Sharonova Selena Michailowna

Physik Lehrer

Samara-Region

Toljatti

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"Das chemische Labor und seine Bedeutung für die Entwicklung der Schüler im Studium des Schulkurses Chemie im System der außerschulischen Aktivitäten"

Derzeit befindet sich die moderne Bildung in einer Krise. Lehrer sind mit einer völlig neuen Situation konfrontiert - die Erfahrung der vorherigen Generation wird an die nächste weitergegeben, aber er braucht sie nicht.

Außerschulische Aktivitäten sind motivierte Bildungsaktivitäten außerhalb des Rahmens der Grundbildung, die gemäß Bildungsprogrammen durchgeführt werden, die spezifische Bildungsziele und objektive, bewertete Ergebnisse haben, die es dem Schüler ermöglichen, sein Interesse an Kognition und Kreativität zu maximieren.

Ein Labor ist ein spezieller Raum, in dem jegliche Forschung durchgeführt wird. Beispielsweise werden in einem biologischen Labor Pflanzen und Mikroorganismen gezüchtet und Tiere gehalten. Im physikalischen Labor werden elektrischer Strom, Licht, Phänomene in Flüssigkeiten und Gasen untersucht; Prozesse, die mit Feststoffen ablaufen. Ein chemisches Labor ist ein großer Raum, in dem sich chemische Geräte befinden: spezielle Möbel, Geräte, Utensilien für die Arbeit mit Substanzen. Hier untersuchen sie die Eigenschaften und Umwandlungen von Stoffen.

Das Chemielabor ermöglicht es den Studierenden, ein tiefes und nachhaltiges Interesse zu entwickelnin die Welt der Stoffe und chemischen Umwandlungen, um die notwendigen praktischen Fähigkeiten zu erwerben. Das Chemielabor ermöglicht es dem Kind, über das Thema hinauszugehen und sich mit dem vertraut zu machen, was es im Klassenzimmer nie lernen wird. Experimentell lernen Kinder, beherrschen neues Material, lernen, ihre Handlungen zu analysieren und zu bewerten.

Bei bestimmten Arbeiten im Labor werden praktische Kenntnisse und Fähigkeiten in der Chemie gebildet, die dem Kind in seinem täglichen Leben helfen können. Auch die kognitive Aktivität bildet sich aus, der Wunsch nach Forschungsarbeit im Rahmen des naturwissenschaftlichen Kreislaufs und dient der vorbereitenden Vorbereitung auf Weiterbildung und eine bewusste Berufswahl.

Durchgeführte Experimente im Chemielabor schulen und entwickeln nicht nur kreative Aktivität, sondern auch die Initiative und Unabhängigkeit der Schüler und bilden gleichzeitig positive, gesunde und umweltfreundliche Haushaltsgewohnheiten. Die Arbeitserziehung erfolgt durch die Arbeit mit Reagenzien, Geräten, beim Aufbau von Experimenten und der Verarbeitung ihrer Ergebnisse. Durch das Studium der Geräte und verschiedene einfache Experimente treten die Schüler in den Strom des Erfolgs ein, wo sie ihr eigenes Selbstwertgefühl und den Status der Schüler in den Augen von Mitschülern, Lehrern und Eltern steigern.

Durch Laborarbeiten, Experimente, Forschung verbessern Kinder ihre Fähigkeiten in einem chemischen Experiment und erwerben bestimmte Fähigkeiten in Forschungs- und Projektaktivitäten, beherrschen die Methoden zum Auffinden der erforderlichen Informationen. Gleichzeitig entwickelt sich nicht nur ein kognitives Interesse am Fach Chemie, es entwickeln sich kreative Fähigkeiten, eine positive Einstellung zum Lernen durch Schaffung einer Situation der Überraschung, Belustigung, Paradoxie, ein wissenschaftliches Weltbild entsteht.

Vor jeder experimentellen Arbeit in einem chemischen Labor ist es notwendig, das Kind mit dem gesamten Instrument vertraut zu machen, vorzugsweise in einer Spielversion.

Machen wir uns mit den ersten Assistenten vertraut - chemischen Geräten und Utensilien. Jedes Fach hat seine eigene Aufgabe, und Bilder dieser Geräte finden sich in jedem Chemie-Lehrbuch.

Ein Reagenzglas ist ein langes Glasgefäß, ähnlich einer Röhre, das an einem Ende verschlossen ist. Es besteht aus farblosem feuerfestem Glas und darin kann man ziemlich stark sein
eine Flüssigkeit oder einen Feststoff erhitzen, Gas kann darin gesammelt werden. Und es ist lang, so dass es bequem ist, es in der Hand zu halten, es in einem Stativ oder einer Halterung zu befestigen. Versuche können in einem Reagenzglas ohne Erhitzen durchgeführt werden, indem man Substanzen vorsichtig gießt oder gießt. Es ist notwendig, darauf hinzuweisen, dass Sie das Reagenzglas nicht fallen lassen sollten: Das Glas ist zerbrechlich.

Klemme oder Halterung für ein kleines Reagenzglas oder Gefäß. Sie können sie durch langes Erhitzen der Substanz hineindrücken, um sich nicht die Finger zu verbrennen.

Stehen Sie für Reagenzgläser oder stehen Sie für sie. Es kann Metall oder Kunststoff sein, und Sie haben es natürlich gesehen, wenn es in der Klinik passiert ist, Blut aus einem Finger zur Analyse zu entnehmen. Wenn das Gestell aus Kunststoff ist, stellen Sie niemals ein heißes Reagenzglas hinein: Sie beschädigen den Boden des Gestells und das Reagenzglas.

Spirituslampe - ein spezielles Gerät zum Verbrennen von Alkohol. Mit der Wärme, die brennender Alkohol abgibt, erhitzen wir Substanzen, wenn wir sie brauchen. Wir zünden die Spirituslampe nur mit einem Streichholz an und löschen sie, indem wir sie mit einer Kappe abdecken. Sie können nicht auf eine brennende Spirituslampe blasen und sie tragen - es ist gefährlich. Und wenn Sie ein Reagenzglas auf einer Spirituslampe erhitzen, sollten Sie den Docht nicht mit dem Boden des Reagenzglases berühren - das Reagenzglas kann platzen. Das Gefäß, in das Alkohol gegossen wird, ist breit und stabil und hat dicke Wände. Dies ist wichtig, um ein sicheres Arbeiten mit der Spirituslampe zu gewährleisten.

Einige Labore verwenden Gasbrenner, um Substanzen zu erhitzen. Sie erzeugen eine heißere Flamme, erfordern aber eine sorgfältige Handhabung – immerhin Gas.
Flasks sind Glasgefäße, die in ihrer Form etwas an Flaschen erinnern. Sie können Substanzen zwischenlagern, chemische Experimente durchführen, Lösungen herstellen. Flaschen,
Je nach Form können sie konisch, rund, flach und rund sein. In Kolben mit rundem Boden können Substanzen sehr lange erhitzt werden, ohne dass der Kolben bricht.

Flaschen gibt es in verschiedenen Größen: groß, mittel, klein. Ihre Löcher können mit einem Korken aus Gummi oder Schale verschlossen werden. Manchmal gibt es Markierungen auf dem Kolben: z
Der Kolben wird als Messkolben bezeichnet und dient zum Abmessen von Flüssigkeiten. Und einige Flaschen haben Verzweigungen, um die entstehenden Gase zu entfernen. Auf einem solchen Prozess können Sie tragen
Gummischlauch und leiten Sie das Gas an die gewünschte Stelle. Chemische Becher ähneln gewöhnlichen Bechern und werden normalerweise verwendet, um Lösungen herzustellen oder Experimente durchzuführen. Das Glas hat oben eine Tülle, um das Ausgießen der Flüssigkeit zu erleichtern. Gläser sind Glas und Porzellan in verschiedenen Größen. Trichter kennt jeder, auch in der Küche findet man sie. Ein Trichter ist nützlich, wenn Sie Flüssigkeit in ein Gefäß mit engem Hals gießen müssen. Wenn Sie ein gefaltetes Filterpapier in den Trichter legen, können Sie die Flüssigkeit von den festen Partikeln trennen.

Gasauslassrohre sind aus Glas und werden in den Korken gesteckt. Wenn wir einen Kolben oder ein Reagenzglas mit einem solchen Stopfen verschließen, wo die Reaktion stattfindet und Gas freigesetzt wird, dann wird das Gas nicht in die Luft davonfliegen, sondern durch das Rohr in das Gefäß strömen, wo wir dieses Rohr leiten werden. Diese Rohre gibt es in verschiedenen Formen. Manchmal hat es nicht eine, sondern mehrere Biegungen. Sie können das Rohr selbst biegen. Dazu müssen Sie ein gerades Rohr einige Zeit in der Flamme einer Alkohollampe oder eines Laborgasbrenners (nicht in der Küche!) an der richtigen Stelle erhitzen. Wenn das Glas durch die Hitze weich wird, können Sie das Rohr mit einer sehr langsamen und vorsichtigen Bewegung biegen. Aber wenn Sie sich ein wenig beeilen, wird es brechen. Und achten Sie darauf, den heißen Teil der Pfeife nicht mit den Fingern zu berühren, sonst verbrennen Sie sich. Um ein Stück von einem Glasrohr abzuschneiden, müssen Sie mit einer dreieckigen Feile an der richtigen Stelle einen kleinen Kratzer machen und ihn dann an dieser Stelle vorsichtig brechen.
Die Porzellan-Verdunstungstasse sieht aus wie eine Untertasse mit Ausgießer. Wenn Sie eine Lösung einer Substanz hineingießen, z. B. Speisesalz, und lange erhitzen, dann bald alles
das Wasser verdunstet und die Salzkristalle bleiben in der Tasse. Auf diese Weise kann eine Substanz aus einer Lösung isoliert werden.

Ein Chemiker braucht Mörser und Stößel. Sie können verwendet werden, um einen Feststoff zu einem feinen mehlartigen Pulver zu mahlen. Mit einem solchen Pulver verläuft der Versuch schneller als mit großen Partikeln der Substanz. Und wir brauchen auch ein Laborstativ, in dem wir die Geräte nach Bedarf für das Experiment fixieren können. Das Stativ hat einen stabilen gusseisernen Standfuß, der Standfuß wird darin verschraubt. Am Gestell können Sie die Klemme verstärken, in die ein Stahlfuß oder -ring eingesetzt und verschraubt wird. In den Fuß kann ein Reagenzglas oder ein anderes Gerät eingespannt und auf dem Ring eine Spirituslampe oder eine Flasche auf einem speziellen Gitter platziert werden. In der Schule gibt es solche Stative sowohl im Chemie- als auch im Physikunterricht, daher sind sie Ihnen wahrscheinlich bekannt. Das ist nicht alles, was in einem Chemielabor zu finden ist: Es gibt so viele verschiedene Instrumente und Utensilien, dass es schwierig ist, sie aufzuzählen. Das Interessanteste bleibt - zu lernen, wie man mit diesen Geräten arbeitet.

Ein Chemielabor lässt sich nicht nur rein aus speziellen Chemiebaukästen zusammenstellen, sondern auch zu Hause aus Haushaltsgeräten ein Minilabor bauen. In einem solchen Labor können Sie einige Experimente und Experimente mit Sicherheitsvorkehrungen durchführen: Handschuhe, Morgenmantel, Schürze, Schal oder Mütze, Schutzbrille.

Ich werde eine kleine Liste von Experimenten geben, die jedes Kind im Alter von 13-18 Jahren durchführen kann, aber unter der Anleitung eines Erwachsenen, Eltern, Lehrers.

Rotkohlsaft-Lackmuspapier . . Dazu benötigen Sie Rotkohl. Rotkohlsaft ändert, wenn er mit verschiedenen Substanzen gemischt wird, seine Farbe von rot (in starker Säure) zu rosa, violett (dies ist seine natürliche Farbe in einer neutralen Umgebung), blau und schließlich grün (in starker Lauge). Auf dem Bild, von links nach rechts, die Ergebnisse des Mischens von Rotkohlsaft mit: 1. Zitronensaft (rote Flüssigkeit); 2. im zweiten Reagenzglas reiner Rotkohlsaft, er hat eine violette Farbe; 3. im dritten Rohr wird Kohlsaft mit Ammoniak (Ammoniak) gemischt - es entsteht eine blaue Flüssigkeit; 4. im vierten Reagenzglas das Ergebnis des Mischens von Saft mitWaschpulver - grüne Flüssigkeit.

Nachfolgend die PH-Werte einiger Flüssigkeiten:

1. Magensaft - 1,0-2,0 ph
2. Zitronensaft - 2,0 ph
3. Speiseessig - 2,4 ph
4. Coca Cola - 3,0 Ph
5. Apfelsaft - 3,0 ph
6. Bier - 4,5 Ph
7. Kaffee - 5,0 ph
8. Shampoo - 5,5 ph
9. Tee - 5,5 ph
10. Speichel - 6,35-6,85 Ph
11. Milch - 6,6-6,9 ph
12. Reines Wasser - 7,0 ph
13. Blut - 7.36-7.44ph
14. Meerwasser - 8,0 ph
15. Backpulverlösung - 8,5 ph
16. Seife (fetthaltig) für die Hände - 9,0-10,00 ph
17. Ammoniak - 11,5 ph
18. Bleichmittel (Chlor) - 12,5 ph
19. Natronlauge oder Natriumhydroxid > 13 ph

pH-Wert

Farbe

rot

lila

Violett

blau

Blau Grün

Grün Gelb

Rotkohlsaft kann zur Herstellung von Lackmuspapieren verwendet werden. Dazu benötigen Sie Filterpapier. Es muss in Kohlsaft eingeweicht und trocknen gelassen werden. Dann in dünne Streifen schneiden. Lackmuspapiere sind fertig!

Um sich an die Farbe von Lackmus in verschiedenen Umgebungen zu erinnern, gibt es ein Gedicht:

Lackmusanzeige - rot
Die Säure wird deutlich anzeigen.
Lackmusindikator - blau,
Lauge ist hier - sei nicht offen,
Wann ist die neutrale Umgebung
Es ist immer lila.

Hinweis: Nicht nur Rotkohl, sondern auch viele andere Pflanzen enthalten einen PH-empfindlichen Pflanzenfarbstoff (Anthocyane). Zum Beispiel Rüben, Brombeeren, schwarze Johannisbeeren, Blaubeeren, Heidelbeeren, Kirschen, dunkle Trauben usw. Anthocyane verleihen Pflanzen eine dunkelblaue Farbe. Produkte dieser Farbe gelten als sehr gesund.

blaues Jod

P Nach diesem Experiment werden Sie sehen, wie sich die transparente Flüssigkeit im Handumdrehen dunkelblau verfärbt. Um das Experiment durchzuführen, müssen Sie möglicherweise in die Apotheke gehen, um die erforderlichen Zutaten zu erhalten, aber die Wunderverwandlung lohnt sich.

Du wirst brauchen:

3 Flüssigkeitsbehälter- 1 Tablette (1000 mg) Vitamin C (in der Apotheke erhältlich)- Alkohollösung von Jod 5% (in einer Apotheke erhältlich)- Wasserstoffperoxid 3% (in der Apotheke erhältlich)- Stärke- Messlöffel- MessbecherArbeitsplan:1. Zerstoßen Sie 1000 mg Vitamin C mit einem Löffel oder Mörser gründlich in einer Tasse und verwandeln Sie die Tablette in ein Pulver. 60 ml warmes Wasser zugeben, mindestens 30 Sekunden gründlich mischen. Wir werden die resultierende flüssige Lösung bedingt A nennen.2. Gießen Sie nun 1 Teelöffel (5 ml) Lösung A in ein anderes Gefäß und fügen Sie außerdem hinzu: 60 ml warmes Wasser und 5 ml Jodalkohollösung. Beachten Sie, dass braunes Jod farblos wird, wenn es mit Vitamin C reagiert. Die resultierende Flüssigkeit nennen wir Lösung B. Lösung A brauchen wir übrigens nicht mehr, Sie können sie beiseite legen.3. Mische in einer dritten Tasse 60 ml warmes Wasser, einen halben Teelöffel (2,5 ml) Stärke und einen Esslöffel (15 ml) Wasserstoffperoxid. Dies wird Lösung C sein.4. Alle Vorbereitungen sind nun abgeschlossen. Sie können das Publikum anrufen und eine Show veranstalten! Gießen Sie die gesamte Lösung B in den Becher mit Lösung C. Gießen Sie die resultierende Flüssigkeit mehrmals von einem Becher zum anderen und wieder zurück. Etwas Geduld und ... nach einiger Zeit verfärbt sich die Flüssigkeit von farblos nach dunkelblau.Erfahrung Erklärung:Die Essenz der Erfahrung kann einem Vorschulkind in einer ihm zugänglichen Sprache wie folgt erklärt werden: Jod, das mit Stärke reagiert, färbt es blau. Vitamin C hingegen versucht, Jod farblos zu halten. Im Kampf zwischen Stärke und Vitamin C gewinnt am Ende die Stärke und die Flüssigkeit färbt sich nach einer Weile dunkelblau.Pharao Schlangen

Vorbereitender Teil.
Legen Sie eine Tablette Trockenbrennstoff (Urotropin) auf den Ständer. Geben Sie drei Tabletten Norsulfazol auf eine Tablette Trockenbrennstoff. (Foto 1)
Hauptteil.
Trockenen Brennstoff entzünden. Korrigieren Sie mit einem Metallstab die herauskriechenden, schwarz glänzenden, lichtvoluminösen „Schlangen“. Löschen Sie nach Versuchsende das Feuer, indem Sie den Trockenbrennstoff mit einem Kunststoffdeckel verschließen. (Foto 2)
Aufgrund des spezifischen Geruchs wird dieses Experiment am besten in geräumigen, gut belüfteten Räumen oder im Freien durchgeführt.
Erklärung der Erfahrung.
Die bei der Zersetzung von Norsulfazol freigesetzten Gase "schäumen" die Reaktionsprodukte auf, wodurch eine lange Steinkohlen-"Schlange" wächst. Die wahrscheinlichsten Zersetzungsprodukte der organischen Substanz von Norsulfazol sind -C, CO 2 , H 2 O, SO 2 (möglicherweise S) und N 2 .
Selbstentzündung eines Feuers

Vorbereitender Teil.
Geben Sie etwas kristallines Kaliumpermanganat KMnO in eine Porzellantasse 4 . Befeuchten Sie die Kristalle vorsichtig mit 1 ml konzentrierter Schwefelsäure H mit einer langen Pipette oder einem Glasröhrchen. 2 SO 4 . Stellen Sie eine Porzellantasse auf ein Metalltablett und maskieren Sie sie,

Legen Sie Holzspäne darauf und ringsherum und achten Sie darauf, dass die Späne nicht in die Porzellantasse gelangen. (Foto 1)
Hauptteil.
Befeuchten Sie ohne Wissen des Publikums ein Stück Watte großzügig mit Alkohol und drücken Sie schnell ein paar Tropfen Alkohol über eine Porzellantasse. (Foto 2)
Entfernen Sie sofort Ihre Hand, damit die Watte mit Alkohol in Ihrer Hand kein Feuer fängt.
Das Feuer lodert hell auf und brennt schnell aus. (Foto 3)
Erklärung der Erfahrung.
Bei der Wechselwirkung von konzentrierter Schwefelsäure mit Kaliumpermanganat entsteht Mangan(VII)-oxid, das stärkste Oxidationsmittel. Wenn Alkohol mit Mangan(VII)oxid in Kontakt kommt, entzündet es sich, dann entzünden sich Holzspäne.

Brennen von Natrium in Wasser

Von vorbereitender Teil.
Schneiden Sie vorsichtig ein erbsengroßes Stück Natrium ab und legen Sie es in die Mitte des Filterpapiers.
Gießen Sie Wasser in eine große Porzellantasse. (Foto 1)

Hauptteil.

os Senken Sie den Natriumfilter vorsichtig in das Wasser ab. Wir ziehen uns auf Sicherheitsabstand (2 Meter) zurück. Wenn Natrium mit Wasser in Kontakt kommt, beginnt es zu schmelzen, der freigesetzte Wasserstoff entzündet sich schnell, dann entzündet sich Natrium und brennt mit einer schönen gelben Flamme. (Foto 2)
BEIM Am Ende des Experiments treten normalerweise Risse und Spritzer auf, daher ist es gefährlich, sich in der Nähe einer Porzellantasse aufzuhalten.
Fügt man der entstandenen Lösung einen Tropfen Phenolphthalein-Indikator hinzu (Bild 3), färbt sich die Lösung leuchtend purpurrot, was auf die Bildung eines alkalischen Milieus hindeutet. (Foto 4)
Erklärung der Erfahrung
Natrium interagiert mit Wasser gemäß der Gleichung
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2
Der Papierfilter lässt kein Natrium auf der Wasseroberfläche "laufen", da durch die freigesetzte Wärme der Wasserstoff entzündet wird und sich dann das Natrium selbst entzündet und Natriumperoxid bildet.
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2
Konzentrieren Sie sich mit einem Taschentuch

Von
vorbereitender Teil.
Gießen Sie etwas kristallines Phenolphthalein in die Mitte eines weißen Taschentuchs.
Gießen Sie eine Lösung aus Waschsoda (Natriumcarbonat Na 2 CO 3 ). (Foto 1)
Hauptteil.

Decken Sie das Glas vorsichtig mit einem Taschentuch ab, damit das Phenolphthalein unmerklich in das Glas schwappt. (Foto 2) .Nehmen Sie das Glas, ohne das Taschentuch zu entfernen, in die Hand und machen Sie mehrere kreisende Bewegungen, um es zu mischen. (Foto 3)C nimm einen schal.
F die Flüssigkeit im Glas wurde purpurrot. (Foto 4)

Erklärung der Erfahrung.
Natriumcarbonat wird, wenn es in Wasser gelöst wird, hydrolysiert und bildet eine alkalische Umgebung.
Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d NaHCO 3 + NaOH
Phenolphthalein wird in alkalischem Medium purpurrot.

R Silberspiegelreaktion

Vorbereitender Teil.
Im ersten Reagenzglas bereiten wir eine Glukoselösung zu, für die wir einen viertel Teelöffel Glukose in 5 ml destilliertem Wasser auflösen.
Im zweiten Reagenzglas bereiten wir eine Ammoniaklösung von Silberoxid vor: Fügen Sie vorsichtig Ammoniaklösung zu 2 ml Silbernitratlösung hinzu und beobachten Sie, dass sich der Niederschlag vollständig in überschüssiger Ammoniaklösung auflöst. (Foto 1)
Hauptteil
Gießen Sie beide Lösungen in ein sauberes Reagenzglas. Je sauberer das Rohr, desto besser das Ergebnis!
Tauchen Sie das Reagenzglas in ein Glas mit heißem Wasser. Wir versuchen, das Röhrchen aufrecht zu halten, schütteln Sie es nicht. (Foto 2).
Nach 2 Minuten bildet sich an den Wänden des Reagenzglases ein schöner „Silberspiegel“. (Foto 3)
Ein silbernes Reagenzglas ist ein wunderbares Geschenk für junge Chemieliebhaber.

(Foto 4)
Erklärung der Erfahrung.
Glukose ist ein Aldehydalkohol. An der Aldehydgruppe kann es mit einer Ammoniaklösung von Silberoxid zu Gluconsäure oxidiert werden. Silber wird reduziert und setzt sich an den Wänden des Reagenzglases ab und bildet einen "Silberspiegel".
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
Die Reaktion zum Erhalt eines "Silberspiegels" wird durch die Gleichung beschrieben:
2OH + C 6 H 12 O 6 \u003d 2 Ag? + C 6 H 12 O 7 + 4 NH 3 + H 2 O

Gewinnung von Sauerstoff aus Wasserstoffperoxid

Vorbereitender Teil.
Gießen Sie eine 3%ige Wasserstoffperoxidlösung in einen Erlenmeyerkolben. (Foto 1)
Hauptteil.
Wir führen einen kleinen Katalysator in den Kolben ein - Manganoxid (IV). (Foto 2) Sauerstoff beginnt sofort im Kolben freigesetzt zu werden.
W Wir verbrennen einen langen Splitter und löschen ihn, damit der Splitter nicht brennt, sondern nur schwelt. (Foto 3)
Wir bringen einen glimmenden Splitter in die Flasche, er lodert auf und brennt mit heller Flamme.

(Foto 4)
Erklärung der Erfahrung.
Wasserstoffperoxid zersetzt sich, wenn ein Katalysator (Reaktionsbeschleuniger) eingeführt wird, gemäß der Gleichung:
2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2
Wenn eine glimmende Fackel eingeführt wird, verbrennt Kohle in Sauerstoff gemäß der Gleichung:

C + O 2 \u003d CO 2

ARBEITSREGELN IM CHEMIELABOR

Bevor Sie mit den Experimenten beginnen, müssen Sie den Arbeitsplatz, die notwendigen Utensilien und Geräte vorbereiten und die Beschreibung des Experiments sorgfältig lesen.

Experimente mit chemischen Reagenzien stellen eine zusätzliche Gefahr dar. Von verschiedenen Substanzen können schwer zu entfernende Flecken und sogar Löcher auf der Kleidung zurückbleiben. Reagenzien können Hautverbrennungen verursachen; Sie sollten besonders auf Ihre Augen achten. Darüber hinaus ist beim Mischen einiger völlig harmloser Substanzen die Bildung toxischer Verbindungen möglich, die giftig sein können.

Ein zuverlässiger Weg, um unerwartete Probleme und unerwünschte Reaktionen zu vermeiden, besteht darin, die Anweisungen und die Beschreibung der Erfahrung genau zu befolgen.

Es muss daran erinnert werden, dass Substanzen nicht geschmeckt und mit der Hand genommen werden können. Und Sie müssen sich mit großer Sorgfalt mit dem Geruch von Substanzen vertraut machen, indem Sie die Luft mit einer leichten Handbewegung aus dem Gefäß mit der Substanz zur Nase leiten.

Die Flüssigkeit aus dem Gefäß muss mit einer Pipette entnommen werden. Feststoffe - mit einem Löffel, Spatel oder trockenen Reagenzglas. Stoffe dürfen nicht zusammen mit Lebensmitteln gelagert werden. Auch während der Experimente kann man nicht essen.

Ein Reagenzglas mit erhitzter Substanz sollte nicht mit dem Hals auf Sie oder eine neben Ihnen stehende Person gerichtet werden. Beugen Sie sich nicht über die zu erhitzende Flüssigkeit, da Spritzer ins Gesicht oder in die Augen gelangen können.

Nach Versuchsende ist der Arbeitsplatz zu reinigen und das Geschirr zu spülen. Die nach dem Versuch verbleibenden Substanzen dürfen nicht in die Kanalisation abgelassen oder in den Mülleimer geworfen werden.

Reagenzflaschen können Sicherheitswarnetiketten enthalten. Diese Zeichen weisen darauf hin, dass beim Umgang mit Lösungen von Säuren und Laugen (das sind ätzende und reizende Stoffe), brennbaren und giftigen Stoffen besondere Vorsicht geboten ist.

REGELN ZUM ERHITZEN VON STOFFEN

Das Erhitzen von Substanzen kann mit elektrischen Heizgeräten und einer offenen Flamme durchgeführt werden. Aber in jedem Fall müssen Sie die Sicherheitsregeln befolgen.

Denken Sie daran, dass der heißeste Teil der Flamme oben ist. Seine Temperatur beträgt etwa 1200 ° C. Betrachten Sie das Gerät eines Alkoholofens, mit dessen Hilfe geheizt werden kann. Die Spirituslampe besteht aus einem Reservoir mit Alkohol, einem Rohr mit einer Scheibe, einem Docht und einer Kappe.

Reis. 3. Das Gerät der Spirituslampe

ERWÄRMEN VON STOFFEN IN EINEM REAGENZGLAS

Die Beheizung des Reagenzglases erfolgt mit einem Reagenzglashalter. Bevor eine Substanz in einem Reagenzglas erhitzt wird, muss das gesamte Reagenzglas erhitzt werden. Das Reagenzglas muss ständig in der Flamme einer Alkohollampe bewegt werden. Es ist unmöglich, Flüssigkeit in einem Reagenzglas zu kochen.

ERWÄRMEN DER FLÜSSIGKEIT IM KOLBEN

Flüssigkeiten können nicht nur in Reagenzgläsern, sondern auch in Kolben erhitzt werden. Es ist verboten, dünnwandige Glaskolben auf offenem Feuer ohne Asbestgitter zu erhitzen, wodurch eine lokale Überhitzung der erhitzten Flüssigkeit vermieden werden kann. Lassen Sie uns ein Beispiel für das Erhitzen von Wasser in einem konischen Flachbodenkolben geben. Installieren Sie dazu den Kolben auf einem Ring mit einem Asbestgitter, unter dem sich eine Spirituslampe befindet. Der Flaschenhals wird im Bein des Stativs befestigt. Eine erhitzte Flüssigkeit kann in einem Kolben gekocht werden.

Reis. 4. Erhitzen der Flüssigkeit im Kolben

Informationstechnologien, einschließlich moderner Multimediasysteme, können verwendet werden, um den Prozess des aktiven Lernens zu unterstützen. Dies sind diejenigen, die in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt haben. Ein Beispiel für solche Lernsysteme sind virtuelle Labors, die das Verhalten von Objekten der realen Welt in einer computerpädagogischen Umgebung simulieren und Schülern helfen können, neue Kenntnisse und Fähigkeiten beim Studium naturwissenschaftlicher und naturwissenschaftlicher Disziplinen wie Chemie, Physik und Biologie zu erwerben.

Die Hauptvorteile der Nutzung virtueller Labore sind:

Vorbereitung auf einen Chemie-Workshop unter realen Bedingungen:

a) Entwicklung grundlegender Fähigkeiten im Umgang mit Geräten;

b) Ausbildung in der Umsetzung von Sicherheitsanforderungen unter sicheren Bedingungen eines virtuellen Labors;

c) die Entwicklung der Beobachtung, die Fähigkeit, die Hauptsache hervorzuheben, die Ziele und Ziele der Arbeit zu bestimmen, den Verlauf des Experiments zu planen, Schlussfolgerungen zu ziehen;

d) Entwicklung von Fähigkeiten zum Finden der optimalen Lösung, der Fähigkeit, ein reales Problem auf Modellbedingungen zu übertragen und umgekehrt;

e) Entwicklung von Fähigkeiten zur Registrierung der Arbeit.

Durchführung von Experimenten, die im Chemielabor der Schule nicht verfügbar sind.

Remote-Workshop- und Laborarbeit, einschließlich der Arbeit mit Kindern mit Behinderungen und der Interaktion mit geografisch entfernten Schulkindern.

Arbeitsgeschwindigkeit, Einsparung von Reagenzien.

Erhöhte Neugier. Es wird darauf hingewiesen, dass Computermodelle des Chemielabors die Schüler dazu anregen, zu experimentieren und sich von ihren eigenen Entdeckungen befriedigen zu lassen.

Gleichzeitig sollte beachtet werden, dass die Gestaltung und Implementierung einer informationspädagogischen Umgebung für aktives Lernen eine komplexe Aufgabe ist, die einen hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand erfordert, der mit den Kosten für die Erstellung eines pädagogischen Hypertexts nicht zu vergleichen ist. Gegner virtueller Chemielabore äußern begründete Befürchtungen, dass ein Schulkind aufgrund seiner Unerfahrenheit die virtuelle Welt nicht von der realen unterscheiden kann, d.h. Modellobjekte, die von einem Computer erstellt werden, werden die Objekte der realen Welt vollständig ersetzen.

Um die möglichen negativen Auswirkungen der Verwendung von Modellcomputerumgebungen im Lernprozess zu vermeiden, wurden zwei Hauptrichtungen identifiziert. Erstens ist es bei der Entwicklung einer Bildungsressource notwendig, Einschränkungen aufzuerlegen, geeignete Kommentare einzuführen, sie beispielsweise pädagogischen Agenten in den Mund zu legen. Zweitens schmälert der Einsatz eines modernen Computers im Schulunterricht keineswegs die führende Rolle des Lehrers. Ein kreativ arbeitender Lehrer versteht, dass Computertechnologien es den Schülern ermöglichen, Modellobjekte und die Bedingungen für ihre Existenz zu verstehen, das zu studierende Material besser zu verstehen und vor allem zur geistigen Entwicklung des Schülers beizutragen.

Bei der Erstellung virtueller Labore können verschiedene Ansätze verfolgt werden. Virtuelle Labore werden nach den Methoden der Bereitstellung von Bildungsinhalten unterteilt. Softwareprodukte können auf Compact Discs (CD-ROM) geliefert oder auf einer Website im Internet platziert werden, was eine Reihe von Beschränkungen für Multimediaprodukte auferlegt. Für die Zustellung über das Internet mit seinen schmalen Informationskanälen sind zweidimensionale Grafiken natürlich besser geeignet. Gleichzeitig müssen elektronische Veröffentlichungen, die auf CD-ROM geliefert werden, keinen Datenverkehr und keine Ressourcen einsparen, und daher können 3D-Grafiken und -Animationen verwendet werden. Es ist wichtig zu verstehen, dass es volumetrische Ressourcen sind – 3D-Animation und Video – die die höchste Qualität und Realitätsnähe visueller Informationen liefern. Entsprechend der Visualisierungsmethode gibt es Labore, die zweidimensionale, dreidimensionale Grafiken und Animationen verwenden. Darüber hinaus werden virtuelle Labore in zwei Kategorien eingeteilt, je nachdem, wie Domänenwissen repräsentiert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass virtuelle Labore, in denen die Wissensrepräsentation über das Fachgebiet auf Einzelfakten basiert, auf eine Reihe vorprogrammierter Experimente beschränkt sind. Dieser Ansatz wird bei der Entwicklung modernster virtueller Labore verwendet. Ein anderer Ansatz ermöglicht es den Schülern, beliebige Experimente durchzuführen, die nicht auf einen vorgefertigten Satz von Ergebnissen beschränkt sind. Das virtuelle Labor ist eines der Mittel, um den Prozess des Chemieunterrichts zu intensivieren

In allen Bereichen der Bildung wird nach Möglichkeiten gesucht, das Bildungssystem zu intensivieren und schnell zu modernisieren, die Qualität der Bildung mithilfe von Computertechnologie zu verbessern. Die Möglichkeiten der Computertechnologie als Werkzeug der menschlichen Tätigkeit und als grundlegend neues Lernmittel haben zur Entstehung neuer Methoden geführt.Der Hauptvorteil des Ansatzes besteht darin, dass der Desktop eines virtuellen Labors visuell als vollständig, wenn auch begrenzt dargestellt wird , Organisationsform des Lernens. vereinfachte Abbildung eines Tisches eines realen Labors: Chemische Gefäße und andere Geräte werden in realen Proportionen und Anordnungen dargestellt (Ständer und Halterungen werden verwendet), Substanzen haben eine Farbe, die der Realität entspricht, und der Ablauf chemischer Reaktionen kann visuell beobachtet werden. So bekommt der Nutzer eine Vorstellung von der Arbeit in einem echten Labor. Ein gutes Beispiel für ein solches Labor ist das Crocodile Chemistry-Programm von Crocodile Clips Ltd, einem Unternehmen, das sich auf die Entwicklung virtueller Computerlabors für Bildungszwecke spezialisiert hat. Ein Teil des Screenshots der Chemieinstrumente ist in Abb. 1 gezeigt. ein.

Der Hauptnachteil des Ansatzes ist eine Fortsetzung seines Hauptvorteils - der manuellen Arbeit mit Geräten. Dies impliziert:

1) die Unmöglichkeit, das Experiment mehrmals zu wiederholen, die Bedingungen des Experiments zu ändern, ohne viele identische Operationen manuell zu wiederholen;

2) die Unmöglichkeit, die Reihenfolge der Operationen aufrechtzuerhalten, außer mit Hilfe einer verbalen Beschreibung;

3) kein Raum für Fehler: Wird ein Reagenzglas versehentlich umgeworfen, ist sein Inhalt unwiederbringlich verloren, in bekannten virtuellen Chemielaboren gibt es kein Rückgängigmachen mehr. Es mag scheinen, dass dies ein Vorteil ist, der Benutzer lernt, vorsichtiger mit chemischen Geräten und Reagenzien umzugehen. Dies beeinträchtigt jedoch in keiner Weise die Fähigkeit, mit realen Geräten umzugehen, sondern stört nur, da es vom Wesen des simulierten Vorgangs zur Steuerung eines Computerprogramms ablenkt. Das "Virtual Chemistry Laboratory" umfasst den "Molecule Constructor", der zum Erstellen dreidimensionaler Modelle von Molekülen organischer und anorganischer Verbindungen entwickelt wurde. Die Verwendung von dreidimensionalen Modellen von Molekülen und Atomen zur Veranschaulichung chemischer Phänomene ermöglicht ein Verständnis aller drei Darstellungsebenen chemischen Wissens: Mikro, Makro und Symbolik (Dori Y. et al., 2001). Das Verständnis des Verhaltens von Stoffen und das Wesen chemischer Reaktionen wird bewusster, wenn es möglich ist, Prozesse auf molekularer Ebene zu sehen. Die Leitgedanken des Paradigmas des modernen Schulchemieunterrichts wurden umgesetzt: Aufbau ® Eigenschaften ® Anwendung.

"Molecule Designer" ermöglicht es Ihnen, kontrollierte dynamische 3D-Farbbilder von Linien, Kugeln und Stäbchen sowie maßstabsgetreue Modelle von Molekülen zu erhalten. Der "Molecule Builder" bietet die Möglichkeit, Atomorbitale und elektronische Effekte zu visualisieren, was den Einsatzbereich von Molekülmodellen im Chemieunterricht erheblich erweitert.

Literatur:

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7. Enzyklopädie für Kinder. Band 17. Chemie / Kapitel. bearbeitet von V.A. Wolodin, führend. wissenschaftlich ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

8. Yakuba Yu.A. „Das Verhältnis von Theorie und Praxis im Bildungsprozess“ M. „Gymnasium“, 1998

Aufgabe B3. Im Schülerlabor werden die Schwingungen eines Federpendels bei verschiedenen Werten der Masse des Pendels untersucht. Wenn Sie die Masse des Pendels erhöhen, wie ändern sich 3 Größen: die Periode seiner Schwingungen, ihre Frequenz, die Änderungsperiode seiner potentiellen Energie? Wählen Sie für jede Position der ersten Spalte die gewünschte Position der zweiten aus und notieren Sie die ausgewählten Zahlen in der Tabelle unter den entsprechenden Buchstaben. Schwingungsperiode. ein). wird steigen. Oszillationsfrequenz. 2). wird abnehmen. Zeitraum der potentiellen Energieänderung. 3). Wird sich nicht ändern. SONDERN). B). BEIM). A. B. V. Physikalische Größen. Physikalische Quantitäten. Ihre Veränderung. Ihre Veränderung.

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Physik Klasse 10

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Das Arbeitsprogramm des Kurses der außerschulischen Aktivitäten "Labor eines jungen Chemikers" (8. Klasse. 35 Stunden)

Geplante Ergebnisse der Bewältigung des Verlaufs außerschulischer Aktivitäten

Persönlich:

Bildung eines ganzheitlichen Weltbildes entsprechend dem aktuellen Entwicklungsstand von Wissenschaft und gesellschaftlicher Praxis;

Bildung einer verantwortungsbewussten Einstellung zum Lernen, Bereitschaft und Fähigkeit zur Selbstentwicklung und Selbstbildung, bewusste Gestaltung eines individuellen Bildungswegs unter Berücksichtigung nachhaltiger kognitiver Interessen;

Bildung kommunikativer Kompetenz in Bildungs-, Forschungs- und Kreativtätigkeiten;

Herausbildung einer Erkenntnis- und Informationskultur, Befähigung zum selbstständigen Arbeiten mit Lehrmitteln, Büchern, verfügbaren Werkzeugen und technischen Mitteln der Informationstechnologie;

Bildung der Grundlagen des Umweltbewusstseins und der Notwendigkeit eines verantwortungsbewussten, achtsamen Umgangs mit der eigenen Gesundheit und der Umwelt;

Entwicklung der Bereitschaft, kreative Probleme zu lösen, die Fähigkeit, angemessene Verhaltensweisen und Interaktionen mit Partnern während pädagogischer und außerschulischer Aktivitäten zu finden, die Fähigkeit, Problemsituationen einzuschätzen und schnell verantwortungsvolle Entscheidungen in verschiedenen produktiven Aktivitäten zu treffen.

Metasubjekt:

Beherrschung der Fähigkeiten des unabhängigen Erwerbs neuer Kenntnisse, Organisation von Bildungsaktivitäten, Suche nach Mitteln zu ihrer Umsetzung;

Die Fähigkeit, Wege zum Erreichen von Zielen auf der Grundlage einer unabhängigen Analyse der Bedingungen und Mittel zu ihrer Erreichung zu planen, alternative Wege zum Erreichen des Ziels zu identifizieren und den effektivsten Weg zu wählen, kognitive Reflexion in Bezug auf Maßnahmen zur Lösung von Bildungs- und kognitive Probleme;

Die Fähigkeit, das Problem zu verstehen, Fragen zu stellen, eine Hypothese aufzustellen, Konzepte zu definieren, zu klassifizieren, Material zu strukturieren, Experimente durchzuführen, die eigene Position zu vertreten, Schlussfolgerungen und Schlussfolgerungen zu formulieren;

Die Fähigkeit, ihre Handlungen mit den geplanten Ergebnissen zu korrelieren, ihre Aktivitäten im Prozess der Erreichung des Ergebnisses zu steuern, die Handlungsmethoden im Rahmen der vorgeschlagenen Bedingungen und Anforderungen zu bestimmen, ihre Handlungen an die sich ändernde Situation anzupassen;

Bildung und Entwicklung von Kompetenzen im Umgang mit Werkzeugen und technischen Mitteln der Informationstechnologie (Computer und Software) als instrumentelle Grundlage für die Entwicklung kommunikativer und kognitiver universeller Bildungsaktivitäten;

Die Fähigkeit, Zeichen und Symbole, Modelle und Schemata zur Lösung von pädagogischen und kognitiven Problemen zu erstellen, anzuwenden und zu transformieren;

Die Fähigkeit, Informationen aus verschiedenen Quellen (einschließlich Medien, Bildungs-CDs, Internetressourcen) zu extrahieren, Referenzliteratur frei zu verwenden, einschließlich auf elektronischen Medien, um die Normen der Informationsselektivität und Ethik einzuhalten;

Fähigkeit zur praktischen Anwendung der grundlegenden logischen Techniken, Methoden der Beobachtung, Modellierung, Erklärung, Problemlösung, Vorhersage usw.;

Fähigkeit, in einer Gruppe zu arbeiten - effektive Zusammenarbeit und Interaktion basierend auf der Koordination verschiedener Positionen bei der Entwicklung einer gemeinsamen Lösung in gemeinsamen Aktivitäten; einem Partner zuhören, seine Meinung formulieren und argumentieren, seine Position korrekt verteidigen und sie aus der Position der Partner koordinieren, auch in einer Situation mit Interessenkonflikten; Konflikte produktiv lösen, basierend auf der Berücksichtigung der Interessen und Positionen aller seiner Teilnehmer, der Suche und Bewertung alternativer Wege zur Konfliktlösung.

Gegenstand:

Im Bereich Wissen:

• Definitionen der untersuchten Konzepte geben;
• Demonstrations- und selbst durchgeführte chemische Experimente beschreiben;
• die im Alltag verwendeten untersuchten Substanzen beschreiben und unterscheiden;
• die untersuchten Objekte und Phänomene klassifizieren;
• Schlussfolgerungen und Schlussfolgerungen aus Beobachtungen ziehen;
• die untersuchten Material- und chemischen Informationen aus anderen Quellen zu strukturieren;
• sicher mit Stoffen des täglichen Lebens umgehen.

Im Werte-Orientierungs-Bereich:

Analyse und Bewertung der Folgen menschlicher Tätigkeiten im Haushalt und in der Industrie im Zusammenhang mit der Verwendung von Chemikalien für die Umwelt.

Im Arbeitsgebiet:

ein chemisches Experiment durchführen.

Im Bereich Lebenssicherheit:

befolgen Sie die Regeln für den sicheren Umgang mit Stoffen und Laborgeräten.

Einführung. Grundlagen zum sicheren Umgang mit Stoffen (1 h).Ziele und Ziele des Kurses.

Abschnitt 1. Im Labor erstaunlicher Transformationen (13 Stunden).

Praktische Arbeit.1. Gewinnung von Seife durch alkalische Verseifung von Fetten. 2. Herstellung von Lösungen einer bestimmten Konzentration. 3. Wachsende Salzkristalle.

Sektion 2. Im Labor eines jungen Forschers (11 Stunden).Experimente mit natürlichen Objekten (Wasser, Erde).

Praktische Arbeit.4. Untersuchung der Eigenschaften von natürlichem Wasser. 5. Bestimmung der Härte von natürlichem Wasser durch Titration. 6. Bodenanalyse. 7. Analyse der Schneedecke.

Experimente mit Lebensmitteln.

Praktische Arbeit.8. Untersuchung der Eigenschaften von kohlensäurehaltigen Getränken. 9. Untersuchung der qualitativen Zusammensetzung von Speiseeis. 10. Das Studium der Eigenschaften von Schokolade. 11. Forschungschips. 12. Untersuchung der Eigenschaften von Kaugummi. 13. Bestimmung von Vitamin C in Fruchtsäften und -nektaren. 14. Untersuchung der Eigenschaften von verpacktem schwarzem Tee.

Sektion 3. Im Kreativlabor.

Lernzeitreserve - 4 Stunden

Der Name des Programms			Das Arbeitsprogramm des Kurses der außerschulischen Aktivitäten "Labor eines jungen Chemikers". Zusammengestellt von Chernogorova L.V., Lehrerin für Chemie, MBOU-Sekundarschule Nr. 31, Lipezk
Stundenzahl pro Jahr
Anzahl der Stunden pro Woche
Anzahl der Sicherungsstunden
Klassen
Lehrer			Chernogorova Larissa Wiktorowna
Quartal, die Woche	Lektion im Kurs	Lektion zum Thema		Kursthema, Unterrichtsthema	Planungskorrektur
				Einführung. Grundlagen zum sicheren Umgang mit Stoffen. (1 Std.)
Ich viertele				Ziele und Ziele des Kurses.Bekanntschaft mit den Inhalten des Kurses und den Anforderungen für die Organisation und Durchführung des Unterrichts. Regeln für sicheres Arbeiten mit Chemikalien und Laborgeräten. Brandschutzvorschriften.
Abschnitt 1. Im Labor erstaunlicher Transformationen. (13 Uhr)
				Unterhaltsame Experimente mit Stoffen des Alltags ("Chemische Algen", "Chemische Quallen", "Feuerfestes Taschentuch", "Feuerfester Faden" etc.).
				Praktische Arbeit.1. Gewinnung von Seife durch alkalische Verseifung von Fetten.
				Unterhaltsame Experimente mit Arzneistoffen ("Pharao-Schlangen", Experimente mit Jod, Brillantgrün, Kaliumpermanganat, Alkohol, Borsäure, Acetylsalicylsäure, Wasserstoffperoxid etc.).
				Unterhaltsame Experimente mit Gasen ("Tauch-Ei", "Rauch ohne Feuer", "Explosion von explosivem Gas", "Ammoniak-Schrift" etc.).
				Experimente mit Lösungen ("Orange - Zitrone - Apfel", "Milch, Wein, Soda holen", "Blut ohne Wunde", "Chemischer Regenbogen" usw.).
				Praktische Arbeit 2. Herstellung von Lösungen einer bestimmten Konzentration.
				Reservieren
II. Quartal				Unterhaltsame Experimente mit Säuren ("Chemischer Schnee", "Zuckerverkohlung", "Feuerwerk im Zylinder", "Geheimnisvolle Tinte" usw.).
				Experimente mit Salzen ("Winterlandschaft im Glas", "Goldener Regen", "Goldener Herbst", "Silberne Blume", "Chemische Bäume", "Zinnsoldat" usw.).
				Praktische Arbeit 3. Wachsende Salzkristalle.
				Unterhaltsame Experimente mit der Anwesenheit von Feuer ("Selbstentzündung einer Kerze, Feuer", "Zauberstab", "Chemische Glühwürmchen", "Brennender Zucker", "Vulkane auf dem Tisch", "Chemisches Feuerwerk", "Tod des Geschwaders ", "Wasser - Brandstifter" usw.).
				Reservieren
Sektion 2. Im Labor eines jungen Forschers. (11 Uhr)
3. Quartal				Praktische Arbeit 4. Untersuchung der Eigenschaften von natürlichem Wasser.
				Praktische Arbeit 5 . Bestimmung der Härte von natürlichem Wasser durch Titration.
				Praktische Arbeit 6. Bodenanalyse.
				Praktische Arbeit 7 . Analyse der Schneedecke.
				Praktische Arbeit 8 . Untersuchung der Eigenschaften von kohlensäurehaltigen Getränken.
				Praktische Arbeit 9. Untersuchung der qualitativen Zusammensetzung von Speiseeis.
				Praktische Arbeit 10. Forschung über die Eigenschaften von Schokolade.
				Praktische Arbeit 11 . Chips-Forschung.
				Praktische Arbeit 12 . Untersuchung der Eigenschaften von Kaugummi.
				Reservieren
				Reservieren
IV. Quartal				Praktische Arbeit 13. Bestimmung von Vitamin C in Fruchtsäften und Nektaren.
				Praktische Arbeit 14. Untersuchung der Eigenschaften von Schwarzteebeuteln.
Sektion 3. Im Kreativlabor (6 Stunden).
				Kreativer Bericht. Registrierung von Forschungsergebnissen in Form von Forschung, Präsentation von Arbeiten auf einer wissenschaftlichen und praktischen Konferenz. Skript für eine außerschulische Aktivität mit unterhaltsamen Chemieexperimenten.

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Zielsetzung:

Beschaffung eines Nanoobjekts im Schullabor und Untersuchung seiner Eigenschaften.

Aufgaben:

Informieren Sie sich in verschiedenen Quellen über die Nanotechnologie und ihre Gegenstände;

Sammeln Sie Informationen über die Verwendung dieser Substanzen;

Ferromagnete im Schullabor besorgen, ihre Eigenschaften erforschen;

Ziehe Schlussfolgerungen aus der Forschung.

1. Einleitung

Derzeit wissen nur wenige, was Nanotechnologie ist, obwohl die Zukunft hinter dieser Wissenschaft liegt. Vor mehr als 100 Jahren öffnete der berühmte Physiker Max Planck erstmals die Tür zur Welt der Atome und Elementarteilchen: Seine Quantentheorie deutete an, dass diese Sphäre neuen, erstaunlichen Gesetzmäßigkeiten unterliegt.

2.1 Was sich hinter dem Präfix „nano“ verbirgt

In den Schlagzeilen von Zeitungen und Zeitschriftenartikeln sind uns in den letzten Jahren vermehrt Wörter begegnet, die mit der Vorsilbe „Nano“ beginnen. Über Radio und Fernsehen werden wir fast täglich über die Entwicklungsperspektiven der Nanotechnologie und erste erzielte Ergebnisse informiert. Was bedeutet das Wort "Nano"? Es kommt vom lateinischen nanus – „Zwerg“ und bezieht sich wörtlich auf die geringe Größe der Teilchen. In die Vorsilbe „Nano“ legen Wissenschaftler eine genauere Bedeutung, nämlich ein Milliardstel Teil. Zum Beispiel ist ein Nanometer ein Milliardstel Meter oder 0,0000000001 m (10 -9 m)

2.2 Nanotechnologie als Wissenschaft.

Das verstärkte Interesse der Forscher an Nanoobjekten wird durch die Entdeckung ungewöhnlicher physikalischer und chemischer Eigenschaften in ihnen verursacht, die mit der Manifestation der sogenannten „Quantengrößeneffekte“ verbunden sind. Diese Effekte werden dadurch verursacht, dass sich bei einer Abnahme der Größe und einem Übergang von einem makroskopischen Körper in die Größenordnung von mehreren hundert oder mehreren tausend Atomen die Zustandsdichte in der äußeren Zone und im Leitungsband dramatisch ändert, was sich widerspiegelt in den Eigenschaften aufgrund des Verhaltens von Elektronen, hauptsächlich magnetisch und elektrisch. Die auf der Makroskala vorherrschende „kontinuierliche“ Zustandsdichte wird durch einzelne Ebenen ersetzt, deren Abstände von der Partikelgröße abhängen. In einem solchen Maßstab weist das Material die physikalischen Eigenschaften, die dem Makrozustand der Materie innewohnen, nicht mehr auf oder weist sie in einer veränderten Form auf. Aufgrund dieses größenabhängigen Verhaltens physikalischer Eigenschaften und der Untypischkeit dieser Eigenschaften im Vergleich zu den Eigenschaften von Atomen einerseits und makroskopischen Körpern andererseits werden Nanopartikel in einem separaten Zwischenbereich isoliert und isoliert oft als "künstliche Atome" bezeichnet

2.3 Entwicklungsgeschichte der Nanotechnologie

1905 Der Schweizer Physiker Albert Einstein veröffentlichte eine Arbeit, in der er bewies, dass die Größe eines Zuckermoleküls ungefähr 1 Nanometer beträgt.

1931 Die deutschen Physiker Max Knoll und Ernst Ruska schufen ein Elektronenmikroskop, das erstmals die Untersuchung von Nanoobjekten ermöglichte.

1959 Der amerikanische Physiker Richard Feynman veröffentlichte als erster eine Abhandlung, in der er die Perspektiven der Miniaturisierung bewertete.

1968 Alfred Cho und John Arthur, Mitarbeiter der wissenschaftlichen Abteilung des amerikanischen Unternehmens Bell, entwickelten die theoretischen Grundlagen der Nanotechnologie in der Oberflächenbehandlung.

1974 Der japanische Physiker Norio Taniguchi prägte den Begriff „Nanotechnologie“ für Mechanismen, die kleiner als ein Mikrometer sind. Das griechische Wort „nanos“ bedeutet so viel wie „alter Mann“.

1981 Die deutschen Physiker Gerd Binnig und Heinrich Rohrer haben ein Mikroskop geschaffen, das einzelne Atome zeigen kann.

1985 Die amerikanischen Physiker Robert Curl, Harold Kroto und Richard Smaley haben eine Technologie entwickelt, mit der Sie Objekte mit einem Durchmesser von einem Nanometer genau messen können.

1986 Die Nanotechnologie ist in der breiten Öffentlichkeit bekannt geworden. Der amerikanische Zukunftsforscher Erk Drexler veröffentlichte ein Buch, in dem er voraussagte, dass sich die Nanotechnologie bald rasant entwickeln würde.

1959 sagte der Nobelpreisträger Richard Feynman in seiner Rede voraus, dass die Menschheit in Zukunft in der Lage sein würde, alles zu synthetisieren, wenn sie gelernt habe, einzelne Atome zu manipulieren. 1981 erschien das erste Werkzeug zur Manipulation von Atomen - ein Tunnelmikroskop, erfunden von Wissenschaftlern von IBM. Es stellte sich heraus, dass es mit Hilfe dieses Mikroskops nicht nur möglich ist, einzelne Atome zu „sehen“, sondern sie auch anzuheben und zu bewegen. Dies demonstrierte die grundsätzliche Möglichkeit, Atome zu manipulieren und damit direkt aus ihnen alles, wie aus Ziegeln, alles zusammenzusetzen: jeden Gegenstand, jede Substanz.

Die Nanotechnologie wird üblicherweise in drei Bereiche unterteilt:

Herstellung elektronischer Schaltkreise, deren Elemente aus mehreren Atomen bestehen;

die Schaffung von Nanomaschinen, also Mechanismen und Robotern in der Größe eines Moleküls;

direkte Manipulation von Atomen und Molekülen und deren Zusammenbau zu irgendetwas.

1992 zeichnete Dr. Eric Drexler vor einem Ausschuss des US-Kongresses ein Bild einer absehbaren Zukunft, in der die Nanotechnologie unsere Welt verändern würde. Hunger, Krankheiten, Umweltverschmutzung und andere drängende Probleme der Menschheit werden beseitigt.

2.4 Anwendung.

Derzeit werden magnetische Flüssigkeiten in entwickelten Ländern aktiv untersucht: Japan, Frankreich, Großbritannien und Israel. Ferrofluide werden verwendet, um Flüssigkeitsdichtungen um rotierende Achsen in Festplatten herzustellen. Ferrofluid wird auch in vielen Hochtönern verwendet, um Wärme von der Schwingspule abzuführen.

Aktuelle Anwendungen:

Wärmeschutz;

Optischer Schutz (sichtbares Licht und UV-Strahlung);

Tinte für Drucker;

Medien zum Aufzeichnen von Informationen.

3-5 Jahre Perspektive:

Gezielter Transfer von Arzneimitteln;

Gentherapie;

Nanokompositmaterialien für die Automobilindustrie;

Leichte und korrosionsbeständige Nanokompositmaterialien;

Nanotechnologie für die Herstellung von Lebensmitteln, Kosmetika und anderen Haushaltsartikeln.

Langfristige Perspektive:

Anwendung der Nanotechnologie in der Energie- und Kraftstoffindustrie;

Nanotechnologie-Umweltschutzprodukte;

Der Einsatz von Nanotechnologie zur Herstellung von Prothesen und künstlichen Organen;

Die Verwendung von Nanopartikeln in integrierten Nanosensoren;

Nanotechnologie in der Weltraumforschung;

Synthese von Nanomaterialien in flüssigen nichtwässrigen Medien;

Die Verwendung von Nanopartikeln zur Reinigung und Desinfektion.

3. Praktischer Teil

3.1 Laborversuch Nr. 1

Herstellung von Silbernanopartikeln.

10 ml destilliertes Wasser wurden in einen Erlenmeyerkolben gegossen, 1 ml einer 0,1 M Silbernitratlösung und ein Tropfen einer 1%igen Tanninlösung (es wirkt als Reduktionsmittel) zugegeben. Die Lösung wird zum Sieden erhitzt und unter Rühren tropfenweise mit 1 %iger Sodalösung versetzt. Es entsteht eine kolloidale Silberlösung von orange-gelber Farbe.

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

3.2 Laborversuch Nr. 2

Herstellung preußischblauer Nanopartikel.

10 ml destilliertes Wasser wurden in einen Kolben gegossen und 3 ml einer 1%igen Lösung von gelbem Blutsalz und 1 ml einer 5%igen Lösung von Eisen(III)chlorid wurden dazugegeben. Der isolierte blaue Niederschlag wurde abfiltriert. Ein Teil davon wurde in ein Becherglas mit destilliertem Wasser überführt, mit 1 ml einer 0,5 %igen Oxalsäurelösung versetzt und die Suspension mit einem Glasstab gerührt, bis der Niederschlag vollständig gelöst war. Es entsteht ein hellblaues Sol, das Preußischblau-Nanopartikel enthält.

3.3 Laborversuch Nr. 3

Wir erhalten FMF im Labor.

Sie nahmen Öl (Sonnenblume) sowie Toner für einen Laserdrucker (Substanz in Form eines Pulvers). Mischen Sie beide Zutaten bis zur Konsistenz von Sauerrahm.

Damit die Wirkung maximal ist, wurde die resultierende Mischung etwa eine halbe Stunde in einem Wasserbad erhitzt, wobei nicht vergessen wurde, sie zu rühren.

Längst nicht jeder Toner hat eine starke Magnetisierung, sondern nur einen Zwei-Komponenten-Toner, der einen Entwickler enthält. Sie müssen also die beste Qualität wählen.

3.4 Wechselwirkung einer magnetischen Flüssigkeit mit einem Magnetfeld.

Die magnetische Flüssigkeit interagiert folgendermaßen mit dem Magnetfeld: Bringt man den Magneten zur Seite, steigt die Flüssigkeit an der Wand hoch und kann hinter dem Magneten beliebig hoch steigen. Indem Sie die Bewegungsrichtung der magnetischen Flüssigkeit ändern, können Sie ein Muster an der Wand des Gefäßes erzeugen. Die Bewegung einer magnetischen Flüssigkeit in einem Magnetfeld lässt sich auch auf einem Glasobjektträger beobachten. Die in eine Petrischale gegossene magnetische Flüssigkeit schwoll beim Anheben des Magneten merklich an, war aber nicht mit Stacheln bedeckt. Wir haben es geschafft, nur mit der fertigen Magnetflüssigkeit MF-01 (Hersteller - NPO Santon LLC) zu reproduzieren. Dazu wurde eine dünne Schicht magnetischer Flüssigkeit in eine Petrischale gegossen und ein Magnet dazu gebracht, dann mehrere Magnete. Die Flüssigkeit ändert ihre Form und wird mit "Dornen" bedeckt, die den Stacheln eines Igels ähneln.

3.5 Tyndall-Effekt

Destilliertes Wasser wurde mit etwas magnetischer Flüssigkeit versetzt und die Lösung gründlich gemischt. Ein Lichtstrahl von einem Laserpointer wurde durch ein Glas mit destilliertem Wasser und durch ein Glas mit der resultierenden Lösung geleitet. Der Laserstrahl durchdringt das Wasser spurlos und hinterlässt in der Lösung der magnetischen Flüssigkeit eine leuchtende Bahn. Die Grundlage für das Auftreten des Tyndall-Kegels ist die Streuung von Licht durch kolloidale Partikel, in diesem Fall Magnetitpartikel. Wenn die Partikelgröße kleiner als die halbe Wellenlänge des einfallenden Lichts ist, wird eine Beugungsstreuung von Licht beobachtet. Licht biegt sich um die Partikel und streut in Form von Wellen, die in alle Richtungen divergieren. In kolloidalen Systemen beträgt die Teilchengröße der dispergierten Phase 10-9 - 10-7 m, d.h. liegt im Bereich von Nanometern bis zu Bruchteilen von Mikrometern. Dieser Bereich übersteigt die Größe eines typischen kleinen Moleküls, ist jedoch kleiner als die Größe eines Objekts, das in einem herkömmlichen optischen Mikroskop zu sehen ist.

3.6 „Magnetpapier“ herstellen

Sie nahmen Stücke Filterpapier, tränkten sie in magnetischer Flüssigkeit und trockneten sie. Nanopartikel der magnetischen Phase, die die Poren des Papiers gefüllt hatten, verliehen ihm schwache magnetische Eigenschaften - das Papier wird direkt vom Magneten angezogen. Mit Hilfe eines Magneten gelang es uns, eine Figur aus „magnetischem“ Papier aus einem Glas durch das Glas herauszuziehen.

3.7 Untersuchung des Verhaltens der magnetischen Flüssigkeit in Ethanol

Eine kleine Menge der von uns erhaltenen magnetischen Flüssigkeit wurde zu Ethylalkohol gegeben. Gründlich gemischt. Die Absetzgeschwindigkeit von Magnetitpartikeln wurde beobachtet. Magnetitpartikel setzten sich in 2-3 Minuten außerhalb des Magnetfeldes ab. In Ethanol abgelagerter Magnetit verhält sich interessant - er bewegt sich kompakt in Form eines Gerinnsels hinter dem Magneten her und hinterlässt keine Spuren an der Wand des Reagenzglases. In dieser Position belassen, hält es ihn lange Zeit außerhalb des Magnetfeldes.

3.8 Versuche zur Entfernung von Verunreinigungen aus Motoröl von der Wasseroberfläche

Ein wenig Maschinenöl wurde in das Wasser gegossen, dann wurde eine kleine Menge magnetischer Flüssigkeit hinzugefügt. Nach gründlichem Mischen ließ man die Mischung absetzen. Die Magnetflüssigkeit hat sich im Motoröl gelöst. Unter Einwirkung eines Magnetfeldes beginnt ein Film aus Maschinenöl mit darin gelöster magnetischer Flüssigkeit zum Magnet hin zu schrumpfen. Die Wasseroberfläche klart allmählich auf.

3.9 Vergleich der Schmiereigenschaften von Maschinenöl und einer Mischung aus Maschinenöl und Ferrofluid

Maschinenöl und eine Mischung aus Maschinenöl mit magnetischer Flüssigkeit wurden in Petrischalen gegeben. In jeden Becher wurde ein Permanentmagnet eingesetzt.

Durch Kippen der Becher bewegten wir die Magnete und beobachteten die Geschwindigkeit ihrer Bewegung. In einem Becher Ferrofluid bewegte sich der Magnet etwas leichter und schneller als in einem Becher Motoröl. Einzelne Nanopartikel, die nicht mehr als 1000 Atome enthalten, werden als Cluster bezeichnet. Die Eigenschaften solcher Teilchen unterscheiden sich erheblich von den Eigenschaften eines Kristalls, der eine große Anzahl von Atomen enthält. Dies erklärt sich aus der besonderen Rolle der Oberfläche, da Reaktionen mit Feststoffen nicht im Volumen, sondern an der Oberfläche ablaufen.

4. Fazit

Eine magnetische Flüssigkeit (ferromagnetische Flüssigkeit, Ferrofluid) ist ein stabiles kolloidales System, das aus nanometergroßen ferromagnetischen Partikeln besteht, die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind, die normalerweise ein organisches Lösungsmittel oder Wasser ist. Ferromagnetische Flüssigkeit ähnelt aufgrund ihrer Eigenschaften "flüssigem Metall" - sie reagiert auf ein Magnetfeld und wird in vielen Branchen eingesetzt. Nachdem wir die Eigenschaften der ferromagnetischen Flüssigkeit untersucht hatten, gelang es uns, Nanoobjekte im Schullabor zu erhalten.

5. Referenzen

Brook E. T., Fertman V. E. „Hedgehog“ im Glas. Magnetische Materialien: von fest bis flüssig. Minsk, Gymnasium, 1983.

DV Shtansky, EA Levashov Nanostrukturierte Mehrkomponenten-Dünnfilme: Probleme und Lösungen. Izv. Universitäten. Nichteisenmetallurgie 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.App

6. Fotos von Experimenten