرد نارنجی تشکیل می شود.

معادله واکنش: FeCl 3 + K 4 Fe(CN) 6 K 3 Fe(CN) 6 +KCl.

3.2 آزمایش آزمایشگاهی شماره 2

تهیه نانوذرات آبی پروس.

10 میلی لیتر آب مقطر داخل فلاسک ریخته شد و 3 میلی لیتر محلول 1 درصد نمک خون زرد و 1 میلی لیتر محلول 5 درصد کلرید آهن (III) به آن اضافه شد. رسوب آبی حاصل فیلتر شد. بخشی از آن را به یک لیوان با آب مقطر منتقل کردند، 1 میلی لیتر محلول اسید اگزالیک 0.5 درصد به آن اضافه کردند و سوسپانسیون را با میله شیشه ای هم زدند تا رسوب کاملا حل شود. یک سل آبی روشن حاوی نانوذرات آبی پروس تشکیل می شود.

3.3 آزمایش آزمایشگاهی شماره 3

بیایید FMF را در آزمایشگاه دریافت کنیم.

ما روغن (آفتابگردان) و همچنین تونر برای چاپگر لیزری (ماده ای به شکل پودر) گرفتیم. هر دو ماده را به غلظت خامه ترش مخلوط کنید.

برای اینکه اثر حداکثری داشته باشد، مخلوط حاصل را حدود نیم ساعت در حمام آب گرم کنید و فراموش نکنید که آن را هم بزنید.

هر تونر دارای خاصیت مغناطیسی قوی نیست، اما فقط تونرهای دو جزئی - آنهایی که حاوی توسعه دهنده هستند. این بدان معنی است که شما باید بهترین کیفیت را انتخاب کنید.

3.4 برهمکنش سیال مغناطیسی با میدان مغناطیسی.

سیال مغناطیسی با میدان مغناطیسی به روش زیر تعامل می کند: اگر آهنربا را از کنار بیاورید، سیال به دیواره می رود و می تواند تا جایی که دوست دارید از پشت آهنربا بلند شود. با تغییر جهت حرکت سیال مغناطیسی می توانید الگویی روی دیواره رگ ایجاد کنید. حرکت یک سیال مغناطیسی در یک میدان مغناطیسی را می توان روی یک لام شیشه ای نیز مشاهده کرد. سیال مغناطیسی ریخته شده در ظرف پتری با وارد کردن آهنربا به طرز محسوسی متورم شد، اما با میخچه پوشانده نشد. ما توانستیم آن را فقط با سیال مغناطیسی آماده MF-01 (سازنده: NPO Santon LLC) تولید کنیم. برای این کار، آنها یک لایه نازک مایع مغناطیسی را در ظرف پتری ریختند و یک آهنربا و سپس چندین آهنربا به آن آوردند. این مایع شکل خود را تغییر می دهد و با "میخچه" که یادآور خارهای جوجه تیغی است پوشیده می شود.

3.5 اثر تیندال

کمی مایع مغناطیسی به آب مقطر اضافه کنید و محلول را کاملا مخلوط کنید. یک پرتو نور از یک نشانگر لیزری از یک لیوان با آب مقطر و از یک لیوان با محلول حاصل عبور داده شد. پرتو لیزر بدون برجای گذاشتن اثری از آب می گذرد و در محلولی از سیال مغناطیسی مسیر نورانی به جا می گذارد. اساس پیدایش مخروط تیندال پراکندگی نور توسط ذرات کلوئیدی است. در این موردذرات مگنتیت اگر اندازه ذره کمتر از نیم طول موج نور فرودی باشد، پراکندگی پراش نور مشاهده می شود. نور در اطراف ذرات خم می شود و به شکل امواجی که در همه جهات واگرا هستند پراکنده می شود. در سیستم های کلوئیدی، اندازه ذرات فاز پراکنده 10-9 - 10-7 متر است، یعنی. در محدوده ای از نانومتر تا کسری از میکرومتر قرار دارد. این ناحیه بزرگتر از اندازه یک مولکول کوچک معمولی است، اما کوچکتر از اندازه جسم قابل مشاهده در یک میکروسکوپ نوری معمولی است.

3.6 ساخت کاغذ "مغناطیسی".

تکه های کاغذ صافی را برداشتیم و در مایع مغناطیسی خیس کردیم و خشک کردیم. نانوذرات فاز مغناطیسی، با پر کردن منافذ کاغذ، خواص مغناطیسی ضعیفی به آن دادند - کاغذ مستقیماً به آهنربا جذب می شود. ما موفق شدیم از یک آهنربا برای بیرون کشیدن یک مجسمه ساخته شده از کاغذ "مغناطیسی" از یک لیوان از طریق شیشه استفاده کنیم.

3.7 مطالعه رفتار سیال مغناطیسی در اتانول

اتیل الکل اضافه شد مقدار کمسیال مغناطیسی که به دست آوردیم کاملا مخلوط شده است. نرخ ته نشینی ذرات مگنتیت مشاهده شد. ذرات مگنتیت در عرض 2-3 دقیقه در بیرون ته نشین شدند میدان مغناطیسی. مگنتیت وقتی در اتانول رسوب می‌کند رفتار جالبی دارد - به شکل لخته‌ای به دنبال آهنربا حرکت می‌کند و هیچ علامتی روی دیواره لوله آزمایش باقی نمی‌گذارد. اگر در این موقعیت رها شود، آن را برای مدت طولانی خارج از میدان مغناطیسی حفظ می کند.

3.8 آزمایش هایی در مورد حذف آلاینده ها از روغن موتور از سطح آب

مقدار کمی روغن ماشین داخل آب ریخته شد، سپس مقدار کمی مایع مغناطیسی به آن اضافه شد. پس از مخلوط کردن کامل، مخلوط اجازه داده شد تا ته نشین شود. سیال مغناطیسی در روغن ماشین حل شده است. تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی، یک فیلم از روغن ماشین با یک سیال مغناطیسی حل شده در آن شروع به کشیدن به سمت آهنربا می کند. سطح آب به تدریج پاک می شود.

3.9 مقایسه خواص روانکاری روغن ماشین و مخلوطی از روغن ماشین و سیال مغناطیسی

روغن ماشین و مخلوطی از روغن ماشین و سیال مغناطیسی را در ظروف پتری قرار دادیم. در هر فنجان یک آهنربای دائمی قرار داده شد.

با کج کردن فنجان ها آهن رباها را به حرکت درآورده و سرعت حرکت آنها را مشاهده کردیم. در یک فنجان با سیال مغناطیسی، آهنربا تا حدودی راحت تر و سریعتر از فنجان با روغن ماشین حرکت می کرد. به نانوذراتی که بیش از 1000 اتم نداشته باشند، خوشه می گویند. خواص چنین ذرات به طور قابل توجهی با خواص یک کریستال که حاوی تعداد زیادی اتم است متفاوت است. این با نقش ویژه سطح توضیح داده می شود، زیرا واکنش های شامل جامدات نه در حجم، بلکه در سطح رخ می دهد.

4. نتیجه گیری

سیال مغناطیسی (سیال فرومغناطیسی، فروسیال) یک سیستم کلوئیدی پایدار متشکل از ذرات فرومغناطیسی به اندازه نانومتر است که در یک سیال حامل معلق هستند که معمولا حلال آلییا آب خواص مایع فرومغناطیسی شبیه "فلز مایع" است - به یک میدان مغناطیسی واکنش نشان می دهد و به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود. بنابراین، با مطالعه خواص سیال فرومغناطیسی، توانستیم نانو اشیا را در آزمایشگاه مدرسه به دست آوریم.

5. مراجع

Brook E. T.، Fertman V. E. "Hedgehog" در یک لیوان. مواد مغناطیسی: از جامد به مایع. مینسک، مدرسه عالی، 1983.

Shtansky D.V., Levashov E.A. فیلم های نازک چند جزئی نانوساختار: مشکلات و راه حل ها. Izv. دانشگاه ها متالورژی غیر آهنی شماره 3، 52 (2001).

http://teslacoil.ru/himiya/ferroflyuid/

http://khd2.narod.ru/technol/magliq.htm.

http://nanoarea.ru/index.php/dispersia-pokritia/140-obzor-primenenii

http://dic.academic.ru

http://magneticliquid.narod.ru/applications/011.htm

http://khd2.narod.ru/technol/magliq.htm

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ferrofluid_Magnet_under_glass_edit.jpg?uselang=fa

6. کاربرد

6. عکس از آزمایش