eXperimentuj.eu
MANUÁL EXPERIMENTŮ
MARIE SOLÁROVÁ KATEŘINA TRČKOVÁ RADEK BARTOŠ MONIKA DUŠOVÁ EVA TRNOVÁ
INTERAKTIVNÍ EXPERIMENTÁLNÍ WORKSHOP – OSTRAVA 27.–28. 3. 2014
Interaktivní experimentální workshop je realizovaný v rámci projektu „Podpora talentů v přírodovědných a technických oborech v slovensko-českém příhraničí“ (ITMS 22410320042), který je financován z Operačního programu přeshraniční spolupráce SR-ČR 2007-2013.
Lektorský tým Radek Bartoš studoval chemii a zeměpis na PdF MU, pracuje jako učitel 1. a 2. stupně na ZŠ a MŠ Elišky Přemyslovny v Brně, působí jako lektor interaktivního a zábavného kroužku pro děti „Věda nás baví“, ve volném čase hraje na akordeon, fotbal, futsal, jezdí na kole, rád plave. Monika Dušová vystudovala Pedagogickou fakultu na Masarykově univerzitě, obor chemie a výchova ke zdraví. Již třetím rokem pracuje jako SŠ pedagožka na Gymnáziu Integra v Brně. Ve volném čase se věnuje především sportu a závodně hraje volejbal. Krom sportu i ráda cestuje a má ráda jižní kuchyni. Kateřina Trčková studovala chemii a biologii pro SŠ na PřF OU, učila na ZŠ, učí na GJK Hlučín a na PřF OU. Studuje na PřF UK Didaktiku chemie. Ráda tráví volný čas s rodinou, s chemií v kuchyni a v latoratoři, na zahradě, hraje na flétnu a klarinet. Eva Trnová studovala biologii a chemii na PřF MU. Je zapojena do evropských projektů zabývajících se zkvalitněním přírodovědného vzdělávání. Učila na základní škole, gymnáziu a nyní předává své zkušenosti budoucím učitelům na PdF MU. Volné chvíle tráví nejraději se svou rodinou, miluje zvířata, je náruživá čtenářka, má ráda dobrý humor (například Cimrmani nebo The Big Bang Theory). Marie Solárová studovala na KU v Bratislavě učitelství pro SŠ, aprobace Ch – Fy. Učila 20 let na GMK v Bílovci a nyní učí na KCh PřF OU v Ostravě jako didaktik chemie. Zabývá se také historií chemie a především pořádá popularizační akce z chemie pro děti, žáky a studenty. Hraje s kolegy chemická divadla (např. Zkrocení zlé kyseliny, Chemihurka a 3 vodíci). Je autorkou ChO kat. D a C. Ráda pracuje na zahradě, stará se o rodinu, má 2 kočky a čivavku Nellu. Má ráda lidi.
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Úvod Chemie patří k vyučovacím předmětům, které jsou u žáků neoblíbené. Zároveň má ale mnoho možností, jak žáky pozitivně motivovat. Jednou z možností je chemický pokus. Ten k výuce chemie neodmyslitelně patří. Momentální ekonomická situace a nový zákon 350/2011 Sb. příliš chemickému pokusu nepřejí. Na školách chybí chemikálie a ne se všemi mohou žáci pracovat. Proto je nutné hledat další cesty a možnosti, jak tuto situaci zlepšit, a přitom nepřestávat chemické pokusy provádět. Nabízí se možnost tzv. domácích chemických pokusů. Jedná se o pokusy, které nevyžadují speciální chemikálie, ale pracují s běžnými látkami, jako jsou potraviny, běžně dostupné zboží z drogerie, lékárny apod. Tyto pokusy jsou většinou také bezpečné, žáci si je mohou provádět i doma (odtud název „domácí pokusy“). Obsahem této příručky je soubor vybraných jednoduchých domácích pokusů s přehledným návodem. Věřím, že vás budou inspirovat k provádění chemických pokusů a k hledání dalších, v této příručce nepublikovaných pokusů.
Vaše autorka
4
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Fyzikální pokusy Výměna tepla Balonek a svíčka Pomůcky: svíčka, 2 nafukovací balonky, voda,talířek, zápalky Postup: •
Svíčku položíme na talíř a zapálíme ji.
•
Nafoukneme první balonek a přibliížíme ho k plamenu svíčky. Balonek praskne.
•
Druhý balonek naplníme z části vodou a dofoukáme.
•
Přiložením k plameni svíčky balonek nepraskne.
•
Je to způsobeno tím, že voda odebírá teplo plameni svíčky.
Hustota roztoku Cukrová duha Pomůcky: 4 ks malá sklenice, 1 větší (vyšší) sklenice, potravinářské barvivo, kuchyňská polévková lžíce Chemikálie: cukr, voda Postup: •
Do čtyř malých skleniček postupně dáme 1, 2, 3 a 4 vrchovaté polévkové lžíce cukru.
•
Do všech sklenic přidáme stejné objemy (2 polévkové lžíce) vody.
•
Potom přidáme špetku potravinářského barviva (různé barvy) do každé ze sklenic a řádně promícháme.
•
Pokud vznikne hustá kaše, přidáme malé množství vody (musíme přidat stejný objem vody do všech sklenic).
•
Potom opatrně sléváme roztoky do velké sklenice (od nejkoncentrovanější po nejméně koncentrovanou) tak, aby se roztoky nepromíchaly.
Závěr: Vznikne „duha“ vytvořená v důsledku nemísitelnosti různě koncentrovaných roztoků.
5
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Vodní ohňostroj Pomůcky: vysoká sklenice, malé skleničky, vidlička Chemikálie: voda, potravinářské barvivo, olej Postup: •
Naplníme vysokou sklenici vodou až téměř k vrcholu.
•
Nasypeme trochu červeného potravinářského barviva do malé nádoby a přidáme trochu vody, aby se barvivo rozpustilo.
•
Poté k barvivu přidáme trochu (1-2 polévkové lžíce) oleje. Totéž provedeme i s modrým potravinářským barvivem.
•
Rozmícháme olej a potravinářské barvivo vidličkou tak, aby se z velkých kapek staly malé.
•
Nalijeme směs oleje a potravinářského barviva do vysoké sklenice.
•
Nyní pozorujeme, co se děje ve sklenici.
Poznámka: Pokus je vhodný na zjišťování rozpustnosti látek v polárních a nepolárních rozpouštědlech.
Chemická lávová lampa Pomůcky: sklenice (lépe číše), potravinářská barva Chemikálie: olej, voda, NaCl Postup: •
Do sklenice nalijeme vodu asi 1 cm pod okraj.
•
Malé množství oleje (cca 1 cm3) obarvíme potravinářskou barvou a vlijeme do sklenice s vodou.
•
Přisypeme sůl.
•
Pozorujeme efekt podobný jako v lávové lampě.
•
Efekt je způsoben rozdílnou hustotou vody a oleje. Sůl, která má větší hustotu, klesá ke dnu a strhává s sebou obarvený olej. Když spadne na dno, olej opět stoupá na povrch.
6
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Povrchové napětí kapalin Účinek saponátu 1 Pomůcky: talířek (Petriho miska), špejle, vata Chemikálie: mléko (nejlépe odtučnělé nebo polotučné), barvivo, saponát Postup: •
Do talířku nalijeme mléko po okraj.
•
Přikápneme libovolné barvivo (lze použít i směs barev).
•
Do středu vložíme špejli obalenou vatou a navlhčenou saponátem.
•
Pozorujeme prudké „přesunutí“ barvy na okraj talířku.
Poznámka: Čím bude mléko tučnější, tím méně bude pokus probíhat (přítomnost tuku zabraňuje popsanému efektu).
Účinek saponátu 2 Pomůcky: talířek (Petriho miska), papírové šipky (špejle), potravinářská barva Chemikálie: voda, saponát Postup: •
Talířek naplníme vodou po okraj a obarvíme potravinářskou barvou.
•
Tři papírové šipky (popř. 6 krátkých špejlí) uspořádané do trojúhelníku dáme do středu talířku.
•
Do vzniklého středu přikápneme saponát.
•
Pozorujeme, že se šipky (špejle) přesunou na okraj talířku.
Barevné mléko Pomůcky: Petriho miska (talíř), špejle, vata Chemikálie: mléko, barvivo, saponát Postup: •
Do talířku nalijeme mléko a libovolně nakapeme různé barvy.
•
Přiložíme vatu na špejli, kterou jsme navlhčili saponátem.
•
Vlivem saponátu se naruší povrchové napětí a barvy se promíchávají.
Poznámka: Pokus je vhodné provádět s nízkotučným mlékem. Při použití plnotučného mléka nebo smetany se pokus nepodaří, protože tuk zabraňuje požadovanému efektu. 7
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Adsorpce Adsorpce barviva Pomůcky: PET láhev (odstřihneme 1/3 – ta bude v převrácené poloze sloužit jako filtrační nálevka, zbylé 2/3 jsou nádobkou), filtrační papír (papírový ubrousek, piják), skleničky, miska s tloučkem (v domácích podmínkách lze tlouček nahradit např. kladívkem :-)) Chemikálie: voda, aktivní uhlí (tablety nebo práškové), inkoust (nebo Coca-cola či jiná limonáda) Postup: Živočišné uhlí vs. inkoust •
Sestavíme filtrační aparaturu.
•
Do kádinky s vodou přidáme několik kapek inkoustu (vhodnější je inkoust červený).
•
Roztok přefiltrujeme – zůstane stále zbarven.
•
3 tablety živočišného uhlí rozetřeme v misce pomocí tloučku a přidáme ke zbarvenému roztoku. Promícháme.
•
Opět filtrujeme – tentokrát pozorujeme odbarvení roztoku.
Poznámka: Totéž můžeme provést s živočišným uhlím (2 až 3 tablety) přidaným do Cocacoly.
Adsorpce vůně Pomůcky: viz předcházející pokus Chemikálie: viz předcházející pokus + silice z pomeranče (nebo jiná vonná látka) Postup: •
Sestavíme filtrační aparaturu dle předcházejícího popisu.
•
Do kádinky s vodou přidáme několik kapek šťávy z pomeranče (nebo použijeme jinou vonnou látku).
•
4 tablety živočišného uhlí rozetřeme v porcelánové misce pomocí tloučku (popř. jiného domácího náčiní) a nasypeme do filtračního papíru umístěného v nálevce.
•
Opatrně filtrujeme (stačí přefiltrovat několik mililitrů).
•
Pozorujeme změnu (čichová zkouška).
8
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Difuze Barevné lentilky Pomůcky: talířek (Petriho miska), 4 lentilky různých barev Chemikálie: voda Postup: •
Do talířku nalijeme po okraj vodu.
•
Lentilky umístíme rovnoměrně proti sobě do talířku s vodou.
•
Necháme bez pohybu 1-2 dny.
•
Po této době uvidíme čtyřbarevný obrazec vytvořený barvou z lentilek.
Elektrolýza Semafor pro chodce Pomůcky: sklenice od Nutelly, 2 uhlíkové elektrody (tuhy na kreslení), 2 vodiče s krokosvorkami, akumulátor (plochá baterie), piják Chemikálie: chlorid sodný, indikátor z červeného zelí Postup: •
Připravíme roztok chloridu sodného.
•
Do sklenice od Nutelly nalijeme roztok chloridu sodného s indikátorem ze zelí.
•
Doprostřed sklenice vložíme piják jako polopropustnou membránu mezi elektrodami.
•
Vložíme elektrody, připojíme k akumulátoru.
•
Cca po 10 minutách vznikne podél elektrod vlivem polopropustné membrány barevný efekt.
Kreslíme elektrickým proudem Pomůcky: filtrační papír, alobal, štětec, zdroj stejnosměrného napětí (baterka), hřebík (vidlička nebo nůž). Chemikálie: chlorid sodný, vývar z červeného zelí
9
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Postup: •
Připravíme nasycený roztok chloridu sodného a do roztoku nakapeme indikátor a promícháme.
•
Filtrační papír položíme na hodinové sklo.
•
Štětcem namočeným v roztoku potřeme filtrační papír.
•
Vodiče připojíme ke zdroji stejnosměrného napětí.
•
Kladnou elektrodu (vodič) přiložíme na filtrační papír.
•
Zápornou elektrodu připojíme na hřebík, vidličku nebo nůž a kreslíme na filtrační papír.
Fyzikální vlastnosti vody a vzduchu Pomůcky: PET láhev, slámka, plastelína, větší skleněná nádoba, širší skleněná láhev, nafukovací balónek, nůžky, gumička, vysoká úzká sklenička, drát (provázek), velká sklenice (zavařovací 3 l) Chemikálie: led, voda, potravinářská barva Postup: A – Objem balonku •
Skleněnou láhev propláchněte horkou vodou (sklo se zahřeje).
•
Odstřihněte hrdlo balónku.
•
Na hrdlo láhve nasuňte balónek.
•
Postavte do nádoby s ledovou vodou. Co se stane?
B - Vodotrysk •
Do zátky PET láhve udělejte otvor pro slámku tak, aby slámka těsnila a zároveň dosahovala ke dnu láhve a zalepte kolem plastelínou.
•
Láhev naplňte do poloviny vodou obarvenou potravinářským barvivem.
•
Dejte láhev do větší nádoby ponořené v horké vodě.
•
Po chvíli uvidíte „vodotrysk“.
C - „Podmořská sopka“ •
Natáhněte gumičku na hrdlo malé skleničky a provázkem udělejte „držátko“.
•
Naplňte velkou sklenici studenou vodou.
•
Malou sklenici naplňte horkou vodou obarvenou potravinářskou barvou.
•
Skleničku uchopte za držátko a opatrně ji ponořte do sklenice.
10
eXperimentuj.eu •
Marie Solárová
Horká voda je lehčí než studená (má větší objem při větší teplotě) a stoupá vzhůru k hrdlu velké sklenice.
Kyseliny a zásady, indikátory Neutralizace Pomůcky: kapátko, kádinka (sklenice), plátno, nádoba na vaření, sítko Chemikálie: sušené lupeny z červené růže, dřevný popel, citron Příprava roztoků: •
Hrst sušených růží povaříme 2-3 minuty v asi 0,75 dm3 vody, po mírném ochlazení přecedíme do předem připravené PET láhve až po okraj a dobře zazátkujeme (takový roztok vydrží neotevřený až několik týdnů).
•
Hrst popela (nejlépe přesátého přes sítko větších otvorů) zalijeme asi 1 dm3 vody, dobře promícháme. Suspenzi přecedíme přes plátno do zásobní PET láhve.
•
Do vody vytlačíme šťávu z citronu.
Postup: •
Připravímesi do sklenice asi 30 cm3 roztoku výluhu z růže.
•
Do roztoku nejdřív přikapápneme připravenou suspenzi popela, až roztok změní barvu.
•
Potom přikapáváme roztok citronu do konečné změny barvy.
Poznámka: V závislosti na rychlosti přidávání roztoků je možné pozorovat několik barevných přechodů od zelené po červenou.
Indikátorová hra s barvami Pomůcky: 4 kádinky (skleničky stejné velikosti) Chemikálie: vývar z červeného zelí, ocet, nasycený roztok jedlé sody Postup: •
První baňku naplníme do výše 1 cm vodou a přikápneme několik cm3 kapek indikátoru.
•
Do druhé baňky vlijeme roztok jedlé sody, do třetí ocet a vodu (stejného objemu jako objem předcházející baňky). Poslední naplníme asi stejným objemem octa.
•
Obsah baněk přeléváme postupně z jedné do druhé, bude barevná změna podle měnícího se pH roztoků. 11
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Chemické pokusy z anorganické chemie Kyslík a jeho důkaz Rozklad peroxidu vodíku a důkaz kyslíku Pomůcky: 2 ks sklenička, špejle Chemikálie: H2O2, droždí, kousek chleba Postup: •
Do 2 skleniček nalijeme peroxid vodíku (nejlépe 10%).
•
Do jedné skleničky přidáme trochu droždí, do druhé kousek chleba.
•
Pozorujeme uvolňování molekulového kyslíku pouze ve skleničce, do které jsme dali droždí. Obsah druhé skleničky se nemění.
•
Pokus zdůvodňujeme tím, že živé kvasinky v droždí jsou aktivátory rozkladu peroxidu vodíku. V chlebu jsou již kvasinky zničené teplem, proto pokus neprobíhá.
•
Vznikající kyslík dokážeme přiložením doutnající špejle, která se rozhoří.
Poznámka: Pokus lze obměnit přidáním čerstvých drůbežích nebo jiných jater, popř. čerstvého masa.
Prskavky pod vodou Pomůcky: větší nádoba na vodu, zápalky, izolepa (raději širší) Chemikálie: prskavka Postup: •
Do 1/3 obalíme dosti silnou vrstvou izolepy tu část prskavky, která je pokryta reakční směsí (konec obalené části prskavky necháme volný, neobalený).
•
Potom prskavku zapálíme a ponoříme do vody tak, aby byla ponořena jen obalená část prskavky.
•
Prskavka hoří i pod vodou, po vyhoření směsi pod izolepou i nad vodou.
•
Pokus ukazuje, že látky obsahující sloučeniny bohaté na kyslík hoří i pod vodou (prskavka obsahuje směs dusičnanů).
12
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Oxid uhličitý Zhášedlo plamene Pomůcky: PET láhev, talíř, svíčka Chemikálie: NaHCO3, ocet Postup: •
Na talíř umístíme svíčku a zapalíme ji.
•
Do PET láhve dáme trochu octa a opatrně přisypeme jedlou sodu.
•
Po chvíli nakloníme láhev směrem k hořící svíčce tak, aby nevytekl její obsah.
•
Pozorujeme zhášení svíčky.
Pozorování hladiny CO2 Pomůcky: vyšší sklenice, svíčka na korkové zátce pověšená na drátku, aparatura na vyvíjení plynu, slámka, bublifuk Chemikálie: jedlá soda, ocet Postup A: •
Z chemikálií připravíme CO2, který jímáme do sklenice.
•
Zapalíme svíčku a opatrně ponořujeme tak, aby byla zřejmá hladina oxidu uhličitého.
•
Ze sklenice lze i část oxidu uhličitého „vylít“ a pokus zopakovat.
•
Když je hladina CO2 nízko, foukejte do sklenice mýdlové bubliny.
•
Ty se usadí na hladině CO2.
Postup B: •
Do sklenice dáme jedlou sodu a nalijeme na ni ocet.
•
Bublifukem „vyrábíme “ mýdlové bublinky.
•
Sklenici opatrně přemísťujeme tak, aby bublinka spadla do ní.
•
Bublinka se usadí na hladině oxidu uhličitého.
•
Protože hladinu oxidu uhličitého nevidíme, vzniká efektní pokus.
13
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Vznik CO2 z kvasinek Pomůcky: sklenice, nafukovací balónek Chemikálie: kvasnice, cukr, voda Postup: •
Z kvasnic, teplé vody a cukru si připravíme kvásek.
•
Vložíme do sklenice, na hrdlo které dáme nafukovací balónek.
•
Po určité době se balónek nafoukne.
Chemické šampaňské Pomůcky: sklenice (lépe číše), malá sklenička Chemikálie: ocet, olej, jedlá soda, voda, potravinářská barva Postup: •
Do sklenice nasypeme jedlou sodu a přilijeme olej (cca 1 cm pod okraj sklenice).
•
V malé skleničce rozmícháme potravináčskou barvu s octem.
•
Obsah malé skleničky přelijeme do skelnice.
•
Obarvený ocet klesá ke dnu, kde reaguje s jedlou sodou. Vzniklé bublinky oxidu uhličitého stoupají vzhůru.
Příprava oxidu uhličitého ze zeleniny Pomůcky: PET láhev, plastelína, nafukovací balonek Chemikálie: brambor, mrkev, popř. jiná zelenina, voda Postup: •
Brambor a mrkev nakrájíme na malé kostičky, vložíme do PET láhve a zalijeme vodou.
•
Na láhev připevníme nafukovací balonek, jehož hrdlo zalepíme plastelinou tak, aby se do láhve nedostal vzduch.
•
Dáme na teplé místo.
•
Asi po třech dnech pozorujeme kvašení, při kterém se uvolňuje oxid uhličitý, který nafukuje balonek.
14
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Halogeny Odbarvování kečupu Pomůcky: sklenice Chemikálie: kečup, voda, čisticí prostředek obsahující chlornan sodný (SAVO) Postup: •
Do sklenice nalijeme kečup a rozředíme vodou (1:1).
•
Opatrně přilijeme čisticí prostředek.
•
Po chvíli pozorujeme vznik barevného spektra.
Závěr: Kečup obsahuje ß-karoten obsahující dvojné vazby mezi atomy uhlíku. Při reakci odbarvení dochází k nasycení této dvojné vazby atomy chlóru. Ten vzniká rozkladem čisticího prostředku, který obsahuje chlornan sodný s hydroxidem sodným.
Manganistan draselný – sloní pasta Pomůcky: úzká vyšší sklenice Chemikálie: manganistan draselný, peroxid vodíku (10%), saponát, popř. barvivo, voda Postup: •
Do vyšší sklenice nalijeme peroxid vodíku (asi do výše 2 cm).
•
Přidáme pár kapek saponátu, popř. barviva.
•
Přilijeme roztok manganistanu draselného.
•
Dochází k prudkému uvolňování kyslíku, který se saponátem tvoří hustou pěnu.
Chemické pokusy z organické chemie a biochemie Propan-butan „Hořící Tomáš“ Pomůcky: větší nejlépe skleněná nádoba, hadička připojená na plyn, špejle, zápalky Chemikálie: voda, saponát
15
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Postup: •
Do větší nádoby naplněné vodou s přídavkem saponátu necháme opatrně probublávat plyn.
•
Vzniklé bubliny vezmeme do dlaní (ruce předem omyjeme vodou).
•
Bubliny zapálíme hořící špejlí a ruce prudce odtáhneme od sebe směrem nahoru.
Ethen Vliv ethylénu na zrání rajčat Pomůcky: 2 mikrotenové sáčky, 3 zelená rajčata Chemikálie: jablko Postup: •
Zelená rajčata rozdělíme následovně: první necháme jako kontrolní vzorek, druhé dáme do mikrotenového sáčku, třetí dáme rovněž do mikrotenového sáčku a přidáme jablko.
•
Necháme stát několik dnů a pozorujeme míru zčervenání rajčat.
•
Po několik (asi 5 dnech) zjistíme, že rajče s jablkem zčervenalo nejvíce.
•
Jablko uvolňuje ethylen, který urychluje dozrávání rajčat.
Kyselina askorbová Chemické vlastnosti a redukční účinky kyseliny askorbové Pomůcky: 2 sklenice Chemikálie: jedlá soda, Celaskon, vývar z červeného zelí, Jodisol nebo jodová tinktura, škrobový maz, voda Postup A: •
Připravíme si dvě sklenice.
•
Do jedné dáme roztok Celaskonu, do druhé roztok jedlé sody.
•
Do obou přikápneme vývar z červeného zelí.
•
Barvy obou roztoků ukazují na kyselý charakter vitamínu C (kyselina askorbová) a na zásaditý charakter jedlé sody.
16
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Postup B: •
Připravíme škrobový maz a necháme vychladnout.
•
Do roztoku přikápneme Jodisol.
•
Roztok zmodrá.
•
Přikápneme roztok Celaskonu.
•
Po chvíli pozorujeme odbarvení (jod se redukoval na jodid).
Olej Důkaz nenasycenosti vazeb v olejích Pomůcky: zkumavky Chemikálie: olej, Jodisol nebo jodová tinktura, škrobový maz Postup: •
Do zkumavky dáme 3 cm3 oleje, stejný objem Jodisolu a pár kapek škrobového mazu.
•
Pozorujeme modré zabarvení – důkaz jodu škrobem.
•
Roztok protřepeme.
•
Projeví se změna zabarvení – roztok se odbarví.
•
Jod se naadoval na dvojnou vazbu kyseliny olejové.
Škrob Důkaz škrobu v potravinách Pomůcky: misky (počet podle počtu analyzovaných potravin) Chemikálie: potraviny (puding, mouka, salám, párek, tabletky…). Jodisol Postup: •
Na misky dáme sledované potraviny a ke všem přikápneme kapku Jodisolu.
•
Modré zabarvení svědčí o přítomnosti škrobu.
17
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Syntetické makromolekulární látky Příprava slizu Pomůcky: miska Chemikálie: borax, lepidlo Herkules, voda, potravinářská barva Postup: •
Připravíme roztok A (75 cm3 vody a 12 g boraxu) a roztok B (75 cm3 lepidla a 50 cm3 vody).
•
Oba roztoky za prudkého míchání slijeme (lze přidat i roztok potravinářského barviva).
•
Hněteme v rukou tak dlouho, až vznikne polotuhá hmota.
Mizející polystyren Pomůcky: skleněná nádoba Chemikále: aceton, polystyren Postup: •
Do nádoby nalijeme aceton.
•
Z polystyrenu uřežeme sloupec, který ponoříme do acetonu.
•
Polystyren se v acetonu rozpouští.
•
Vzniklý roztok může sloužit jako lepidlo na polystyren.
Poznámka: Pokus lze uskutečnit tak, že z polystyrenu vyřežeme určitý tvar (např. ruku) a střičkou s acetonem polystyren postříkáme.
Přírodní látky Příprava domácího inkoustu z čaje Pomůcky: plastový kelímek, sklenička, hrnec, hřebík, papír a brko Chemikálie: ocet, černý čaj, voda, 5 ks rezavé hřebíky Postup: •
Do kelímku vložíme 5 zrezavělých hřebíků a zalijeme octem. Kelímek uzavřeme a necháme 5 dní vyluhovat.
18
eXperimentuj.eu •
Marie Solárová
Pátý den nalijeme do hrnce půl šálku vody a přisypeme 3 pytlíky čaje. Směs vaříme 10 minut
•
Uvařený extrakt slijeme přes sítko a necháme vychladnout.
•
Nakonec v kelímku smícháme směs octu s železnými hřebíky a extrakt čaje. Vzniká tmavomodrý roztok, který barví.
•
Ve směsi octu s hřebíky se uvolňují železnaté ionty, které reagují s extraktem čaje (obsahuje třísloviny) a vzniká tmavomodrý roztok tříslanu železitého.
19
eXperimentuj.eu
Marie Solárová
Použitá literatura 1. ŠULCOVÁ, R. BÖHMOVÁ, H. Netradiční experimenty z organické a praktické chemie. Praha: UK, 2007. 2. BLAKEYOVÁ, N. Hokusy pokusy. Praha: Albatros. 3. KOLEKTIV AUTORÚ. Velká kniha pokusů. Praha: SVOJTKA, 2000. 4. RICHTR, V., KRAITR, M. Atraktivní chemické pokusy. Plzeň: PdF, 2000. 5. SOLÁROVÁ, M. Chemické pokusy 2 – Anorganická chemie. Ostrava: PřF, 2005, el. text. 6. SLANICAY, J. Chemické pokusy. PdF: Trnava, 2008, elektronický text 7. BÁRTA, M. Jak (ne)vyhodit školu do povětří. Didaktis, Brno 2004. 8. BÁRTA, M. Jak (ne)vyhodit školu do povětří 2. Didaktis, Brno 2005. 9. PROKŠA, M. Chémia a my. Bratislava: SPN, 1997. 10. TRČKOVÁ, K. ústní sdělení
20
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková
Téma: Barevná chemie v domácnosti Teorie Kyselina chlorovodíková – HCl – 0,5% je vylučována na dně žaludku žlázami, zvyšuje kyselost žaludečních šťáv podle množství přijaté potravy. Dojde-li k překyselení žaludku a vylučování kyseliny do jícnu, vyvolává pocit pálení žáhy. Kyselina boritá – H3BO3 – se používá ke konzervování mléčných výrobků, vaječných směsí nebo ryb, k ošetřování citrusových plodů, do dětských pudrů, mýdel, očních krémů, ústní vody, 2-3% roztok se používá v očním lékařství pod názvem borová voda. Voda – H2O – spolu se vzduchem tvoří základní podmínky pro existenci života na Zemi. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: v pevném – led a sníh, v kapalném – voda a v plynném – vodní pára. Jedlá soda – NaHCO3 – je obsažena v prášku do pečiva nebo v lécích na pálení žáhy. Je to všestranný ekologický čistič a dezodorační pomocník domácnosti. Používá se k praní, prevenci zatuchlé pračky, čištění a odstranění pachů (z popelníků, koberce, čalouněného nábytku, čištění vany, sprchy, dřezů a keramických povrchů, hraček a dětských pomůcek), jako osvěžovač vzduchu a k dezodorizaci rybářské a sportovní výzbroje a výstroje. Prací soda – Na2CO3 – soda se používá při výrobě skla, papíru a detergentů (mýdlo, prací prášky), v domácnosti jako změkčovadlo vody, ve fotografických procesech pro správnou funkci vývojek. Hydroxid sodný – NaOH – se používá v chemickém průmyslu (výroba mýdel, papíru), v hutnictví (výroba hliníku), při úpravě pitné vody, při zpracování tuků a olejů, desinfekční činidlo pro vymývání strojů, v domácnostech při čištění odpadů a při praní. Ocet – CH3COOH – je potravinářská přísada (okyselující součást pokrmů v řadě kuchyní světa) a konzervační činidlo (konzervace zeleniny), koření, lék i čisticí prostředek (na vodní kámen). Vyrábí se kvašením alkoholu za přístupu kyslíku. Jedná se o 8% roztok bezbarvé kyseliny octové obarvené přírodním barvivem karamelem. Mýdlo – je směs organických látek v pevné nebo kapalné formě. Je používáno jako prostředek osobní hygieny, pro čištění povrchů (zejména odmašťování) a k praní prádla. Kofola – je sycený nealkoholický nápoj kolového typu, který vznikl v roce 1959 v Československu jako alternativa k tehdy nedostupným konkurenčním Coca-Cola nebo Pepsi.
21
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková
Minerálka – je běžné označení pro vodu z přírodních zdrojů. Jedná se o přírodní vodu s vyšším obsahem rozpuštěných látek. Mléko – je produkt mléčných žláz samic savců. Mléko je základním zdrojem výživy hlavně pro mláďata, která z tzv. „mleziva“ získávají potřebné protilátky a vitamíny pro upevnění své imunity. Kravské mléko má nižší obsah cukru (4,5-5 % laktózy) a vyšší obsah bílkovin (3,2-3,6 %), a obsahuje asi 3,5 % – 6,5 % mléčného tuku, 8,5 % - 9,0 % tukuprosté sušiny a asi 88 % vody. Jeho hlavní protein (80 %) je sýrovina (kasein), zatímco syrovátka tvoří většinu zbytku.
22
eXperimentuj.eu
Absorpční vlastnosti živočišného
Kateřina Trčková
Typ učiva: Časová náročnost:
uhlí (uhlíku)
Forma:
Pomůcky: nálevka, filtrační papír, skleněná tyčinka, kádinky, porcelánová miska, třecí miska s tloučkem Chemikálie: voda, živočišné uhlí Materiál: kofola Pracovní postup: •
V třecí misce rozetřeme živočišné uhlí.
•
Rozdrcenou tabletku černého uhlí vsypeme do kádinky s kofolou.
•
Roztok zfiltrujeme.
Metodické pokyny:
doplňovačka Živočišné uhlí má velký ……………. a je schopno na něm zachycovat ……………………… Této vlastnosti se říká …………………………… schopnost. ………………….. je to metoda oddělování pevných a kapalných (popř. plynných) složek z jejich směsí, používá se k oddělení složek směsi s rozdílným skupenstvím a rozdílnou velikostí částic. ……………… – je materiál, který zachycuje pevné složky. ………………. – je složka směsi, která projde přes …………….
23
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková
Stanovení pH roztoků pomocí
Typ učiva: Časová náročnost:
indikátorů
Forma:
Pomůcky: zkumavky, kádinky, pH metr Chemikálie: 0,5% kyselina chlorovodíková, 2% kyselina boritá, voda, 5% jedlá soda, 5% prací soda, 5% hydroxid sodný, ocet, mýdlo, pH papírek Materiál: kofola, minerálka, přírodní indikátor (červené zelí, čaj). Pracovní postup: •
Příprava roztoků.
•
Z každé kádinky odlijeme vždy do dvou zkumavek asi po 3 ml roztoku. V první sadě zkumavek změříme pH univerzálním papírkem a potom přidáme pár kapek přírodního indikátoru – zelí, do druhé sady zkumavek přidáme přírodní indikátor – čaj.
•
Hodnoty pH a změny zbarvení zapíšeme do tabulky.
•
Doplníme závěr.
Metodické pokyny: Tabulka: pH papírek
přírodní indikátor – přírodní indikátor – použití v domácnosti zelí
čaj
kyselina chlorovodíková kyselina boritá voda jedlá soda prací soda hydroxid sodný ocet mýdlo kofola minerálka
24
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková
Závěr: Kyselost neboli pH je číslo, kterým vyjadřujeme, zda roztok reaguje
................................ či
................................. Indikátor je chemická látka (nejčastěji barvivo), které při změně ……… změní svoji …………. pH papírek se v prostředí kyselém zbarvil………………, v prostředí zásaditém …………....... Přírodní indikátory obsahují …………… rozpustná ve vodě - ………………, které jsou příčinou …………… změn v závislosti na ….... V kyselém prostředí mají …………… barvu, v zásaditém prostředí mají ………………….. barvu.
Poznámka:
25
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková
Typ učiva:
Odbarvování manganistanu
Časová náročnost:
draselného
Forma:
Pomůcky: kádinky, odměrná baňka, odměrné válce Chemikálie: 0,1 g KMnO4 do 500 ml baňky, 5 g sacharosy na 100 ml, 1M roztok hydroxidu sodného, peroxid vodíku, ocet Pracovní postup: •
Do odměrných válců nalijeme 50 ml roztoku KMnO4.
•
Do 1. odměrného válce přidáme sacharózu a roztok NaOH.
•
Do 2. odměrného válce přikápneme ocet a přidáme peroxid vodíku.
•
Pozorujeme změny oxidačního čísla manganu.
Metodické pokyny:
doplňovačka Manganistan draselný neboli ……………………… je černofialová lesklá sůl. Je velmi …………… rozpustná ve vodě. Je to výborné …………………… činidlo. V oxidačním čísle VII je ……………………… barvy. V oxidačním čísle VI je …………… barvy, v oxidačním čísle IV je ………………… a v oxidačním čísle 0 je …………………….
Poznámka:
26
eXperimentuj.eu
Elektrolýza jako domácí pokus
Kateřina Trčková Typ učiva: Časová náročnost:
aneb „Semafor pro chodce“
Forma:
Pomůcky: sklenice od Nutelly, 2 uhlíkové elektrody, 2 vodiče s krokosvorkami, akumulátor (plochá baterie), piják. Chemikálie: chlorid sodný, indikátor ze zelí Pracovní postup: •
Připravíme roztok chloridu sodného.
•
Do sklenice od Nutelly nalijeme roztok chloridu sodného s indikátorem ze zelí.
•
Doprostřed sklenice vložíme piják jako polopropustnou membránu mezi elektrodami.
•
Vložíme elektrody, připojíme k akumulátoru.
Metodické pokyny: doplňovačka - V tabulce zakroužkuj písmeno podle toho, zda je výrok pravdivý: Výroky:
ANO
U elektrolýzy roztoku chloridu sodného se na katodě E
NE K
vylučuje hydroxid sodný. Vodík se oxiduje na katodě.
A
Z
Červené zelí reaguje v zásaditém prostředí, zbarví se T
O
červeně. Anion chloru se oxiduje na anodě.
R
O
Katoda je kladně nabitá elektroda.
D
O
U elektrolýzy taveniny chloridu sodného se na katodě K
A
redukuje sodík.
Tajenka: (čteme zespodu nahoru)..........................................................................................
Zdroj: TRČKOVÁ, K. Redoxní děje. Ostrava 2013. Pracovní list v rámci projektu OPVK Svět vědy Záhadný i zábavný. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/35.0053.
27
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková Typ učiva:
Kouzelné mléko
Časová náročnost: Forma:
Pomůcky a materiál: talíř, mléko, vatová tyčinka, potravinářské barvivo, Jar Pracovní postup: •
Nalijeme mléko na talíř tak, abychom zakryli dno.
•
Tekuté potravinářské barvivo kápneme do mléka, 4 různé barvy do 4 míst po obvodu.
•
Namočíme vatovou tyčinku do jaru.
•
Vatovou tyčinku vložíme doprostřed talíře.
Metodické pokyny:
doplňovačka Mléko se skládá z mnoha různých typů molekul – …………………………………………….. Detergent ……………povrchové napětí kapaliny tak, aby potravinářské barvivo volně proudilo v mléce. Mycí prostředek reaguje s ………………… v mléce, mění tvar těchto molekul. Mycí prostředek a …... tvoří micely, …………. v barvivu se tlačí kolem.
Poznámka:
28
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková Typ učiva:
Barevné šišky
Časová náročnost: Forma:
Chemikálie: kyselina trihydrogenboritá, líh, borax, chlorid sodný, chlorid vápenatý, síran draselný, dusičnan draselný Materiál: borovicové šišky nebo piliny Pracovní postup: •
Borovicovou šišku nebo piliny namočíme v líhu, ve kterém jsme rozpustili chemikálie, a zapálíme.
•
Pozorujeme barvy plamenů způsobené ionty.
Metodické pokyny:
Doplňte chybějící údaje: Barva
Chemikálie chlorid vápenatý
žlutá borax zelená modrá 3 díly síran draselný a 1 díl dusičnan draselný
Poznámka:
Zdroj: http://chemistry.about.com/od/homeexperiments/tp/homeprojects.htm
29
eXperimentuj.eu
Kateřina Trčková Typ učiva:
Lávová lampa
Časová náročnost: Forma:
Pomůcky: kádinka (sklenička na stopce) Chemikálie: voda, olej, potravinářské barvivo, sůl Pracovní postup: •
Do kádinky nalijeme vodu, přidáme olej.
•
Přikápneme několik barev potravinářského barviva.
•
Posolíme 1 lžičkou soli a pozorujeme.
Metodické pokyny:
Poznámka:
Zdroj: http://www.chemik.websnadno.cz/Chemicke-pokusy.html
30
eXperimentuj.eu
Důkaz redukčních vlastností
Kateřina Trčková
Typ učiva: Časová náročnost:
vitamínu C
Forma:
Pomůcky a materiál: sklenička, lžička, dřevěná podložka, škrobový maz, kapky Jox, tabletka vitamínu C Pracovní postup: •
Na dřevěné podložce rozdrtíme lžičkou tabletku vitamínu C na prášek.
•
Do skleničky nalijeme škrobový maz.
•
K roztoku přikápneme 1 až 2 kapky kapek Jox.
•
Sledujeme změnu zbarvení.
Metodické pokyny:
doplňovačka Jod v přítomnosti škrobového mazu ………... Vitamín C je látka, která má …………vlastnosti. Jod s ní reaguje za vzniku ……………… a roztok změní barvu zpět z ……… na ……………
Poznámka:
Zdroj: http://www.ped.muni.cz/wchem/sm/hc/ZFC/pokusy.PDF
31
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Typ učiva: Oddělování složek směsí
ADSORPCE BARVIVA
Časová náročnost: 10 minut Forma: ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: kádinka (100 ml), třecí miska s tloučkem, skleněná tyčinka, filtrační aparatura (stojan, kruh, nálevka, filtrační papír, kádinka – 100 ml), laboratorní váhy; víno/Coca-cola/inkoust, aktivní uhlí Pracovní postup: •
Sestavte filtrační aparaturu.
•
Do kádinky (100 ml) nalijte 45 ml červeného vína.
•
Na laboratorních vahách navažte 2,5 g aktivního uhlí či rozetřete 4 tablety pomocí třecí misky s tloučkem a přidejte k vínu, poté důkladně zamíchejte.
•
Směs přefiltrujte.
Metodické pokyny: Červené víno obsahuje přírodní barviva – anthokyany. Aktivní uhlí je schopno díky
svému
velkému
povrchu
naadsorbovat
na
svůj
povrch
různá
barviva
–
tedy
i anthokyany z vína.
Poznámka: Na ZŠ není vhodné pokus provádět s vínem – pouze demonstračně; aktivní uhlí lze zvolit ve formě prášku či tablet.
Zdroj: Studiumchemie.cz – portál PřF UK na podporu výuky chemie na ZŠ a SŠ [online]. [cit. 2014-0218]. Dostupné z:
.
32
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Typ učiva: Oddělování složek směsí; Voda; Chemie a životní prostředí
ČISTIČKA VODY
Časová náročnost: 5 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: 1,5 l PET láhev, nůž (nůžky), zavařovací sklenice (velká o objemu 5 l a malá) nebo kádinky, filtrační papír, vata, vatové tampóny, aktivní uhlí, vatelín, jemný písek, hrubý písek, drobné kamínky, černé uhlí, velké kameny, kalná voda (voda znečištěná hlínou, kousky trávy, kamínky, listím, semínky rostlin, kousky větviček atd.)
Pracovní postup:
Z PET láhve odřežte dno tak, aby vznikla nálevka alespoň 30 cm vysoká.
PET láhev obraťte hrdlem dolů a vložte do ní kornout filtračního papíru (vyrobený z kruhu filtračního papíru o průměru cca 8 cm). Nad filtrační papír umístěte vatový tampónek, chomáč vaty, aktivní uhlí a vatelín. Získáte tak vrstvu alespoň 5 cm širokou.
Dále na navrstvené materiály dejte cca 3 cm širokou vrstvou jemného písku, nad něj hrubého písku a drobných kamínků, poté asi 10 kousků černého uhlí (o průměru cca 3 cm) a nakonec nad všechny vrstvy umístěte asi 10 kusů větších kamenů (průměr kamene cca 3 cm).
Takto nachystanou PET láhev položíme na velkou zavařovací sklenici tak, aby do ní mohla odtékat voda z hrdla PET láhve.
Do PET láhve nalijeme znečištěnou vodu z malé zavařovací sklenice.
Metodické pokyny: Pozorujeme, že různé nečistoty se zachycují na různých filtračních vrstvách. Na velkých kamenech se zachytí velké kousky klacíků, trávy atd., na hrubém písku se usadí menší pevné nečistoty, jako jsou např. kousky nitek. Jemný písek shromažďuje menší zrnka hlíny. Nejmenší nečistoty se zachytí ve vatelínu, na vatě a na vatových tampóncích. Filtrační papír zadrží poslední nečistoty okem již nepostřehnutelné. Do velké zavařovací sklenice protéká čistá voda.
Poznámka: jedná se o primitivní model čističky vody
33
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Zdroj: Chemie hrou – databanka domácích pokusů [online]. [cit. 2014-02-20]. Dostupné z: . ŠIBOR J., PLUCKOVÁ I., MACH J. Úvod do obecné a anorganické chemie. Brno: Nová škola, s.r.o., 2011. ISBN 978-80-7289-133-7.
34
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Typ učiva: Vzduch
JAK NENAMOČIT UBROUSEK
Časová náročnost: 3 minuty Forma: ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: velká zavařovací sklenice (objem 5l), malá sklenička, pinzeta, papírový ubrousek Pracovní postup:
Do malé skleničky namačkejte papírový ubrousek tak, aby se v ní udržel a nevypadl, i když obrátíte skleničku dnem vzhůru.
Velkou zavařovací sklenici naplňte do ¾ vodou.
Malou skleničku s papírovým ubrouskem uchopte tak, aby dno skleničky směřovalo přímo ke stropu a opatrně ji vložte do velké zavařovací sklenice naplněné vodou.
Malou skleničku s papírovým ubrouskem ponořte tak hluboko, aby její dno bylo zcela ponořeno a dávejte pozor na to, aby dno stále bylo rovnoběžně s rovinou stropu.
Malou skleničku s papírovým ubrouskem opatrně vyjměte z vody a otočte zpět dnem k podlaze.
Vyjměte pinzetou papírový ubrousek.
Metodické pokyny: Vzduch má větší hustotu než voda a zůstává pořád nad ní. Ubrousek i pod vodní hladinou zůstává ve vzduchu, proto je po vytažení z nádoby naplněné vodou, suchý.
Poznámka:
Zdroj: Chemie hrou – databanka domácích pokusů [online]. [cit. 2014-02-20]. Dostupné z: .
35
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš Typ učiva: Kyslíkaté deriváty uhlovodíků -
NEHOŘLAVÁ
alkoholy
BANKOVKA/KAPESNÍK
Časová náročnost: 5 minut Forma: ukázka
Pomůcky a materiál: 2x PET kelímek 0,05 l (panák), kádinka, čistý bavlněný kapesník/ z bankomatu vydaná bankovka jakékoliv nominální hodnoty, chemické kleště, sirky, špejle, lžička; technický líh, voda, sůl Pracovní postup:
Do kádinky nalijte ethanol a vodu v poměru 1:1, přidejte půl lžičky soli.
Bankovku uchopte do kleští a důkladně ji namočte ve směsi ethanolu a vody tak, aby nezůstala nikde suchá.
Zapalte kahan, bankovku vložte do plamene, poté ji okamžitě vyjměte a pozorujte průběh reakce.
Metodické pokyny: Po zapálení bankovky namočené ve směsi ethanolu a vody a jejím následném odtažení od plamene pozorujeme hoření ethanolu. Bankovka zůstane nepoškozená, protože je ochlazována vodou.
Poznámka: Hoření par ethanolu není moc vidět, a jelikož sodík (sodné kationty) barví plamen oranžově, přidá se troška soli a plamen hořících par ethanolu je pak viditelnější. Disponujete-li spíše silným destilátem, pak dva jeho díly smíchejte s jedním dílem vody.
Zdroj: ŠIBOR J., PLUCKOVÁ I., MACH J. Úvod do obecné a organické chemie, biochemie a dalších chemických oborů. Brno: Nová škola, s.r.o., 2011. ISBN 978-80-7289-282-2.
36
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Typ učiva: Voda - fyzikální vlastnosti vody
POVRCHOVÉ NAPĚTÍ VODY
Časová náročnost: 10 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: a) kádinka (100 ml), kapátko (popř. PE mikropipety), voda, olej, potravinářské barvivo, Jar b) velká umělohmotná miska, 2x PET kelímek 0,2 l, obinadlo, velká izolepa, nůžky, tvrdý papír
Pracovní postup: a) Záhadná kapka
Do kádinky nalijte do poloviny vodu, na ni dolijte přibližně 2 cm vrstvu oleje.
Když se mezi kapalinami vytvoří zřetelné rozhraní, kápněte kapátkem kapku roztoku barviva do olejové vrstvy (pozn. kapka klesne olejovou vrstvou a zůstane na hladině vody).
Pak přidejte trochu Jaru a pozorujte.
b) Kouzelný kelímek
Nachystejte si čtverec obinadla o rozměrech cca 7x7 cm (v závislosti na šířce obinadla).
Obinadlo natáhněte přes hrdlo kelímku o objemu 0,2 l tak, aby bylo vyrovnané.
Obinadlo pevně přilepte pomocí izolepy ke kelímku a takto připravený kelímek vsuňte do druhého kelímku o objemu 0,2 l (kelímek se zpevní a obinadlo přichycené izolepou bude zafixované).
Do kuchyňské mísy si napusťte vodu, aby byla zhruba do 1/2 plná.
Do nachystaného kelímku dejte z mísy vodu tak, aby byl kelímek plný (nebo téměř plný).
Na kelímek (na obinadlo) přiložte kartu tvrdého papíru o velikosti A6.
Papír na kelímku přidržte a kelímek otočte dnem vzhůru.
Papír pusťte, poté jej zpod kelímku oddělejte a sledujte, co se bude dít.
Metodické pokyny: Voda má na povrchu pružnou elastickou vrstvičku tzv. povrchové napětí, díky kterému kapky zůstanou na hladině. Detergenty (prací a mycí prostředky) povrchové napětí snižují a kapky „propadnou“ do vody, kde se barvivo rozpustí. Povrchové napětí způsobuje, že voda zůstává v kelímku.
37
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Poznámka: a) Pokud dáte příliš mnoho kapek barviva, povrchová vrstva je neudrží a začnou se propadat i bez přidání detergentu; kádinka je po pokusu mastná od oleje, pokud ji omyjete detergenty, musíte ji pořádně vypláchnout, aby detergenty nerušily pokus, nebo raději pro opakování pokusu použijte jinou kádinku.
b) Pokud kelímek zmáčkneme nebo nakloníme – voda vyteče (porušíme povrchovou vrstvu, která „drží vodu pohromadě“).
Zdroj: KERROD, R., HOLGATE, S. Jak věci fungují. 1. vyd. Praha: Euromedia Group k.s. – Knižní klub, 2004. ISBN 80-242-1287-0. Věda nás baví – interaktivní a zábavné kroužky pro děti [online]. [cit. 2014-03-10]. Dostupné z: . BDINKOVÁ, Věra. Fyzika hrou [online]. [cit. 2014-03-10]. Dostupné z: .
38
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
VLASTNOSTI PROPAN-BUTANOVÉ SMĚSI
Typ učiva: Uhlovodíky - alkany Časová náročnost: 10 minut Forma: ukázka
Pomůcky a materiál: a) kádinky o objemu 1000 cm3, nástavec na náplň do zapalovačů, zápalky, špejle; náplň do plynového zapalovače (propan-butanová směs), voda b) kádinky o objemu 1000 cm3, laboratorní stojan s držáky, pozinkované korýtko tvaru U, nástavec na náplň do zapalovačů, svíčka, zápalky; náplň do plynového zapalovače Pracovní postup: a) Porovnání hustoty propanbutanové směsi a vody
Směs propan-butanu napusťte pomocí nástavce na hladinu 500 cm3 vody v kádince o objemu 1 000 cm3.
Zapalte špejli a tu opatrně přibližte k hladině vody v kádince.
b) Porovnání hustoty propanbutanové směsi s hustotou vzduchu
Najímejte plyn do kádinky o objemu 1 000 cm3.
Přelijte jej do druhé kádinky, poté ho opatrně „vylévejte“ do pozinkovaného korýtka upevněného ve stojanu, pod nímž je postavena hořící svíčka.
Metodické pokyny: Propan i butan jsou silně hořlavé plyny, které mají menší hustotu než voda. Plavou na její hladině, a proto je možné je zapálit. Směs propanu a butanu má větší hustotu než vzduch. Můžeme ji přelévat. Svíčka, která je pod korýtkem, zapálí hořlavou směs.
Poznámka: korýtko lze vyrobit i z alobalu; svíčku lze nahradit lihovým kahanem
Zdroj: ŠIBOR J., PLUCKOVÁ I., MACH J. Úvod do obecné a organické chemie, biochemie a dalších chemických oborů. Brno: Nová škola, s.r.o., 2011. ISBN 978-80-7289-282-2.
39
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš Typ učiva: Hoření; Kyslík; Oxidy
PŘÍPRAVA KYSLÍKU
Časová náročnost: 5 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: zavařovací sklenice s uzávěrem, svíčka, zápalky, špejle; peroxid vodíku 3% (H2O2), droždí Pracovní postup:
Nalijte do zavařovací sklenice asi 50 ml peroxidu vodíku.
Do peroxidu vodíku nadrobte polovinu balíčku droždí a sklenici uzavřete víčkem.
Zapalte svíčku.
Počkejte asi 3 minuty. Mezitím pozorujte, jak se ve sklenici tvoří molekuly kyslíku.
Pomocí svíčky si zapalte špejli.
Otevřete sklenici, sfoukněte špejli a vložte ji do sklenice tak, abyste se nedotkli kvasnicového roztoku na dně sklenice. Čím rychleji tento krok realizujete, tím výraznějšího efektu dosáhnete. Úkon by neměl trvat déle než 3 sekundy.
Metodické pokyny: Rozkladem peroxidu vodíku vzniká kyslík a voda. Kyslík je plyn, který podporuje hoření.
Poznámka: pokus je známější při užití oxidu manganičitého, tzv. burelu, místo droždí (viz zdroj)
Zdroj: ŠIBOR J., PLUCKOVÁ I., MACH J. Úvod do obecné a anorganické chemie. Brno: Nová škola, s.r.o., 2011. ISBN 978-80-7289-133-7.
40
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš Typ učiva: Látkové přeměny - chemický děj; Vlastnosti chloru resp. soli kyseliny
VYBĚLENÍ BAREVNÉ LÁTKY
chlorné (Savo) Časová náročnost: 5 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: zavařovací sklenice, talíř, pinzeta, nůžky, 2 stejné kousky barevné látky (nejlépe bavlněné), vysoušeč vlasů; Savo Pracovní postup:
Na talíř dejte čtvereček barevné látky.
Do zavařovací sklenice vložte druhý čtvereček téže barevné látky.
Látku ve sklenici polijte Savem tak, aby byla celá ponořená.
Asi po jedné minutě čtvereček látky pinzetou vytáhněte a odložte na talířek.
Talířek s kouskem látky dejte na slunné místo.
Každé dvě minuty sledujte barevné změny na látce a porovnávejte je s původním zbarvením na odloženém kousku látky.
Vyčkejte do úplného odbarvení látky.
Metodické pokyny: Chlor reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlorovodíkové a kyseliny chlorné. Kyselina chlorná se rozkládá na chlorovodík a atomární kyslík, který má značně oxidační účinky. Narušuje tak organická barviva a tím způsobuje odbarvování tkanin. Savo je běžný drogistický přípravek, používaný v domácnostech na odstraňování skvrn z textilu, jeho odbarvování a na dezinfekci a likvidaci plísní. Poznámka: Postupový krok č. 4 můžeme výrazně urychlit použitím vysoušeče vlasů. Zdroj: Chemie hrou – databanka domácích pokusů [online]. [cit. 2014-02-20]. Dostupné z: < http://www.chemiehrou.funsite.cz/17.html>.
41
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš
Typ učiva: Vlastnosti látek; Soli - chlorid sodný;
PRINCIP CHLADICÍCH SMĚSÍ ANEB
Chemie a životní prostředí – dopad solení
LED JAKO LEPIDLO
silnic; Energie – endo a exotermické reakce Časová náročnost: 5 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: malá kovová nádobka s rovným dnem (otevřená konzerva), kovová podložka (10 x 15 cm), lžička, teploměr, skleněná miska na led; led, chlorid sodný (NaCl) Pracovní postup:
Do poloviny plechovky nasypte led – zjistěte jeho teplotu tání (tuhnutí).
Na led nasypte asi 3 lžíce kuchyňské soli a po dobu 1 min. míchejte.
Zjistěte tepotu tání (tuhnutí) této směsi.
Plechovku postavte na vlhký plech a několik minut nechte stát.
Pokuste se zvednout plechovku.
Metodické pokyny: Teplota tání (tuhnutí) ledu je 0 °C, u směsi ledu a kuchyňské soli je asi –10 °C (i nižší). Dochází tedy k přimrznutí podložky k plechovce. Díky tomuto jevu je možné využívat sůl při zimní údržbě vozovek.
Poznámka: V domácích podmínkách je vhodné jako podložku použít dřevěné prkénko na maso.
Zdroj: MACH J., PLUCKOVÁ I., Úvod do obecné a anorganické chemie – pracovní sešit. Brno: Nová škola, s.r.o., 2012. ISBN 978-80-7289-391-1.
42
eXperimentuj.eu
Radek Bartoš Typ učiva: Vlastnosti látek
CHEMIKŮV EXKREMENT
Časová náročnost: 20 minut Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: porcelánová miska (plechovka), zavařovací sklenice (malá), lžička, špejle, zápalky, ethanol, jedlá soda (hydrogenuhličitan sodný), moučkový cukr, cigaretový popel Pracovní postup:
Do porcelánové misky nasypeme popel (asi 20 velkých lžic).
Cigaretový popel zvlhčíme ethanolem tak, aby byl dostatečně vlhký, ale aby v ethanolu „neplaval“.
V malé zavařovací sklenici si připravíme směs jedlé sody a moučkového cukru. Na jednu kávovou lžíci jedlé sody připadne devět kávových lžic moučkového cukru. Směs v zavařovací sklenici důkladně promícháme.
Uprostřed cigaretového popela v porcelánové misce uděláme důlek a do něj nasypeme připravenou směs jedlé sody a moučkového cukru.
Zapálíme špejli, pomocí níž zapálíme směs v porcelánové misce.
Asi po 1 minutě začínáme pozorovat vývoj nových tvarů v porcelánové misce.
Necháme směs hořet tak dlouho, dokud sama nedohoří.
Metodické pokyny: Po 1 minutě pozorujeme, že z misky začíná vylézat nabobtnalý válcovitý útvar. Zhruba po 15 minutách veškerý líh vyhoří a reakce přestane probíhat. Cukr hoří pouze v přítomnosti katalyzátoru. Úlohu katalyzátoru zde plní cigaretový popel. Oxid uhličitý, uvolněný z termického rozkladu jedlé sody, vykonstruoval spolu se zkaramelizovaným cukrem a popelem dlouhý válcovitý útvar, velmi lehký a křehký.
Poznámka:
43
eXperimentuj.eu
Monika Dušová Typ učiva: např. Anorganická chemie
LÁVA
Časová náročnost: 15 minut Forma: např. ukázka/skupinová práce/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: plastelína, talíř, lžička, lžíce, sklenice, voda, Jar, zelené potravinářské barvivo, jedlá soda, ocet Pracovní postup:
Z plastelíny vymodelujeme kužel do tvaru sopky a položíme na talíř.
Ve sklenici se 100 cm3 vody rozmícháme lžičku zeleného potravinářského barviva.
Do sklenice přidáme lžičku jaru a lžíci jedlé sody.
Směs dobře rozmícháme.
Do poloviny sopečného kužele nalijeme vzniklou směs.
K této směsi přidáme asi 1 cm3 octa.
Pozorujeme průběh reakce.
Metodické pokyny: Směs jedlé sody, jaru a zelené vody reaguje s octem a při reakci vzniká syčící pěna, která nabývá díky vznikajícímu plynu, jímž je oxid uhličitý.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že při reakci alkalického vodného roztoku jedlé sody a kyselého octa dochází ke vzniku octanu sodného a plynu oxidu uhličitého.
44
eXperimentuj.eu
Monika Dušová
Typ učiva: např. Organická chemie
NEVIDITELNÉ PÍSMO
Časová náročnost: 30 minut Forma: např. skupinová práce
Pomůcky a materiál: papíry, vatová tyčinka, svíčka, zápalky, citrónová šťáva, mléko Pracovní postup:
Vatovou tyčinku namočíme do citrónové šťávy a na papír napíšeme zprávu.
Vatovou tyčinku namočíme do mléka a na papír napíšeme zprávu.
Počkáme, až papíry vyschnou.
Poté oba papíry zahříváme nad plamenem svíčky.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Tento pokus se dá připravit s jednoduchými organickými látkami, které najdeme prakticky v každé domácnosti. Tyto organické látky obsahují uhlík, který se za pokojové teploty nemění. Avšak při zahřívání místa, kde se nachází použitá organické látka, dochází k uhelnatění této látky – vzniku uhlíku a tím i zviditelnění „potřísněného“ místa.
Poznámka: Pokusem jsme si dokázali, že organické látky použité při pokusu opravdu obsahují uhlík. Dále jsme si dokázali, že k uhelnatění bioorganických látek dochází při vyšších teplotách.
45
eXperimentuj.eu
HUSTOTA KAPALIN
Monika Dušová Typ učiva: např. Obecná chemie Časová náročnost: 15 minut Forma: např. ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: dvě čiré sklenice (100 cm3), tvrdá karta, voda, zelené potravinářské barvivo, olej Pracovní postup:
Do první sklenice nalijeme vodu obarvenou zeleným potravinářským barvivem.
Do druhé sklenice nalijeme olej.
Kartu položíme přes sklenici vody a otočíme o 180° na sklenici s olejem.
Kartu vysuneme tak a kapaliny se začnou přelévat.
Pozorujeme proces výměny.
Metodické pokyny: Hustota látky ρ je dána podílem její hmotnosti m a objemu V. Závisí na teplotě látky. Hustota je přímo úměrná hmotnosti a nepřímo úměrná objemu. Z toho tedy vyplývá, že kapalina, která má menší hustotu než voda, má i menší hmotnost než voda. Principem tohoto pokusu je samovolné přelévání kapalin o rozdílné hustotě. Kapalina o menší hustotě je postupně vytlačena vodou do horní sklenice.
Poznámka: Po vysunutí karty byl olej vytlačen vodou do horní sklenice. Olej vystoupal nahoru, protože má menší hustotu než voda, a tím pádem i menší hmotnost.
46
eXperimentuj.eu
HOŘENÍ POD SKLENICÍ
Monika Dušová
Typ učiva: Anorganická chemie Časová náročnost: 2 minuty Forma: práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: čajová svíčka, hluboký talíř, zápalky, zavařovací sklenice (popř. jiná užší skleněná nádoba), voda, zelené potravinářské barvivo Pracovní postup:
Do talíře si nalijeme trochu vody.
Vodu obarvíme zeleným potravinářským barvivem pro lepší optické znázornění.
Svíčku zapálíme a opatrně ji přiklopíme sklenicí.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Oheň potřebuje ke svému hoření jen jednu ze složek vzduchu a tou je kyslík. Po spotřebování kyslíku plamen svíčky zhasne, objem plynu ve sklenici se zmenší a do vzniklého prostoru se díky vzniklému podtlaku nasaje voda.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že hoření probíhá pouze za přítomnosti kyslíku. Prostor kyslíku byl nahrazen vodou. Hladina vody stoupla asi do 1/5 objemu sklenice, což je i důkazem toho, kolik bylo kyslíku ve sklenici před hořením, a zároveň toho, že v atmosféře kyslík tvoří 21 %.
47
eXperimentuj.eu
Monika Dušová
Typ učiva: např. Obecná chemie
LENTILKOVÁ CHROMATOGRAFIE
Časová náročnost: 15 minut Forma: např. ukázka/skupinová práce/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: 5 talířů, 5 proužků filtračního papíru, voda, lentilky Pracovní postup:
Do druhého talíře vložíme lentilky zelené barvy.
Do prvního talíře vložíme lentilky červené barvy
Do třetího talíře vložíme lentilky žluté barvy.
Do čtvrtého talíře vložíme lentilky oranžové barvy.
Do pátého talíře vložíme lentilky různých barev.
Do každého talíře přidáme trochu vody a necháme barvu z lentilek odmočit.
Do každého talíře vložíme proužek filtračního papíru.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Voda rozpouští barvivo na lentilkách. Voda v talířích se obarvila dle daných barev lentilek. V pátém talíři byly lentilky různých barev a i voda byla obarvena několika různými barvami. Po vložení proužků filtračního papíru do talířů s obarvenými vodami se filtrační papír také zabarvil dle jejich původního zabarvení. Při vsakování je unášeno barvivo vzhůru po filtračním papíru.
Poznámka: Pokusem jsme si zjednodušeně vysvětlili princip fyzikálně-chemické metody chromatografie.
48
eXperimentuj.eu
POHYB VODY VE DŘEVĚ
Monika Dušová
Typ učiva: např. Anorganická chemie Časová náročnost: 10 minut Forma: např. ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: talíř, šest zápalek, voda Pracovní postup:
Pět zápalek nalomíme uprostřed a ohneme do tvaru písmene V.
Takto upravené zápalky rozložíme na talíř do kruhu, nalomenými konci k sobě.
Šestou zápalkou nakapeme jednu až dvě kapky vody do místa nalomení zápalek.
Pozorujeme, co se za chvíli se zápalkami stane.
Metodické pokyny: Rychlost pohybu záleží na tom, kolik vody rostlina v sobě má. V suchých buňkách dřeva se voda pohybuje poměrně rychle.
Poznámka: Pokusem jsme si dokázali, že rychlost pohybu vody v suchém dřevě, tedy v zápalkách, je díky jeho vysušeným buňkám poměrně vysoká.
49
eXperimentuj.eu
Monika Dušová
Typ učiva: např. Obecná a organická chemie
POVRCHOVÉ NAPĚTÍ KAPALIN
Časová náročnost: 5 minut Forma: např. ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: voda, majoránka, Jar, hluboký talíř Pracovní postup:
Do talíře nalijeme vodu.
Na celý povrch vody nasypeme majoránku.
Doprostřed hladiny kápneme jar.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Povrchové napětí je jednou z vlastností kapalin. Kapalina se snaží zabírat co nejmenší plochu. Na povrchu kapaliny se mohou zachytit lehké předměty a mohou plovat po hladině. Po přidání jaru se povrchové napětí kapaliny sníží a k plování předmětů tak nemůže docházet – předměty se ponoří do vody.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že jar sníží povrchové napětí vody.
50
eXperimentuj.eu
Monika Dušová
Typ učiva: např. Anorganická chemie
PŘÍPRAVA OXIDU UHLIČITÉHO
Časová náročnost: 15 minut Forma: např. ukázka/skupinová práce/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: PET láhev s víčkem (500 cm3), sklenice, tři slámky, lžíce, nůž, voda, jedlá soda, citrónová šťáva Pracovní postup:
Sklenici naplníme vodou.
Víčko od PET láhve prořízneme nožem a vytvoříme v něm malou dírku pro slámku.
Slámky spojíme zasunutím do sebe a jeden konec vsuneme do víčka od PET láhve.
Do PET láhve nasypeme dvě lžíce jedlé sody a přilijeme 200 cm3 citrónové šťávy.
PET láhev rychle zavíčkujeme a druhý konec brčka ponoříme do sklenice s vodou.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Oxid uhličitý je plyn, který je obsažen v různých perlivých nápojích. Tento plyn si také můžeme doma sami vytvořit reakcí hydrogenuhličitanu sodného a kyseliny citrónové. Hydrogenuhličitan sodný najdeme v domácnosti pod jménem jedlá soda a jako kyselinu citrónovou využijeme takzvanou citronádu.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že i doma lze připravit oxid uhličitý, který jsme jímali pomocí brčka do sklenice s vodou.
51
eXperimentuj.eu
SAMONAFUKOVACÍ BALÓNKY
Monika Dušová
Typ učiva: např. Anorganická chemie Časová náročnost: 20 minut Forma: např. ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: voda, ocet, jedlá soda, PET láhev s víčkem (500 cm3), nafukovací balónek, lžíce Pracovní postup:
Do balonku nasypeme lžíci jedlé sody.
Do PET lahve nalijeme 100 ml octa.
Přes hrdlo láhve navlékneme nafukovací balónek a smícháme obsah.
Pozorujeme, co se bude dít s balónkem.
Metodické pokyny: Ocet reaguje s jedlou sodou za vzniku plynného oxidu uhličitého, který nafoukne balónek.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že si sami můžeme připravit oxid uhličitý. Důkaz vzniku oxidu uhličitého nám ukázal balónek, který se sám nafoukl.
52
eXperimentuj.eu
SKLENĚNÁ SOPKA
Monika Dušová
Typ učiva: např. Obecná chemie Časová náročnost: 15 minut Forma: např. ukázka/práce ve dvojici
Pomůcky a materiál: velká sklenice (500 cm3), malá sklenice (100 cm3), voda, zelené potravinářské barvivo Pracovní postup:
Velkou sklenici naplníme asi do ¾ studenou vodou.
Malou sklenici naplníme téměř po okraj horkou vodu a nasypeme do ní zelené potravinářské barvivo.
Opatrně, podle obrázku, ponoříme malou sklenici do velké sklenice.
Pozorujeme, co se bude dít.
Metodické pokyny: Voda se při zahřívání rozpíná a zabírá tak větší objem. Horká voda má tedy menší hustotu než studená voda a horká voda tak stoupá k hladině studené vody.
Poznámka: Pokusem jsme dokázali, že horká voda má menší hustotu než studená voda. Když je spojíme, tak horká voda stoupne nahoru k hladině studené vody.
53
eXperimentuj.eu
Eva Trnová
PŘÍPRAVA A TESTOVÁNÍ ZUBNÍ PASTY Doporučené zařazení do tematického celku: Pozorování, pokus a bezpečnost práce; Chemie a společnost – vliv chemických látek na zdraví Časová náročnost: 20 minut Forma: skupinová práce Autor: Eva Trnová
Pomůcky: lžička, kádinka, obarvené vejce, zubní kartáček, černý značkovač, pH papírky Chemikálie: jedlá soda, kuchyňská sůl, glycerin, voda, komerční zubní pasta Pracovní postup: I. příprava domácí zubní pasty 1. Odměřte dvě čajové lžičky (10 ml) jedlé sody a čtvrt lžičky (1,25 ml) kuchyňské soli do kádinky. Míchejte, dokud obě látky dobře nepromícháte. 2. Přidejte tři čtvrtiny čajové lžičky (3,75 ml) glycerinu ke směsi jedlé sody a kuchyňské soli. Promíchejte co nejpečlivěji. Směs bude hustá. Přidávejte za stálého míchání kapátkem vodu, dokud směs nebude mít stejnou konzistenci jako komerční zubní pasty. II. Testování domácí a komerční zubní pasty 1. Opláchněte obarvené vejce vodou a přečistěte vlhkým zubním kartáčkem. Co se stane s barvou? Výsledky zaznamenejte. 2. Černým značkovačem nakreslete čáru na vaječné skořápky tak, že rozdělíte povrch na dvě poloviny. Označte si jednu polovinu písmenem D (domácí zubní pasta) a druhou písmenem K (komerční zubní pasty). 3. Dejte na zubní kartáček komerční zubní pastu (kapičku velikosti hrášku). Pak přejeďte po straně označené K pětkrát. Jeden tah je jeden pohyb kartáčkem z jedné strany na druhou. Opláchněte vejce a zubní kartáček vodou. 4. Dejte na zubní kartáček stejné množství domácí zubní pasty (kapičku velikosti hrášku) a přejeďte po straně označené D opět pětkrát. Snažte se, abyste při obou testech působili na kartáček stejnou silou. Znovu opláchněte vejce a zubní kartáček na zuby. 5. Výsledky zaznamenejte.
54
eXperimentuj.eu
Eva Trnová
Poznámky: Jako kapátko výborně fungují plastové pipety, prodávané i v potřebách pro výtvarníky. Někdy i čistý kartáček stírá hodně barvy. Vajíčka musí být kvalitně obarvena a je nutné upozornit žáky, aby na kartáček netlačili. Lze využít k vysvětlení správného tlaku zubního kartáčku na zubní sklovinu.
55
