Данный проект не только существенно расширяет кругозор, но и раскрывает материальные основы окружающего мира, дает химическую картину природы. Знакомство с характеристикой веществ и химических процессов, которые можно наблюдать в обычной жизни, в домашних условиях позволяет окунуться в загадочный мир научных экспериментов и совершить увлекательную экскурсию по химии. Химия - удивительная наука, полная разнообразных чудес. Сделать скучные и непонятные химические формулы и уравнения очень интересными возможно, стоит лишь немного изменить точку своего зрения. Знания могут сделать все невозможное возможным и реальным. И многие чудеса можно легко объяснить, опираясь лишь на химические знания. Химия доступна всем и каждому, кто стремится познать эту интересную науку, «чудеса» можно не только увидеть своими глазами, но и сделать своими руками.
Вложение | Размер |
---|---|
proekt_nauchnoe_shou2.docx | 74.05 КБ |
Управление образования администрации Кемеровского муниципального района
XII районная научно-практическая конференция «Мир открытий»
МБОУ «Старочервовская ООШ»
Научное шоу
или химические опыты в домашних условиях
Секция «Химия и химические науки»
Выполнил:
Равиль Раисович Хайдаров, 8 класс
Руководители:
Догадина Елена Викторовна
учитель химии
Ксения Николаевна Шишкина
учитель информатики
Кемерово
2018
Оглавление
История экспериментальной химии. 5
Методы и средства обучения химии 6
Техника безопасности в лаборатории 7
Что нам понадобится для проведения опытов 9
Описание, результат и научное объяснение опытов 12
Опыт № 1. Магическое тушение свечей 12
Опыт № 2. Как надуть шарик содой и уксусом. 13
Опыт № 4. Обесцвечивание раствора марганцовки 15
Опыт № 5. Зубная паста для слона 16
Опыт № 6. Светящийся помидор. 17
Опыт № 7. Секретное послание 18
Опыт № 9. Фараонова змея из соды и сахара 20
Химия - удивительная наука, полная разнообразных чудес. Она интересна как сама наша жизнь, ведь всё что происходит с нами можно рассматривать с точки зрения химии. Нужно узнать химию, чтобы объяснить многие явления в нашей жизни. Ведь вещества, окружающие нас в быту, имеют интересную историю и необычные свойства. А желание познать неизвестное очень велико и есть у каждого человека.
Сделать скучные и непонятные химические формулы и уравнения очень интересными возможно, стоит лишь немного изменить точку своего зрения. Поэтому у нашего проекта есть еще одна особенность – это чудеса. Может, и действительно, чудо бывает только в сказках и в нашем воображении, может его и вовсе не бывает… Но знания могут сделать все невозможное возможным и реальным. И многие чудеса можно легко объяснить, опираясь лишь на химические знания.
Итак, мы готовы постичь тайну всех земных и неземных превращений, готовы окунуться с головой в бушующее море интересных фактов нашей повседневной жизни!
Актуальность
Данный проект не только существенно расширяет кругозор, но и раскрывает материальные основы окружающего мира, дает химическую картину природы. Знакомство с характеристикой веществ и химических процессов, которые можно наблюдать в обычной жизни, в домашних условиях позволяет окунуться в загадочный мир научных экспериментов и совершить увлекательную экскурсию по химии.
Гипотеза
Химия доступна всем и каждому, кто стремится познать эту интересную науку, «чудеса» можно не только увидеть своими глазами, но и сделать своими руками.
Объект исследования: химические домашние препараты.
Предмет исследования: химические опыты.
Цель
В интересной форме рассказать о тех химических веществах и процессах, с которыми мы сталкиваемся в нашем доме и доказать, что «чудеса» можно сделать своими руками.
Задачи:
Традиции экспериментальной химии складывались веками. Еще тогда, когда химия не была точной наукой, в древние времена и в эпоху средневековья, ученые и ремесленники иногда случайно, а иногда и целенаправленно открывали способы получения и очистки многих веществ, находивших применение в хозяйственной деятельности: металлов, кислот, щелочей, красителей и т. д.
Так возникла алхимия, и одна из главных ее целей состояла в отыскании путей превращения неблагородных металлов в золото. Древние алхимики занимались изготовлением золотоподобных сплавов. В III—VI вв. в египетском городе Александрии процветало «священное тайное искусство», и жрецы при храмах придумывали способы изготовления искусственного золота.
Занятия алхимией соответствовали религиозному мировоззрению эпохи средневековья, включавшему в себя мистику, веру в чудеса, в злых и добрых духов, с помощью которых якобы можно осуществить превращение веществ. Увлечение алхимией стало ослабевать лишь к концу XVII в., когда начали развиваться естественные науки — физика, химия. От алхимического периода новая химия унаследовала ряд названий веществ, лабораторных операций, посуды, приборов.
Наукой, в современном смысле этого слова, химия начала становиться только в XIX в., когда был открыт закон кратных отношений и разрабатывалось атомно-молекулярное учение. С этого времени химический эксперимент стал включать в себя не только изучение превращений веществ и способов их выделения, но и измерения различных количественных характеристик. Современный химический эксперимент включает множество разнообразных измерений.
Изменились и оборудование для постановки опытов, и химическая посуда. В современной лаборатории не встретишь самодельных реторт — на смену им пришло стандартное стеклянное оборудование, производимое промышленностью и приспособленное специально для выполнения той или иной химической процедуры.
Методы изучения вещества сделались не только более универсальными, но и гораздо более разнообразными. Все большую роль в работе химика играют физические и физико-химические методы исследования, предназначенные для выделения и очистки соединений, а также для установления их состава и строения.
Стали стандартными и приемы работы, которые в наше время уже не приходится каждому химику изобретать заново. Описание наилучших из них, проверенных многолетним опытом, можно найти в учебниках и руководствах.
Химия повсюду. И в предметах, которые нас окружают (многие из которых изготовлены из материалов, получаемых на химических заводах и фабриках), и в производимых в повседневной жизни действиях (например, приготовление пищи или мытье волос), и, наконец, внутри самих людей.
Важнейший метод и средство обучения химии – это химический эксперимент. Подавляющее большинство сведений о веществах, их свойствах и химических превращениях получено с помощью химических и физико-химических экспериментов. Поэтому химический эксперимент следует считать основным методом, применяемым химиками.
Самое главное: работая в химической лаборатории, всегда необходимо помнить об осторожности, не торопиться, знать и соблюдать основные правила техники безопасности.
Техника безопасности в лаборатории - это комплекс обязательных правил, которые нужно выполнять при обращении с химическими веществами и при любых работах в химических лабораториях.
Множество веществ, применяемых в химической лаборатории, в большей или меньшей степени ядовиты, некоторые из них способны вызывать ожоги при попадании на кожу и в глаза.
Практически все органические и многие неорганические вещества огнеопасны. Есть химические вещества, которые приятно пахнут и не вызывают ожогов, но через некоторое время после вдыхания таких паров у человека появляется аллергия или заболевание внутренних органов.
Однако без химии обойтись нельзя: она составляет одну из основ современного производства. И с самым ядовитым веществом можно безопасно работать, если хорошо знать его свойства.
В химической лаборатории особенно осторожно следует работать с веществами, свойства которых незнакомы. Ничего нельзя пробовать на вкус, нюхать реагенты нужно с большой осторожностью. Начинать работу с маленькими порциями вещества. Прежде чем начать опыт, продумать до мелочей, что и как делать, какие могут быть опасности и как их избежать или нейтрализовать.
Нельзя курить в пожароопасных и взрывоопасных местах. Не следует пить из лабораторной посуды, приносить в лабораторию пищевые продукты. Нужно пользоваться специальными рукавицами, защитной маской или противогазом, когда это необходимо. Закончив опыты, тщательно вымыть руки.
При всех биологических исследованиях и экспериментах следует всегда соблюдать законы охраны окружающей среды и защиты биологических видов.
Ответственное обращение с биологическим материалом, а также с приборами и химическими реактивами предупреждает несчастные случаи:
При выполнении домашних опытов можно обойтись без громоздкого и дорогого лабораторного оборудования. Понадобятся лишь скромно оснащенное рабочее место и ограниченный набор химических реактивов.
Многое из специального дорогостоящего оборудование, можно, заменить предметами домашнего обихода.
Так же обстоит дело и с химическими реактивами. Вместо коллекционирования дорогостоящих экзотических реактивов и красителей и, разумеется, ядов начнем работать с небольшим, разумно подобранным набором наиболее употребительных реактивов, которые можно найти на собственной кухне или в аптеке. Всегда нужно иметь под рукой:
Людям, а особенно детям всегда было и будет интересно посмотреть, а также поучаствовать в научных экспериментах. Прозрачное превращается в цветное, твёрдое в жидкое, жидкое улетает белым туманом, оранжевый порошок превращается в действующий вулкан - настоящая магия на глазах восхищённых зрителей!
Научные шоу – это познавательное и развлекательное мероприятие для детей, с проведением химических опытов и экспериментов. В процессе шоу можно производить эффектные, но безопасные взрывы; создавать молнии и вихри; вместе со зрителями превращать жидкости в полимеры и светящиеся «тянучки», замораживать предметы и многое другое. Организация научных развлекательных шоу формирует в детях тягу к познанию и занятиям наукой.
Научные шоу можно проводить в стиле интерактивных уроков химии, веселых праздников, стилизованных вечеринок или познавательных экспериментов.
Такие шоу начали проводиться не так давно, их новизна и оригинальность обеспечат успех мероприятия. Шоу может состоять из разных опытов и экспериментов, быть стилизованным под персонажей популярных книг и фильмов. Каждое отдельно взятое представление может быть не похожим на предыдущие, для того, чтобы дети каждый раз могли открывать для себя что-то новое. После просмотра шоу дети будут в восторге, они будут рассказывать о празднике всем друзьям и одноклассникам. Научные шоу и эксперименты помогают развивать в детях стремления к познанию и обучению.
Мы решили провести научное химическое шоу в нашей школе в рамках проведения "Дней науки", чтобы участники смогли окунуться в загадочный мир научных экспериментов и совершить увлекательную экскурсию по химической лаборатории. Школьники с большим интересом наблюдали за опытами, чудесными превращениями и удивительными явлениями, а, в некоторых случаях, и сами в них участвовали.
И вот, мы подошли к самой удивительной части нашего исследования - проведению химических опытов. Их особенность в том, что каждый из них можно повторить дома.
Так что мы постараемся в интересной форме рассказать о тех химических веществах и процессах, с которыми мы сталкиваемся чуть ли не каждый день и без которых уже и не представляем нашу жизнь.
Здесь собраны самые замечательные домашние опыты, целью которых будет доказать, что и чудеса можно «сделать» своими руками.
В химической лаборатории мы сталкиваемся с веществами, которые впоследствии смешиваем, нагреваем и окисляем… В общем, делаем так, чтобы произошла химическая реакция. А используем для этой цели жидкости, газы, порошки и прочие состояния различных веществ. Результат довольно предсказуем. Зная основные химические свойства веществ, можно предвидеть, что получится в результате реакции.
Но в живой природе вещества в чистом виде встречаются не часто, а химические процессы идут постоянно. Это создает некоторые трудности в прогнозировании результатов. Поэтому в нашем эксперименте мы сначала сделаем, а потом будем думать, отчего же так получилось.
Перед постановкой эксперимента спросите у детей, как затушить пламя свечи. Они, конечно же, вам ответят, что свечку надо задуть. Спросите, верят ли они, что вы сможете загасить огонь пустым стаканом, произнеся волшебное заклинание?
Цель: Поместив в стакан соду и уксус, полить полученным газом на зажженную свечу и погасить ее.
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Насыпьте в стакан соды и залейте ее уксусом. Зажгите несколько свечей. Поднесите стакан с содой и уксусом к другому стакану, немного переклонив его, чтобы полученный в процессе химической реакции углекислый газ перетек в пустой стакан. Пронесите стакан с газом над свечами, как бы поливая им пламя.
Результат и научное объяснение.
При взаимодействии соды и уксуса выделяется углекислый газ, который, в отличие от кислорода, не поддерживает горение:
CH3—COOH + Na+[HCO3]− → CH3—COO− Na+ + H2O + CO2
CO2 тяжелее воздуха, а потому не улетает вверх, а оседает вниз. Благодаря этому свойству мы имеем возможность собрать его в пустой стакан, а потом «вылить» на свечи, тем самым загасив их пламя.
Что делать если нет насоса для надувания воздушных шариков, а нужно надуть много больших шаров в домашних условиях?
Цель: наполнить воздушный шарик углекислым газом, который выделяется при добавлении соды в уксус (гашение соды).
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Насыпаем немного соды в шарик (не более 3-4 чайных ложек). Для удобства можно использовать воронку или обычную ложку. В бутылку заливаем небольшое количество уксуса и осторожно надеваем шарик на горлышко бутылки таким образом, чтобы сода не просыпалась в бутылку. После подготовительного процесса приподнимите шарик так, чтобы сода высыпалась в бутылку. Уксус начнет булькать и пенится, не стоит этого бояться, это выделяется углекислый газ, который в итоге и надует наш шарик. Несколько секунд и шарик надут, только придерживайте его, а то улетит! Оказывается вот так просто можно надуть шарик содой и уксусом!
Результат и научное объяснение.
Опыт основан на взаимодействие кислоты (уксус) и соли (сода). Происходит реакция нейтрализации: т.е выделяется углекислый газ и вода.
CH3COOH+NaHCO3 → CH3COONa+H2O+CO2
Газ, выделяющийся в процессе реакции, постепенно заполняет все пространство и, не помещаясь в заданном объеме, начинает давить на стенки шарика. Резина растягивается, шарик надувается.
Как всем известно, куриное яйцо имеет внешнюю тонкую оболочку (скорлупу), основным химическим компонентом которой является кальций. Проведём интересный химический опыт с яйцом в домашних условиях. Эксперимент нужно проводить заранее.
Цель: рассмотреть, как скорлупа полностью растворится, если поместить куриное яйцо в уксус и продержать там около 3-х дней.
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Наливаем в стакан уксус пищевой.Помещаем сырое куриное яйцо в стакан с уксусом. Оставляем яйцо в стакане на 3 дня. После этого можно показывать "резиновое яйцо" зрителям.
Результат и научное объяснение.
Если поместить куриное яйцо в уксус и продержать там около 3-х дней, то скорлупа полностью растворится. Скорлупа растворяется из-за того, что состоит она из кальция, который вступает в реакцию с уксусом. Яйцо, при этом, сохранит свою форму, благодаря наличию пленки между скорлупой и содержимым яйца. Если выключить свет и поднести к нему фонарик, то яйцо превращается в светящуюся капсулу.
Кальций, находящийся в скорлупе яйца, прореагировал с уксусной кислотой, образовав раствор ацетата кальция, а белок и желток денатурировали (изменили форму белковых молекул) под действием кислой среды (денатурация белка происходит при температуре, когда яйцо, например, варится).
C3COOH + CaCO3 (CH3COO)2 Ca + CO2 + H2O
Каждый может чистую прозрачную воду сделать цветной, добавив в нее какой-нибудь краски, а вот наоборот, сделать грязную воду прозрачной может не каждый.
Цель: Показать на опыте реакцию нейтрализации перманганата калия.
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Сделать раствор перманганата калия. Положить в стакан с раствором таблетку активированного угля. Визуально, как результат, мы видим обесцвечивание окрашенного раствора!
Результат и научное объяснение.
Этот опыт является самым простым и наглядным способом показать явление сорбции. Как известно, активированный уголь имеет очень шероховатую и разрыхленную поверхность. Суть опыта в том, что если погрузить (закинуть) уголь в раствор, окрашенный каким то красителем, или же марганцовкой, он поглощает растворенное вещество на свою поверхность. Мы совершили показательную реакцию нейтрализации соли марганцевой кислоты.
Вы когда-нибудь видели «пенный вулкан», много - много густой пены? Нет? Тогда этот эксперимент для вас!
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Внимание! 6% раствор перекиси водорода может отбелить кожу или даже вызвать ожог! Поэтому не пренебрегайте правилами техники безопасности и используйте перчатки. Зубная паста для слона оставляет пятна, поэтому будьте уверены, что испачканную поверхность можно будет отмыть. Не пробуйте на вкус получившуюся пену и тем более не глотайте.
Важно. Использовать менее, чем 6% раствор перекиси водорода не нужно. Ничего не получится. Чем выше концентрация, тем лучше. Но чем выше концентрация, тем опаснее становится раствор перекись водорода.
Возьмем поднос и стакан. . Нальем в стакан 50 мл 30%-ной перекиси водорода, добавим несколько капель средства для мытья посуды и 2 г пищевого красителя. Перемешаем полученный раствор. Прильем 50 мл концентрированного раствора йодида калия и наблюдаем «пенный вулкан».
Результат и научное объяснение.
Перекись водорода разлагается на воду и кислород. Иодид калия выступает в качестве катализатора и ускоряет эту реакцию. Выделяющийся кислород вспенивает средство для мытья посуды, образуя густую пену, а пищевой краситель придает ей цвет. Пена получается плотной и долго не оседает из-за низкого содержания воды
2H₂O₂ –> 2H₂O + O₂
Попробуйте сделать очень простой, но в тоже время очень эффектный химический опыт «светящийся помидор». Полученный в результате эксперимента светящийся томат категорически нельзя употреблять в пищу.
Цель: сделать светящийся помидор.
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Перекись водорода свободно продается в аптеках, важно чтобы она была не менее 30%. Если не найдете такого, то можно использовать крепкий раствор таблеток гидроперита. «Белизну» можно заменить на Гипохлорит натрия. Когда все готово, в небольшую емкость засыпаем серу со спичек и добавляем «Белизну». Оставляем на 20 минут этот раствор в покое, до момента пока не образуется 2 слоя. Набираем раствор в шприц и со всех сторон обкалываем нашего пациента, он же помидор. После инъекции аккуратно вводим в самый центр помидора перекись водорода, выключаем свет и наслаждаемся результатом!
Результат и научное объяснение.
В данном случае мы имеем дело с разновидностью люминесценции получившим название - хемилюминесценция - свечение, использующее энергию химических реакций, другими словами, хемилюминесценция это люминесценция (свечение) тел, вызванная химическим воздействием. Происходит реакция окисления фосфора пероксидом водорода. А помидор получается просто необычной емкостью для реагентов :) Согласитесь если бы реактивы смешивали просто в пробирке или стакане то все выглядело бы не столь эффектно.
Невидимые чернила представляют собой раствор для письма на бумаге. Изначально надпись нельзя увидеть, но до тех пор пока к чернилам не будет применено какое-то химическое воздействие. Существует множество всевозможных рецептов невидимых чернил, однако большинство из них все-таки оставляют следы на бумаге, которые можно увидеть невооруженным взглядом. Сегодня же мы с вами приготовим настоящие шпионские невидимые чернила, которые невозможно заметить до проявления.
Цель: написать секретное послание.
Для проведения эксперимента понадобятся:
Постановка опыта.
Написать письмо лимонным соком или раствором лимонной кислоты. Чтобы его прочесть, растворить в воде несколько капель аптечного йода и слегка смочить текст.
Результат и научное объяснение.
Получилось написать послание невидимыми чернилами, которые под воздействиями паров воды и йода становятся видимыми.
OH OH
HOOC – CH2 – C – CH2 – COOH + 2I2 HOOC – CH – C – CH – COOH + 2HI
COOH I COOH I
Еще один занимательный и очень красивый химический опыт под названием Светофор. Этот эксперимент можно смело отнести к лучшим химическим фокусам для детей.
Главным действующим веществом в химическом опыте Светофор является краситель индигокармин. Это его простое название, настоящее звучит так: динатриевая соль индиго-5,5′-дисульфокислоты. Индигокармин применяют как пищевые красители в производстве напитков и выпечки, которым нужно придать синий цвет, он даже зарегистрирован как пищевая добавка Е132 или индиготин. В химии используется как реагент. Его способность служить индикатором мы используем проводя опыт Светофор.
Для проведения эксперимента понадобятся: индигокармин, глюкоза, каустическая сода, горячая вода, 2 стеклянных сосуда,защитные перчатки
Постановка опыта, результат и научное объяснение. Обратите внимание, что для этого опыта мы обязательно должны использовать перчатки. Во-первых, можно испачкать руки индигокармином, а во-вторых, каустическая сода (гидроксид натрия) очень сильная щелочь способная нанести химический ожог.
Для начала в одном стеклянном сосуде растворим 4 таблетки глюкозы в небольшом количестве горячей воды. 4 таблетки это 2 грамма. Приливаем к раствору глюкозы раствор около 10 мг раствора каустической соды. Получили щелочной раствор глюкозы. Отставляем его пока в сторонку. Во втором сосуде растворяем некоторое количество индигокармина. Получается синий раствор. Теперь осторожно вливаем в синий раствор щелочной раствор глюкозы. Жидкость изменит цвет на зеленый. Это синий индигокармин окисляется кислородом воздуха, т.к. жидкость насыщается этим газом при переливании. Постепенно зелёный раствор будет становиться красным, а затем жёлтым. Действительно, как светофор! Если жёлтый раствор резко встряхнуть, то он вновь станет зелёным, т.к. жидкость насытит кислород.
Фараонова змея — это собирательное название химических реакций, результатом которых является многократное увеличение объема реактивов. Во время реакции результирующее вещество быстро увеличивается, при этом извиваясь как змея. А почему змея фараонова? Видимо тут существует отсылка на библейский сюжет, когда Моисей продемонстрировал фараону чудо, бросив свой посох на землю, превратившийся в змею. Безопасный опыт в домашних условиях нам помогут провести обычная сода и сахар!
Для проведения эксперимента понадобятся: просеянный песок, 95% спирт, сахарная пудра, пищевая сода.
Постановка опыта. Из песка насыпаем небольшую горку, пропитанную спиртом, на вершине этой горки делаем небольшое углубление. Затем смешиваем чайную ложку сахарной пудры и четверть ложки соды. Полученную смесь засыпаем в «кратер». Поджигаем спирт (это может занять некоторое время). Постепенно смесь начнет превращаться в черные шарики, а после того как весь спирт прогорит, смесь резко почернеет и из неё начнет выползать фараонова змея!
Результат и научное объяснение. Во время горения спирта происходит реакция разложения соды и сахара. Сода разлагается на углекислый газ и водяной пар. Газы вспучивают массу, поэтому наша «змея» ползет и извивается. Тело змеи состоит из продуктов горения сахара.
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2, C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O
Диоксид углерода CO2, выделяющийся при разложении гидрокарбоната натрия и горении этилового спирта, а также водяные пары вспучивают горящую массу, заставляя ее ползти, как змея. Чем дольше горит спирт, тем длиннее получается «змея». Она состоит из карбоната натрия Na2CO3, смешанного с мельчайшими частичками угля, образованного при горении сахара.
Таким образом, мы совершили различные химические реакции. Наша практическая работа является неоспоримым доказательством того, что химия – это интереснейшая из наук, а эксперименты являются ее неотъемлемой частью, помогающей интереснее получить новые знания. В ходе работы все задачи выполнены полностью.
Химия удивительна, в этом мы убедились точно. Нашей целью было доказать, что химию может понять каждый, кто хоть немного заинтересован ей. Показательность – один из главных методов пропаганды чего угодно. Именно на этом методе была основана наша работа.
Эксперименты. Они были самой важной частью и работы алхимиков, и ученых XIX века, и в наше время. И мы поступили также. На наших глазах происходили самые разные реакции: мы увидели, как жидкости меняют свой цвет, потушили свечу содержимым пустого стакана, куриное яйцо превратили в резиновое. Неужели это нельзя назвать чудом? Но эти чудеса мы легко объяснили, опираясь лишь на химические знания.
В заключение, хотелось бы сказать: верьте в чудеса, знайте, что весь наш мир состоит из них и все живое - уже великое чудо. В нашем проекте нам удалось познать малую часть того, что может совершить наука, но жизнь непременно еще много раз будет сталкивать нас с такими поистине волшебными явлениями химии.
«Для меня химия — это волшебство, это приключение».
Прыжок (быль). Л.Н.Толстой
Астрономический календарь. Июнь, 2019
Сладость для сердца
Разлука
Заяц, косач, медведь и весна