Задание В3. Рабочая программа курса внеурочной деятельности "Лаборатория юного химика" рабочая программа по химии (8 класс) на тему В школьной лаборатории изучают колебания пружинного

Рабочая программа курса внеурочной деятельности "Лаборатория юного химика"(8 класс. 35 ч)

Планируемые результаты освоения курса внеурочной деятельности

Личностные:

Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики;

Формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию, осознанному построению индивидуальной образовательной траектории с учетом устойчивых познавательных интересов;

Формирование коммуникативной компетентности в образовательной, учебно-исследовательской и творческой деятельности;

Формирование познавательной и информационной культуры, навыков самостоятельной работы с учебными пособиями, книгами, доступными инструментами и техническими средствами информационных технологий;

Формирование основ экологического сознания и необходимости ответственного, бережного отношения к своему здоровью и окружающей среде;

Развитие готовности к решению творческих задач, умения находить адекватные способы поведения и взаимодействия с партнерами во время учебной и внеучебной деятельности, способности оценивать проблемные ситуации и оперативно принимать ответственные решения в различных продуктивных видах деятельности.

Метапредметные:

Овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, организации учебной деятельности, поиска средств её осуществления;

Умение планировать пути достижения целей на основе самостоятельного анализа условий и средств их достижения, выделять альтернативные способы достижения цели и выбирать наиболее эффективный способ, осуществлять познавательную рефлексию в отношении действий по решению учебных и познавательных задач;

Умение понимать проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезу, давать определение понятиям, классифицировать, структурировать материал, проводить эксперименты, аргументировать собственную позицию, формулировать выводы и заключения;

Умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией;

Формирование и развитие компетентности в области использования инструментов и технических средств информационных технологий (компьютеров и программного обеспечения) как инструментально основы развития коммуникативных и познавательных универсальных учебных действий;

Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач;

Умение извлекать информацию из различных источников (включая средства массовой информации, компакт-диски учебного назначения, ресурсы Интернета), свободно пользоваться справочной литературой, в том числе и на электронных носителях, соблюдать нормы информационной избирательности, этики;

Умение на практике пользоваться основными логическими приемами, методами наблюдения, моделирования, объяснения, решения проблем, прогнозирования и др.;

Умение работать в группе – эффективно сотрудничать и взаимодействовать на основе координации различных позиций при выработке общего решения в совместной деятельности; слушать партнера, формулировать и аргументировать свое мнение, корректно отстаивать свою позицию и координировать ее с позиции партнеров, в том числе в ситуации столкновения интересов; продуктивно разрешать конфликты на основе учета интересов и позиций всех его участников, поиска и оценки альтернативных способов разрешения конфликтов.

Предметные:

В познавательной сфере:

• давать определения изученных понятий;
• описывать демонстрационные и самостоятельно проведенные химические эксперименты;
• описывать и различать изученные вещества, применяемые в повседневной жизни;
• классифицировать изученные объекты и явления;
• делать выводы и умозаключения из наблюдений;
• структурировать изученный материал и химическую информацию, полученную из других источников;
• безопасно обращаться веществами, применяемыми в повседневной жизни.

В ценностно - ориентационной сфере:

анализировать и оценивать последствия для окружающей среды бытовой и производственной деятельности человека, связанной с использованием химических веществ.

В трудовой сфере:

проводить химический эксперимент.

В сфере безопасности жизнедеятельности:

соблюдать правила безопасного обращения с веществами и лабораторным оборудованием .

Введение. Основы безопасного обращения с веществами (1 ч). Цели и задачи курса.

Раздел 1. В лаборатории удивительных превращений (13 ч).

Практические работы. 1. Получение мыла щелочным омылением жиров. 2. Приготовление растворов определённой концентрации. 3. Выращивание кристаллов солей.

Раздел 2. В лаборатории юного исследователя (11 ч). Опыты с природными объектами (вода, почва).

Практические работы. 4. Исследование свойств природной воды. 5. Определение жёсткости природной воды методом титрования. 6. Анализ почвы. 7. Анализ снежного покрова.

Опыты с пищевыми продуктами.

Практические работы. 8. Исследование свойств газированных напитков. 9. Исследование качественного состава мороженного. 10. Исследование свойств шоколада. 11. Исследование чипсов. 12. Исследование свойств жевательной резинки. 13. Определение витамина С в фруктовых соках и нектарах. 14. Исследование свойств пакетированного чёрного чая.

Раздел 3. В творческой лаборатории.

Резерв учебного времени - 4 ч

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Цель работы:

Получение нанообъекта в школьной лаборатории и исследование его свойств.

Задачи:

Найти информацию в различных источниках о нанотехнологии, ее объектах;

Собрать информацию об областях применения этих веществ;

Получить ферромагнетики в школьной лаборатории, исследовать их свойства;

Сделать выводы по проведенным исследованиям.

1. Введение

В настоящее время немногие знают, что такое нанотехнология, хотя за этой наукой стоит будущее. Более 100 лет назад знаменитый физик Макс Планк впервые приоткрыл дверь в мир атомов и элементарных частиц.Его квантовая теория позволила предположить, что эта сфера подчинена новым, удивительным законам.

2.1 Что скрывается под приставкой «нано»

В последние годы в заголовках газет и журнальных статьях мы всё чаще встречаем слова, начинающиеся с приставки «нано». По радио и телевидению практически ежедневно нам сообщают о перспективах развития нанотехнологий и первых полученных результатах. Что же означает слово «нано»? Оно происходит от латинского nanus - «карлик» и буквально указывает на малый размер частиц. В приставку «нано» учёные вложили более точный смысл, а именно одна миллиардная часть. Например, один нанометр - это одна миллиардная часть метра, или 0,0000000001м (10 -9 м)

2.2 Нанотехгология как наука.

Повышенный интерес исследователей к нанообъектам вызван обнаружением у них необычных физических и химических свойств, что связано с проявлением так называемых «квантовых размерных эффектов». Эти эффекты вызваны тем, что с уменьшением размера и переходом от макроскопического тела к масштабам нескольких сот или нескольких тысяч атомов, плотность состояний во внешней зоне и в зоне проводимости резко изменяется, что отражается на свойствах обусловленных поведением электронов, в первую очередь магнитных и электрических. Имевшаяся в макромасштабе «непрерывная» плотность состояний заменяется на отдельные уровни, с расстояниями между ними, зависимыми от размеров частиц. В таких масштабах материал перестает демонстрировать физические свойства присущие макросостоянию вещества или проявляет их в измененном виде. Благодаря такому размерно-зависимому поведению физических свойств и не типичности этих свойств по сравнению со свойствами атомов с одной стороны, и макроскопических тел с другой, наночастицы выделяют в отдельную, промежуточную область, и нередко называют «искусственными атомами»

2.3 История развития нанотехнологий

1905 год. Швейцарский физик Альберт Эйнштейн опубликовал работу, в которой доказывал, что размер молекулы сахара составляет примерно 1 нанометр.

1931 год. Немецкие физики Макс Кнолл и Эрнст Руска создали электронный микроскоп, который впервые позволил исследовать нанообъекты.

1959 год. Американский физик Ричард Фейнман впервые опубликовал работу, в которой оценивались перспективы миниатюризации.

1968 год. Альфред Чо и Джон Артур, сотрудники научного подразделения американской компании Bell, разработали теоретические основы нанотехнологии при обработке поверхностей.

1974 год. Японский физик Норио Танигучи ввел в научный оборот слово "нанотехнологии", которым предложил называть механизмы, размером менее одного микрона. Греческое слово "нанос" означает примерно "старичок".

1981 год. Германские физики Герд Бинниг и Генрих Рорер создали микроскоп, способный показывать отдельные атомы.

1985 год. Американский физики Роберт Керл, Хэрольд Крото и Ричард Смэйли создали технологию, позволяющую точно измерять предметы, диаметром в один нанометр.

1986 год. Нанотехнология стала известна широкой публике. Американский футуролог Эрк Дрекслер опубликовал книгу, в которой предсказывал, что нанотехнология в скором времени начнет активно развиваться.

В 1959 году нобелевский лауреат Ричард Фейнман в своём выступлении предсказал, что в будущем, научившись манипулировать отдельными атомами, человечество сможет синтезировать все, что угодно. В 1981 году появился первый инструмент для манипуляции атомами — туннельный микроскоп, изобретённый учеными из IBM. Оказалось, что с помощью этого микроскопа можно не только «видеть» отдельные атомы, но и поднимать и перемещать их. Этим была продемонстрирована принципиальная возможность манипулировать атомами, а стало быть, непосредственно собирать из них, словно из кирпичиков, все, что угодно: любой предмет, любое вещество.

Нанотехнологии обычно делят на три направления:

изготовление электронных схем, элементы которых состоят из нескольких атомов;

создание наномашин, то есть механизмов и роботов размером с молекулу;

непосредственная манипуляция атомами и молекулами и сборка из них чего угодно.

В 1992 году, выступая перед комиссией Конгресса США, доктор Эрик Дрекслер нарисовал картину обозримого будущего, когда нанотехнологии преобразят наш мир. Будут ликвидированы голод, болезни, загрязнение окружающей среды и другие насущные проблемы, стоящие перед человечеством.

2.4 Применение.

В настоящее время магнитные жидкости активно изучают в развитых странах: Японии, Франции, Великобритании, Израиле. Ферромагнитные жидкости используются для создания жидких уплотнительных устройств вокруг вращающихся осей в жёстких дисках. Ферромагнитная жидкость также используется во многих динамиках для высоких частот, для отвода тепла от звуковой катушки.

Текущие применения:

Термозащита;

Оптическая защита (видимый свет и УФ-излучение);

Чернила для принтеров;

Носители для записи информации.

Перспектива на 3—5 лет:

Направленный перенос лекарственных препаратов;

Генная терапия;

Нанокомпозиционные материалы для автомобильной промышленности;

Легкие и противокоррозионные нанокомпозиционные материалы;

Нанотехнология для производства пищевых продуктов, косметики и других предметов быта.

Долгосрочная перспектива:

Применение нанотехнологии в энергетике и топливной промышленности;

Нанотехнология средств защиты окружающей среды;

Использование нанотехнологии для изготовления протезов и искусственных органов;

Использование наночастиц в интегральных наноразмерных датчиках;

Нанотехнология в космических исследованиях;

Синтез наноматериалов в жидких неводных средах;

Использование наночастиц для очистки и обеззараживания.

3. Практическая часть

3.1 Лабораторный опыт №1

Получение наночастиц серебра.

В коническую колбу налили 10мл дистиллированной воды, добавив 1мл 0,1 М раствора нитрата серебра и одну каплю 1%-го раствора танина (он выступает в роли восстановителя). Нагрели раствор до кипения и добавили к нему по каплям при перемешивании 1%-й раствор карбоната натрия. Образуется коллоидный раствор серебра оранжево-жёлтой окраски.

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

3.2 Лабораторный опыт №2

Получение наночастиц берлинской лазури.

Налили в колбу 10мл дистиллированной воды и добавили в нее 3мл 1%-го раствора желтой кровяной соли и 1мл 5%-го раствора хлорида железа(III). Выделившийся синий осадок отфильтровали. Часть его перенесли в стакан с дистиллированной водой, добавили в него 1мл 0,5%-го раствора щавельной кислоты и перемешали взвесь стеклянной палочкой до полного растворения осадка. Образуется ярко синий золь, содержащий наночастицы берлинской лазури.

3.3 Лабораторный опыт №3

Получим ФМЖ в лаборатории.

Взяли масло (подсолнечное), а также тонер для лазерного принтера (субстанция в виде порошка). Смешали оба ингредиента до консистенции сметаны.

Для того чтобы эффект был максимальным, нагрели получившуюся смесь на водяной бане в течение приблизительно получаса, не забывая при этом её помешивать.

Сильным намагничиванием обладает далеко не каждый тонер, а только двухкомпонентный - содержащий в составе девелопер. Значит нужно выбирать наиболее качественный.

3.4 Взаимодействие магнитной жидкости с магнитным полем.

Магнитная жидкость взаимодействует с магнитным полем следующим образом: если поднести магнит сбоку, то жидкость полезет на стенку и может подняться за магнитом как угодно высоко. Меняя направление движения магнитной жидкости, можно создать рисунок на стенке сосуда. Движение магнитной жидкости в магнитном поле можно наблюдать и на предметном стекле. Магнитная жидкость, налитая в чашку Петри, заметно вспучивалась при поднесении магнита, но не покрывалась шипами. Нам удалось воспроизвести только с готовой магнитной жидкостью МФ-01(производитель - ООО«НПО «Сантон»). Для этого налили магнитную жидкость тонким слоем в чашку Петри и поднесли к ней один магнит, затем несколько магнитов. Жидкость меняет свою форму, покрываясь «шипами», напоминающими колючки ежа.

3.5 Эффект Тиндаля

Добавили в дистиллированную воду немного магнитной жидкости и тщательно перемешали раствор. Пропустили через стакан с дистиллированной водой и через стакан с полученным раствором луч света от лазерной указки. Лазерный луч проходит через воду, не оставляя следа, а в растворе магнитной жидкости оставляет светящуюся дорожку. Основа появления конуса Тиндаля - рассеяние света коллоидными частицами, в данном случае частицами магнетита. Если размер частицы меньше длины полуволны падающего света, то наблюдается дифракционное рассеяние света. Свет огибает частицы и рассеивается в виде волн, расходящихся во все стороны. В коллоидных системах размер частиц дисперсной фазы составляет10-9 - 10-7 м, т.е. лежит в интервале от нанометров до долей микрометров. Эта область превосходит размер типичной малой молекулы, но меньше размера объекта, видимого в обычном оптическом микроскопе.

3.6 Изготовление «магнитной» бумаги

Взяли кусочки фильтровальной бумаги, пропитали их магнитной жидкостью и высушили. Наночастицы магнитной фазы, заполнив поры бумаги, придали ей слабые магнитные свойства - бумага непосредственно притягивается к магниту. Нам удалось с помощью магнита вытащить из стакана через стекло фигурку, изготовленную из «магнитной» бумаги.

3.7 Исследование поведения магнитной жидкости в этаноле

В этиловый спирт добавили небольшое количество полученной нами магнитной жидкости. Тщательно перемешали. Наблюдали за скоростью оседания частиц магнетита. Частицы магнетита осели за 2-3 минуты вне магнитного поля. Интересно ведет себя магнетит, осевший в этаноле - он компактно в виде сгустка перемещается вслед за магнитом, не оставляя следа на стенке пробирки. Оставленный в таком положении, он сохраняет его в течение длительного времени вне магнитного поля.

3.8 Опыты по удалению с поверхности воды загрязнений из машинного масла

В воду налили немного машинного масла, затем добавили небольшое количество магнитной жидкости. После тщательного перемешивания дали смеси отстояться. Магнитная жидкость растворилась в машинном масле. Под действием магнитного поля пленка из машинного масла с растворенной в нем магнитной жидкостью начинает стягиваться к магниту. Поверхность воды постепенно очищается.

3.9 Сравнение смазочных свойств машинного масла и смеси машинного масла с магнитной жидкостью

Поместили в чашки Петри машинное масло и смесь машинного масла с магнитной жидкостью. Поместили в каждую чашку постоянный магнит.

Наклоняя чашки, перемещали магниты и наблюдали за скоростью их перемещения. В чашке с магнитной жидкостью магнит перемещался несколько легче и быстрее, чем в чашке с машинным маслом. Отдельные наночастицы, содержащие не более 1000 атомов, называют кластерами. Свойства таких частиц значительно отличаются от свойств кристалла, в котором содержится огромное количество атомов. Это объясняется особой ролью поверхности, ведь реакции с участием твердых тел происходят не в объёме, а на поверхности.

4. Вывод

Магнитная жидкость (ферромагни́тная жи́дкость, феррофлюид) представляет собой устойчивую коллоидную систему, состоящую из ферромагнитных частиц нанометровых размеров, находящихся во взвешенном состоянии в несущей жидкости, в качестве которой обычно выступает органический растворитель или вода. По свойства ферромагнитная жидкость напоминает «жидкий металл» - реагирует на магнитное поле и находит широкое применение во многих отраслях. Таким образом, изучив свойства ферромагнитной жидкости нам удалось получить нанообъекты в школьной лаборатории.

5. Список литературы

Брук Э. Т., Фертман В. Е. «Ёж» в стакане. Магнитные материалы: от твёрдого тела к жидкости. Минск, Вышейшая школа, 1983.

Штанский Д. В., Левашов Е. А. Многокомпонентные наноструктурные тонкие пленки: проблемы и решения. Изв. ВУЗов. Цветная металлургия № 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=ru

6.Приложение

6. Фото с экспериментов

Задание В3. В школьной лаборатории изучают колебания пружинного маятника при различных значениях массы маятника. Если увеличить массу маятника, то как изменятся 3 величины: период его колебаний, их частота, период изменения его потенциальной энергии? К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Период колебаний. 1). Увеличится. Частота колебаний. 2). Уменьшится. Период изменения потенциальной энергии. 3). Не изменится. А). Б). В). А. Б. В. Физические величины. Физические величины. Их изменение. Их изменение.

Физика 10 класс

«Урок «Электростатика»» - Шелк при трении о стекло электризуется. Напряжение. Единица разности потенциалов. Энергия. Структурная модель. Сила. Электростатика. Что вы знаете о электризации тел. Коммуникативная деятельность. Отчет отдела аналитиков. Знаки зарядов. Исследовательская работа. Раздел электродинамики. Трение бумаги о печатные станки. Работа отдела теоретиков. Энергетическая характеристика электрического поля. Задачи с выбором ответа.

«Закон сохранения и превращения энергии» - Примеры применения закона сохранения энергии. Полная механическая энергия тела. Энергия не возникает и не исчезает. Тело брошено вертикально вверх. Санки массой m тянут в гору с постоянной скоростью. Цель. Существует два вида механической энергии. Энергия не может появиться у тела, если оно не получило её. Примеры применения закона сохранения энергии в селе Русском. Утверждение о невозможности создания «вечного двигателя».

«Тепловые двигатели, виды тепловых двигателей» - Достижение максимального КПД. Роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Турбина объёмного расширения. Диаграмма теплового баланса современных ДВС. Поршневые ДВС. Поршневые двигатели Отто и Дизеля. Роторно-лопастной двигатель внутреннего сгорания. Что возможно и невозможно в тепловых двигателях. Современные двигатели неполного объёмного расширения. Газотурбинные двигатели полного необъёмного расширения.

««Внутренняя энергия» 10 класс» - Термодинамическая система состоит из большого количества микрочастиц. Идеальный газ - это упрощенная модель реального газа. Давление. Средняя кинетическая энергия одного атома. Два определения внутренней энергии. Графики изопроцессов. Молекулярно-кинетическое толкование понятия внутренней энергии. Энергия. Единицей измерения энергии является Джоуль. Повторим. Изменение внутренней энергии. Изотермический процесс.

«Задачи по термодинамике» - Температура. Внутренняя энергия газа. Выражение. КПД тепловых двигателей. Идеальный газ. Аэростат. Задача. График зависимости. КПД. Изотермическое сжатие. Дизельное топливо. Тепловой двигатель. Основы термодинамики. Газ. Уравнение теплового баланса. Основные формулы. Знания. Количество вещества. Идеальная тепловая машина. Водяной пар. Количество теплоты. Внутренняя энергия. Гелий. Работа газа.

«Основы оптики» - Фотоаппарат. Экспериментальные законы. Предмет между фокусом и зеркалом. Два из трех перечисленных лучей. Линейное увеличение. Наводка на резкость. Сферические зеркала. Перпендикуляр к зеркалу. Линзы. Линзы называются рассеивающими. Изображение точки S в линзе. Показатели преломления. Прямые, проходящие через оптический центр. На зеркало в точку N падает луч. Плоское зеркало. Величины. Введение. Законы отражения.