Jeśli zwiększysz masę wahadła, jak to się zmieni. Zadanie B3. Nanotechnologia jako nauka

Tekst pracy jest umieszczony bez obrazów i wzorów.
Pełna wersja pracy dostępna jest w zakładce „Pliki pracy” w formacie PDF

Cel:

Uzyskanie nanoobiektu w szkolnym laboratorium i zbadanie jego właściwości.

Zadania:

Znajdź informacje w różnych źródłach na temat nanotechnologii i jej obiektów;

Zbierz informacje o zastosowaniach tych substancji;

Zdobądź ferromagnetyki w szkolnym laboratorium, poznaj ich właściwości;

Wyciągnij wnioski z badań.

1. Wstęp

Obecnie niewiele osób wie, czym jest nanotechnologia, chociaż za tą nauką kryje się przyszłość. Ponad 100 lat temu słynny fizyk Max Planck po raz pierwszy otworzył drzwi do świata atomów i cząstek elementarnych, a jego teoria kwantowa sugerowała, że ​​sfera ta podlega nowym, niesamowitym prawom.

2.1 Co kryje się pod przedrostkiem „nano”

W ostatnich latach w nagłówkach artykułów prasowych i magazynów coraz częściej spotykamy słowa rozpoczynające się przedrostkiem „nano”. W radiu i telewizji niemal codziennie dowiadujemy się o perspektywach rozwoju nanotechnologii i pierwszych uzyskanych wynikach. Co oznacza słowo „nano”? Pochodzi od łacińskiego nanus – „karła” i dosłownie odnosi się do niewielkich rozmiarów cząstek. W przedrostku „nano” naukowcy umieścili bardziej precyzyjne znaczenie, a mianowicie jedną miliardową część. Na przykład jeden nanometr to jedna miliardowa część metra, czyli 0,000000001m (10 -9 m)

2.2 Nanotechnologia jako nauka.

Wzrost zainteresowania badaczy nanoobiektami jest spowodowany odkryciem w nich niezwykłych właściwości fizycznych i chemicznych, co wiąże się z manifestacją tzw. „efektów wielkości kwantowej”. Efekty te spowodowane są tym, że wraz ze spadkiem wielkości i przejściem od ciała makroskopowego do skali kilkuset lub kilku tysięcy atomów, gęstość stanów w strefie zewnętrznej i w paśmie przewodnictwa zmienia się dramatycznie, co znajduje odzwierciedlenie we właściwościach wynikających z zachowania elektronów, głównie magnetycznych i elektrycznych. „Ciągła” gęstość stanów, które istniały w makroskali, zostaje zastąpiona przez poszczególne poziomy, a odległości między nimi zależą od wielkości cząstek. W takiej skali materiał przestaje wykazywać właściwości fizyczne tkwiące w makrostanie materii lub wykazuje je w zmienionej formie. Ze względu na takie zależne od wielkości zachowanie właściwości fizycznych i nietypowość tych właściwości w porównaniu z właściwościami atomów z jednej strony i ciał makroskopowych z drugiej, nanocząstki są izolowane w odrębny, pośredni obszar i są często nazywane „sztucznymi atomami”

2.3 Historia rozwoju nanotechnologii

1905 Szwajcarski fizyk Albert Einstein opublikował artykuł, w którym udowodnił, że wielkość cząsteczki cukru wynosi około 1 nanometra.

1931 Niemieccy fizycy Max Knoll i Ernst Ruska stworzyli mikroskop elektronowy, który po raz pierwszy umożliwił badanie nanoobiektów.

1959 Amerykański fizyk Richard Feynman jako pierwszy opublikował artykuł oceniający perspektywy miniaturyzacji.

1968 Alfred Cho i John Arthur, pracownicy działu naukowego amerykańskiej firmy Bell, opracowali teoretyczne podstawy nanotechnologii w obróbce powierzchni.

1974 Japoński fizyk Norio Taniguchi ukuł termin „nanotechnologia” w odniesieniu do mechanizmów mniejszych niż jeden mikron. Greckie słowo „nanos” oznacza z grubsza „stary człowiek”.

1981 Niemieccy fizycy Gerd Binnig i Heinrich Rohrer stworzyli mikroskop zdolny do pokazywania pojedynczych atomów.

1985 Amerykańscy fizycy Robert Curl, Harold Kroto i Richard Smaley stworzyli technologię, która pozwala dokładnie mierzyć obiekty o średnicy jednego nanometra.

1986 Nanotechnologia stała się znana opinii publicznej. Amerykański futurysta Erk Drexler opublikował książkę, w której przewidział, że nanotechnologia wkrótce zacznie się szybko rozwijać.

W 1959 roku laureat Nagrody Nobla Richard Feynman przewidział w swoim przemówieniu, że w przyszłości, nauczywszy się manipulować pojedynczymi atomami, ludzkość będzie w stanie zsyntetyzować wszystko. W 1981 roku pojawiło się pierwsze narzędzie do manipulowania atomami – mikroskop tunelowy, wynaleziony przez naukowców z IBM. Okazało się, że za pomocą tego mikroskopu można nie tylko „zobaczyć” poszczególne atomy, ale także je unieść i przesunąć. To pokazało fundamentalną możliwość manipulowania atomami, a więc bezpośredniego składania z nich czegokolwiek, jak z cegieł, czegokolwiek: dowolnego przedmiotu, dowolnej substancji.

Nanotechnologia jest zwykle podzielona na trzy obszary:

produkcja obwodów elektronicznych, których elementy składają się z kilku atomów;

tworzenie nanomaszyn, czyli mechanizmów i robotów wielkości cząsteczki;

bezpośrednia manipulacja atomami i cząsteczkami oraz łączenie ich w cokolwiek.

W 1992 roku, przemawiając przed komisją Kongresu USA, dr Eric Drexler nakreślił obraz dającej się przewidzieć przyszłości, kiedy nanotechnologia zmieni nasz świat. Głód, choroby, zanieczyszczenie środowiska i inne palące problemy, przed którymi stoi ludzkość, zostaną wyeliminowane.

2.4 Aplikacja.

Obecnie płyny magnetyczne są aktywnie badane w krajach rozwiniętych: Japonii, Francji, Wielkiej Brytanii i Izraelu. Ferrofluidy są używane do tworzenia płynnych urządzeń uszczelniających wokół osi obrotowych w dyskach twardych. Ferrofluid jest również stosowany w wielu głośnikach wysokotonowych do odprowadzania ciepła z cewki drgającej.

Aktualne aplikacje:

Ochrona termiczna;

Ochrona optyczna (światło widzialne i promieniowanie UV);

Atrament do drukarek;

Nośniki do nagrywania informacji.

Perspektywa 3-5 lat:

Ukierunkowany transfer narkotyków;

Terapia genowa;

Materiały nanokompozytowe dla przemysłu motoryzacyjnego;

Lekkie i antykorozyjne materiały nanokompozytowe;

Nanotechnologia do produkcji artykułów spożywczych, kosmetyków i innych artykułów gospodarstwa domowego.

Perspektywa długoterminowa:

Zastosowanie nanotechnologii w przemyśle energetycznym i paliwowym;

Nanotechnologiczne produkty ochrony środowiska;

Zastosowanie nanotechnologii do produkcji protez i sztucznych narządów;

Zastosowanie nanocząstek w zintegrowanych czujnikach w nanoskali;

Nanotechnologia w badaniach kosmicznych;

Synteza nanomateriałów w ciekłych mediach niewodnych;

Zastosowanie nanocząstek do czyszczenia i dezynfekcji.

3. Część praktyczna

3.1 Doświadczenie laboratoryjne nr 1

Przygotowanie nanocząstek srebra.

Do kolby stożkowej wlano 10 ml wody destylowanej, dodając 1 ml 0,1 M roztworu azotanu srebra i jedną kroplę 1% roztworu taniny (działa jako środek redukujący). Ogrzano roztwór do wrzenia i wkroplono do niego mieszając 1% roztwór węglanu sodu. Powstaje koloidalny roztwór srebra o barwie pomarańczowo-żółtej.

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

3.2 Doświadczenie laboratoryjne nr 2

Otrzymywanie nanocząstek błękitu pruskiego.

Do kolby wlano 10 ml wody destylowanej i dodano do niej 3 ml 1% roztworu soli żółtej krwi i 1 ml 5% roztworu chlorku żelaza(III). Wyizolowany niebieski osad odsączono. Część przeniesiono do zlewki z wodą destylowaną, dodano do niej 1 ml 0,5% roztworu kwasu szczawiowego i zawiesinę mieszano szklanym prętem aż do całkowitego rozpuszczenia osadu. Powstaje jasnoniebieski zol zawierający nanocząsteczki błękitu pruskiego.

3.3 Doświadczenie laboratoryjne nr 3

W laboratorium otrzymamy FMF.

Zabrali olej (słonecznik), a także toner do drukarki laserowej (substancja w postaci proszku). Oba składniki wymieszać do konsystencji śmietany.

Aby efekt był maksymalny, uzyskaną mieszaninę ogrzewano w łaźni wodnej przez około pół godziny, nie zapominając o jej wymieszaniu.

Nie każdy toner ma silne namagnesowanie, ale tylko dwuskładnikowy - zawierający wywoływacz. Musisz więc wybrać najlepszą jakość.

3.4 Oddziaływanie płynu magnetycznego z polem magnetycznym.

Fluid magnetyczny oddziałuje z polem magnetycznym w następujący sposób: jeśli przesuniesz magnes na bok, fluid wspina się po ścianie i może unosić się tak wysoko, jak chcesz za magnesem. Zmieniając kierunek ruchu fluidu magnetycznego, możesz stworzyć wzór na ścianie naczynia. Ruch płynu magnetycznego w polu magnetycznym można również zaobserwować na szkiełku. Ciecz magnetyczna wlana do szalki Petriego wyraźnie spęczniała po podniesieniu magnesu, ale nie była pokryta kolcami. Udało nam się odtworzyć tylko z gotowym płynem magnetycznym MF-01 (producent - NPO Santon LLC). W tym celu na szalkę Petriego wlano cienką warstwę płynu magnetycznego i wprowadzono do niej jeden magnes, a następnie kilka magnesów. Płyn zmienia swój kształt, pokrywając się „cierniami” przypominającymi kolce jeża.

3.5 efekt Tyndalla

Do wody destylowanej dodano niewielką ilość płynu magnetycznego i dokładnie wymieszano roztwór. Wiązka światła ze wskaźnika laserowego została przepuszczona przez szklankę z wodą destylowaną i przez szklankę z otrzymanym roztworem. Wiązka laserowa przechodzi przez wodę bez pozostawiania śladów i pozostawia świetlistą ścieżkę w roztworze płynu magnetycznego. Podstawą pojawienia się stożka Tyndalla jest rozpraszanie światła przez cząstki koloidalne, w tym przypadku cząstki magnetytu. Jeżeli wielkość cząstek jest mniejsza niż połowa długości fali padającego światła, wówczas obserwuje się dyfrakcyjne rozpraszanie światła. Światło załamuje się wokół cząstek i rozprasza się w postaci fal, rozchodzących się we wszystkich kierunkach. W układach koloidalnych wielkość cząstek fazy rozproszonej wynosi 10-9 - 10-7 m, tj. mieści się w zakresie od nanometrów do ułamków mikrometrów. Region ten przekracza rozmiar typowej małej cząsteczki, ale jest mniejszy niż rozmiar obiektu widzianego w konwencjonalnym mikroskopie optycznym.

3.6 Wykonywanie papieru „magnetycznego”

Wzięli kawałki bibuły filtracyjnej, namoczyli je w płynie magnetycznym i wysuszyli. Nanocząstki fazy magnetycznej, wypełniając pory papieru, nadawały mu słabe właściwości magnetyczne - papier jest bezpośrednio przyciągany do magnesu. Za pomocą magnesu udało nam się wyciągnąć przez szybkę figurkę wykonaną z „magnetycznego” papieru.

3.7 Badanie zachowania się płynu magnetycznego w etanolu

Niewielką ilość otrzymanego przez nas fluidu magnetycznego dodano do alkoholu etylowego. Dokładnie wymieszane. Zaobserwowano szybkość osiadania cząstek magnetytu. Cząsteczki magnetytu osiadły w ciągu 2-3 minut poza polem magnetycznym. Ciekawie zachowuje się magnetyt osadzony w etanolu – porusza się zwarty w postaci skrzepu za magnesem, nie pozostawiając śladu na ściance probówki. Pozostawiony w tej pozycji, przez długi czas utrzymuje go poza polem magnetycznym.

3.8 Eksperymenty mające na celu usunięcie zanieczyszczeń z oleju silnikowego z powierzchni wody

Do wody wlano trochę oleju maszynowego, następnie dodano niewielką ilość fluidu magnetycznego. Po dokładnym wymieszaniu mieszaninę pozostawiono do osadzenia. Płyn magnetyczny rozpuścił się w oleju silnikowym. Pod wpływem pola magnetycznego warstewka oleju maszynowego z rozpuszczonym w nim płynem magnetycznym zaczyna się kurczyć w kierunku magnesu. Powierzchnia wody stopniowo się oczyszcza.

3.9 Porównanie właściwości smarnych oleju maszynowego oraz mieszaniny oleju maszynowego i ferrofluidu

Olej maszynowy i mieszaninę oleju maszynowego z płynem magnetycznym umieszczono na szalkach Petriego. W każdym kubku umieszczono magnes stały.

Przechylając kubki poruszaliśmy magnesami i obserwowaliśmy prędkość ich ruchu. W filiżance ferrofluidu magnes poruszał się nieco łatwiej i szybciej niż w filiżance oleju silnikowego. Pojedyncze nanocząstki zawierające nie więcej niż 1000 atomów nazywane są klastrami. Właściwości takich cząstek znacznie różnią się od właściwości kryształu, który zawiera ogromną liczbę atomów. Tłumaczy się to szczególną rolą powierzchni, ponieważ reakcje z udziałem ciał stałych zachodzą nie w objętości, ale na powierzchni.

4. Wniosek

Fluid magnetyczny (fluid ferromagnetyczny, ferrofluid) to stabilny układ koloidalny składający się z cząstek ferromagnetycznych wielkości nanometrów zawieszonych w cieczy nośnej, którą zwykle jest rozpuszczalnik organiczny lub woda. Ze względu na swoje właściwości płyn ferromagnetyczny przypomina „ciekły metal” – reaguje na pole magnetyczne i ma szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. W ten sposób, po zbadaniu właściwości ferromagnetycznego płynu, udało nam się uzyskać nanoobiekty w szkolnym laboratorium.

5. Referencje

Brook E. T., Fertman V. E. „Jeż” w szklance. Materiały magnetyczne: od stałego do płynnego. Mińsk, Szkoła Wyższa, 1983.

Shtansky DV, Lewaszow EA Wieloskładnikowe cienkie warstwy nanostrukturalne: problemy i rozwiązania. Izv. uniwersytety. Metalurgia metali nieżelaznych nr 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. Aplikacja

6. Zdjęcia z eksperymentów

Zadanie B3. W laboratorium szkolnym badają drgania wahadła sprężynowego przy różnych wartościach masy wahadła. Jeśli zwiększysz masę wahadła, jak zmienią się 3 wielkości: okres jego drgań, ich częstotliwość, okres zmiany jego energii potencjalnej? Dla każdej pozycji pierwszej kolumny wybierz żądaną pozycję drugiej i zapisz wybrane liczby w tabeli pod odpowiednimi literami. Okres oscylacji. jeden). wzrośnie. Częstotliwość drgań. 2). zmnieszy się. Okres potencjalnej zmiany energii. 3). Nie zmieni się. A). B). V). A. B. V. Wielkości fizyczne. Wielkości fizyczne. Ich zmiana. Ich zmiana.

Fizyka klasa 10

"Lekcja Elektrostatyki" - Jedwab elektryzuje się podczas pocierania o szkło. Napięcie. Jednostka różnicy potencjałów. Energia. model konstrukcyjny. Moc. Elektrostatyka. Co wiesz o elektryfikacji ciał. Aktywność komunikacyjna. Raport analityka. Znaki opłat. Badania. Sekcja elektrodynamiki. Tarcie papieru na prasach drukarskich. Praca katedry teoretyków. Charakterystyka energetyczna pola elektrycznego. Pytania wyboru.

„Prawo zachowania i przemiany energii” - Przykłady zastosowania prawa zachowania energii. Całkowita energia mechaniczna ciała. Energia nie powstaje i nie znika. Ciało wyrzucane jest pionowo w górę. Sanie o masie m są ciągnięte pod górę ze stałą prędkością. Cel. Istnieją dwa rodzaje energii mechanicznej. Energia nie może pojawić się w ciele, jeśli jej nie otrzymało. Przykłady zastosowania prawa zachowania energii we wsi Ruskoje. Stwierdzenie o niemożności stworzenia „maszyny perpetuum mobile”.

„Silniki cieplne, rodzaje silników cieplnych” - Osiągnięcie maksymalnej wydajności. Obrotowy silnik tłokowy Wankla. Turbina rozprężna. Schemat bilansu cieplnego nowoczesnych silników spalinowych. Tłok ICE. Silniki tłokowe Otto i Diesel. Silnik spalinowy z obrotowymi łopatkami. Co jest możliwe, a co niemożliwe w silnikach cieplnych. Nowoczesne silniki o niepełnej ekspansji objętościowej. Turbinowe silniki gazowe o pełnej ekspansji nieobjętościowej.

"Energia wewnętrzna" klasa 10 - Układ termodynamiczny składa się z dużej liczby mikrocząstek. Gaz doskonały to uproszczony model gazu rzeczywistego. Ciśnienie. Średnia energia kinetyczna jednego atomu. Dwie definicje energii wewnętrznej. Wykresy izoprocesów. Molekularno-kinetyczna interpretacja pojęcia energii wewnętrznej. Energia. Jednostką miary energii jest dżul. Powtórzmy. Zmiana energii wewnętrznej. proces izotermiczny.

„Problemy termodynamiki” - Temperatura. Energia wewnętrzna gazu. Wyrażenie. sprawność silników cieplnych. Gaz doskonały. Balon. Zadanie. wykres zależności. efektywność. Kompresja izotermiczna. Olej napędowy. Silnik termiczny. Podstawy termodynamiki. Gaz. Równanie bilansu ciepła. Podstawowe formuły. Wiedza, umiejętności. Ilość substancji. Idealny silnik cieplny. Para wodna. Ilość ciepła. Energia wewnętrzna. Hel. Praca gazowa.

„Podstawy optyki” – kamera. Prawa eksperymentalne. Obiekt pomiędzy ogniskiem a lustrem. Dwie z trzech wymienionych belek. Zoom liniowy. Ostrzenie. lustra sferyczne. Prostopadle do lustra. Soczewki. Soczewki nazywane są rozbieżnymi. Obraz punktu S w obiektywie. współczynniki załamania. Proste linie przechodzące przez środek optyczny. Promień pada na lustro w punkcie N. Płaskie lustro. Wartości. Wstęp. Prawa refleksji.

Program pracy toku zajęć pozalekcyjnych „Laboratorium Młodego Chemika” (klasa VIII. 35 godz.)

Planowane efekty opanowania przebiegu zajęć pozalekcyjnych

Osobisty:

Kształtowanie holistycznego światopoglądu odpowiadającego aktualnemu poziomowi rozwoju nauki i praktyki społecznej;

Kształtowanie odpowiedzialnego podejścia do uczenia się, gotowości i zdolności do samorozwoju i samokształcenia, świadomego konstruowania indywidualnej trajektorii edukacyjnej z uwzględnieniem zrównoważonych zainteresowań poznawczych;

Kształtowanie kompetencji komunikacyjnych w działalności edukacyjnej, dydaktycznej, badawczej i twórczej;

Kształtowanie kultury poznawczej i informacyjnej, umiejętności samodzielnej pracy z pomocami dydaktycznymi, książkami, dostępnymi narzędziami i środkami technicznymi technologii informacyjnej;

Kształtowanie podstaw świadomości ekologicznej i potrzeba odpowiedzialnego, uważnego podejścia do własnego zdrowia i środowiska;

Rozwój gotowości do rozwiązywania twórczych problemów, umiejętność znajdowania adekwatnych sposobów zachowania i interakcji z partnerami podczas zajęć edukacyjnych i pozalekcyjnych, umiejętność oceny sytuacji problemowych i szybkiego podejmowania odpowiedzialnych decyzji w różnych działaniach produktywnych.

Metatemat:

Opanowanie umiejętności samodzielnego zdobywania nowej wiedzy, organizacji zajęć edukacyjnych, poszukiwania sposobów jej realizacji;

Umiejętność planowania sposobów osiągania celów w oparciu o niezależną analizę warunków i sposobów ich osiągania, identyfikowania alternatywnych sposobów osiągnięcia celu i wyboru drogi najskuteczniejszej, prowadzenia refleksji poznawczej w odniesieniu do działań mających na celu rozwiązanie wychowawcze i problemy poznawcze;

Umiejętność zrozumienia problemu, stawiania pytań, stawiania hipotez, definiowania pojęć, klasyfikowania, strukturyzowania materiału, przeprowadzania eksperymentów, argumentowania własnego stanowiska, formułowania wniosków i wniosków;

Umiejętność skorelowania swoich działań z planowanymi wynikami, kontrolowania ich działań w procesie osiągania wyniku, określania metod działania w ramach proponowanych warunków i wymagań, dostosowywania swoich działań do zmieniającej się sytuacji;

Kształtowanie i rozwijanie kompetencji w posługiwaniu się narzędziami i środkami technicznymi technologii informacyjnej (komputery i oprogramowanie) jako instrumentalną podstawą rozwoju komunikacyjnych i poznawczych uniwersalnych działań edukacyjnych;

Umiejętność tworzenia, stosowania i przekształcania znaków i symboli, modeli i schematów rozwiązywania problemów edukacyjnych i poznawczych;

Umiejętność wydobywania informacji z różnych źródeł (m.in. z mediów, płyt edukacyjnych, zasobów internetowych), swobodnego korzystania z literatury źródłowej, w tym z mediów elektronicznych, przestrzegania norm selektywności informacyjnej, etyki;

Umiejętność stosowania w praktyce podstawowych technik logicznych, metod obserwacji, modelowania, wyjaśniania, rozwiązywania problemów, prognozowania itp.;

Umiejętność pracy w grupie - efektywnej współpracy i interakcji w oparciu o koordynację różnych stanowisk w wypracowaniu wspólnego rozwiązania we wspólnych działaniach; słuchać partnera, formułować i argumentować jego opinię, poprawnie bronić swojego stanowiska i koordynować je ze stanowiska partnerów, także w sytuacji konfliktu interesów; produktywne rozwiązywanie konfliktów w oparciu o uwzględnienie interesów i stanowisk wszystkich jego uczestników, poszukiwanie i ocenę alternatywnych sposobów rozwiązywania konfliktów.

Przedmiot:

W zakresie wiedzy:

• podać definicje badanych pojęć;
• opisać demonstracyjne i samodzielne eksperymenty chemiczne;
• opisać i rozróżnić badane substancje stosowane w życiu codziennym;
• klasyfikować badane obiekty i zjawiska;
• wyciągać wnioski i wnioski z obserwacji;
• struktury badanego materiału i informacji chemicznych uzyskanych z innych źródeł;
• bezpiecznie obchodzić się z substancjami używanymi w życiu codziennym.

W wartości - sfera orientacji:

analizować i oceniać konsekwencje dla środowiska domowej i przemysłowej działalności człowieka związanej ze stosowaniem chemikaliów.

W dziedzinie pracy:

przeprowadzić eksperyment chemiczny.

W zakresie bezpieczeństwa życia:

przestrzegać zasad bezpiecznego obchodzenia się z substancjami i sprzętem laboratoryjnym.

Wstęp. Podstawy bezpiecznego obchodzenia się z substancjami (1 godz.).Cele i zadania kursu.

Sekcja 1. W laboratorium niesamowitych przemian (13 godzin).

Praktyczna praca.1. Otrzymywanie mydła przez alkaliczne zmydlanie tłuszczów. 2. Przygotowanie roztworów o określonym stężeniu. 3. Rosnące kryształy soli.

Sekcja 2. W laboratorium młodego naukowca (11 godz.).Eksperymenty z obiektami naturalnymi (woda, gleba).

Praktyczna praca.4. Badanie właściwości wód naturalnych. 5. Oznaczanie twardości wody naturalnej metodą miareczkowania. 6. Analiza gleby. 7. Analiza pokrywy śnieżnej.

Eksperymenty z jedzeniem.

Praktyczna praca.8. Badanie właściwości napojów gazowanych. 9. Badanie składu jakościowego lodów. 10. Badanie właściwości czekolady. 11. Badania chipów. 12. Badanie właściwości gumy do żucia. 13. Oznaczanie witaminy C w sokach i nektarach owocowych. 14. Badanie właściwości pakowanej czarnej herbaty.

Sekcja 3. W laboratorium kreatywnym.

Rezerwa czasu na naukę - 4 godziny

Sharonova Selena Michajłowna

Nauczyciel fizyki

Region Samara

Togliatti

Powiązany artykuł

„Laboratorium chemiczne i jego znaczenie w rozwoju uczniów w nauce szkolnego kursu chemii w systemie zajęć pozalekcyjnych”

Obecnie nowoczesna edukacja przeżywa kryzys. Nauczyciele stają w obliczu zupełnie nowej sytuacji – doświadczenie poprzedniego pokolenia przekazywane jest następnemu, ale on tego nie potrzebuje.

Zajęcia pozalekcyjne to motywowane zajęcia edukacyjne, poza edukacją podstawową, realizowane według programów edukacyjnych, które mają określone cele edukacyjne i obiektywne, oceniane wyniki, które pozwalają uczniowi zmaksymalizować jego zainteresowania poznawcze i kreatywność.

Laboratorium to specjalne pomieszczenie, w którym przeprowadzane są wszelkie badania. Na przykład w laboratorium biologicznym hoduje się rośliny i mikroorganizmy, a zwierzęta trzyma. W laboratorium fizycznym bada się prąd elektryczny, światło, zjawiska w cieczach i gazach; procesy zachodzące w ciałach stałych. Laboratorium chemiczne to duże pomieszczenie, w którym znajduje się sprzęt chemiczny: specjalne meble, sprzęty, przybory do pracy z substancjami. Tutaj badają właściwości i przemiany substancji.

Laboratorium chemiczne pozwala uczniom na wzbudzenie głębokiego i trwałego zainteresowaniado świata substancji i przemian chemicznych, aby zdobyć niezbędne umiejętności praktyczne. Laboratorium chemiczne pozwala dziecku wyjść poza temat i zapoznać się z tym, czego nigdy nie nauczy się w klasie. Eksperymentalnie dzieci uczą się, opanowują nowy materiał, uczą się analizować i oceniać swoje działania.

Podczas wykonywania określonej pracy w laboratorium kształtuje się praktyczna wiedza i umiejętności z zakresu chemii, które mogą pomóc dziecku w jego codziennym życiu. Kształtuje się również aktywność poznawcza, chęć pracy badawczej w ramach przyrodniczego cyklu naukowego oraz zapewnia wstępne przygotowanie do kształcenia ustawicznego i świadomego wyboru zawodu.

Prowadzone eksperymenty w laboratorium chemicznym kształcą i rozwijają nie tylko aktywność twórczą, ale także inicjatywę i samodzielność uczniów, kształtując przy tym pozytywne, zdrowe, przyjazne środowisku domowe nawyki. Edukacja zawodowa odbywa się poprzez pracę z odczynnikami, sprzętem, w procesie tworzenia eksperymentów i przetwarzania ich wyników. Studiując sprzęt, przeróżne proste eksperymenty, uczniowie wchodzą w strumień sukcesu, gdzie podnoszą swoją samoocenę i status uczniów w oczach rówieśników, nauczycieli i rodziców.

Wykonując prace laboratoryjne, eksperymenty, badania, dzieci doskonalą swoje umiejętności w eksperymencie chemicznym i nabywają pewne umiejętności w zakresie badań i działań projektowych, opanowują metody znajdowania niezbędnych informacji. Jednocześnie rozwija się nie tylko zainteresowanie poznawcze tematem chemii, rozwijają się zdolności twórcze, pozytywne nastawienie do uczenia się poprzez tworzenie sytuacji zaskoczenia, rozbawienia, paradoksu, naukowy światopogląd.

Przed wykonaniem jakiejkolwiek pracy eksperymentalnej w laboratorium chemicznym konieczne jest zapoznanie dziecka z całym instrumentem, najlepiej w wersji do gry.

Zapoznajmy się z pierwszymi asystentami - urządzeniami chemicznymi i naczyniami. Każdy przedmiot ma swoje własne obowiązki, a obrazy tych urządzeń można znaleźć w każdym podręczniku do chemii.

Probówka to długie szklane naczynie, podobne do probówki, zamknięte na jednym końcu. Wykonany jest z bezbarwnego szkła ogniotrwałego i można w nim dość mocno
podgrzać ciecz lub ciało stałe, można w nim zebrać gaz. I jest długi, aby wygodnie trzymać go w dłoni, mocować na statywie lub uchwycie. Eksperymenty można przeprowadzać w probówce bez podgrzewania, przez ostrożne nalewanie lub nalewanie substancji. Konieczne jest ostrzeżenie, że nie należy upuszczać probówki: szkło jest kruche.

Zacisk lub uchwyt do małej probówki lub naczynia. Można je do niego wcisnąć przy długim podgrzewaniu substancji, aby nie poparzyć palców.

Stań na probówki lub stań na nich. Może to być metal lub plastik, i oczywiście widziałeś to, jeśli zdarzyło się w klinice pobranie krwi z palca do analizy. Jeśli statyw jest plastikowy, nigdy nie wkładaj do niego gorącej probówki: zniszczysz spód statywu i probówkę.

Lampa Spirit - specjalne urządzenie do spalania alkoholu. Ciepłem, jakie daje spalanie alkoholu, podgrzewamy substancje, kiedy tego potrzebujemy. Lampę spirytusową zapalamy tylko zapałką, a gasimy zakrywając ją nakrętką. Nie możesz dmuchać w płonącą lampę spirytusową i nosić jej - to niebezpieczne. A podczas podgrzewania probówki na lampie spirytusowej nie należy dotykać knota dnem probówki – probówka może pęknąć. Naczynie, do którego wlewa się alkohol, jest szerokie i stabilne oraz ma grube ścianki. Jest to ważne, aby zapewnić bezpieczną pracę z lampą spirytusową.

Niektóre laboratoria wykorzystują palniki gazowe do podgrzewania substancji. Dają gorętszy płomień, ale wymagają ostrożnego obchodzenia się - w końcu gaz.
Kolby to naczynia szklane, przypominające nieco kształtem butelki. Mogą tymczasowo przechowywać substancje, przeprowadzać eksperymenty chemiczne, przygotowywać roztwory. kolby,
w zależności od kształtu mogą być stożkowe, okrągłe, płaskodenne i okrągłodenne. W kolbach z okrągłym dnem substancje można podgrzewać bardzo długo bez pękania kolby.

Butelki występują w różnych rozmiarach: duże, średnie, małe. Ich otwory można zamknąć korkiem z gumy lub skórką. Czasami na kolbie są ślady: takie
Kolba nazywana jest kolbą miarową i służy do pomiaru cieczy. Niektóre kolby mają rozgałęzienia do usuwania powstałych gazów. Na taki proces możesz się ubrać
gumową rurkę i skieruj gaz w wybrane miejsce. Zlewki chemiczne są podobne do zwykłych zlewek i są zwykle używane do przygotowywania roztworów lub przeprowadzania eksperymentów. Szklanka posiada na górze dziobek ułatwiający nalewanie płynu. Okulary to szkło i porcelana, różnej wielkości. Lejki są znane wszystkim, można je znaleźć również w kuchni. Lejek przydaje się, gdy trzeba wlać płyn do naczynia z wąską szyjką. Jeśli włożysz złożoną bibułę filtracyjną do lejka, możesz oddzielić ciecz od cząstek stałych.

Rurki wylotowe gazu są wykonane ze szkła i są wkładane do korka. Jeśli zamkniemy taką zatyczką kolbę lub probówkę, w której zachodzi reakcja i uwalniany jest gaz, to gaz nie odleci w powietrze, ale przejdzie przez rurkę do naczynia, do którego tę rurkę skierujemy. Rurki te mają różne kształty. Czasami ma nie jeden, ale kilka zakrętów. Możesz sam zgiąć rurkę. Aby to zrobić, musisz przez jakiś czas podgrzać prostą rurkę w płomieniu lampy alkoholowej lub laboratoryjnego palnika gazowego (nie w kuchni!) W odpowiednim miejscu. Gdy szkło zmięknie pod wpływem ciepła, rurkę można zgiąć bardzo powolnym i ostrożnym ruchem. Ale jeśli się trochę pospieszysz, pęknie. I uważaj, aby nie dotknąć palcami gorącej części rury, w przeciwnym razie się poparzysz. Aby odciąć kawałek szklanej rurki, musisz zrobić małe zadrapanie w odpowiednim miejscu trójkątnym pilnikiem, a następnie ostrożnie złamać go w tym miejscu.
Porcelanowy parownik wygląda jak spodek z dzióbkiem. Jeśli wlejesz do niego roztwór jakiejś substancji, na przykład soli kuchennej, i podgrzewasz go przez długi czas, to wkrótce wszystko
woda wyparuje, a kryształki soli pozostaną w kubku. W ten sposób można wyizolować substancję z roztworu.

Chemik potrzebuje moździerza i tłuczka. Mogą być używane do mielenia ciała stałego na drobny proszek przypominający mąkę. Z takim proszkiem eksperyment przebiega szybciej niż z dużymi cząsteczkami substancji. Potrzebujemy też statywu laboratoryjnego, w którym możemy naprawić urządzenia potrzebne do eksperymentu. Statyw posiada stabilny statyw żeliwny, do którego jest wkręcany statyw. Na stelażu można wzmocnić zacisk, w który wkłada się i wkręca stalową stopkę lub pierścień. W stopkę można zacisnąć probówkę lub inne urządzenie, a na pierścieniu umieścić lampę spirytusową lub kolbę na specjalnej siatce. Takie statywy są w szkole zarówno na lekcjach chemii, jak i fizyki, więc prawdopodobnie je znasz. To nie wszystko, co można znaleźć w laboratorium chemicznym: istnieje tak wiele różnych instrumentów i przyborów, że trudno je wymienić. Najciekawsze pozostaje - nauczyć się pracować z tymi urządzeniami.

Laboratorium chemiczne może być wykonane nie tylko ze specjalnych zestawów chemicznych, ale także w domu przy użyciu sprzętu AGD można zrobić mini laboratorium. W takim laboratorium można wykonać kilka eksperymentów i eksperymentów, zachowując środki ostrożności: rękawiczki, szlafrok, fartuch, szalik lub czapkę, gogle.

Podam krótką listę eksperymentów, które może wykonać każde dziecko w wieku 13-18 lat, ale pod okiem osoby dorosłej, rodziców, nauczyciela.

Papierki lakmusowe z sokiem z czerwonej kapusty . . Do tego potrzebujesz czerwonej kapusty. Sok z czerwonej kapusty po zmieszaniu z różnymi substancjami zmienia barwę z czerwonej (w mocnym kwasie), poprzez różową, fioletową (jest to jej naturalna barwa w środowisku obojętnym), niebieską, a na koniec zieloną (w silnej zasadzie). Na zdjęciu od lewej do prawej wyniki mieszania soku z czerwonej kapusty z: 1. sokiem z cytryny (czerwony płyn); 2. w drugiej probówce czysty sok z czerwonej kapusty ma kolor fioletowy; 3. w trzeciej probówce sok z kapusty miesza się z amoniakiem (amoniak) - otrzymuje się niebieski płyn; 4. w czwartej probówce wynik mieszania soku zproszek do prania - zielony płyn.

Poniżej znajdują się wartości PH dla niektórych cieczy:

1. Sok żołądkowy - 1,0-2,0 ph
2. Sok z cytryny - 2,0 pH
3. Ocet spożywczy - 2,4 pH
4. Coca Cola – 3,0 godz.
5. Sok jabłkowy - 3,0 pH
6. Piwo - 4,5 godz.
7. Kawa - 5,0 godz.
8. Szampon - 5,5 ph
9. Herbata - 5,5 godz.
10. Ślina - 6,35-6,85 godz.
11. Mleko - 6,6-6,9 pH
12. Czysta woda - 7,0 ph
13. Krew - 7,36-7,44ph
14. Woda morska - 8,0 godz.
15. Roztwór sody oczyszczonej - 8,5 ph
16. Mydło (tłuszczowe) do rąk - 9.0-10.00 ph
17. Amoniak - 11,5 ph
18. Wybielacz (chlor) - 12,5 ph
19. Soda kaustyczna lub wodorotlenek sodu > 13 ph

pH

Kolor

czerwony

fioletowy

Fioletowy

niebieski

niebieski zielony

zielony żółty

Z soku z czerwonej kapusty można zrobić papierki lakmusowe. Do tego będziesz potrzebować bibuły filtracyjnej. Musi być namoczony w soku z kapusty i pozostawiony do wyschnięcia. Następnie pokrój w cienkie paski. Papierki lakmusowe gotowe!

Dla zapamiętania koloru lakmusu w różnych środowiskach powstał wiersz:

Wskaźnik lakmusowy - czerwony
Kwas wskaże wyraźnie.
wskaźnik lakmusowy - niebieski,
Ługo jest tutaj - nie otwieraj się,
Kiedy jest neutralne środowisko?
Zawsze jest fioletowy.

Uwaga: nie tylko czerwona kapusta, ale także wiele innych roślin zawiera barwnik roślinny wrażliwy na PH (antocyjany). Na przykład buraki, jeżyny, czarne porzeczki, jagody, jagody, czereśnie, ciemne winogrona itp. Antocyjany nadają roślinom ciemnoniebieski kolor. Produkty w tym kolorze są uważane za bardzo zdrowe.

niebieski jod

P po wykonaniu tego eksperymentu zobaczysz, jak przezroczysta ciecz w jednej chwili zmienia kolor na ciemnoniebieski. Aby przeprowadzić eksperyment, być może będziesz musiał udać się do apteki po niezbędne składniki, ale cudowna transformacja jest tego warta.

Będziesz potrzebować:

3 pojemniki na płyn- 1 tabletka (1000 mg) witaminy C (sprzedawana w aptece)- alkoholowy roztwór jodu 5% (sprzedawany w aptece)- nadtlenek wodoru 3% (sprzedawany w aptece)- skrobia- miarki- miarkiPlan pracy:1. Dokładnie zmiażdż 1000 mg witaminy C łyżką lub moździerzem w filiżance, zamieniając tabletkę w proszek. Dodaj 60 ml ciepłej wody, dokładnie mieszaj przez co najmniej 30 sekund. Warunkowo nazwiemy powstały płynny roztwór A.2. Teraz wlej 1 łyżeczkę (5 ml) Roztworu A do innego pojemnika, a także dodaj: 60 ml ciepłej wody i 5 ml roztworu alkoholu jodowego. Zauważ, że brązowy jod stanie się bezbarwny w reakcji z witaminą C. Otrzymany płynny roztwór nazwiemy B. Nawiasem mówiąc, nie będziemy już potrzebować rozwiązania A, możesz go odłożyć na bok.3. W trzeciej filiżance wymieszaj 60 ml ciepłej wody, pół łyżeczki (2,5 ml) skrobi i jedną łyżkę stołową (15 ml) nadtlenku wodoru. To będzie rozwiązanie C.4. Wszystkie przygotowania zostały zakończone. Możesz zadzwonić do publiczności i zrobić przedstawienie! Wlej cały roztwór B do kubka zawierającego roztwór C. Wlej powstały płyn kilka razy z jednego kubka do drugiego iz powrotem. Trochę cierpliwości i… po chwili płyn zmieni kolor z bezbarwnego na ciemnoniebieski.Doświadczenie Wyjaśnienie:Istotę tego doświadczenia można wytłumaczyć przedszkolakowi w przystępnym dla niego języku: jod, reagując ze skrobią, zmienia kolor na niebieski. Z drugiej strony witamina C stara się utrzymać bezbarwność jodu. W walce między skrobią a witaminą C ostatecznie wygrywa skrobia, a płyn po chwili zmienia kolor na ciemnoniebieski.węże faraona

Część przygotowawcza.
Połóż na stojaku tabletkę suchego paliwa (urotropiny). Umieść trzy tabletki norsulfazolu na tabletce suchego paliwa. (Zdjęcie 1)
Głównym elementem.
Zapalić suche paliwo. Użyj metalowego pręta, aby skorygować wypełzające lśniące czarne światło obszerne „węże”. Po zakończeniu eksperymentu ugaś pożar zamykając suche paliwo plastikową pokrywką. (Zdjęcie 2)
Ze względu na specyficzny zapach, ten eksperyment najlepiej przeprowadzić w przestronnych, dobrze wentylowanych pomieszczeniach lub na zewnątrz.
Wyjaśnienie doświadczenia.
Gazy uwalniane podczas rozkładu norsulfazolu „spieniają” produkty reakcji, w wyniku czego rośnie długi czarny „węgiel”. Najbardziej prawdopodobnymi produktami rozkładu norsulfazolowej materii organicznej są - C, CO 2 , H 2 O, SO 2 (ewentualnie S) i N 2 .
Spontaniczne spalanie ognia

Część przygotowawcza.
Umieść trochę krystalicznego nadmanganianu potasu KMnO w porcelanowym kubku 4 . Delikatnie zwilż kryształy 1 ml stężonego kwasu siarkowego H za pomocą długiej pipety lub szklanej rurki. 2 SO 4 . Postaw porcelanowy kubek na metalowej tacce i zamaskuj go,

układanie wiórów na wierzchu i dookoła, uważając, aby wióry nie dostały się do porcelanowego kubka. (Zdjęcie 1)
Głównym elementem.
Bez wiedzy publiczności zwilżyć obficie alkoholem kawałek waty i szybko wycisnąć kilka kropel alkoholu na porcelanowy kubek. (Zdjęcie 2)
Natychmiast zdejmij rękę, aby wata z alkoholem w dłoni nie zapaliła się.
Ogień płonie jasno i szybko się wypala. (Zdjęcie 3)
Wyjaśnienie doświadczenia.
Gdy stężony kwas siarkowy wchodzi w interakcję z nadmanganianem potasu, powstaje tlenek manganu (VII), najsilniejszy środek utleniający. Kiedy alkohol wchodzi w kontakt z tlenkiem manganu (VII), zapala się, a następnie zapalają się zrębki.

Spalanie sodu w wodzie

Za pomocą część przygotowawcza.
Ostrożnie odetnij kawałek sodu wielkości ziarnka grochu i umieść go na środku bibuły filtracyjnej.
Wlej wodę do dużego porcelanowego kubka. (Zdjęcie 1)

Głównym elementem.

os Ostrożnie opuść filtr sodowy do wody. Wycofujemy się na bezpieczną odległość (2 metry). Kiedy sód wchodzi w kontakt z wodą, zaczyna się topić, uwolniony wodór szybko się zapala, a następnie sód zapala się i płonie pięknym żółtym płomieniem. (Zdjęcie 2)
V pod koniec eksperymentu zwykle pojawia się pękanie i rozpryskiwanie, więc przebywanie w pobliżu porcelanowego kubka jest niebezpieczne.
Jeśli do otrzymanego roztworu zostanie dodana kropla wskaźnika fenoloftaleiny (zdjęcie 3), roztwór stanie się jasnopurpurowy, co wskazuje na tworzenie się środowiska alkalicznego. (Zdjęcie 4)
Wyjaśnienie doświadczenia
Sód oddziałuje z wodą zgodnie z równaniem
2Na + 2H2O \u003d 2NaOH + H2
Filtr papierowy nie pozwala na „spływanie” sodu po powierzchni wody, ze względu na wydzielane ciepło, wodór zapala się, a następnie zapala się sam sód, tworząc nadtlenek sodu.
2H2 + O2 \u003d 2H2O
2Na + O2 \u003d Na2O2
Skup się chusteczką

Za pomocą
część przygotowawcza.
Wlej trochę krystalicznej fenoloftaleiny na środek białej chusteczki.
Wlać roztwór sody do prania (węglan sodu Na 2 CO 3 ). (Zdjęcie 1)
Głównym elementem.

Ostrożnie przykryj szklankę chusteczką, aby fenoloftaleina niepostrzeżenie wlała się do szklanki. (Zdjęcie 2) .Nie zdejmując chusteczki, weź szklankę do ręki i wykonaj kilka okrężnych ruchów, aby wymieszać. (Zdjęcie 3)C weź szalik.
F płyn w szklance zmienił kolor na szkarłatny. (Zdjęcie 4)

Wyjaśnienie doświadczenia.
Węglan sodu po rozpuszczeniu w wodzie ulega hydrolizie, tworząc środowisko alkaliczne.
Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d NaHCO 3 + NaOH
Fenoloftaleina w środowisku alkalicznym zmienia kolor na szkarłatny.

r reakcja srebrnego lustra

Część przygotowawcza.
W pierwszej probówce przygotowujemy roztwór glukozy, do którego ćwierć łyżeczki glukozy rozpuszczamy w 5 ml wody destylowanej.
W drugiej probówce przygotowujemy amoniakalny roztwór tlenku srebra: ostrożnie dodajemy roztwór amoniaku do 2 ml roztworu azotanu srebra, obserwując, aby osad całkowicie rozpuścił się w nadmiarze roztworu amoniaku. (Zdjęcie 1)
Głównym elementem
Wlej oba roztwory do czystej probówki. Im czystsza tuba, tym lepszy wynik!
Zanurz probówkę w szklance gorącej wody. Staramy się trzymać rurkę w pozycji pionowej, nie potrząsaj nią. (Zdjęcie 2).
Po 2 minutach na ściankach probówki tworzy się piękne „srebrne lustro”. (Zdjęcie 3)
Srebrna probówka to wspaniały prezent dla młodych miłośników chemii.

(Zdjęcie 4)
Wyjaśnienie doświadczenia.
Glukoza to alkohol aldehydowy. Na grupie aldehydowej można go utlenić roztworem amoniaku tlenku srebra, tworząc kwas glukonowy. Srebro ulega redukcji i osadza się na ściankach probówki, tworząc „srebrne lustro”.
2AgNO 3 + 2NH 3 + H 2 O \u003d Ag 2 O? + 2NH 4 NO 3
Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O \u003d 2OH
Reakcję uzyskania „srebrnego lustra” opisuje równanie:
2OH + C 6 H 12 O 6 \u003d 2Ag? + C6H12O7 + 4NH3 + H2O

Pozyskiwanie tlenu z nadtlenku wodoru

Część przygotowawcza.
Wlej 3% roztwór nadtlenku wodoru do kolby stożkowej. (Zdjęcie 1)
Głównym elementem.
Do kolby wprowadzamy mały katalizator - tlenek manganu (IV). (Zdjęcie 2) W kolbie natychmiast zaczyna uwalniać się tlen.
W spalamy długą drzazgę i gasimy ją, aby drzazga się nie paliła, a tylko tliła. (Zdjęcie 3)
Do kolby wnosimy tlącą się drzazgę, która wybucha i płonie jasnym płomieniem.

(Zdjęcie 4)
Wyjaśnienie doświadczenia.
Nadtlenek wodoru po wprowadzeniu katalizatora (akceleratora reakcji) rozkłada się zgodnie z równaniem:
2H2O2 \u003d 2H2O + O2
Po wprowadzeniu tlącego się pochodni węgiel spala się w tlenie zgodnie z równaniem:

C + O2 \u003d CO2

ZASADY PRACY W LABORATORIUM CHEMICZNYM

Przed rozpoczęciem eksperymentów należy przygotować miejsce pracy, niezbędne przybory i sprzęt oraz uważnie przeczytać opis eksperymentu.

Eksperymenty z odczynnikami chemicznymi stanowią dodatkowe zagrożenie. Z różnych substancji mogą pozostać trudne do usunięcia plamy, a nawet dziury na ubraniach. Odczynniki mogą powodować oparzenia skóry; powinieneś szczególnie dbać o swoje oczy. Ponadto podczas mieszania niektórych całkowicie nieszkodliwych substancji możliwe jest powstawanie toksycznych związków, które mogą być trujące.

Niezawodnym sposobem na uniknięcie nieoczekiwanych kłopotów, niechcianych reakcji jest ścisłe przestrzeganie instrukcji, opisu doświadczenia.

Należy pamiętać, że substancji nie można próbować i przyjmować ręcznie. A z zapachem substancji trzeba bardzo dokładnie zapoznać się, kierując powietrze z naczynia z substancją do nosa lekkim ruchem ręki.

Płyn z naczynia należy pobrać za pomocą pipety. Ciała stałe - łyżką, szpatułką lub suchą probówką. Substancji nie wolno przechowywać razem ze środkami spożywczymi. Również podczas eksperymentów nie można jeść.

Probówki z podgrzaną substancją nie należy kierować szyjką do siebie lub do kogoś, kto stoi obok. Nie pochylaj się nad podgrzewaną cieczą, ponieważ pryska mogą dostać się na twarz lub oczy.

Po zakończeniu eksperymentu konieczne jest posprzątanie miejsca pracy i umycie naczyń. Substancji pozostałych po eksperymencie nie wolno spuszczać do kanalizacji ani wyrzucać do kosza na śmieci.

Butelki z odczynnikami mogą zawierać etykiety ostrzegawcze. Znaki te ostrzegają, że należy zachować szczególną ostrożność podczas obchodzenia się z roztworami kwasów i zasad (są to substancje żrące i drażniące), substancji palnych i toksycznych.

ZASADY DOTYCZĄCE OGRZEWANIA SUBSTANCJI

Ogrzewanie substancji można przeprowadzić za pomocą grzejników elektrycznych i otwartego płomienia. Ale we wszystkich przypadkach musisz przestrzegać zasad bezpieczeństwa.

Pamiętaj, że najgorętszą częścią płomienia jest wierzchołek. Jego temperatura wynosi około 1200 C. Rozważmy urządzenie pieca spirytusowego, za pomocą którego można przeprowadzić ogrzewanie. Lampa spirytusowa składa się ze zbiorniczka z alkoholem, tuby z dyskiem, knota i nasadki.

Ryż. 3. Urządzenie lampy spirytusowej

SUBSTANCJE GRZEWCZE W PROBÓWCE

Podgrzewanie probówki odbywa się za pomocą uchwytu do probówki. Przed podgrzaniem substancji w probówce konieczne jest podgrzanie całej probówki. Probówka musi być stale poruszana w płomieniu lampy alkoholowej. Nie da się zagotować płynu w probówce.

PODGRZEWANIE PŁYNU W KOLBIE

Płyny można podgrzewać nie tylko w probówkach, ale także w kolbach. Zabrania się podgrzewania kolb szklanych cienkościennych na otwartym ogniu bez siatki azbestowej, co pozwala uniknąć miejscowego przegrzania podgrzewanej cieczy. Podajmy przykład podgrzewania wody w stożkowej kolbie płaskodennej. Aby to zrobić, zainstaluj kolbę na pierścieniu z siatką azbestową, pod którą znajduje się lampa spirytusowa. Szyjka kolby mocowana jest w nodze statywu. Podgrzany płyn można gotować w kolbie.

Ryż. 4. Podgrzewanie płynu w kolbie

Technologie informacyjne, w tym nowoczesne systemy multimedialne, mogą być wykorzystywane do wspomagania procesu aktywnego uczenia się. To te, które przyciągnęły ostatnio dużo uwagi. Przykładem takich systemów nauczania są wirtualne laboratoria, które mogą symulować zachowanie obiektów świata rzeczywistego w komputerowym środowisku edukacyjnym i pomagać uczniom w zdobywaniu nowej wiedzy i umiejętności w studiowaniu dyscyplin naukowych i przyrodniczych, takich jak chemia, fizyka i biologia.

Główne zalety korzystania z laboratoriów wirtualnych to:

Przygotowanie studentów do warsztatu chemicznego w warunkach rzeczywistych:

a) rozwijanie podstawowych umiejętności pracy ze sprzętem;

b) szkolenie z wdrażania wymagań bezpieczeństwa w bezpiecznych warunkach laboratorium wirtualnego;

c) rozwój obserwacji, umiejętność podkreślenia najważniejszej rzeczy, określenia celów i zadań pracy, planowania przebiegu eksperymentu, wyciągania wniosków;

d) rozwijanie umiejętności znajdowania optymalnego rozwiązania, umiejętności przenoszenia rzeczywistego problemu do warunków modelowych i odwrotnie;

e) rozwijanie umiejętności rejestracji pracy.

Przeprowadzanie eksperymentów niedostępnych w szkolnej pracowni chemicznej.

Zdalna praca warsztatowa i laboratoryjna, w tym praca z dziećmi niepełnosprawnymi oraz interakcja z uczniami w wieku szkolnym oddalonymi geograficznie.

Szybkość pracy, oszczędność odczynników.

Zwiększona ciekawość. Należy zauważyć, że modele komputerowe laboratorium chemicznego zachęcają uczniów do eksperymentowania i czerpania satysfakcji z własnych odkryć.

Jednocześnie należy zauważyć, że zaprojektowanie i wdrożenie informacyjnego środowiska edukacyjnego do aktywnego uczenia się jest zadaniem złożonym, wymagającym dużych nakładów czasowych i finansowych, nieporównywalnych z kosztami stworzenia hipertekstu edukacyjnego. Przeciwnicy wirtualnych laboratoriów chemicznych wyrażają uzasadnione obawy, że uczeń ze względu na brak doświadczenia nie będzie w stanie odróżnić świata wirtualnego od rzeczywistego, tj. obiekty modelowe stworzone przez komputer całkowicie zastąpią obiekty otaczającego świata rzeczywistego.

W celu uniknięcia ewentualnych negatywnych skutków wykorzystania modelowych środowisk komputerowych w procesie uczenia się wyodrębniono dwa główne kierunki. Po pierwsze, przy opracowywaniu zasobu edukacyjnego konieczne jest nałożenie ograniczeń, wprowadzenie odpowiednich komentarzy, np. włożenie ich do ust agentów pedagogicznych. Po drugie, wykorzystanie nowoczesnego komputera w edukacji szkolnej w żaden sposób nie umniejsza wiodącej roli nauczyciela. Nauczyciel pracujący twórczo rozumie, że technologie komputerowe pozwalają uczniom zrozumieć modele obiektów, warunki ich istnienia, lepiej zrozumieć badany materiał i, co najważniejsze, przyczyniają się do rozwoju umysłowego ucznia.

Przy tworzeniu wirtualnych laboratoriów można zastosować różne podejścia. Wirtualne laboratoria są podzielone ze względu na metody dostarczania treści edukacyjnych. Produkty programowe mogą być dostarczane na płytach kompaktowych (CD-ROM) lub umieszczane na stronie internetowej w Internecie, co nakłada szereg ograniczeń na produkty multimedialne. Oczywiście do dostarczania przez Internet z wąskimi kanałami informacyjnymi lepiej nadaje się grafika dwuwymiarowa. Jednocześnie publikacje elektroniczne dostarczane na CD-ROM-ach nie muszą oszczędzać ruchu i zasobów, dzięki czemu można wykorzystać grafikę 3D i animację. Ważne jest, aby zrozumieć, że to zasoby wolumetryczne – trójwymiarowa animacja i wideo – zapewniają najwyższą jakość i realizm informacji wizualnej. Zgodnie z metodą wizualizacji istnieją laboratoria wykorzystujące dwuwymiarową, trójwymiarową grafikę i animację. Dodatkowo wirtualne laboratoria dzielą się na dwie kategorie w zależności od sposobu reprezentowania wiedzy z danego obszaru tematycznego. Wskazuje się, że wirtualne laboratoria, w których reprezentacja wiedzy na dany temat opiera się na indywidualnych faktach, ograniczają się do zestawu wcześniej zaprogramowanych eksperymentów. Takie podejście jest wykorzystywane przy tworzeniu większości nowoczesnych laboratoriów wirtualnych. Inne podejście pozwala uczniom przeprowadzić dowolny eksperyment, nie ograniczając się do wcześniej przygotowanego zestawu wyników. Wirtualne laboratorium to jeden ze sposobów intensyfikacji procesu nauczania chemii

We wszystkich obszarach edukacji poszukuje się sposobów na intensyfikację i szybką modernizację systemu szkoleń, poprawę jakości kształcenia z wykorzystaniem technologii komputerowych. Możliwości technologii komputerowej jako narzędzia ludzkiej działalności i całkowicie nowych środków uczenia się doprowadziły do ​​pojawienia się nowych metod.Główną zaletą tego podejścia jest to, że pulpit wirtualnego laboratorium jest wizualnie przedstawiony jako kompletny, choć ograniczony , organizacyjna forma nauki. uproszczony obraz stołu prawdziwego laboratorium: naczynia chemiczne i inne urządzenia są przedstawione w rzeczywistych proporcjach i układzie (stosowane są stojaki i uchwyty), substancje mają kolor odpowiadający rzeczywistości, a przebieg reakcji chemicznych można obserwować wizualnie. W ten sposób użytkownik ma pomysł na pracę w prawdziwym laboratorium. Dobrym przykładem takiego laboratorium jest program Crocodile Chemistry firmy Crocodile Clips Ltd, specjalizującej się w opracowywaniu edukacyjnych wirtualnych laboratoriów komputerowych. Część zrzutu ekranu instrumentów chemicznych pokazano na ryc. jeden.

Główną wadą tego podejścia jest kontynuacja jego głównej zalety - ręcznej pracy z urządzeniami. Oznacza to:

1) niemożność kilkukrotnego powtórzenia eksperymentu, zmiany warunków eksperymentu, bez ręcznego powtarzania wielu identycznych operacji;

2) niemożność zachowania kolejności czynności, chyba że za pomocą opisu słownego;

3) brak prawa do pomyłki: jeśli probówka została przypadkowo przewrócona, to jej zawartość zostanie bezpowrotnie utracona, w znanych wirtualnych laboratoriach chemicznych nie można cofnąć. Może się wydawać, że jest to zaleta, użytkownik uczy się ostrożniejszego posługiwania się urządzeniami chemicznymi i odczynnikami. Nie wpływa to jednak w żaden sposób na możliwość obsługi rzeczywistych urządzeń, a jedynie przeszkadza, ponieważ odwraca uwagę od istoty symulowanego procesu do sterowania programem komputerowym. W skład „Wirtualnego Laboratorium Chemicznego” wchodzi „Konstruktor Cząsteczek”, przeznaczony do budowy trójwymiarowych modeli cząsteczek związków organicznych i nieorganicznych. Wykorzystanie trójwymiarowych modeli cząsteczek i atomów do zilustrowania zjawisk chemicznych pozwala zrozumieć wszystkie trzy poziomy reprezentacji wiedzy chemicznej: mikro, makro i symboliczny (Dori Y. i in., 2001). Zrozumienie zachowania substancji i istoty reakcji chemicznych staje się bardziej świadome, gdy możliwe jest zobaczenie procesów na poziomie molekularnym. Wdrożono wiodące idee paradygmatu nowoczesnej edukacji chemicznej w szkole: struktura ® właściwości ® zastosowanie.

"Molecule Designer" pozwala na uzyskanie kontrolowanych dynamicznych kolorowych obrazów 3D liniowych, kulkowych i skalowanych modeli cząsteczek. „Projektant Molekuły” zapewnia możliwość wizualizacji orbitali atomowych i efektów elektronicznych, co znacznie rozszerza zakres wykorzystania modeli molekularnych w nauczaniu chemii.

Literatura:

1. Batyszew S. Ja. „Pedagogika Zawodowa”, M. 2003

2. Voskresensky P.I. „Technika pracy laboratoryjnej” wyd. „Chemia” 1970

3. Gurwicz Ja.A. „Analiza chemiczna” M. „Wyższa Szkoła” 1989

4. Żurin AA „Zadania i ćwiczenia z chemii: Materiały dydaktyczne dla uczniów klas 8-9. – M.: Wydawnictwo szkolne, 2004.

5. Konowałow W.N. „Bezpieczeństwo w pracy w chemii” M. „Oświecenie” 1987.

6. Czytajewa O.B. „Organizacja pracy instytucji edukacyjnej w celu aktualizacji treści szkolenia zawodowego” M. „Polygraph-S”, 2003

7. Encyklopedia dla dzieci. Tom 17. Chemia / Rozdział. pod redakcją V.A. Wołodin, prowadzący. naukowy wyd. I.Leensona. – M.: Avanta+, 2003.

8. Yakuba Yu.A. „Związek teorii z praktyką w procesie edukacyjnym” M. „Liceum”, 1998