V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Химия- это страна чудес
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Не секрет, что химия не относится к самым популярным школьным предметам для большинства детей. Если честно, я тоже не совсем понимал, что это за предмет. Но сейчас для меня это любимая наука и возможность читать интересные книги, ставить забавные опыты. Иногда это напоминает волшебство.
Все мы растем почемучками. Отчего на небе появляются облака, тучи. Почему идет дождь. Родители всегда отвечают, что все это происходит по законам природы, по законам химии или физики. Честно говоря, мне это тоже не совсем понятно. Поэтому я стал наблюдать, как много монтажной пены извлекает папа из маленького флакона. Может это происходит от того, что его взбалтывают? Примерно так же мама готовит тесто. Оно у нее всегда разное. Для пирога, если смешать кефир и пищевую соду, масса начинает расти. Или, например, для печенья если соединить соду и уксус, то получается шипение. Почему? Об этом мы поговорим позже.
Мне самому, если честно, нравится, что – нибудь смешивать и повторять эксперименты, которые проводят мультяшные фиксики.
Я хочу, чтобы ребята уже сейчас имели бы представление о том, из чего состоит мир вокруг нас. Тогда, возможно, мы чаще будем общаться не через Интернет, а в школе. А когда станем старше, местом наших встреч и работы станет лаборатория.
Итак, если в двух словах то химия – это наука о взаимодействии веществ.
Если начинать с самого начала, то Алфавитом для химика является периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, в которой описаны 109 элементов. Хочу рассказать про два самых распространенных, это водород и кислород.
Водород - легче всех, самый лёгкий химический элемент! Это потому что у него самый малюсенький атом, его масса всего одна атомная единичка, меньше не бывает! Химический элемент – это такая сложная штука. В общем, у всех атомов, из которых состоит вещество, есть своя масса – атомная масса, и свой заряд ядра. Все атомы состоят из положительно заряженного ядра и электронов (заряженных отрицательно), находящихся на орбитах вокруг ядра. Это как смесь гороха и грецких орехов: маленькие шарики – туда, большие сюда. Химический элемент – это совокупность (кучка, горка) атомов с одинаковым зарядом ядра. Так вот, Водород – это совокупность самых лёгких атомов или атомов с самым маленьким зарядом ядра! Масса его атома принята за единицу, и заряд моего ядра тоже равен +1.
Так как водород самый лёгкий, то и стремится улететь куда-нибудь повыше в небо или даже в космос. Поэтому, чем ближе к облакам, тем газа Водорода больше в атмосфере. Зато в виде соединений очень много на поверхности Земли, конечно же, в воде океанов, морей, рек, озёр, болот, луж... всех водоёмов, да и в земной коре. По количеству атомов на Земле водород занимает первое место среди всех элементов, и на Солнце это самый распространённый элемент, его там не меньше половины массы Солнца. Несмотря на то, что он самый легкий он есть везде, в общем, водород - чемпион!
Название этого элемента «Водород» – означает «рождающий воду» – она образуется, если водород соединить с кислородом и нагреть. У водички масса замечательных свойств, благодаря которым существует всё живое!
Мой первый опыт – я хочу показать водород.
Надо взять у мамы, старшего химика кухни, резиновые перчатки, бутылку со столовым уксусом, а у папы – главного химика кухни – железные гвоздики, шурупы или скрепки, которые пролезают в горлышко бутылки, и ещё магнит.
Твои железки не должны быть из нержавеющей стали, иначе опыт не получится. Это проверяется магнитом – если железки к нему притягиваются, значит, они нам подойдут. Надень резиновые перчатки, открой бутылку с уксусом и брось в неё свои железяки. Через некоторое время ты увидишь, что на поверхности железяк появляются пузырьки газа. Это наш друг, первый элемент водород, хочет с тобой поздороваться!
Теперь я хочу рассказать про кислород.
Кислород – единственный газ, который поддерживает дыхание и горение. Название означает «рождающий кислоты», потому что, когда - то, считалось, что он обязательно входит в состав кислот. Это не всегда так.
В воздухе, которым мы дышим кислорода всего около 21% по объему, но это оказывается самым подходящим количеством для дыхания. Если меня меньше, воздухом дышать трудно, это бывает на высоте, в закрытых помещениях. Когда в воздухе много Кислорода, это тоже ни к чему: чистым кислородом можно обжечь горло или бронхи, так как он сильный окислитель! Иногда больным дают подышать чистым Кислородом из кислородной подушки, но только ненадолго! Кислород, которым мы дышим, состоит из двухатомных молекул. Тебе понятно из названия, что в одной молекуле кислорода два атома кислорода и моя формула О2?
Но есть ещё одно интересное вещество, состоящее только из Кислорода, молекулы которого трёхатомны, т.е. в них три моих атома! Это Озон, его формула О3. Мы чувствуем, легкий запах, как будто после грозы - это запах Озона, он образуется из двухатомного Кислорода при разряде молний.
А еще кислород поддерживает горение! Знай, что когда горит костёр, спичка, газ в кухне, происходит реакция дерева или газа с Кислородом! Больше ни один газ из воздуха не поддерживает такое горение.
Гордый важный Кислород
Говорит: «Живой народ –
Птицы, ящерки и звери –
Дышат мною, кислородом.
Открывайте окна, двери,
Дайте воздуху свободу!
И растениям зелёным,
Кактусам, цветам и клёнам
Тоже очень нужен я
Для дыхания, друзья!
А ещё не загорятся
Без меня костёр и газ!
Всем теперь понятно, братцы,
Как стараюсь я для вас?»
Теперь, дорогие друзья как обещал ранее, предлагаю вам порядок проведения моих любимых, очень простых химических экспериментов, которые надо проводить вместе с мамой и папой.
Безопасный вулкан
Чтобы приготовить вулкан, вполне безопасный, и тем не менее, очень эффектный, потребуется тарелка, пластилин, питьевая сода (гидрокарбонат натрия), уксусная кислота (можно воспользоваться столовым уксусом - 3 - 9%-ным раствором уксусной кислоты), краситель (можно взять фукорцин из домашней аптечки или красный пищевой краситель, или даже свекольный сок), любая жидкость для мытья посуды.
Пластилин делят на две части и одну из них раскатывают в плоский "блин" - основание вулкана, а из второй лепят полый конус с отверстием наверху (склоны вулкана). Защепив обе части по краям, надо налить внутрь воду и убедиться, что "вулкан" не пропускает ее снизу. Объем внутренней полости "вулкана" не должен быть очень велик (лучше всего 100-200 мл, это емкость чайной чашки или обычного стакана). Вулкан на тарелке ставят на поднос.
Чтобы "зарядить" вулкан "лавой", готовят смесь жидкости для мытья посуды (1 столовая ложка), сухой питьевой соды (1 столовая ложка) и красителя (достаточно нескольких капель). Эту смесь наливают в "вулкан", а потом добавляют туда уксус (четверть чашки). Начинается бурная реакция с выделением углекислого газа. Из жерла вулкана показывается ярко окрашенная пена...
Более яркой и большой получается так называемая «нарастающая масса». Если смешать 20 мл. жидкого мыла, 25 мг марганца и перекиси водорода.
Опыт №1
Опыт №2
Воздушный шарик
Очень простой и легко проводимый эксперимент.
Нам понадобятся:
- уксусная эссенция 9%
- сода пищевая
В маленькую стеклянную бутылочку с узким горлышком наливаем уксусную кислоту. В обычный шарик насыпаем чайную ложку пищевой соды. Зрителям или гостям говорим волшебное заклинание типа «абра кадабра» и поднимаем шарик. Содержимое высыпается в уксусный раствор, происходит процесс газообразования, выделяется углекислый газ и шарик надувается.
Буря в стакане.
Для того чтобы сделать бурю в стакане можно провести легкий и зрелищный опыт, для которого понадобиться
- полстакана воды, окрашенной белой краской
- полстакана детского масла
- шипучий аспирин.
Смешиваем в стакане воду и масло. Вода и масло имеют разную плотность, к тому же обладают свойством не смешиваться, как бы мы ни трясли стакан. Когда мы добавляем внутрь бутылки шипучие таблетки, они, растворяясь в воде, начинают выделять углекислый газ и приводят жидкость в движение.
Трюк с зубочистками.
Несложный трюк из зубочисток, который сами по себе складываются в «звезды»
Для опыта нам понадобится:
- 5 зубочисток
- вода
Надламываем зубочистки по середине и выкладываем в виде звездочки, в центр потихоньку капаем воду и наблюдаем, как растет наша «звезда». От того, что дерево впитывает влагу, оно увеличивается в размерах и его «распирает», поэтому наша «звезда» растет.
"Мандаринки".
Для этого опыта нам необходимо 2 мандарина и ёмкость с водой. Берём первый мандарин и опускаем в воду. Мандарин не тонет.
Возьмём второй мандарин и очистим его. Помещаем в ёмкость к первому мандарину и о чудо: он тонет. В чём дело? Вроде два одинаковых мандарина.
Объяснение опыта:
Кожура мандарина очень пористая и содержит много пузырьков воздуха, которые выталкивают его на поверхность.
Опыт с йодом и крахмалом.
Еще один волшебный химический опыт с йодом и крахмалом, в котором прозрачная жидкость в считанные мгновения становится синей! Все ингредиенты для этого простого эксперимента обычно уже есть в домашнем хозяйстве.
Для эксперимента нам понадобиться:
- раствор йода
- перекись водорода 3%
- 1 витамин С в порошке
- 3 стеклянных стакана
Подготовительные работы к химическому опыту с йодом и крахмалом:
Готовим раствор №1. Для начала растираем витаминку в порошок и, перемешивая в течении минуты, растворяем его в 3-х столовых ложках тёплой воды.
Готовим раствор №2. 1 чайную ложку Раствора №1 переливаем в стакан, добавляем туда чайную ложку спиртового раствора йода и 3 столовые ложки тёплой воды. На этом этапе мы увидим, что коричневый йод обесцветился.
Готовим раствор №3. В третьем стакане смешиваем одну столовую ложку перекиси водорода, пол чайной ложки крахмала и 3 столовые ложки воды.
Приготовления закончены, можно звать зрителей и демонстрировать занимательный химический опыт с йодом и крахмалом. Для этого переливаем раствор №2 в стакан с раствором №3 и обратно несколько раз…. И жидкость из
прозрачной превратится в темно-синюю!
Объяснение:
Витамин С обесцвечивает йод. Крахмал же, вступив в реакцию с йодом, окрашивается в синий цвет. Сливая вместе жидкости №2 и №3 мы запускаем одновременно эти две химические реакции. После непродолжительной борьбы крахмал побеждает и жидкость в итоге становится синей.
Горячая и холодная вода.
А что будет если смешать холодную воду с горячей, а горячую с холодной?
Для этого эксперимента нам понадобиться:
- холодная вода(окрасили ее в красный)
- горячая вода(окрасили ее в синий)
- 4 одинаковых емкости
- кусок картона.
Берем стакан холодной воды и на него ставим стакан горячей воды. Накроем 1 стакан картонкой и придерживая рукой ее так, чтобы вода не выливалась и перевернем стакан на другой так, чтобы они встали один на другой. Убираем перегородку и наблюдаем за смешиванием или не смешиванием воды разных цветов, результат зависит от того,какая вода сверху холодная или горячая.
Объяснение:
Холодная вода более плотная, горячая менее плотная. Все, что имеет большую плотность стремится вниз, и наоборот. Поэтому, когда сверху горячая вода, жидкости не смешиваются, и если сверху холодная, жидкости тут же перемешиваются.
Исчезающий мелок
Для эксперимента понадобится:
-мел
- уксусная эссенция 9%
- стакан.
В стакан наливаем уксус и кладем в него мелок. Мелок начинает шипеть и вскоре совсем исчезает.
Объяснение:
Мел это известняк, при соприкосновении с уксусной кислотой он превращается в другие вещества, одно из которых – углекислый газ, бурно выделяющийся в виде пузырьков.
Думаю, что для ребят, всерьёз интересующихся химией и химическими опытами, не составит угадать небольшую загадку.
Мой первый слог – оценка в школе,
Ее учитель ставит строго.
А то, в чем огурцы засолим,
Подскажут два соседних слога.
Все вместе – тонкая посуда,
А в ней химическое чудо. (Кол Бочка)
Заключение:
Это небольшая группа химических опытов, благодаря которым я понимаю важность происходящих в жизни и в природе явлений. Будь то образование облаков, извержение вулкана. Мне понятен механизм, то что и как происходит. Думаю, что у меня еще впереди большое количество новых открытий и впечатлений.
Говорят, что у человека есть разные виды памяти. Запоминание текста или картинки, голосов и звуков и еще один, очень важный вид памяти – память на движения, прикосновения, ощущения и запахи.
Это очень здорово, познавать мир не только с помощью прочитанной книги, но и с помощью интересных фокусов и экспериментов.
Я обязательно расскажу и покажу своим одноклассникам, какие интересные фокусы можно сделать из того, что есть дома у мамы на кухне или в аптечке.
Список используемой литературы
И.А. Леенсон «Занимательная химия для детей и взрослых», 2013г.
О. Ольгин «Чудеса на выбор. Забавная химия для детей», 2017г.
В.Н. Алексинский «Занимательные опыты по химии» Пособие для учителей,
С.Лаврова «Занимательная химия», 2014г.
О. Ольгин «Опыты без взрывов», 1986г.
Приложение
18