Ils étudient dans le laboratoire de l'école. Débuter en sciences

Tâche B3. Au laboratoire de l'école, les oscillations d'un pendule à ressort sont étudiées à différentes valeurs de la masse du pendule. Si nous augmentons la masse du pendule, alors comment changeront les trois quantités : la période de ses oscillations, leur fréquence, la période de changement de son énergie potentielle ? Pour chaque position de la première colonne, sélectionnez la position souhaitée de la seconde et notez les nombres sélectionnés dans le tableau sous les lettres correspondantes. Période d'hésitation. un). Augmentera. Fréquence d'oscillation. 2). Diminuera. La période de variation de l'énergie potentielle. 3). Ne changera pas. UNE). B). V). A. B. V. Grandeurs physiques. Quantités physiques. Changez-les. Changez-les.

Physique 10e année

"Leçon" Electrostatique "" - La soie est électrifiée lorsqu'elle est frottée contre le verre. Tension. Unité de différence de potentiel. Énergie. Modèle structurel. Pouvoir. Électrostatique. Que savez-vous des corps électrisants. Activité de communication. Rapport du département des analystes. Signes de charge. Rechercher. Section d'électrodynamique. Frottement du papier sur les presses à imprimer. Les travaux du département des théoriciens. Énergie caractéristique du champ électrique. Problèmes à choix multiples.

"La loi de conservation et de transformation de l'énergie" - Exemples d'application de la loi de conservation de l'énergie. L'énergie mécanique totale du corps. L'énergie n'apparaît ni ne disparaît. Le corps est projeté verticalement vers le haut. Un traîneau de masse m est tiré vers le haut à vitesse constante. Cibler. Il existe deux types d'énergie mécanique. L'énergie ne peut pas apparaître dans le corps s'il ne l'a pas reçu. Exemples d'application de la loi de conservation de l'énergie dans le village de Russkoye. L'affirmation sur l'impossibilité de créer une "machine à mouvement perpétuel".

"Moteurs thermiques, types de moteurs thermiques" - Atteindre une efficacité maximale. Moteur à pistons rotatifs Wankel. Turbine de détente volumétrique. Diagramme de bilan thermique pour les moteurs à combustion interne modernes. Moteurs alternatifs à combustion interne. Moteurs à pistons Otto et Diesel. Moteur à combustion interne à palettes rotatives. C'est possible et impossible dans les moteurs thermiques. Moteurs modernes à expansion volumétrique incomplète. Moteurs à turbine à gaz à pleine expansion.

" Énergie interne " Grade 10 " - Le système thermodynamique est constitué d'un grand nombre de microparticules. Le gaz parfait est un modèle simplifié du gaz réel. Pression. Énergie cinétique moyenne d'un atome. Deux définitions de l'énergie interne. Tracés d'isoprocessus. Interprétation cinétique moléculaire du concept d'énergie interne. Énergie. L'unité de mesure de l'énergie est le Joule. Répétons. Modification de l'énergie interne. Processus isotherme.

"Problèmes en Thermodynamique" - Température. Énergie interne du gaz. Expression. Efficacité des moteurs thermiques. Gaz parfait. Ballon. Tâche. Graphique de dépendance. Efficacité. Compression isotherme. Gas-oil. Moteur thermique. Fondamentaux de la thermodynamique. Gaz. Équation du bilan thermique. Formules de base. Connaissance. La quantité de matière. Le moteur thermique idéal. Vapeur d'eau. Quantité de chaleur. Énergie interne. Hélium. Travail au gaz.

"Les fondamentaux de l'optique" - Appareil photo. Lois expérimentales. Sujet entre focus et miroir. Deux des trois rayons répertoriés. Grossissement linéaire. Mise au point. Miroirs sphériques. Perpendiculaire au miroir. Lentilles. Les lentilles sont appelées lentilles diffusantes. Image du point S dans l'objectif. Indices de réfraction. Lignes droites passant par le centre optique. Un rayon tombe sur le miroir au point N. Miroir plat. Les quantités. Introduction. Lois de réflexion.

Le programme de travail du cours d'activités parascolaires "Laboratoire d'un jeune chimiste" (grade 8. 35 h)

Résultats attendus de la maîtrise du parcours des activités parascolaires

Personnel:

Formation d'une vision du monde holistique correspondant au niveau moderne de développement de la science et de la pratique sociale ;

Formation d'une attitude responsable envers l'apprentissage, préparation et capacité d'auto-développement et d'auto-éducation, construction consciente d'une trajectoire éducative individuelle, tenant compte des intérêts cognitifs durables ;

Formation de compétences communicatives dans les activités d'éducation, d'enseignement et de recherche et de création ;

Formation d'une culture cognitive et informationnelle, compétences de travail indépendant avec des supports pédagogiques, des livres, des outils disponibles et des moyens techniques de la technologie de l'information ;

Formation des fondements de la conscience écologique et de la nécessité d'une attitude responsable et prudente envers sa santé et l'environnement ;

Développement de la volonté de résoudre des problèmes créatifs, capacité de trouver des comportements et d'interactions adéquats avec les partenaires pendant les activités éducatives et parascolaires, capacité d'évaluer les situations problématiques et de prendre rapidement des décisions responsables dans diverses activités productives.

Métasujet :

Maîtriser les compétences d'acquisition autonome de nouvelles connaissances, d'organisation d'activités pédagogiques, de recherche des moyens de sa mise en œuvre ;

La capacité à planifier des moyens d'atteindre des objectifs sur la base d'une analyse indépendante des conditions et des moyens de les atteindre, de mettre en évidence des moyens alternatifs pour atteindre l'objectif et de choisir le moyen le plus efficace, de mener une réflexion cognitive par rapport aux actions à résoudre tâches éducatives et cognitives;

Capacité de comprendre un problème, de poser des questions, d'émettre une hypothèse, de définir des concepts, de classer, de structurer du matériel, de mener des expériences, d'argumenter sa propre position, de formuler des conclusions et des conclusions ;

Capacité à corréler ses actions avec les résultats prévus, à suivre ses activités en voie d'atteinte d'un résultat, à déterminer les modalités d'action dans le cadre des conditions et exigences proposées, à ajuster ses actions en fonction de l'évolution de la situation ;

Formation et développement des compétences dans l'utilisation des outils et moyens techniques des technologies de l'information (ordinateurs et logiciels) comme base instrumentale pour le développement d'actions éducatives universelles communicatives et cognitives ;

Capacité à créer, appliquer et transformer des signes et des symboles, des modèles et des schémas pour résoudre des tâches éducatives et cognitives ;

Capacité d'extraire des informations de diverses sources (y compris les médias de masse, les CD éducatifs, les ressources Internet), d'utiliser librement la littérature de référence, y compris les médias électroniques, de se conformer aux normes de sélectivité de l'information, d'éthique ;

Capacité pratique d'utiliser des techniques logiques de base, des méthodes d'observation, de modélisation, d'explication, de résolution de problèmes, de prévision, etc.;

Capacité à travailler en groupe - à coopérer et à interagir efficacement sur la base de la coordination de diverses positions dans le développement d'une solution commune dans des activités conjointes ; écouter votre partenaire, formuler et argumenter votre opinion, défendre correctement votre position et la coordonner à partir de la position des partenaires, y compris en situation de conflit d'intérêts ; résoudre efficacement les conflits en tenant compte des intérêts et des positions de tous ses participants, en recherchant et en évaluant des voies alternatives de résolution des conflits.

Sujet:

Dans la sphère cognitive :

• donner des définitions des concepts appris;
• décrire des expériences chimiques de démonstration et auto-conduites ;
• décrire et distinguer les substances étudiées utilisées dans la vie quotidienne ;
• classer les objets et phénomènes étudiés ;
• tirer des conclusions et des inférences à partir d'observations ;
• structurer le matériau étudié et les informations chimiques obtenues à partir d'autres sources ;
• manipulation sûre des substances utilisées dans la vie quotidienne.

Dans la sphère valorisante :

analyser et évaluer les conséquences environnementales des activités domestiques et industrielles humaines associées à l'utilisation de produits chimiques.

Dans le domaine du travail :

faire une expérience chimique.

Dans le domaine de la sécurité des personnes :

se conformer aux règles de manipulation sûre des substances et des équipements de laboratoire.

Introduction. Principes fondamentaux de la manipulation sûre des substances (1 heure).Buts et objectifs du cours.

Section 1. Au laboratoire des transformations étonnantes (13 h).

Travaux pratiques.1. Obtention de savon par saponification alcaline des graisses. 2. Préparation de solutions d'une certaine concentration. 3. Faire pousser des cristaux de sel.

Section 2. Dans le laboratoire d'un jeune chercheur (11 heures).Expérimentation avec des objets naturels (eau, sol).

Travaux pratiques.4. Etude des propriétés de l'eau naturelle. 5. Détermination de la dureté de l'eau naturelle par titrage. 6. Analyse du sol. 7. Analyse de la couverture neigeuse.

Expériences avec de la nourriture.

Travaux pratiques.8. Enquête sur les propriétés des boissons gazeuses. 9. Recherche de la composition qualitative de la crème glacée. 10. Recherche sur les propriétés du chocolat. 11. Recherche de puces. 12. Enquête sur les propriétés du chewing-gum. 13. Détermination de la vitamine C dans les jus de fruits et les nectars. 14. Enquête sur les propriétés des sachets de thé noir.

Section 3. Dans le laboratoire créatif.

Réserve de temps de formation - 4 heures

Sharonova Selena Mikhailovna

Professeur de physique

Région de Samara

Togliatti

Article sur le sujet

"Laboratoire de chimie et son importance dans le développement des étudiants dans l'étude d'un cours de chimie scolaire dans le système d'activités parascolaires"

Actuellement, l'éducation moderne est en crise. Les enseignants se sont retrouvés face à une situation complètement nouvelle - l'expérience de la génération précédente est transmise à la suivante, et il n'a pas besoin de celle-là.

Les activités parascolaires sont des activités éducatives motivées, en dehors du cadre de l'éducation de base, réalisées selon des programmes éducatifs qui ont des buts éducatifs spécifiques et des résultats objectifs et mesurables, permettant à l'étudiant de maximiser ses intérêts dans la connaissance et la créativité.

Un laboratoire est une pièce spéciale dans laquelle toute recherche est effectuée. Par exemple, dans un laboratoire biologique, des plantes et des micro-organismes sont cultivés, des animaux sont gardés. Au laboratoire de physique, le courant électrique, la lumière, les phénomènes dans les liquides et les gaz sont étudiés ; processus se produisant avec les solides. Un laboratoire de chimie est une grande pièce où se trouve l'équipement chimique : mobilier spécial, instruments, ustensiles pour travailler avec des substances. Les propriétés et les transformations des substances sont étudiées ici.

Le laboratoire de chimie suscite un intérêt profond et soutenu chez les étudiantsau monde des substances et des transformations chimiques, pour acquérir les compétences pratiques nécessaires. Le laboratoire de chimie permet à l'enfant d'aller au-delà du sujet et de se familiariser avec ce qu'il n'apprendra jamais en classe. Expérimentalement, les enfants apprennent, maîtrisent de nouvelles matières, apprennent à analyser et à évaluer leurs actions.

Lors de l'exécution de certains travaux en laboratoire, des connaissances pratiques et des compétences en chimie sont formées qui peuvent aider un enfant dans sa vie quotidienne. L'activité cognitive se forme également, l'envie de travaux de recherche dans le cadre du cycle scientifique naturel et permet une préparation préalable à la formation continue et au choix conscient d'un métier.

Les expériences menées dans le laboratoire de chimie éduquent et développent non seulement l'activité créative, mais aussi l'initiative et l'autonomie des étudiants, tout en formant des habitudes quotidiennes positives, saines et respectueuses de l'environnement. L'éducation au travail est réalisée en travaillant avec des réactifs, des équipements, en travaillant à la mise en place d'expériences et au traitement de leurs résultats. En étudiant l'équipement, diverses expériences simples, les élèves tombent dans le flot de la réussite, où ils augmentent leur propre estime de soi et le statut des élèves aux yeux de leurs pairs, des enseignants et des parents.

En effectuant des travaux de laboratoire, des expériences, des recherches, les enfants améliorent leurs compétences en expérimentation chimique et acquièrent certaines compétences dans les activités de recherche et de projet, maîtrisent les méthodes pour trouver les informations nécessaires. Dans le même temps, non seulement un intérêt cognitif pour le sujet de la chimie se développe, mais aussi la créativité, une attitude positive envers l'apprentissage en créant une situation de surprise, d'amusement, de paradoxe et la formation d'une vision scientifique du monde.

Avant d'effectuer tout travail expérimental dans un laboratoire de chimie, il est nécessaire de familiariser l'enfant avec l'ensemble de l'instrument, de préférence en version ludique.

Réunissons-nous avec les premiers assistants - appareils chimiques et ustensiles. Chaque sujet a sa propre responsabilité, et des images de ces appareils peuvent être trouvées dans n'importe quel manuel de chimie.

Un tube à essai est un long récipient en verre, semblable à un tube, scellé à une extrémité. Il est fait de verre réfractaire incolore, et il peut être assez fort
chauffer un liquide ou un solide, il peut recueillir du gaz. Et il est fait long pour qu'il soit pratique de le tenir dans la main, de le fixer dans un trépied ou un support. Les expériences peuvent être effectuées dans un tube à essai sans chauffage, en versant ou en versant soigneusement des substances. Un avertissement doit être donné pour ne pas laisser tomber l'éprouvette : le verre est fragile.

Pince ou support pour tube à essai ou petit récipient. Vous pouvez les presser dedans avec un long chauffage de la substance pour ne pas vous brûler les doigts.

Un support pour tubes à essai, ou un support pour eux. Il peut s'agir de métal ou de plastique, et vous l'avez bien sûr déjà vu s'il s'est produit à la clinique un don de sang à partir d'un doigt. Si le trépied est en plastique, n'y mettez jamais une éprouvette chaude : vous abîmerez le fond du trépied et l'éprouvette.

Une lampe à alcool est un appareil spécial pour brûler de l'alcool. Avec la chaleur que donne l'alcool brûlant, on chauffe les substances quand on en a besoin. Nous n'allumons la lampe à alcool qu'avec une allumette et l'éteignons en la recouvrant d'un capuchon. Ne soufflez pas sur une lampe à alcool allumée et transportez-la - c'est dangereux. Et même lorsque le tube à essai est chauffé sur une lampe à alcool, le fond du tube à essai ne doit pas toucher la mèche - le tube à essai peut éclater. Le récipient dans lequel l'alcool est versé est large et stable et a des parois épaisses. Ceci est important pour s'assurer que le travail avec la lampe à alcool est sûr.

Certains laboratoires utilisent des brûleurs à gaz pour chauffer des substances. Ils donnent une flamme plus chaude, mais ils doivent être manipulés avec précaution - après tout, du gaz.
Les flacons sont des récipients en verre, ressemblant un peu à des bouteilles en forme. Ils peuvent stocker temporairement des substances, mener des expériences chimiques, préparer des solutions. Flacons,
selon la forme, ils peuvent être coniques, ronds, à fond plat et à fond rond. Dans les flacons à fond rond, vous pouvez chauffer des substances très longtemps et le flacon ne se fissure pas.

Les flacons sont disponibles dans une variété de tailles : grandes, moyennes, petites. Leurs ouvertures peuvent être fermées avec un bouchon en caoutchouc ou à peler. Parfois, il y a des marques sur le flacon : telles
la fiole s'appelle une fiole jaugée et, avec son aide, les liquides sont mesurés. Et certains des flacons ont des scions pour l'élimination des gaz résultants. Vous pouvez mettre sur une telle annexe
tube en caoutchouc et diriger le gaz vers l'endroit désiré. Les béchers sont similaires aux béchers ordinaires et sont généralement utilisés pour préparer des solutions ou mener des expériences. Le verre a un bec verseur sur le dessus pour faciliter le versement du liquide. Les verres sont faits de verre et de porcelaine, de différentes tailles. Les entonnoirs sont familiers à tout le monde, ils se rencontrent aussi en cuisine. L'entonnoir est pratique lorsque vous devez verser du liquide dans un récipient à col étroit. Si vous placez un cercle de filtre en papier plié dans l'entonnoir, vous pouvez séparer le liquide des particules solides.

Les tubes de ventilation sont en verre et sont insérés dans le bouchon. Si vous fermez un flacon ou un tube à essai avec un tel bouchon, où la réaction a lieu et le gaz est libéré, alors le gaz ne volera pas dans l'air, mais traversera le tube dans le récipient où nous dirigerons ce tube. Ces tubes se présentent sous différentes formes. Parfois, il n'a pas un, mais plusieurs virages. Vous pouvez plier le tube vous-même. Pour ce faire, il faut chauffer le tube droit pendant un certain temps dans la flamme d'une lampe à alcool ou d'un brûleur à gaz de laboratoire (pas dans la cuisine !) au bon endroit. Lorsque le verre devient mou à cause de la chaleur, vous pouvez plier le tube avec un mouvement très lent et prudent. Mais si vous vous dépêchez, il se brisera. Et faites attention à ne pas toucher la partie chaude du tuyau avec vos doigts, ou vous vous brûlerez. Pour couper un morceau dans un tube de verre, vous devez faire une petite rayure au bon endroit avec une lime triangulaire, puis la casser doucement à cet endroit.
La tasse fumante en porcelaine ressemble à une soucoupe avec un bec verseur. Si vous y versez une solution d'une substance, par exemple du sel de table, et que vous la chauffez longtemps, alors bientôt tout
l'eau s'évapore et les cristaux de sel restent dans la tasse. De cette façon, vous pouvez isoler la substance de la solution.

Le chimiste a besoin d'un mortier et d'un pilon. Avec leur aide, vous pouvez broyer un solide en une poudre fine qui ressemble à de la farine. Avec une telle poudre, l'expérience est plus rapide qu'avec de grosses particules de la substance. Et nous avons également besoin d'un support de laboratoire, dans lequel nous pouvons fixer les instruments nécessaires à l'expérience. Le trépied a un support en fonte stable et le support y est vissé. Une pince peut être fixée au support, dans laquelle un pied ou un anneau en acier est inséré et vissé. Vous pouvez fixer un tube à essai ou un autre appareil dans le pied et placer une lampe à alcool ou un flacon sur une grille spéciale sur l'anneau. Il existe de tels trépieds dans les salles de classe de chimie et de physique à l'école, vous les connaissez donc probablement. Ce n'est pas tout ce que l'on peut trouver dans un laboratoire de chimie : il y a tellement d'appareils et d'ustensiles différents qu'il est difficile de les lister. La chose la plus intéressante reste - apprendre à travailler avec ces appareils.

Un laboratoire de chimie peut non seulement être composé uniquement de kits de chimie spéciaux, mais aussi à la maison en utilisant des appareils électroménagers, vous pouvez créer un mini laboratoire. Dans un tel laboratoire, vous pouvez effectuer quelques expériences et expériences, en appliquant des précautions : des gants, une robe de chambre, un tablier, une écharpe ou une casquette, des lunettes de sécurité.

Je vais donner une petite liste d'expériences que tout enfant de 13 à 18 ans peut réaliser, mais sous la direction d'un adulte, de parents, d'un enseignant.

Papier de tournesol à base de jus de chou rouge . ... Pour ce faire, vous avez besoin de chou rouge. Le jus de chou rouge, lorsqu'il est mélangé à diverses substances, passe du rouge (en acide fort) au rose, au violet (c'est sa couleur naturelle dans un environnement neutre), au bleu et enfin au vert (dans les alcalis forts). Sur la photo, de gauche à droite, les résultats du mélange du jus de chou rouge avec : 1. du jus de citron (liquide rouge) ; 2. dans le deuxième tube à essai, il y a du jus de chou rouge pur, il a une couleur violette; 3. dans le troisième tube à essai, le jus de chou est mélangé à de l'ammoniac (ammoniac) - un liquide bleu est obtenu; 4. dans le quatrième tube à essai, le résultat du mélange du jus aveclessive en poudre - liquide vert.

Vous trouverez ci-dessous les valeurs de PH pour certains fluides :

1. Suc gastrique - 1,0-2,0 ph
2. Jus de citron - 2,0 ph
3. Vinaigre alimentaire - 2,4 ph
4. Coca-Cola - 3.0 ph
5. Jus de pomme - 3.0 ph
6. Bière - 4.5 ph
7. Café - 5.0 ph
8. Shampooing - 5,5 ph
9. Thé - 5,5 ph
10. Salive - 6.35-6.85 ph
11. Lait - 6,6-6,9 ph
12. Eau pure - 7,0 ph
13. Sang - 7.36-7.44 ph
14. Eau de mer - 8,0 ph
15. Solution de bicarbonate de soude - 8,5 ph
16. Savon (gras) pour les mains - 9.0-10.00 ph
17. Alcool d'ammonium - 11,5 ph
18. Eau de Javel (eau de Javel) - 12,5 ph
19. Soude caustique ou hydroxyde de sodium > 13 ph

pH

Couleur

rouge

mauve

Violet

bleu

bleu vert

vert jaune

Le jus de chou rouge peut être utilisé pour faire des tests décisifs. Pour cela, vous avez besoin de papier filtre. Il doit être trempé dans du jus de chou et laissé sécher. Ensuite, coupez en fines lanières. Les papiers tournesol sont prêts !

Afin de mémoriser la couleur du tournesol dans différents environnements, il existe un poème :

Indicateur de tournesol - rouge
L'acide indiquera clairement.
Indicateur de tournesol - bleu,
L'alcaline est là - ne sois pas stupide
Quand est l'environnement neutre,
Il est toujours violet.

Remarque : non seulement le chou rouge, mais de nombreuses autres plantes contiennent un pigment végétal sensible au PH (anthocyanine). Par exemple, les betteraves, les mûres, les cassis, les myrtilles, les myrtilles, les cerises, les raisins noirs, etc. Les anthocyanes donnent aux plantes une couleur bleu foncé. Les aliments de cette couleur sont considérés comme très sains.

Iode bleu

P Après avoir fait cette expérience, vous verrez comment un liquide clair devient bleu foncé en un instant. Pour expérimenter, vous devrez peut-être vous rendre à la pharmacie pour obtenir les ingrédients nécessaires, mais la transformation miracle en vaut la peine.

Tu auras besoin de:

3 conteneurs pour liquide- 1 comprimé (1000 mg) de vitamine C (vendu en pharmacie)- solution d'alcool iodé 5% (vendue en pharmacie)- peroxyde d'hydrogène 3% (vendu en pharmacie)- amidon- cuillères à mesurer- des tasses à mesurerPlan de travail:1. Écrasez bien 1000 mg de vitamine C avec une cuillère ou un mortier dans une tasse, en transformant le comprimé en poudre. Ajouter 60 ml d'eau tiède, bien mélanger pendant au moins 30 secondes. Nous appellerons conventionnellement la solution liquide résultante A.2. Versez maintenant 1 cuillère à café (5 ml) de solution A dans un autre récipient et ajoutez-y également : 60 ml d'eau tiède et 5 ml de solution alcoolique d'iode. Veuillez noter que l'iode brun deviendra incolore lorsqu'il réagit avec la vitamine C. Appelons le liquide résultant Solution B. D'ailleurs, nous n'aurons plus besoin de la Solution A, vous pouvez la mettre de côté.3. Dans une troisième tasse, mélanger 60 ml d'eau tiède, 1/2 cuillère à café (2,5 ml) d'amidon et une cuillère à soupe (15 ml) de peroxyde d'hydrogène. Ce sera la solution C.4. Tous les préparatifs sont maintenant terminés. Vous pouvez appeler le public et faire un spectacle ! Versez la totalité de la solution B dans la tasse de la solution C. Versez le liquide obtenu d'une tasse à l'autre et vice versa plusieurs fois. Un peu de patience et... au bout d'un moment le liquide passera de l'incolore au bleu foncé.Explication de l'expérience :L'essence de l'expérience peut être expliquée à un enfant d'âge préscolaire dans un langage qui lui est compréhensible comme suit : l'iode, réagissant avec l'amidon, le colore en bleu. La vitamine C, quant à elle, essaie de garder l'iode incolore. Dans la lutte entre l'amidon et la vitamine C, à la fin, l'amidon gagne et le liquide devient bleu foncé après un certain temps.serpents pharaon

Partie préparatoire.
Mettez une pastille de carburant sec (urotropine) sur le support. Mettez trois comprimés de norsulfazole sur un comprimé de combustible sec. (Photo 1)
Partie principale.
Mettre le feu au combustible sec. Utilisez une tige en métal pour corriger les "serpents" volumineux à la lumière noire brillante qui rampent. Après la fin de l'expérience, éteignez le feu en recouvrant le combustible sec d'un couvercle en plastique. (Photo 2)
En raison de l'odeur spécifique, cette expérience est mieux réalisée dans des pièces spacieuses et bien ventilées ou à l'extérieur.
Explication de l'expérience.
Les gaz libérés lors de la décomposition du norsulfazole "mousse" les produits de réaction, en conséquence un long "serpent" de charbon noir se développe. Les produits de décomposition les plus probables de la matière organique du norsulfazole sont C, CO 2, H 2 O, SO 2 (éventuellement S) et N 2.
Combustion spontanée du feu

Partie préparatoire.
Mettre du permanganate de potassium cristallin KMnO dans un bol en porcelaine 4 ... Humidifier doucement les cristaux avec 1 ml d'acide sulfurique concentré H à l'aide d'une longue pipette ou d'un tube en verre 2 SO 4 ... Placer la tasse en porcelaine sur un plateau en métal et la déguiser,

placer des copeaux de bois sur le dessus et autour, en veillant à ce qu'aucun copeau ne pénètre dans la tasse en porcelaine. (Photo 1)
Partie principale.
Imperceptiblement pour le public, humidifiez abondamment un morceau de coton avec de l'alcool et pressez rapidement quelques gouttes d'alcool au-dessus d'une tasse en porcelaine. (Photo 2)
Retirez immédiatement votre main pour que le coton avec de l'alcool dans la main ne s'enflamme pas.
Le feu s'embrase vivement et s'éteint rapidement. (Photo 3)
Explication de l'expérience.
Lorsque l'acide sulfurique concentré interagit avec le permanganate de potassium, il se forme de l'oxyde de manganèse (VII), qui est l'agent oxydant le plus puissant. Lorsque l'alcool entre en contact avec l'oxyde de manganèse (VII), il s'enflamme, puis les copeaux de bois s'enflamment.

Combustion du sodium dans l'eau

Par partie préparatoire.
Coupez soigneusement un morceau de sodium de la taille d'un pois et placez-le au centre du papier filtre.
Versez de l'eau dans une grande tasse en porcelaine. (Photo 1)

Partie principale.

guêpes Trempez soigneusement le filtre à sodium dans l'eau. Nous nous retirons à une distance de sécurité (2 mètres). Le sodium, au contact de l'eau, commence à fondre, l'hydrogène dégagé s'enflamme rapidement, puis le sodium s'enflamme et brûle avec une belle flamme jaune. (Photo 2)
V À la fin du test, des fissures et des éclaboussures se produisent généralement, il est donc dangereux de se trouver à proximité de la tasse en porcelaine.
Si une goutte d'indicateur de phénolphtaléine est ajoutée à la solution résultante (Photo 3), la solution devient alors pourpre brillant, prouvant la formation d'un milieu alcalin. (Photo 4)
Expliquer l'expérience
Le sodium interagit avec l'eau selon l'équation
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
Le filtre en papier ne permet pas au sodium de « courir » sur la surface de l'eau, à cause de la chaleur générée, l'hydrogène s'enflamme, puis le sodium lui-même s'enflamme, formant du peroxyde de sodium.
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Astuce avec une écharpe

Par
partie préparatoire.
Versez un peu de phénolphtaléine cristalline au centre d'un mouchoir blanc.
Versez une solution de lessive de soude (carbonate de sodium Na 2 CO 3). (Photo 1)
Partie principale.

Couvrez soigneusement le verre avec un mouchoir afin que la phénolphtaléine se répande dans le verre sans que vous vous en aperceviez. (Photo 2) .Sans retirer le mouchoir, prenez le verre dans votre main et faites plusieurs mouvements circulaires pour remuer. (Photo 3) C prendre un mouchoir.
F le liquide dans le verre devient cramoisi. (Photo 4)

Explication de l'expérience.
Le carbonate de sodium, lorsqu'il est dissous dans l'eau, subit une hydrolyse, formant un milieu alcalin.
Na 2 CO 3 + H 2 O = NaHCO 3 + NaOH
La phénolphtaléine en milieu alcalin devient cramoisie.

R action miroir d'argent

Partie préparatoire.
Dans le premier tube à essai, nous préparons une solution de glucose, pour laquelle nous dissolvons un quart de cuillère à café de glucose dans 5 ml d'eau distillée.
Dans le deuxième tube à essai, nous préparons une solution ammoniacale d'oxyde d'argent : ajoutez soigneusement une solution ammoniacale à 2 ml d'une solution de nitrate d'argent, en observant que le précipité est complètement dissous dans un excès de solution ammoniacale. (Photo 1)
Partie principale
Nous versons les deux solutions dans un tube à essai propre. Plus le tube est propre, meilleur est le résultat !
Tremper le tube à essai dans un verre d'eau chaude. Nous essayons de maintenir le tube à essai droit, ne le secouez pas. (Photo 2).
Après 2 minutes, un beau "miroir d'argent" se forme sur les parois du tube à essai. (Photo 3)
Le tube à essai en argent est un merveilleux cadeau pour les jeunes amateurs de chimie.

(Photo 4)
Explication de l'expérience.
Le glucose est un alcool aldéhydique. Sur le groupe aldéhyde, il peut être oxydé avec une solution d'ammoniaque d'oxyde d'argent, formant de l'acide gluconique. L'argent est réduit et se dépose sur les parois du tube à essai, formant un "miroir d'argent".
2AgNO 3 + 2NH 3 + H 2 O = g 2 O? + 2NH 4 NO 3
Ag 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH
La réaction d'obtention d'un "miroir d'argent" est décrite par l'équation :
2OH + C 6 H 12 O 6 = 2Ag ? + C 6 H 12 O 7 + 4NH 3 + H 2 O

Obtenir de l'oxygène à partir de peroxyde d'hydrogène

Partie préparatoire.
Verser une solution de peroxyde d'hydrogène à 3% dans une fiole conique. (Photo 1)
Partie principale.
Nous introduisons dans le ballon un peu de catalyseur - oxyde de manganèse (IV). (Photo 2) L'oxygène commence immédiatement à évoluer dans le ballon.
Z Nous allumons un long éclat et le faisons mijoter pour que l'éclat ne brûle pas, mais seulement couve. (Photo 3)
Nous apportons un éclat fumant dans le flacon, il s'enflamme et brûle avec une flamme vive.

(Photo 4)
Explication de l'expérience.
Lorsqu'un catalyseur (accélérateur de réaction) est ajouté, le peroxyde d'hydrogène se décompose selon l'équation :
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2
Lorsqu'un chalumeau couvant est introduit, le charbon brûle dans l'oxygène selon l'équation :

C + O 2 = CO 2

RÈGLES POUR LE TRAVAIL DANS UN LABORATOIRE CHIMIQUE

Avant de commencer les expériences, vous devez préparer le lieu de travail, les ustensiles et l'équipement nécessaires et lire attentivement la description de l'expérience.

Les expériences avec des réactifs chimiques présentent un risque supplémentaire. Des taches difficiles à enlever, et même des trous sur les vêtements, peuvent être laissés par diverses substances. Les réactifs peuvent provoquer des brûlures cutanées ; surtout vous devez prendre soin de vos yeux. De plus, lors du mélange de certaines substances totalement inoffensives, la formation de composés toxiques pouvant être empoisonnés est possible.

Un moyen fiable d'éviter des problèmes inattendus, des réactions indésirables est de suivre strictement les instructions, la description de l'expérience.

Il faut se rappeler que les substances ne peuvent pas être goûtées et prises à la main. Et vous devez vous familiariser avec l'odeur des substances avec le plus grand soin, avec un léger mouvement de la main dirigeant l'air du récipient avec la substance vers le nez.

Le liquide du récipient doit être prélevé avec une pipette. Solides - cuillère, spatule ou tube à essai sec. Les substances ne doivent pas être stockées avec des aliments. De plus, pendant les expériences, il ne faut pas prendre de nourriture.

Le tube contenant la substance chauffée ne doit pas être dirigé vers votre côté ou vers le côté d'une personne qui se tient à côté de vous. Ne vous penchez pas sur le liquide chauffé, car des éclaboussures pourraient atteindre le visage ou les yeux.

Après la fin de l'expérience, il est nécessaire de nettoyer le lieu de travail et de faire la vaisselle. Les substances restantes après l'expérience ne doivent pas être évacuées dans les égouts ni jetées à la poubelle.

Les flacons de réactifs peuvent comporter des panneaux d'avertissement de sécurité. Ces signes avertissent qu'il faut être particulièrement prudent lors de la manipulation de solutions d'acides et d'alcalis (ce sont des substances caustiques et irritantes), des substances inflammables et toxiques.

RÈGLES POUR LE CHAUFFAGE DES SUBSTANCES

Le chauffage des substances peut être effectué à l'aide d'appareils de chauffage électriques et d'une flamme nue. Mais dans tous les cas, vous devez respecter les règles de sécurité.

N'oubliez pas que la partie la plus chaude de la flamme est le haut. Sa température est d'environ 1200 C. Considérons le dispositif d'une lampe à alcool, à l'aide de laquelle il est possible d'effectuer un chauffage. Une lampe à alcool se compose d'un réservoir d'alcool, d'un tube avec un disque, d'une mèche et d'un capuchon.

Riz. 3. Le dispositif de la lampe à alcool

CHAUFFER DES SUBSTANCES DANS UN TUBE A ESSAI

Le tube est chauffé à l'aide d'un porte-tube à essai. Avant de chauffer une substance dans un tube à essai, il est nécessaire de réchauffer l'ensemble du tube à essai. Le tube doit être constamment déplacé dans la flamme d'une lampe à alcool. Vous ne pouvez pas faire bouillir de liquide dans un tube à essai.

CHAUFFAGE DU LIQUIDE DANS UN FLACON

Les liquides peuvent être chauffés non seulement dans des tubes à essai, mais aussi dans des flacons. Il est interdit de chauffer des flacons en verre à paroi mince sur un feu ouvert sans grillage en amiante pour éviter une surchauffe locale du liquide chauffé. Donnons un exemple de chauffage de l'eau dans un ballon conique à fond plat. Pour ce faire, placez le flacon sur un anneau avec une maille en amiante, sous lequel se trouve une lampe à alcool. Le col de la fiole est fixé dans la jambe du trépied. Vous pouvez faire bouillir le liquide à chauffer dans le ballon.

Riz. 4. Chauffer le liquide dans le ballon

Les technologies de l'information, y compris les systèmes multimédias modernes, peuvent être utilisées pour soutenir le processus d'apprentissage actif. Ces derniers temps, ils attirent de plus en plus l'attention. Un exemple de tels systèmes de formation sont les laboratoires virtuels qui peuvent simuler le comportement d'objets du monde réel dans un environnement éducatif informatique et aider les étudiants à acquérir de nouvelles connaissances et compétences dans l'étude de disciplines scientifiques et naturelles telles que la chimie, la physique et la biologie.

Les principaux avantages de l'utilisation des laboratoires virtuels sont :

Préparation des étudiants à un atelier de chimie en situation réelle :

a) maîtriser les compétences de base pour travailler avec l'équipement ;

b) formation à la mise en œuvre des exigences de sécurité dans un environnement sûr d'un laboratoire virtuel ;

c) le développement de l'observation, la capacité de mettre en évidence l'essentiel, de déterminer les buts et objectifs du travail, de planifier le déroulement de l'expérience, de tirer des conclusions;

d) le développement des compétences pour trouver une solution optimale, la capacité de transférer un problème réel aux conditions du modèle, et vice versa ;

e) le développement des compétences pour formaliser leur travail.

Mener des expériences qui ne sont pas disponibles dans le laboratoire de chimie de l'école.

Travaux d'atelier et de laboratoire à distance, y compris le travail avec des enfants handicapés et interaction avec des écoliers géographiquement éloignés.

Performance de travail rapide, économie de réactif.

Renforcement de l'intérêt cognitif. Il est à noter que les modèles informatiques d'un laboratoire de chimie encouragent les étudiants à expérimenter et à tirer satisfaction de leurs propres découvertes.

Dans le même temps, il convient de noter que la conception et la mise en œuvre d'un environnement d'information pédagogique pour l'apprentissage actif est une tâche complexe qui nécessite un temps et des coûts financiers importants, incomparables avec les coûts de création d'un hypertexte pédagogique. Les opposants aux laboratoires chimiques virtuels expriment des craintes fondées que l'étudiant, en raison de son inexpérience, ne soit pas capable de distinguer le monde virtuel du monde réel, c'est-à-dire les objets modèles créés par un ordinateur remplaceront complètement les objets du monde réel.

Afin d'éviter l'effet négatif possible de l'utilisation d'environnements informatiques modèles dans le processus d'apprentissage, deux directions principales ont été identifiées. Premièrement, lors de l'élaboration d'une ressource pédagogique, il est nécessaire d'imposer des restrictions, d'introduire des commentaires appropriés, par exemple, de les mettre dans la bouche des agents pédagogiques. Deuxièmement : l'utilisation d'un ordinateur moderne dans l'enseignement scolaire ne diminue en rien le rôle prépondérant de l'enseignant. Un enseignant créatif comprend que les technologies informatiques permettent aux élèves de prendre conscience des objets modèles, des conditions de leur existence, de mieux comprendre la matière étudiée et, ce qui est particulièrement important, de contribuer au développement mental de l'élève.

Différentes approches peuvent être utilisées pour créer des laboratoires virtuels. Les laboratoires virtuels sont répartis selon les modalités de diffusion des contenus pédagogiques. Les produits logiciels peuvent être fournis sur des disques compacts (CD-ROM) ou placés sur un site Internet, ce qui impose un certain nombre de restrictions aux produits multimédias. De toute évidence, les graphiques 2D sont mieux adaptés à la diffusion sur Internet avec ses canaux de communication étroits. Dans le même temps, dans les éditions électroniques fournies sur CD-ROM, il n'est pas nécessaire d'économiser du trafic et des ressources, et donc des graphiques et des animations en trois dimensions peuvent être utilisés. Il est important de comprendre que ce sont les ressources volumétriques - animation et vidéo en trois dimensions - qui fournissent la plus haute qualité et le plus grand réalisme des informations visuelles. Selon la méthode de visualisation, on distingue les laboratoires dans lesquels des graphiques et des animations en deux dimensions et en trois dimensions sont utilisés. De plus, les laboratoires virtuels sont divisés en deux catégories selon la façon dont les connaissances sur le domaine sont présentées. Il est rappelé que les laboratoires virtuels, dans lesquels la représentation des connaissances sur un domaine s'appuie sur des faits individuels, se limitent à un ensemble d'expériences préprogrammées. Cette approche est utilisée dans le développement de la plupart des laboratoires virtuels modernes. Une autre approche permet aux étudiants de mener n'importe quelle expérience, non limitée à un ensemble prédéterminé de résultats. Le laboratoire virtuel est un des moyens d'intensifier le processus d'enseignement de la chimie

Dans toutes les sphères de l'éducation, une recherche est en cours pour intensifier et moderniser rapidement le système de formation, améliorer la qualité de l'éducation en utilisant les technologies informatiques. Les possibilités des technologies informatiques en tant qu'outil de l'activité humaine et moyen d'enseignement fondamentalement nouveau ont conduit à l'émergence de nouvelles méthodes. Le principal avantage de l'approche est que le bureau virtuel du laboratoire est présenté visuellement comme complet, bien que certaines formes organisationnelles de entraînement. simplifié, image d'une table dans un vrai laboratoire : les récipients chimiques et autres appareils sont représentés dans des proportions et une disposition réelles (des supports et des supports sont utilisés), les substances ont une couleur correspondant à la réalité et le déroulement des réactions chimiques peut être observé visuellement. Ainsi, l'utilisateur se fait une idée du \u200b\u200btravailler dans un vrai laboratoire. Un bon exemple d'un tel laboratoire est Crocodile Chemistry de Crocodile Clips Ltd, une entreprise spécialisée dans le développement de laboratoires informatiques virtuels éducatifs. Une partie de la capture d'écran avec des appareils chimiques est illustrée à la Fig. un.

Le principal inconvénient de cette approche est la poursuite de son principal avantage - le travail manuel avec des appareils. Cela implique:

1) l'impossibilité de répéter l'expérience plusieurs fois, en changeant les conditions de l'expérience, sans répéter manuellement plusieurs des mêmes opérations;

2) l'impossibilité de maintenir la séquence des opérations, sauf à l'aide d'une description verbale ;

3) pas de marge d'erreur : si le tube à essai a été renversé accidentellement, son contenu sera alors irrémédiablement perdu, il n'y a pas d'annulation d'actions dans les laboratoires chimiques virtuels connus. Il peut sembler que c'est un avantage, l'utilisateur apprend à être plus prudent avec les appareils et réactifs chimiques. Cependant, cela n'affecte en rien la capacité de gérer des appareils réels, mais interfère seulement, car cela détourne l'attention de l'essence du processus simulé pour contrôler un programme informatique. Le « Laboratoire de chimie virtuelle » comprend un « constructeur de molécules » conçu pour construire des modèles tridimensionnels de molécules de composés organiques et inorganiques. L'utilisation de modèles tridimensionnels de molécules et d'atomes pour illustrer des phénomènes chimiques permet de comprendre les trois niveaux de représentation des connaissances chimiques : micro, macro et symbolique (Dori Y. et al., 2001). Comprendre le comportement des substances et l'essence des réactions chimiques devient plus conscient lorsqu'il est possible de voir les processus au niveau moléculaire. Les idées maîtresses du paradigme de l'enseignement de la chimie scolaire moderne ont été mises en œuvre : structure ® propriétés ® application.

Molecule Builder fournit des images couleur 3D contrôlées et dynamiques de modèles linéaires, sphériques et à l'échelle de molécules. Molecule Constructor offre la possibilité de visualiser les orbitales atomiques et les effets électroniques, ce qui élargit considérablement la portée de l'utilisation des modèles moléculaires dans l'enseignement de la chimie.

Littérature:

1.Batyshev S.Ya. "Pédagogie professionnelle" M. 2003

2. Résurrection P.I. "Technique de travail en laboratoire" éd. "Chimie" 1970

3. Gurvich Ya.A. "Analyse chimique" M. "Lycée" 1989

4. Zhurin A.A. « Devoirs et exercices de chimie : matériel didactique pour les élèves de la 8e à la 9e année. - M. : Presse Scolaire, 2004.

5. Konovalov V.N. "Précautions de sécurité lors du travail en chimie" M. "Éducation" 1987.

6. Chitaeva O.B. "Organisation des travaux d'un établissement d'enseignement pour mettre à jour le contenu de la formation professionnelle" M. "Polygraphe-S" 2003

7. Encyclopédie pour les enfants. Tome 17. Chimie / Chap. édité par V.A. Volodine, dirigé. scientifique. éd. I. Leenson. - M. : Avanta+, 2003.

8. Yakuba Yu.A. "La relation entre théorie et pratique dans le processus éducatif" M. "L'école supérieure" 1998

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Objectif:

Obtention d'un nanoobjet dans un laboratoire scolaire et recherche de ses propriétés.

Tâches:

Trouver des informations dans diverses sources sur la nanotechnologie, ses objets ;

Recueillir des informations sur les domaines d'application de ces substances ;

Procurez-vous des ferroaimants dans un laboratoire scolaire, étudiez leurs propriétés ;

Tirer des conclusions sur la base des recherches effectuées.

1. Introduction

Actuellement, peu de gens savent ce qu'est la nanotechnologie, bien que l'avenir se cache derrière cette science. Il y a plus de 100 ans, le célèbre physicien Max Planck ouvrait pour la première fois la porte du monde des atomes et des particules élémentaires. Sa théorie quantique suggérait que cette sphère est soumise à de nouvelles lois étonnantes.

2.1 Ce qui est caché sous le préfixe "nano"

Ces dernières années, nous avons de plus en plus vu des mots commençant par le préfixe « nano » dans les gros titres des journaux et des articles de magazines. A la radio et à la télévision presque tous les jours, nous sommes informés des perspectives de développement des nanotechnologies et des premiers résultats obtenus. Que signifie le mot « nano » ? Il vient du latin nanus - "nain" et indique littéralement la petite taille des particules. Les scientifiques ont donné un sens plus précis au préfixe « nano », à savoir un milliardième partie. Par exemple, un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre, soit 0,0000000001m (10 -9m)

2.2 La nanotechnologie en tant que science.

L'intérêt accru des chercheurs pour les nano-objets est dû à la découverte de propriétés physiques et chimiques inhabituelles qu'ils contiennent, ce qui est associé à la manifestation de ce que l'on appelle les « effets de taille quantique ». Ces effets sont causés par le fait qu'avec une diminution de la taille et une transition d'un corps macroscopique à une échelle de plusieurs centaines ou plusieurs milliers d'atomes, la densité d'états dans la zone externe et dans la bande de conduction change fortement, ce qui se reflète dans les propriétés des électrons, principalement magnétiques et électriques, en raison du comportement. La densité « continue » d'états existant à la macroéchelle est remplacée par des niveaux séparés, les distances entre eux dépendant de la taille des particules. À une telle échelle, le matériau cesse de démontrer les propriétés physiques inhérentes au macroétat d'une substance ou les manifeste sous une forme altérée. En raison de ce comportement dépendant de la taille des propriétés physiques et de la nature non typique de ces propriétés par rapport aux propriétés des atomes d'une part, et des corps macroscopiques d'autre part, les nanoparticules sont isolées dans une région intermédiaire séparée, et sont souvent appelé « atomes artificiels »

2.3 Historique du développement des nanotechnologies

année 1905. Le physicien suisse Albert Einstein a publié un article dans lequel il affirmait que la taille d'une molécule de sucre est d'environ 1 nanomètre.

année 1931. Les physiciens allemands Max Knoll et Ernst Ruska ont créé un microscope électronique, qui a permis pour la première fois d'étudier des nano-objets.

1959 année. Le physicien américain Richard Feynman a d'abord publié un article qui évaluait les perspectives de miniaturisation.

1968 année. Alfred Cho et John Arthur, chercheurs de la société américaine Bell, ont développé les fondements théoriques des nanotechnologies en traitement de surface.

1974 année. Le physicien japonais Norio Taniguchi a introduit le mot « nanotechnologie » dans la circulation scientifique, qu'il a proposé de nommer des mécanismes de moins d'un micron. Le mot grec pour « dérive » signifie à peu près « vieil homme ».

1981 année. Les physiciens allemands Gerd Binnig et Heinrich Rohrer ont créé un microscope capable de montrer des atomes individuels.

1985 année. Les physiciens américains Robert Curl, Harold Kroto et Richard Smaley ont créé une technologie capable de mesurer avec précision des objets d'un diamètre d'un nanomètre.

1986 année. Les nanotechnologies sont désormais connues du grand public. Le futurologue américain Erk Drexler a publié un livre dans lequel il prédisait que la nanotechnologie commencerait bientôt à se développer activement.

En 1959, le lauréat du prix Nobel Richard Feynman a prédit dans son discours qu'à l'avenir, ayant appris à manipuler des atomes individuels, l'humanité sera capable de synthétiser n'importe quoi. En 1981, le premier instrument de manipulation des atomes est apparu : le microscope tunnel, inventé par des scientifiques d'IBM. Il s'est avéré qu'avec l'aide de ce microscope, on peut non seulement "voir" des atomes individuels, mais aussi les soulever et les déplacer. Cela démontrait la possibilité fondamentale de manipuler les atomes, et donc de collecter directement d'eux, comme des briques, n'importe quoi : n'importe quel objet, n'importe quelle substance.

La nanotechnologie est généralement divisée en trois domaines :

fabrication de circuits électroniques dont les éléments sont constitués de plusieurs atomes;

la création de nanomachines, c'est-à-dire de mécanismes et de robots de la taille d'une molécule ;

manipulation directe d'atomes et de molécules et assemblage de n'importe quoi à partir d'eux.

En 1992, s'exprimant devant une commission du Congrès des États-Unis, le Dr Eric Drexler a brossé un tableau de l'avenir prévisible où la nanotechnologie transformera notre monde. La faim, la maladie, la pollution et d'autres problèmes urgents auxquels l'humanité est confrontée seront éliminés.

2.4 Candidature.

Actuellement, les fluides magnétiques sont activement étudiés dans les pays développés : Japon, France, Grande-Bretagne, Israël. Les ferrofluides sont utilisés pour créer des dispositifs d'étanchéité aux liquides autour des axes rotatifs des disques durs. Le ferrofluide est également utilisé dans de nombreux tweeters pour évacuer la chaleur de la bobine acoustique.

Applications actuelles :

Protection thermique;

Protection optique (lumière visible et rayonnement UV);

Encre d'imprimante;

Support pour l'enregistrement d'informations.

Perspective pour 3-5 ans :

Transfert ciblé de médicaments ;

Thérapie génique;

Matériaux nanocomposites pour l'industrie automobile;

Matériaux nanocomposites légers et anticorrosifs ;

Nanotechnologie pour la production d'aliments, de cosmétiques et d'autres articles ménagers.

Perspective à long terme :

Application de la nanotechnologie dans les industries de l'énergie et des carburants ;

Nanotechnologie de protection de l'environnement;

L'utilisation des nanotechnologies pour la fabrication de prothèses et d'organes artificiels ;

L'utilisation de nanoparticules dans des capteurs intégrés à l'échelle nanométrique ;

Nanotechnologie dans la recherche spatiale;

Synthèse de nanomatériaux en milieu liquide non aqueux ;

L'utilisation de nanoparticules pour le nettoyage et la désinfection.

3. Partie pratique

3.1 Expérience de laboratoire n° 1

Obtention de nanoparticules d'argent.

10 ml d'eau distillée sont versés dans une fiole conique en ajoutant 1 ml d'une solution 0,1 M de nitrate d'argent et une goutte d'une solution à 1 % de tanin (il agit comme agent réducteur). La solution a été chauffée à ébullition et une solution de carbonate de sodium à 1 % a été ajoutée goutte à goutte sous agitation. Une solution colloïdale jaune orangé d'argent se forme.

Équation de la réaction : FeCl 3 + K 4 Fe (CN) 6 K 3 Fe (CN) 6 + KCl.

3.2 Expérience de laboratoire n° 2

Obtention de nanoparticules de bleu de Prusse.

On verse dans un ballon 10 ml d'eau distillée et on ajoute 3 ml de solution à 1% de sel sanguin jaune et 1 ml de solution à 5% de chlorure de fer (III). Le précipité bleu qui s'est formé est filtré. Une partie a été transférée dans un verre avec de l'eau distillée, 1 ml d'une solution à 0,5% d'acide oxalique y a été ajouté et la suspension a été agitée avec une tige de verre jusqu'à ce que le précipité soit complètement dissous. Un sol bleu vif contenant des nanoparticules de bleu de Prusse est formé.

3.3 Expérience de laboratoire n° 3

Mettons FMF dans le laboratoire.

Nous avons pris de l'huile (tournesol), ainsi que du toner pour une imprimante laser (substance sous forme de poudre). Mélanger les deux ingrédients jusqu'à consistance de crème sure.

Afin de maximiser l'effet, chauffez le mélange obtenu au bain-marie pendant environ une demi-heure, sans oublier de le remuer.

Tous les toners n'ont pas une forte magnétisation, mais seulement un toner à deux composants - contenant un développeur. Vous devez donc choisir la plus haute qualité.

3.4 Interaction d'un fluide magnétique avec un champ magnétique.

Le fluide magnétique interagit avec le champ magnétique de la manière suivante : si vous amenez l'aimant par le côté, le fluide grimpera le long du mur et pourra monter aussi haut que vous le souhaitez derrière l'aimant. En changeant la direction du mouvement du fluide magnétique, vous pouvez créer un motif sur la paroi du récipient. Le mouvement d'un fluide magnétique dans un champ magnétique peut également être observé sur une lame de verre. Le fluide magnétique versé dans la boîte de Pétri a gonflé sensiblement lorsque l'aimant a été relevé, mais ne s'est pas couvert d'épines. Nous n'avons pu reproduire qu'avec un fluide magnétique prêt à l'emploi MF-01 (fabricant - OOO NPO Santon). Pour cela, une fine couche de fluide magnétique a été versée dans une boîte de Pétri et un aimant y a été amené, puis plusieurs aimants. Le liquide change de forme et se couvre d'"épines" ressemblant à des épines de hérisson.

3.5 Effet Tyndall

Un peu de fluide magnétique a été ajouté à de l'eau distillée et la solution a été soigneusement mélangée. Un faisceau de lumière provenant d'un pointeur laser a été passé à travers un verre avec de l'eau distillée et à travers un verre avec la solution résultante. Le faisceau laser traverse l'eau sans laisser de trace et laisse un chemin lumineux dans la solution du fluide magnétique. La base de l'apparition du cône de Tyndall est la diffusion de la lumière par des particules colloïdales, dans ce cas, des particules de magnétite. Si la taille des particules est inférieure à la demi-longueur d'onde de la lumière incidente, alors une diffusion de la lumière par diffraction est observée. La lumière se courbe autour des particules et se diffuse sous forme d'ondes rayonnant dans toutes les directions. Dans les systèmes colloïdaux, la taille des particules de la phase dispersée est de 10-9 - 10-7 m, c'est-à-dire se situe dans la gamme des nanomètres aux fractions de micromètres. Cette région est plus grande qu'une petite molécule typique mais plus petite qu'un objet vu avec un microscope optique conventionnel.

3.6 Faire du papier "magnétique"

Ils ont pris des morceaux de papier filtre, les ont imprégnés d'un fluide magnétique et les ont séchés. Les nanoparticules de la phase magnétique, remplissant les pores du papier, lui ont conféré de faibles propriétés magnétiques - le papier est directement attiré par l'aimant. Nous avons réussi à utiliser un aimant pour tirer une figurine en papier "magnétique" du verre à travers le verre.

3.7 Etude du comportement du fluide magnétique dans l'éthanol

Une petite quantité du fluide magnétique obtenu a été ajoutée à de l'alcool éthylique. Bien mélanger. La vitesse de sédimentation des particules de magnétite a été surveillée. Les particules de magnétite se sont déposées en 2-3 minutes en dehors du champ magnétique. La magnétite, qui s'est déposée dans l'éthanol, se comporte de manière intéressante - elle se déplace de manière compacte sous la forme d'un caillot après l'aimant, ne laissant aucune trace sur la paroi du tube à essai. Laissé dans cette position, il le maintient longtemps hors du champ magnétique.

3.8 Expériences sur l'élimination des contaminants de l'huile de machine des surfaces d'eau

Un peu d'huile de machine a été versée dans l'eau, puis une petite quantité de fluide magnétique a été ajoutée. Après un mélange minutieux, le mélange a été laissé à décanter. Le fluide magnétique s'est dissous dans l'huile moteur. Sous l'influence d'un champ magnétique, un film d'huile de machine contenant un fluide magnétique dissous commence à se rétrécir en un aimant. La surface de l'eau s'éclaircit progressivement.

3.9 Comparaison des propriétés lubrifiantes de l'huile moteur et d'un mélange d'huile moteur et de fluide magnétique

Nous avons placé de l'huile moteur et un mélange d'huile moteur et de fluide magnétique dans des boîtes de Pétri. Placez un aimant permanent dans chaque tasse.

En inclinant les coupelles, les aimants ont été déplacés et la vitesse de leur déplacement a été observée. Dans une tasse de fluide magnétique, l'aimant se déplaçait un peu plus facilement et plus rapidement que dans une tasse d'huile de machine. Les nanoparticules individuelles ne contenant pas plus de 1000 atomes sont appelées amas. Les propriétés de telles particules diffèrent considérablement des propriétés d'un cristal, qui contient un grand nombre d'atomes. Cela est dû au rôle particulier de la surface, car les réactions avec la participation de solides ne se produisent pas dans le volume, mais à la surface.

4. Conclusion

Un fluide magnétique (fluide ferromagnétique, ferrofluide) est un système colloïdal stable constitué de particules ferromagnétiques nanométriques en suspension dans un fluide porteur, qui est généralement un solvant organique ou de l'eau. De par ses propriétés, un liquide ferromagnétique ressemble à un "métal liquide" - il réagit à un champ magnétique et est largement utilisé dans de nombreuses industries. Ainsi, après avoir étudié les propriétés d'un liquide ferromagnétique, nous avons réussi à obtenir des nano-objets dans un laboratoire scolaire.

5. Références

Brook E. T., Fertman V. E. "Hedgehog" dans un verre. Matériaux magnétiques : du solide au liquide. Minsk, École supérieure, 1983.

Shtansky D.V., Levashov E.A. Films minces nanostructurés à plusieurs composants : problèmes et solutions. Izv. Les universités. Métallurgie des non ferreux n° 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=en

6.Application

6. Photos d'expériences