Sharonova Selena Mikhailovna

Professor de física

Região de Samara

Toliatti

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"Laboratório de química e sua importância no desenvolvimento dos alunos no estudo do curso escolar de química no sistema de atividades extracurriculares"

Atualmente, a educação moderna está em crise. Os professores se deparam com uma situação completamente nova - a experiência da geração anterior é passada para a próxima, mas ele não precisa disso.

As atividades extracurriculares são atividades educativas motivadas, fora do quadro do ensino básico, realizadas de acordo com programas educativos que têm metas e objetivos educativos específicos, resultados avaliados que permitem ao aluno maximizar os seus interesses em cognição e criatividade.

Um laboratório é uma sala especial na qual qualquer pesquisa é realizada. Por exemplo, em um laboratório biológico, plantas e microorganismos são cultivados e animais são mantidos. No laboratório físico, estuda-se a corrente elétrica, a luz, os fenômenos em líquidos e gases; processos que ocorrem com sólidos. Um laboratório químico é uma grande sala onde estão localizados equipamentos químicos: móveis especiais, eletrodomésticos, utensílios para trabalhar com substâncias. Aqui eles estudam as propriedades e transformações das substâncias.

O laboratório químico permite que os alunos formem um interesse profundo e sustentávelao mundo das substâncias e das transformações químicas, para adquirir as competências práticas necessárias. O laboratório de química permite que a criança vá além do escopo da disciplina e se familiarize com o que nunca aprenderá em sala de aula. Experimentalmente, as crianças aprendem, dominam novos materiais, aprendem a analisar e avaliar suas ações.

Ao realizar determinado trabalho no laboratório, são formados conhecimentos práticos e habilidades em química que podem ajudar a criança em sua vida diária. A atividade cognitiva também é formada, o desejo de trabalho de pesquisa no âmbito do ciclo científico natural e fornece uma preparação preliminar para a educação continuada e uma escolha consciente da profissão.

Experimentos realizados no laboratório químico educam e desenvolvem não apenas a atividade criativa, mas também a iniciativa e a independência dos alunos, ao mesmo tempo em que formam hábitos domésticos positivos, saudáveis ​​e ecologicamente corretos. A educação do trabalho é realizada através do trabalho com reagentes, equipamentos, no processo de montagem de experimentos e processamento de seus resultados. Ao estudar o equipamento, vários experimentos simples, os alunos entram no fluxo do sucesso, onde aumentam sua própria auto-estima e o status dos alunos aos olhos dos colegas, professores e pais.

Realizando trabalhos de laboratório, experimentos, pesquisas, as crianças melhoram suas habilidades em um experimento químico e adquirem certas habilidades em atividades de pesquisa e projeto, dominam os métodos de encontrar as informações necessárias. Ao mesmo tempo, não apenas se desenvolve um interesse cognitivo pelo assunto da química, desenvolvem-se habilidades criativas, uma atitude positiva em relação ao aprendizado, criando uma situação de surpresa, diversão, paradoxo, forma-se uma visão de mundo científica.

Antes de realizar qualquer trabalho experimental em um laboratório químico, é necessário apresentar à criança todo o instrumento, preferencialmente em versão de jogo.

Vamos nos familiarizar com os primeiros assistentes - dispositivos e utensílios químicos. Cada assunto tem seu próprio dever, e imagens desses dispositivos podem ser encontradas em qualquer livro de química.

Um tubo de ensaio é um longo recipiente de vidro, semelhante a um tubo, selado em uma extremidade. É feito de vidro refratário incolor, e nele você pode fortemente
aquecer um líquido ou sólido, o gás pode ser coletado nele. E é feito longo para que seja conveniente segurá-lo na mão, fixá-lo em um tripé ou suporte. Os experimentos podem ser realizados em um tubo de ensaio sem aquecimento, derramando ou despejando substâncias cuidadosamente. É necessário avisar que não se deve deixar cair o tubo de ensaio: o vidro é frágil.

Grampo ou suporte para um pequeno tubo de ensaio ou recipiente. Você pode espremê-los com um longo aquecimento da substância para não queimar os dedos.

Suporte para tubos de ensaio, ou suporte para eles. Pode ser de metal ou plástico, e você, claro, viu se aconteceu na clínica tirar sangue de um dedo para análise. Se o rack for de plástico, nunca coloque um tubo de ensaio quente nele: você estragará o fundo do rack e o tubo de ensaio.

Lâmpada de espírito - um dispositivo especial para queimar álcool. Com o calor que o álcool em chamas dá, aquecemos as substâncias quando precisamos. Acendemos a lâmpada espiritual apenas com um fósforo e a apagamos cobrindo-a com uma tampa. Você não pode soprar uma lâmpada de espírito ardente e carregá-la - é perigoso. E ao aquecer um tubo de ensaio em uma lâmpada de espírito, você não deve tocar o pavio com o fundo do tubo de ensaio - o tubo de ensaio pode estourar. O recipiente no qual o álcool é derramado é largo e estável e tem paredes grossas. Isso é importante para garantir que o trabalho com a lâmpada de espírito seja seguro.

Alguns laboratórios usam queimadores a gás para aquecer substâncias. Eles dão uma chama mais quente, mas requerem manuseio cuidadoso - afinal, gás.
Frascos são recipientes de vidro, que lembram um pouco a forma de garrafas. Eles podem armazenar temporariamente substâncias, realizar experimentos químicos, preparar soluções. frascos,
dependendo da forma, eles podem ser cônicos, redondos, de fundo chato e de fundo redondo. Em frascos com fundo redondo, as substâncias podem ser aquecidas por muito tempo sem quebrar o frasco.

Os frascos vêm em uma variedade de tamanhos: grande, médio, pequeno. Seus furos podem ser fechados com uma rolha de borracha ou casca. Às vezes há marcas no frasco: tais
O frasco é chamado de frasco medidor e é usado para medir líquidos. E alguns frascos têm ramificações para retirar os gases resultantes. Em tal processo você pode usar
tubo de borracha e direcione o gás para o local desejado. Os béqueres químicos são semelhantes aos béqueres comuns e geralmente são usados ​​para preparar soluções ou realizar experimentos. O copo tem um bico na parte superior para facilitar o derramamento do líquido. Os vidros são de vidro e porcelana, de tamanhos diferentes. Os funis são familiares a todos, também são encontrados na cozinha. Um funil é útil quando você precisa derramar líquido em um recipiente com gargalo estreito. Se você colocar um papel de filtro dobrado no funil, poderá separar o líquido das partículas sólidas.

Os tubos de saída de gás são feitos de vidro e são inseridos na cortiça. Se fecharmos um frasco ou tubo de ensaio com tal rolha, onde a reação ocorre e o gás é liberado, o gás não voará para o ar, mas passará pelo tubo para o recipiente onde direcionaremos esse tubo. Esses tubos vêm em diferentes formas. Às vezes não tem uma, mas várias curvas. Você mesmo pode dobrar o tubo. Para fazer isso, você precisa aquecer um tubo reto por algum tempo na chama de uma lâmpada de álcool ou um queimador de gás de laboratório (não na cozinha!) No lugar certo. Quando o vidro ficar macio com o calor, você pode dobrar o tubo com um movimento muito lento e cuidadoso. Mas se você se apressar um pouco, ele vai quebrar. E tome cuidado para não tocar a parte quente do tubo com os dedos, caso contrário você se queimará. Para cortar um pedaço de um tubo de vidro, você precisa fazer um pequeno arranhão no lugar certo com uma lima triangular e, em seguida, quebrá-lo cuidadosamente neste local.
A xícara de evaporação de porcelana parece um pires com bico. Se você derramar uma solução de uma substância nela, por exemplo, sal de mesa, e aquecê-la por um longo tempo, logo tudo
a água evaporará e os cristais de sal permanecerão no copo. Desta forma, uma substância pode ser isolada de uma solução.

Um químico precisa de um almofariz e pilão. Eles podem ser usados ​​para moer um sólido em um pó fino semelhante a farinha. Com esse pó, o experimento passa mais rápido do que com partículas grandes da substância. E também precisamos de um tripé de laboratório, no qual possamos consertar os dispositivos conforme necessário para o experimento. O tripé tem um suporte de ferro fundido estável, o suporte é parafusado nele. No rack, você pode fortalecer o grampo, no qual um pé ou anel de aço é inserido e aparafusado. Um tubo de ensaio ou outro dispositivo pode ser fixado no pé, e uma lâmpada de espírito ou um frasco em uma grade especial pode ser colocado no anel. Existem esses tripés na escola nas salas de aula de química e física, então você provavelmente está familiarizado com eles. Isso não é tudo o que pode ser encontrado em um laboratório químico: há tantos instrumentos e utensílios diferentes que é difícil listar. A coisa mais interessante permanece - para aprender a trabalhar com esses dispositivos.

Um laboratório químico pode não apenas ser composto apenas de kits especiais de química, mas também em casa, usando eletrodomésticos, você pode fazer um mini laboratório. Em tal laboratório, você pode realizar alguns experimentos e experimentos, usando precauções de segurança: luvas, roupão, avental, cachecol ou gorro, óculos de proteção.

Darei uma pequena lista de experimentos que qualquer criança de 13 a 18 anos pode realizar, mas sob a orientação de um adulto, pais, professor.

Papéis de tornassol de suco de repolho roxo . . Para isso, você precisa de repolho roxo. O suco de repolho roxo, quando misturado com várias substâncias, muda sua cor de vermelho (em um ácido forte), para rosa, roxo (essa é sua cor natural em um ambiente neutro), azul e finalmente verde (em um álcali forte). Na foto, da esquerda para a direita, os resultados da mistura de suco de repolho roxo com: 1. suco de limão (líquido vermelho); 2. no segundo tubo de ensaio, suco de repolho roxo puro, tem uma cor roxa; 3. no terceiro tubo, o suco de repolho é misturado com amônia (amônia) - é obtido um líquido azul; 4. no quarto tubo de ensaio, o resultado da mistura de suco comsabão em pó - líquido verde.

Abaixo estão os valores de PH para alguns líquidos:

1. Suco gástrico - 1,0-2,0 ph
2. Suco de limão - 2,0 ph
3. Vinagre Alimentar - 2,4 ph
4. Coca-Cola - 3,0 ph
5. Suco de maçã - 3,0 ph
6. Cerveja - 4,5 ph
7. Café - 5,0 ph
8. Shampoo - 5,5 ph
9. Chá - 5,5 ph
10. Saliva - 6,35-6,85 ph
11. Leite - 6,6-6,9 ph
12. Água pura - 7,0 ph
13. Sangue - 7,36-7,44ph
14. Água do mar - 8,0 ph
15. Solução de bicarbonato de sódio - 8,5 ph
16. Sabonete (gorduroso) para as mãos - 9,0-10,00 ph
17. Amônia - 11,5 ph
18. Alvejante (cloro) - 12,5 ph
19. Soda cáustica ou hidróxido de sódio > 13 ph

pH

Cor

vermelho

roxa

Tolet

azul

azul verde

verde amarelo

Suco de repolho roxo pode ser usado para fazer papéis de tornassol. Para isso, você precisará de papel de filtro. Deve ser embebido em suco de repolho e deixado secar. Em seguida, corte em tiras finas. Os papéis de tornassol estão prontos!

Para lembrar a cor do tornassol em vários ambientes, há um poema:

Indicador de tornassol - vermelho
O ácido indicará claramente.
Indicador de tornassol - azul,
Lye está aqui - não seja aberto,
Quando é o ambiente neutro
É sempre roxo.

Nota: não apenas o repolho roxo, mas também muitas outras plantas contêm um pigmento vegetal sensível ao PH (antocianina). Por exemplo, beterraba, amoras, groselhas pretas, mirtilos, mirtilos, cerejas, uvas escuras, etc. A antocianina dá às plantas uma cor azul escura. Produtos desta cor são considerados muito saudáveis.

iodo azul

P depois de fazer este experimento, você verá como o líquido transparente fica azul escuro em um instante. Você pode precisar ir à farmácia para obter os ingredientes necessários para realizar o experimento, mas a transformação milagrosa vale a pena.

Você vai precisar de:

3 recipientes de líquidos- 1 comprimido (1000 mg) de vitamina C (vendido em farmácia)- solução alcoólica de iodo a 5% (vendida em farmácia)- peróxido de hidrogênio 3% (vendido em farmácia)- amido- colheres de medida- copos medidoresPlano de trabalho:1. Esmague completamente 1000 mg de vitamina C com uma colher ou almofariz em um copo, transformando o comprimido em pó. Adicione 60 ml de água morna, misture bem por pelo menos 30 segundos. Chamaremos condicionalmente o líquido resultante de Solução A.2. Agora, despeje 1 colher de chá (5 ml) da Solução A em outro recipiente e adicione: 60 ml de água morna e 5 ml de solução de álcool iodado. Observe que o iodo marrom ficará incolor quando reagir com a vitamina C. Chamaremos o líquido resultante de Solução B. A propósito, não precisaremos mais da Solução A, você pode colocá-la de lado.3. Em uma terceira xícara, misture 60 ml de água morna, meia colher de chá (2,5 ml) de amido e uma colher de sopa (15 ml) de peróxido de hidrogênio. Esta será a Solução C.4. Todos os preparativos estão completos. Você pode chamar o público e dar um show! Despeje toda a Solução B no copo contendo a Solução C. Despeje o líquido resultante várias vezes de um copo para outro e vice-versa. Um pouco de paciência e... depois de um tempo, o líquido passará de incolor para azul escuro.Explicação da experiência:Explicar a um pré-escolar a essência da experiência em uma linguagem acessível a ele pode ser o seguinte: o iodo, reagindo com o amido, torna-o azul. A vitamina C, por outro lado, tenta manter o iodo incolor. Na luta entre o amido e a vitamina C, no final, o amido vence e, depois de um tempo, o líquido fica azul escuro.cobras do faraó

Parte preparatória.
Coloque um comprimido de combustível seco (urotropina) no suporte. Coloque três comprimidos de norsulfazol em um comprimido de combustível seco. (Foto 1)
Parte principal.
Acenda o combustível seco. Use uma haste de metal para corrigir as "cobras" volumosas de luz negra brilhante rastejando. Após o término do experimento, apague o fogo fechando o combustível seco com uma tampa plástica. (Foto 2)
Devido ao cheiro específico, este experimento é melhor feito em salas espaçosas e bem ventiladas ou ao ar livre.
Explicação da experiência.
Os gases liberados durante a decomposição do norsulfazol "espumam" os produtos da reação, como resultado, uma longa "cobra" de carvão preto cresce. Os produtos de decomposição mais prováveis ​​da matéria orgânica do norsulfazol são - C, CO 2 , H 2 O, SO 2 (possivelmente S) e N 2 .
Combustão espontânea de um incêndio

Parte preparatória.
Coloque um pouco de permanganato de potássio cristalino KMnO em um copo de porcelana 4 . Umedeça suavemente os cristais com 1 ml de ácido sulfúrico concentrado H usando uma pipeta longa ou tubo de vidro. 2 SO 4 . Coloque uma xícara de porcelana em uma bandeja de metal e mascare-a,

colocando lascas de madeira em cima e ao redor, tomando cuidado para que as lascas não entrem no copo de porcelana. (Foto 1)
Parte principal.
Sem o conhecimento do público, umedeça um pedaço de algodão generosamente com álcool e esprema rapidamente algumas gotas de álcool sobre um copo de porcelana. (Foto 2)
Retire a mão imediatamente para que o algodão com álcool na mão não pegue fogo.
O fogo queima brilhantemente e rapidamente se extingue. (Foto 3)
Explicação da experiência.
Quando o ácido sulfúrico concentrado interage com o permanganato de potássio, é formado o óxido de manganês (VII), o agente oxidante mais forte. Quando o álcool entra em contato com o óxido de manganês (VII), ele se inflama, então as lascas de madeira se inflamam.

Queima de sódio na água

De parte preparatória.
Corte cuidadosamente um pedaço de sódio do tamanho de uma ervilha e coloque-o no centro do papel de filtro.
Despeje a água em um copo grande de porcelana. (Foto 1)

Parte principal.

SO Abaixe cuidadosamente o filtro de sódio na água. Recuamos para uma distância segura (2 metros). Quando o sódio entra em contato com a água, ele começa a derreter, o hidrogênio liberado rapidamente se inflama, então o sódio se inflama e queima com uma bela chama amarela. (Foto 2)
NO no final do experimento, geralmente ocorrem rachaduras e respingos, por isso é perigoso estar perto de uma xícara de porcelana.
Se uma gota de indicador de fenolftaleína for adicionada à solução resultante (Foto 3), a solução ficará carmesim brilhante, indicando a formação de um ambiente alcalino. (Foto 4)
Explicação da experiência
O sódio interage com a água de acordo com a equação
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2
O filtro de papel não permite que o sódio "escorra" na superfície da água, devido ao calor liberado, o hidrogênio se inflama, e então o próprio sódio se inflama, formando peróxido de sódio.
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2
Foco com um lenço

De
parte preparatória.
Despeje um pouco de fenolftaleína cristalina no centro de um lenço branco.
Despeje uma solução de soda de lavagem (carbonato de sódio Na 2CO3). (Foto 1)
Parte principal.

Cubra cuidadosamente o copo com um lenço para que a fenolftaleína se espalhe imperceptivelmente no copo. (Foto 2) .Sem retirar o lenço, pegue o copo na mão e faça vários movimentos circulares para misturar. (Foto 3)C pegue um lenço.
F o líquido no copo ficou carmesim. (Foto 4)

Explicação da experiência.
O carbonato de sódio, quando dissolvido em água, sofre hidrólise, formando um ambiente alcalino.
Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d NaHCO 3 + NaOH
A fenolftaleína em meio alcalino torna-se carmesim.

R reação do espelho de prata

Parte preparatória.
No primeiro tubo de ensaio, preparamos uma solução de glicose, para a qual dissolvemos um quarto de colher de chá de glicose em 5 ml de água destilada.
No segundo tubo de ensaio, preparamos uma solução de amônia de óxido de prata: adicione cuidadosamente solução de amônia a 2 ml de solução de nitrato de prata, observando que o precipitado está completamente dissolvido em solução de amônia em excesso. (Foto 1)
Parte principal
Despeje ambas as soluções em um tubo de ensaio limpo. Quanto mais limpo o tubo, melhor o resultado!
Mergulhe o tubo de ensaio em um copo de água quente. Tentamos manter o tubo na vertical, não o agite. (Foto 2).
Após 2 minutos, um belo “espelho de prata” se forma nas paredes do tubo de ensaio. (Foto 3)
Um tubo de ensaio prateado é um presente maravilhoso para os jovens amantes da química.

(Foto 4)
Explicação da experiência.
A glicose é um álcool aldeído. No grupo aldeído, pode ser oxidado com uma solução de amônia de óxido de prata, formando ácido glucônico. A prata é reduzida e se deposita nas paredes do tubo de ensaio, formando um "espelho de prata".
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
A reação de obtenção de um "espelho de prata" é descrita pela equação:
2OH + C 6 H 12 O 6 \u003d 2Ag? + C 6 H 12 O 7 + 4NH 3 + H 2 O

Obtenção de oxigênio a partir de peróxido de hidrogênio

Parte preparatória.
Despeje uma solução de peróxido de hidrogênio a 3% em um frasco cônico. (Foto 1)
Parte principal.
Introduzimos um pequeno catalisador no frasco - óxido de manganês (IV). (Foto 2) O oxigênio começa imediatamente a ser liberado no frasco.
C queimamos uma longa lasca e a extinguimos para que a lasca não queime, mas apenas arda. (Foto 3)
Trazemos uma lasca fumegante para o frasco, ela se inflama e queima com uma chama brilhante.

(Foto 4)
Explicação da experiência.
O peróxido de hidrogênio, quando um catalisador (acelerador de reação) é introduzido, se decompõe de acordo com a equação:
2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2
Quando uma tocha sem chama é introduzida, o carvão queima em oxigênio de acordo com a equação:

C + O 2 \u003d CO 2

REGRAS DE TRABALHO NO LABORATÓRIO QUÍMICO

Antes de iniciar os experimentos, você precisa preparar o local de trabalho, os utensílios e equipamentos necessários e ler atentamente a descrição do experimento.

Experimentos com reagentes químicos apresentam um perigo adicional. De várias substâncias, manchas difíceis de remover e até buracos nas roupas podem permanecer. Os reagentes podem causar queimaduras na pele; você deve cuidar especialmente de seus olhos. Além disso, ao misturar algumas substâncias completamente inofensivas, é possível a formação de compostos tóxicos, que podem ser venenosos.

Uma maneira confiável de evitar problemas inesperados, reações indesejadas é seguir estritamente as instruções, a descrição da experiência.

Deve ser lembrado que as substâncias não podem ser degustadas e tomadas à mão. E você precisa se familiarizar com o cheiro das substâncias com muito cuidado, direcionando o ar do recipiente com a substância para o nariz com um leve movimento da mão.

O líquido do recipiente deve ser retirado com uma pipeta. Sólidos - com uma colher, espátula ou tubo de ensaio seco. As substâncias não devem ser armazenadas juntamente com alimentos. Além disso, durante os experimentos você não pode comer.

Um tubo de ensaio com uma substância aquecida não deve ser direcionado com o pescoço para você ou para alguém que esteja ao seu lado. Não se incline sobre o líquido que está sendo aquecido, pois os respingos podem atingir o rosto ou os olhos.

Após o término do experimento, é necessário limpar o local de trabalho e lavar a louça. As substâncias remanescentes após o experimento não devem ser drenadas para o esgoto ou jogadas na lixeira.

Os frascos de reagentes podem conter etiquetas de advertência de segurança. Esses sinais alertam que deve-se ter um cuidado especial ao manusear soluções de ácidos e álcalis (são substâncias cáusticas e irritantes), substâncias inflamáveis ​​e tóxicas.

REGRAS PARA SUBSTÂNCIAS DE AQUECIMENTO

O aquecimento de substâncias pode ser realizado usando aquecedores elétricos e uma chama aberta. Mas em todos os casos, você deve seguir as regras de segurança.

Lembre-se que a parte mais quente da chama é o topo. Sua temperatura é de cerca de 1200 C. Considere o dispositivo de um fogão a álcool, com o qual o aquecimento pode ser realizado. A lâmpada espirituosa é composta por um reservatório com álcool, um tubo com um disco, um pavio e uma tampa.

Arroz. 3. O dispositivo da lâmpada espiritual

SUBSTÂNCIAS DE AQUECIMENTO EM UM TUBO DE ENSAIO

O aquecimento do tubo de ensaio é realizado usando um suporte de tubo de ensaio. Antes de aquecer uma substância em um tubo de ensaio, é necessário aquecer todo o tubo de ensaio. O tubo de ensaio deve ser constantemente movido na chama de uma lâmpada de álcool. É impossível ferver o líquido em um tubo de ensaio.

AQUECENDO O LÍQUIDO NO GARRAFA

Os líquidos podem ser aquecidos não apenas em tubos de ensaio, mas também em frascos. É proibido aquecer frascos de vidro de paredes finas em fogo aberto sem tela de amianto, o que permite evitar o superaquecimento local do líquido aquecido. Vamos dar um exemplo de aquecimento de água em um balão cônico de fundo chato. Para fazer isso, instale o frasco em um anel com uma malha de amianto, sob o qual está localizada uma lâmpada de espírito. O gargalo do frasco é fixado na perna do tripé. Um líquido aquecido pode ser fervido em um frasco.

Arroz. 4. Aquecendo o líquido no frasco

As tecnologias da informação, incluindo os modernos sistemas multimédia, podem ser utilizadas para apoiar o processo de aprendizagem activa. Estes são os que têm atraído muita atenção ultimamente. Um exemplo desses sistemas de aprendizagem são os laboratórios virtuais que podem simular o comportamento de objetos do mundo real em um ambiente educacional computacional e ajudar os alunos a adquirir novos conhecimentos e habilidades no estudo de disciplinas científicas e naturais, como química, física e biologia.

As principais vantagens da utilização de laboratórios virtuais são:

Preparando alunos para uma oficina de química em condições reais:

a) desenvolvimento de habilidades básicas no trabalho com equipamentos;

b) treinamento na implementação de requisitos de segurança nas condições seguras de um laboratório virtual;

c) o desenvolvimento da observação, a capacidade de destacar o principal, determinar as metas e objetivos do trabalho, planejar o curso do experimento, tirar conclusões;

d) desenvolvimento de habilidades para encontrar a solução ótima, capacidade de transferir um problema real para condições do modelo e vice-versa;

e) desenvolvimento de habilidades de registro do trabalho.

Realização de experimentos não disponíveis no laboratório de química da escola.

Oficina remota e trabalho de laboratório, incluindo trabalho com crianças com deficiência e interação com crianças em idade escolar geograficamente remotas.

Velocidade de trabalho, economia de reagentes.

Aumento da curiosidade. Nota-se que os modelos computacionais do laboratório químico estimulam os alunos a experimentar e obter satisfação com suas próprias descobertas.

Ao mesmo tempo, deve-se notar que a concepção e implementação de um ambiente educacional de informação para a aprendizagem ativa é uma tarefa complexa que requer grande tempo e custos financeiros, incomparáveis ​​com os custos de criação de um hipertexto educacional. Os opositores dos laboratórios químicos virtuais expressam temores bem fundamentados de que um aluno, devido à sua inexperiência, não consiga distinguir o mundo virtual do real, ou seja, objetos de modelo criados por um computador substituirão completamente os objetos do mundo real ao redor.

A fim de evitar o possível efeito negativo do uso de ambientes de computador modelo no processo de aprendizagem, duas direções principais foram identificadas. Primeiro, ao desenvolver um recurso educacional, é necessário impor restrições, introduzir comentários apropriados, por exemplo, colocá-los na boca dos agentes pedagógicos. Em segundo lugar, o uso de um computador moderno na educação escolar não diminui em nada o protagonismo do professor. Um professor que trabalha criativamente entende que as tecnologias computacionais permitem que os alunos compreendam os objetos modelo, as condições de sua existência, compreendam melhor o material que está sendo estudado e, o mais importante, contribuam para o desenvolvimento mental do aluno.

Ao criar laboratórios virtuais, várias abordagens podem ser usadas. Os laboratórios virtuais são divididos de acordo com os métodos de entrega do conteúdo educacional. Os produtos de software podem ser fornecidos em discos compactos (CD-ROM) ou colocados em um site na Internet, o que impõe uma série de restrições aos produtos multimídia. Obviamente, para entrega pela Internet com seus estreitos canais de informação, gráficos bidimensionais são mais adequados. Ao mesmo tempo, as publicações eletrônicas fornecidas em CD-ROM não precisam economizar tráfego e recursos e, portanto, gráficos 3D e animação podem ser usados. É importante entender que são os recursos volumétricos - animação 3D e vídeo - que proporcionam a mais alta qualidade e realismo da informação visual. De acordo com o método de visualização, existem laboratórios que utilizam gráficos e animações bidimensionais, tridimensionais. Além disso, os laboratórios virtuais são divididos em duas categorias, dependendo da forma como o conhecimento do domínio é representado. Indica-se que os laboratórios virtuais, nos quais a representação do conhecimento sobre a área temática é baseada em fatos individuais, limitam-se a um conjunto de experimentos pré-programados. Esta abordagem é utilizada no desenvolvimento dos laboratórios virtuais mais modernos. Outra abordagem permite que os alunos conduzam qualquer experimento, não se limitando a um conjunto de resultados pré-preparados. Laboratório virtual é um dos meios de intensificar o processo de ensino de química

Em todas as áreas da educação, buscam-se formas de intensificar e modernizar rapidamente o sistema de formação, melhorar a qualidade do ensino por meio da informática. As possibilidades da tecnologia computacional como ferramenta da atividade humana e um meio fundamentalmente novo de aprendizagem levaram ao surgimento de novos métodos. A principal vantagem da abordagem é que a área de trabalho de um laboratório virtual é visualmente apresentada como um , forma organizacional de aprendizagem. imagem simplificada de uma mesa de um laboratório real: recipientes químicos e outros dispositivos são representados em proporções e arranjos reais (suportes e suportes são usados), as substâncias têm uma cor correspondente à realidade e o curso das reações químicas pode ser observado visualmente. Assim, o usuário fica com a ideia de trabalhar em um laboratório real. Um bom exemplo de tal laboratório é o programa Crocodile Chemistry da Crocodile Clips Ltd, uma empresa especializada no desenvolvimento de laboratórios de informática virtuais educacionais. Parte da captura de tela dos instrumentos de química é mostrada na fig. 1.

A principal desvantagem da abordagem é a continuação de sua principal vantagem - trabalho manual com dispositivos. Isso implica:

1) a impossibilidade de repetir o experimento várias vezes, alterando as condições do experimento, sem repetir manualmente muitas operações idênticas;

2) a impossibilidade de manter a sequência de operações, exceto com o auxílio de uma descrição verbal;

3) não há margem para erro: se um tubo de ensaio for derrubado acidentalmente, seu conteúdo será irremediavelmente perdido; não há desfazer em laboratórios químicos virtuais conhecidos. Pode parecer que isso seja uma vantagem, o usuário aprende a ter mais cuidado com os dispositivos químicos e reagentes. No entanto, isso não afeta a capacidade de manusear dispositivos reais de forma alguma, mas apenas interfere, pois desvia da essência do processo simulado para o controle de um programa de computador. O "Laboratório de Química Virtual" inclui o "Construtor de Moléculas", projetado para construir modelos tridimensionais de moléculas de compostos orgânicos e inorgânicos. A utilização de modelos tridimensionais de moléculas e átomos para ilustrar fenômenos químicos possibilita a compreensão de todos os três níveis de representação do conhecimento químico: micro, macro e simbólico (Dori Y. et al., 2001). Compreender o comportamento das substâncias e a essência das reações químicas torna-se mais consciente quando é possível ver os processos no nível molecular. As ideias principais do paradigma da educação química escolar moderna foram implementadas: estrutura ® propriedades ® aplicação.

"Molecule Designer" permite que você obtenha imagens coloridas 3D dinâmicas controladas de linhas, bolas e varetas e modelos em escala de moléculas. O "Designer de Moléculas" oferece a capacidade de visualizar orbitais atômicos e efeitos eletrônicos, o que amplia muito o escopo do uso de modelos moleculares no ensino de química.

Literatura:

1. Batyshev S. Ya. “Pedagogia Profissional”, M. 2003

2. Voskresensky P.I. "Técnica de trabalho de laboratório" ed. "Química" 1970

3. Gurvich Ya.A. "Análise Química" M. "Higher School" 1989

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5. Konovalov V.N. “Segurança durante o trabalho em química” M. “Iluminismo” 1987.

6. Chitaeva O.B. “Organização do trabalho de uma instituição de ensino para atualização do conteúdo da formação profissional” M. “Polígrafo-S”, 2003

7. Enciclopédia para crianças. Volume 17. Química / Capítulo. editado por V. A. Volodin, liderando. científico ed. I. Leeson. – M.: Avanta+, 2003.

8. Yakuba Yu.A. “A relação entre teoria e prática no processo educativo” M. “Ensino Médio”, 1998

Tarefa B3. No laboratório da escola, eles estudam as oscilações de um pêndulo de mola em vários valores da massa do pêndulo. Se você aumentar a massa do pêndulo, como 3 quantidades mudarão: o período de suas oscilações, sua frequência, o período de variação de sua energia potencial? Para cada posição da primeira coluna, selecione a posição desejada da segunda e anote os números selecionados na tabela sob as letras correspondentes. Período de oscilação. 1). vai aumentar. Frequência de oscilação. 2). diminuirá. Período de mudança de energia potencial. 3). Não mudará. MAS). B). NO). A. B. V. Quantidades físicas. Quantidades físicas. A mudança deles. A mudança deles.

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Física nota 10

resumo de outras apresentações

"Lição de Eletrostática" - A seda fica eletrificada quando esfregada contra o vidro. Tensão. Unidade de diferença de potencial. Energia. modelo estrutural. Força. Eletrostática. O que você sabe sobre a eletrificação dos corpos. Atividade comunicativa. Relatório de analista. Sinais de carga. Pesquisar. Seção de eletrodinâmica. Fricção de papel em prensas de impressão. O trabalho do departamento de teóricos. Energia característica do campo elétrico. Perguntas de escolha.

"A lei da conservação e transformação da energia" - Exemplos de aplicação da lei da conservação da energia. A energia mecânica total do corpo. A energia não surge e não desaparece. O corpo é lançado verticalmente para cima. Um trenó de massa m é puxado morro acima com velocidade constante. Alvo. Existem dois tipos de energia mecânica. A energia não pode aparecer no corpo se não a recebeu. Exemplos da aplicação da lei de conservação de energia na aldeia de Russkoe. A declaração sobre a impossibilidade de criar uma "máquina de movimento perpétuo".

"Motores térmicos, tipos de motores térmicos" - Alcançar a máxima eficiência. Motor de pistão rotativo Wankel. Turbina de expansão. Diagrama de equilíbrio térmico de motores modernos de combustão interna. Pistão ICE. Motores de pistão Otto e Diesel. Motor de combustão interna de palhetas rotativas. O que é possível e impossível em motores térmicos. Motores modernos de expansão volumétrica incompleta. Motores de turbina a gás de expansão não volumétrica total.

"Energia Interna" Grau 10 - Um sistema termodinâmico consiste em um grande número de micropartículas. Um gás ideal é um modelo simplificado de um gás real. Pressão. Energia cinética média de um átomo. Duas definições de energia interna. Gráficos de isoprocessos. Interpretação molecular-cinética do conceito de energia interna. Energia. A unidade de medida da energia é o Joule. Vamos repetir. Mudança na energia interna. processo isotérmico.

"Problemas em termodinâmica" - Temperatura. Energia interna do gás. Expressão. eficiência de motores térmicos. Gás ideal. Balão. Tarefa. gráfico de dependência. eficiência. Compressão isotérmica. Combustível diesel. Motor térmico. Fundamentos de termodinâmica. Gás. Equação de balanço de calor. Fórmulas básicas. Conhecimento. A quantidade de substância. Motor térmico ideal. Vapor de água. Quantidade de calor. Energia interna. Hélio. Trabalho de gás.

"Fundamentos da Óptica" - Câmara. Leis experimentais. Objeto entre foco e espelho. Dois dos três feixes listados. Zoom linear. Afiação. espelhos esféricos. Perpendicular ao espelho. Lentes. As lentes são chamadas divergentes. Imagem do ponto S na lente. índices de refração. Linhas retas passando pelo centro óptico. Um raio incide no espelho no ponto N. Espelho plano. Valores. Introdução. Leis de reflexão.

O programa de trabalho do curso de atividades extracurriculares "Laboratório de um jovem químico" (8º ano. 35 horas)

Resultados planejados de dominar o curso de atividades extracurriculares

Pessoal:

Formação de uma visão de mundo holística correspondente ao atual nível de desenvolvimento da ciência e da prática social;

Formação de uma atitude responsável em relação à aprendizagem, prontidão e capacidade de autodesenvolvimento e autoeducação, construção consciente de um percurso educativo individual, tendo em conta interesses cognitivos sustentáveis;

Formação de competência comunicativa em atividades educativas, docentes, de pesquisa e criativas;

Formação de cultura cognitiva e informacional, habilidades de trabalho independente com material didático, livros, ferramentas disponíveis e meios técnicos de tecnologia da informação;

Formação dos fundamentos da consciência ambiental e da necessidade de uma atitude responsável e cuidadosa com a saúde e o meio ambiente;

Desenvolvimento da prontidão para resolver problemas criativos, capacidade de encontrar formas adequadas de comportamento e interação com parceiros durante atividades educacionais e extracurriculares, capacidade de avaliar situações-problema e tomar decisões rapidamente responsáveis ​​em várias atividades produtivas.

Metaassunto:

Dominar as competências de aquisição independente de novos conhecimentos, organização de atividades educativas, procura de meios para a sua implementação;

A capacidade de planejar formas de atingir metas com base em uma análise independente das condições e meios de alcançá-las, identificar formas alternativas de atingir a meta e escolher a maneira mais eficaz, realizar a reflexão cognitiva em relação às ações para resolver problemas educacionais e problemas cognitivos;

A capacidade de compreender o problema, levantar questões, formular uma hipótese, definir conceitos, classificar, estruturar material, conduzir experimentos, argumentar a própria posição, formular conclusões e conclusões;

A capacidade de correlacionar suas ações com os resultados planejados, controlar suas atividades no processo de obtenção do resultado, determinar os métodos de ação dentro do quadro das condições e requisitos propostos, ajustar suas ações de acordo com a situação em mudança;

Formação e desenvolvimento de competências no uso de ferramentas e meios técnicos de tecnologia da informação (computadores e softwares) como base instrumental para o desenvolvimento de atividades educativas universais comunicativas e cognitivas;

A capacidade de criar, aplicar e transformar signos e símbolos, modelos e esquemas para a resolução de problemas educacionais e cognitivos;

A capacidade de extrair informações de várias fontes (incluindo mídia, CDs educacionais, recursos da Internet), usar livremente a literatura de referência, inclusive em mídia eletrônica, para cumprir as normas de seletividade da informação, ética;

Capacidade na prática de usar as técnicas lógicas básicas, métodos de observação, modelagem, explicação, resolução de problemas, previsão, etc.;

Capacidade de trabalhar em grupo - cooperar e interagir de forma eficaz com base na coordenação de várias posições no desenvolvimento de uma solução comum em atividades conjuntas; ouvir um sócio, formular e argumentar sua opinião, defender corretamente sua posição e coordená-la a partir da posição de sócios, inclusive em situação de conflito de interesses; resolver de forma produtiva os conflitos com base nos interesses e posições de todos os seus participantes, na busca e avaliação de formas alternativas de resolução de conflitos.

Sujeito:

Na área do conhecimento:

• dar definições dos conceitos estudados;
• descrever experimentos químicos de demonstração e auto-conduzidos;
• descrever e distinguir as substâncias estudadas utilizadas na vida cotidiana;
• classificar os objetos e fenômenos estudados;
• tirar conclusões e inferências das observações;
• estruturar o material estudado e as informações químicas obtidas de outras fontes;
• manusear com segurança as substâncias usadas no dia-a-dia.

Na esfera valor - orientação:

analisar e avaliar as consequências para o meio ambiente das atividades humanas domésticas e industriais associadas ao uso de produtos químicos.

Na área trabalhista:

realizar um experimento químico.

No campo da segurança da vida:

seguir as regras para o manuseio seguro de substâncias e equipamentos de laboratório.

Introdução. Fundamentos do manuseio seguro de substâncias (1 h).Metas e objetivos do curso.

Seção 1. No laboratório de transformações surpreendentes (13 horas).

Trabalho prático.1. Obtenção de sabão por saponificação alcalina de gorduras. 2. Preparação de soluções de certa concentração. 3. Crescendo cristais de sal.

Seção 2. No laboratório de um jovem pesquisador (11 horas).Experiências com objetos naturais (água, solo).

Trabalho prático.4. Estudo das propriedades da água natural. 5. Determinação da dureza da água natural por titulação. 6. Análise do solo. 7. Análise da cobertura de neve.

Experiências com comida.

Trabalho prático.8. Estudo das propriedades das bebidas gaseificadas. 9. Estudo da composição qualitativa do sorvete. 10. O estudo das propriedades do chocolate. 11. Fichas de pesquisa. 12. Estudo das propriedades da goma de mascar. 13. Determinação de vitamina C em sucos de frutas e néctares. 14. Estudo das propriedades do chá preto embalado.

Seção 3. No laboratório criativo.

Reserva de tempo de estudo - 4 horas

O nome do programa			O programa de trabalho do curso de atividades extracurriculares "Laboratório de um jovem químico". Compilado por Chernogorova L.V., professor de química, escola secundária MBOU nº 31, Lipetsk
Número de horas por ano
Número de horas por semana
Número de horas de backup
Aulas
Professora			Chernogorova Larisa Viktorovna
Trimestre, uma semana	lição Eu sei	lição no tópico		Tópico do curso, tópico da lição	Correção de planejamento
				Introdução. Fundamentos do manuseio seguro de substâncias. (1h)
eu quarto				Metas e objetivos do curso.Conhecimento do conteúdo do curso e dos requisitos para a organização e condução das aulas. Regras para trabalho seguro com produtos químicos e equipamentos de laboratório. Regras de segurança contra incêndio.
Seção 1. No laboratório de transformações surpreendentes. (13h)
				Experiências divertidas com substâncias usadas na vida cotidiana ("Algas químicas", "água-viva química", "Lenço à prova de fogo", "Fio à prova de fogo", etc.).
				Trabalho prático.1. Obtenção de sabão por saponificação alcalina de gorduras.
				Experimentos divertidos com substâncias medicinais ("cobras do faraó", experimentos com o uso de iodo, verde brilhante, permanganato de potássio, álcool, ácido bórico, ácido acetilsalicílico, peróxido de hidrogênio, etc.).
				Experiências divertidas com gases ("Ovo de mergulho", "Fumaça sem fogo", "Explosão de gás explosivo", "Fonte de amônia", etc.).
				Experiências com soluções ("Laranja - limão - maçã", "Obter leite, vinho, refrigerante", "Sangue sem ferida", "Arco-íris químico", etc.).
				Trabalho prático 2. Preparação de soluções de uma certa concentração.
				reserva
II trimestre				Experimentos divertidos com ácidos ("neve química", "carbonização de açúcar", "fogos de artifício em uma cartola", "tinta misteriosa", etc.).
				Experimentos com sais ("Paisagem de inverno em um copo", "Chuva de ouro", "Outono de ouro", "Flor de prata", "Árvores químicas", "Soldado de lata", etc.).
				Trabalho prático 3. Crescendo cristais de sal.
				Experiências divertidas com a presença de fogo ("Combustão espontânea de uma vela, fogo", "Varinha mágica", "Vaga-lumes químicos", "Açúcar ardente", "Vulcões na mesa", "Fogos de artifício químicos", "Morte do esquadrão ", "Água - incendiário" e etc.).
				reserva
Seção 2. No laboratório de um jovem pesquisador. (11h)
3º trimestre				Trabalho prático 4. Estudo das propriedades da água natural.
				Trabalho prático 5 . Determinação da dureza da água natural por titulação.
				Trabalho prático 6. Análise do solo.
				Trabalho prático 7 . Análise da cobertura de neve.
				Trabalho prático 8 . Estudo das propriedades de bebidas carbonatadas.
				Trabalho prático 9. Estudo da composição qualitativa do sorvete.
				Trabalho prático 10. Pesquisa sobre as propriedades do chocolate.
				Trabalho prático 11 . Pesquisa de fichas.
				Trabalho prático 12 . Estudo das propriedades da goma de mascar.
				reserva
				reserva
IV trimestre				Trabalho prático 13. Determinação de vitamina C em sucos de frutas e néctares.
				Trabalho prático 14. Estudo das propriedades dos saquinhos de chá preto.
Seção 3. No laboratório criativo (6 horas).
				Relatório criativo. Registo de resultados de investigação sob a forma de investigação, apresentação de trabalhos em congresso científico e prático. Scripting uma atividade extracurricular usando experiências de química divertidas.

O texto da obra é colocado sem imagens e fórmulas.
A versão completa do trabalho está disponível na aba "Job Files" em formato PDF

Objetivo:

Obtenção de um nano-objeto no laboratório da escola e estudo de suas propriedades.

Tarefas:

Encontrar informações em diversas fontes sobre nanotecnologia e seus objetos;

Reunir informações sobre os usos dessas substâncias;

Adquira ferroímãs no laboratório da escola, explore suas propriedades;

Tire conclusões da pesquisa.

1. Introdução

Atualmente, poucas pessoas sabem o que é a nanotecnologia, embora o futuro esteja por trás dessa ciência. Há mais de 100 anos, o famoso físico Max Planck abriu pela primeira vez as portas para o mundo dos átomos e partículas elementares.Sua teoria quântica sugeria que esta esfera está sujeita a novas e surpreendentes leis.

2.1 O que está oculto sob o prefixo "nano"

Nos últimos anos, nas manchetes de jornais e artigos de revistas, encontramos cada vez mais palavras que começam com o prefixo "nano". No rádio e na televisão, quase diariamente somos informados sobre as perspectivas para o desenvolvimento da nanotecnologia e os primeiros resultados obtidos. O que significa a palavra "nano"? Vem do latim nanus - "anão" e refere-se literalmente ao pequeno tamanho das partículas. No prefixo "nano" os cientistas colocam um significado mais preciso, ou seja, uma bilionésima parte. Por exemplo, um nanômetro é um bilionésimo de um metro, ou 0,0000000001m (10 -9 m)

2.2 A nanotecnologia como ciência.

O aumento do interesse dos pesquisadores por nano-objetos é causado pela descoberta de propriedades físicas e químicas incomuns neles, o que está associado à manifestação dos chamados "efeitos de tamanho quântico". Esses efeitos são causados ​​pelo fato de que, com uma diminuição no tamanho e uma transição de um corpo macroscópico para a escala de várias centenas ou vários milhares de átomos, a densidade de estados na zona externa e na banda de condução muda drasticamente, o que se reflete nas propriedades devido ao comportamento dos elétrons, principalmente magnéticos e elétricos. A densidade “contínua” de estados que existia na macroescala é substituída por níveis individuais, com distâncias entre eles dependendo do tamanho das partículas. Nessa escala, o material deixa de demonstrar as propriedades físicas inerentes ao macroestado da matéria ou as exibe de forma alterada. Devido a esse comportamento dependente do tamanho das propriedades físicas e à não tipicidade dessas propriedades em comparação com as propriedades dos átomos, por um lado, e corpos macroscópicos, por outro lado, as nanopartículas são isoladas em uma região intermediária separada e são muitas vezes chamados de "átomos artificiais"

2.3 História do desenvolvimento da nanotecnologia

1905 O físico suíço Albert Einstein publicou um artigo no qual provou que o tamanho de uma molécula de açúcar é de aproximadamente 1 nanômetro.

1931 Os físicos alemães Max Knoll e Ernst Ruska criaram um microscópio eletrônico, que pela primeira vez possibilitou o estudo de nano-objetos.

1959 O físico americano Richard Feynman foi o primeiro a publicar um artigo avaliando as perspectivas da miniaturização.

1968 Alfred Cho e John Arthur, funcionários da divisão científica da empresa americana Bell, desenvolveram os fundamentos teóricos da nanotecnologia no tratamento de superfícies.

1974 O físico japonês Norio Taniguchi cunhou o termo "nanotecnologia" para se referir a mecanismos menores que um mícron de tamanho. A palavra grega "nanos" significa aproximadamente "velho".

1981 Os físicos alemães Gerd Binnig e Heinrich Rohrer criaram um microscópio capaz de mostrar átomos individuais.

1985 Os físicos americanos Robert Curl, Harold Kroto e Richard Smaley criaram uma tecnologia que permite medir com precisão objetos com diâmetro de um nanômetro.

1986 A nanotecnologia tornou-se conhecida do público em geral. O futurista americano Erk Drexler publicou um livro no qual previa que a nanotecnologia logo começaria a se desenvolver rapidamente.

Em 1959, o Prêmio Nobel Richard Feynman previu em seu discurso que no futuro, tendo aprendido a manipular átomos individuais, a humanidade seria capaz de sintetizar qualquer coisa. Em 1981, apareceu a primeira ferramenta para manipular átomos - um microscópio de tunelamento, inventado por cientistas da IBM. Descobriu-se que com a ajuda deste microscópio é possível não apenas "ver" átomos individuais, mas também levantá-los e movê-los. Isso demonstrou a possibilidade fundamental de manipular átomos e, portanto, montar diretamente qualquer coisa a partir deles, como se fosse de tijolos, qualquer coisa: qualquer objeto, qualquer substância.

A nanotecnologia é geralmente dividida em três áreas:

produção de circuitos eletrônicos, cujos elementos consistem em vários átomos;

a criação de nanomáquinas, ou seja, mecanismos e robôs do tamanho de uma molécula;

manipulação direta de átomos e moléculas e a montagem deles em qualquer coisa.

Em 1992, falando perante um comitê do Congresso dos Estados Unidos, o Dr. Eric Drexler pintou um quadro do futuro previsível, quando a nanotecnologia transformará nosso mundo. Fome, doenças, poluição ambiental e outros problemas prementes que a humanidade enfrenta serão eliminados.

2.4 Aplicação.

Atualmente, os fluidos magnéticos estão sendo ativamente estudados em países desenvolvidos: Japão, França, Grã-Bretanha e Israel. Ferrofluidos são usados ​​para criar dispositivos de vedação de líquidos em torno de eixos rotativos em discos rígidos. Ferrofluido também é usado em muitos tweeters para remover o calor da bobina de voz.

Aplicações atuais:

Proteção térmica;

Proteção óptica (luz visível e radiação UV);

Tinta para impressoras;

Mídia para gravar informações.

Perspectiva de 3 a 5 anos:

Transferência direcionada de medicamentos;

Terapia de genes;

Materiais nanocompósitos para a indústria automotiva;

Materiais nanocompósitos leves e anticorrosivos;

Nanotecnologia para a produção de produtos alimentícios, cosméticos e outros utensílios domésticos.

Perspectiva de longo prazo:

Aplicação da nanotecnologia na indústria de energia e combustíveis;

Nanotecnologia produtos de proteção ambiental;

O uso da nanotecnologia para a fabricação de próteses e órgãos artificiais;

O uso de nanopartículas em sensores integrados em nanoescala;

Nanotecnologia na pesquisa espacial;

Síntese de nanomateriais em meios líquidos não aquosos;

O uso de nanopartículas para limpeza e desinfecção.

3. Parte prática

3.1 Experiência de laboratório nº 1

Preparação de nanopartículas de prata.

10 ml de água destilada foram despejados em um frasco cônico, adicionando 1 ml de uma solução 0,1 M de nitrato de prata e uma gota de uma solução de tanino a 1% (atua como agente redutor). Aqueceu-se a solução até à ebulição e adicionou-se-lhe gota a gota com agitação solução de carbonato de sódio a 1%. Uma solução de prata coloidal de cor amarelo-alaranjada é formada.

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

3.2 Experiência de laboratório nº 2

Preparação de nanopartículas de azul da Prússia.

10 ml de água destilada foram despejados em um frasco e 3 ml de uma solução a 1% de sal amarelo do sangue e 1 ml de uma solução a 5% de cloreto de ferro(III) foram adicionados a ele. O precipitado azul isolado foi removido por filtração. Uma parte foi transferida para um béquer com água destilada, foi adicionado 1 ml de uma solução de ácido oxálico a 0,5% e a suspensão foi agitada com bastão de vidro até a completa dissolução do precipitado. Um sol azul brilhante contendo nanopartículas de azul da Prússia é formado.

3.3 Experiência de laboratório nº 3

Receberemos FMF no laboratório.

Eles levaram óleo (girassol), bem como toner para uma impressora a laser (substância em forma de pó). Misture os dois ingredientes até a consistência de creme de leite.

Para que o efeito fosse máximo, a mistura resultante foi aquecida em banho-maria por cerca de meia hora, sem esquecer de mexê-la.

Longe de todo toner tem uma forte magnetização, mas apenas um de dois componentes - contendo um revelador. Então você precisa escolher a melhor qualidade.

3.4 Interação de um fluido magnético com um campo magnético.

O fluido magnético interage com o campo magnético da seguinte maneira: se você levar o ímã para o lado, o fluido subirá pela parede e poderá subir tão alto quanto você quiser atrás do ímã. Ao alterar a direção do movimento do fluido magnético, você pode criar um padrão na parede do vaso. O movimento de um fluido magnético em um campo magnético também pode ser observado em uma lâmina de vidro. O líquido magnético despejado em uma placa de Petri inchou visivelmente quando o ímã foi levantado, mas não foi coberto com pontas. Conseguimos reproduzir apenas com o fluido magnético acabado MF-01 (fabricante - NPO Santon LLC). Para fazer isso, uma fina camada de fluido magnético foi despejada em uma placa de Petri e um ímã foi trazido para ela, depois vários ímãs. O líquido muda de forma, ficando coberto de "espinhos" que lembram os espinhos de um ouriço.

3.5 Efeito Tyndall

Um pouco de fluido magnético foi adicionado à água destilada e a solução foi bem misturada. Um feixe de luz de um ponteiro laser foi passado através de um copo com água destilada e através de um copo com a solução resultante. O feixe de laser atravessa a água sem deixar vestígios e deixa um caminho luminoso na solução do fluido magnético. A base para o aparecimento do cone Tyndall é a dispersão da luz por partículas coloidais, neste caso partículas de magnetita. Se o tamanho da partícula for menor que a metade do comprimento de onda da luz incidente, então o espalhamento por difração da luz é observado. A luz se curva ao redor das partículas e se espalha na forma de ondas, divergindo em todas as direções. Em sistemas coloidais, o tamanho de partícula da fase dispersa é 10-9 - 10-7 m, isto é. está na faixa de nanômetros a frações de micrômetros. Esta região excede o tamanho de uma pequena molécula típica, mas é menor que o tamanho de um objeto visto em um microscópio óptico convencional.

3.6 Fazendo papel "magnético"

Eles pegaram pedaços de papel filtro, embeberam-nos em fluido magnético e secaram-nos. As nanopartículas da fase magnética, tendo preenchido os poros do papel, deram-lhe propriedades magnéticas fracas - o papel é diretamente atraído pelo ímã. Com a ajuda de um ímã, conseguimos tirar uma estatueta feita de papel “magnético” de um copo através do vidro.

3.7 Estudo do comportamento do fluido magnético em etanol

Uma pequena quantidade do fluido magnético obtido por nós foi adicionada ao álcool etílico. Completamente misturado. A taxa de sedimentação das partículas de magnetita foi observada. Partículas de magnetita se estabeleceram em 2-3 minutos fora do campo magnético. A magnetita, assentada em etanol, se comporta de maneira interessante - ela se move compactamente na forma de um coágulo após o ímã, sem deixar vestígios na parede do tubo de ensaio. Deixado nessa posição, ele o mantém por muito tempo fora do campo magnético.

3.8 Experimentos para remover contaminantes do óleo do motor da superfície da água

Um pouco de óleo de máquina foi derramado na água, então uma pequena quantidade de fluido magnético foi adicionada. Após mistura completa, deixou-se a mistura assentar. O fluido magnético se dissolveu no óleo do motor. Sob a ação de um campo magnético, um filme de óleo de máquina com um fluido magnético dissolvido nele começa a encolher em direção ao ímã. A superfície da água está clareando gradualmente.

3.9 Comparação das propriedades lubrificantes do óleo de máquina e uma mistura de óleo de máquina e ferrofluido

Óleo de máquina e uma mistura de óleo de máquina com fluido magnético foram colocados em placas de Petri. Um ímã permanente foi colocado em cada copo.

Ao inclinar os copos, movemos os ímãs e observamos a velocidade de seu movimento. Em um copo de ferrofluido, o ímã se movia um pouco mais fácil e rápido do que em um copo de óleo de máquina. Nanopartículas individuais contendo não mais de 1000 átomos são chamadas de clusters. As propriedades de tais partículas são significativamente diferentes das propriedades de um cristal, que contém um grande número de átomos. Isso é explicado pelo papel especial da superfície, pois as reações envolvendo sólidos ocorrem não no volume, mas na superfície.

4. Conclusão

Um fluido magnético (fluido ferromagnético, ferrofluido) é um sistema coloidal estável que consiste em partículas ferromagnéticas de tamanho nanométrico suspensas em um líquido transportador, que geralmente é um solvente orgânico ou água. De acordo com suas propriedades, o fluido ferromagnético se assemelha ao "metal líquido" - reage a um campo magnético e é amplamente utilizado em muitas indústrias. Assim, tendo estudado as propriedades do fluido ferromagnético, conseguimos obter nano-objetos no laboratório da escola.

5. Referências

Brook E. T., Fertman V. E. "Hedgehog" em um copo. Materiais magnéticos: do sólido ao líquido. Minsk, Escola Superior, 1983.

Shtansky DV, Levashov EA Filmes finos nanoestruturados multicomponentes: problemas e soluções. Izv. universidades. Metalurgia não ferrosa No. 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.Aplicativo

6. Fotos de experimentos