Показывать химические эксперименты и рассказывать о мире органическое и неорганической химии ребенку можно во приготовления обеда. В книге Елены Качур «Увлекательная химия» представлены необычные и в то же время простые опыты с «домашними реагентами»: содой, лимонной кислотой, солью. Главными персонажами книги выступают Чевостик и дядя Кузя.
Кислоты
Сейчас мы проведём одну очень интересную химическую реакцию. Для неё нам понадобится сок лимона и немного пищевой соды. Она есть на кухне у любой хозяйки. Мы нальём в прозрачный стакан чистую воду. Добавим в неё щепотку соды. Хорошенько размешаем.
- Белый порошок соды растворился, в стакане снова прозрачная вода.
- Не вода, а раствор соды. Добавим к нему лимонный сок...
- Ой! Жидкость в стакане забурлила, со дна поднимаются прозрачные пузырьки какого-то газа.
Химия_2.png
Его формула CO2. С - сокращённое название элемента углерода. О - кислород.
- А «два» означает, что рядом с каждым атомом углерода есть целых два атома кислорода.
- Ай да Чевостик! Правильно!
- Дядя Кузя, а что это за элемент углерод?
- Ещё один твой хороший знакомый. Из этого элемента состоит уголь. Графит - тёмно-серая серединка простого карандаша. И самый твёрдый камень на Земле - алмаз. Но вернёмся к нашему газу. У него есть название - углекислый газ.
uvlekatelnaya_himiya_3d_800.jpg
Ой, да я же про него знаю! Мы вдыхаем кислород, а этот самый углекислый газ выдыхаем. Ты про это рассказывал, когда мы в путешествии узнавали, как устроен человек.
- Совершенно верно. А химические реакции, при которых выделяется этот газ, используют многие мамы и бабушки, когда готовят вкусные пирожки, блинчики и оладьи.
Химия_3.png
Углерод встречается в самых разных формах и видах. Немного углерода есть и в человеке!
- А зачем в этих вкусностях газ, да ещё углекислый?
- Он помогает хозяйкам сделать тесто пышным, воздушным. Они добавляют в него специальный порошок для печения или пищевую соду с чем-то кислым, и в тесте начинает идти реакция, похожая на ту, что мы только что наблюдали.
- Пузырьки газа остаются в тесте, и блинчики получаются кружевными! Какой полезный газ. Только у нас в стакане их почти не осталось.
- Химическая реакция закончилась. Вся сода и лимонная кислота прореагировали.
Химия_4.png
Дядя Кузя, а почему ты лимонный сок назвал кислотой? Потому что он кислый?
- Наоборот, это кислоты получили своё название из-за кислого вкуса. Кислоты - это название группы химических веществ. Некоторые кислоты мы буквально знаем на вкус: это щавелевая, яблочная, лимонная, молочная, уксусная кислоты. Всем известный и полезный витамин C - тоже кислота. Аскорбиновая.
- Теперь я буду знать, почему щавель и яблочки - кислые. Из-за кислот!
- Но большинство кислот никакого отношения к еде не имеют. И пробовать их нельзя ни в коем случае: многие кислоты очень жгучие, а некоторые ядовиты.
- А зачем химикам изучать такие вредные вещества?
- Кислоты вовсе не вредные, они приносят большую пользу. Например, серная кислота необходима для получения удобрений, без которых не вырастить хороший урожай. Без неё не сделать бумагу, краски, ткани, обувь, лекарства. У других кислот тоже много работы. У нас в желудке есть соляная кислота, её формула HCl. Эта кислота помогает нам переваривать пищу.
- Удивительные вещества эти кислоты. А какие ещё бывают группы веществ?
Об оксидах мы уже говорили. Кроме кислот и оксидов есть щёлочи. Они, как и кислоты, едкие, их нельзя пробовать и трогать, чтобы не обжечься.
- Но из них наверняка тоже получается что-то очень нужное.
- Например, моющие средства и мыло, которыми мы пользуемся каждый день. А теперь я хочу рассказать, как с помощью химии усмирить жгучую кислоту и едкую щёлочь. Для этого их нужно… смешать.
Химия_5.png
Да разве так они не станут в два раза опасней?
- Наоборот! Они превратятся в раствор соли. Дело в том, что в любой кислоте обязательно есть атом водорода. А в каждой щёлочи есть неразлучная пара: атом кислорода с атомом водорода. Если смешать кислоту и щёлочь, водород из кислоты соединится с кислородом-водородом из щёлочи. И получится знакомая нам компания - два атома водорода и один кислорода.
- Да это же H2О! Вода! И она совсем не жгучая!
Химия_6.png
Оставшиеся атомы кислоты и щёлочи тоже соединяются, и получается какая-нибудь соль. Соли -название ещё одной группы химических веществ.
- Я это запомню. Дядя Кузя, а теперь давай проделаем следующие химические реакции. Мне это занятие очень понравилось.
- Тогда предлагаю разобраться, где рядом с нами есть кислоты и щёлочи.
- А как мы это сделаем? Если кислоты нельзя брать в рот, а щёлочи лучше не трогать?
- Опасные кислоты и щёлочи у нас дома вряд ли водятся. А разобраться с теми, что имеются, нам поможет капуста. Правда, не обычная, а краснокочанная.
- Я её знаю, у неё листья красивого фиолетового цвета. Но как она поможет отличить кислоту от щёлочи, мне совершенно непонятно.
- Сейчас всё станет ясно. Для начала нам нужно выжать из капусты сок. Включаем соковыжималку... Готово!
- Получился сок тёмно-фиолето вого цвета.
- Теперь нальём в стакан воду, добавим к ней лимонный сок, а потом прильём немного сока краснокочанной капусты.
- Ах! Фиолетовый капустный сок перекрасился! Он стал красным!
- Продолжим наши исследования. В другом стакане разведём в воде немного мыла. Как ты думаешь, Чевостик, если добавить к мыльной воде капустный сок, какой цвет получится?
- Красный? Или фиолетовый?
Ваши дети изнывают от скуки, не зная, чем заняться? Хотите порадовать их чем-то необычным? А может быть, планируете детский день рождения, и думаете, чем занять гостей? У вас в руках есть неисчерпаемый ресурс познавательного времяпрепровождения! Этот ресурс – законы природы, демонстрируя действие которых вы можете не только занять время, но и выступить в роли учителя физики и химии для ваших детей.
Демонстрация опытов – хорошая возможность заинтересовать ребенка естественными науками. Для этого нужно лишь желание, элементарные познания в области физики, простейшие реактивы и оборудование (которые есть у вас на кухне).
Главные принципы домашнего физика
- Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?»
- Правило второе. Ребенок должен видеть, осязать, обонять запах, участвовать в изготовлении образцов, реактивов и оборудования, самостоятельно сделать еще раз то, что вы продемонстрировали ему! Это будет свидетельствовать о том, что физика и химия – реальность, окружающая нас, подвластная ему. Это будет говорить ему о том, что законы природы – в его руках! Он – творец, оказывающий влияние на окружающий мир!
- Правило третье. Ваше объяснение совершенного опыта должно быть простым, кратким и ясным. Оно должно восходить к конкретному физическому или химическому закону, демонстрировать его работу. Объяснение должно не усложнять понимание, а упрощать. Ключевым словом в этой части занятия должно быть «Потому что…».
- Правило четвертое. Предваряйте и сопровождайте опыт атмосферой таинственности, создайте интригу! Представьте демонстрацию в виде волшебного действа, чуда, удивительного открытия! Но после его завершения обязательно объясните, что волшебство и таинственность проясняются научными знаниями. Что за всеми этими чудесами стоят не феи и гномы, а законы природы.
- Правило пятое. Обратите внимание на безопасность при проведении демонстрации! Даже если вы работаете с обыкновенной водой, позаботьтесь, чтобы не разлить ее на паркет, не испортить мебель, или электроприборы.
Какие опыты можно провести в домашних условиях?
Выбирая тему, вовсе не обязательно ограничивать себя рамками школьных знаний: можно сделать опыт на любую тему, доступную пониманию и объяснению. Достаточно назвать общеизвестные предпосылки (возможно, о них уже говорили в школе), от которых вы будете отталкиваться в демонстрации опыта и последующем объяснении закона природы. Например, начать опыт можно вопросом: «Вы, конечно же, знаете, что все предметы падают вниз. Кстати, почему они падают вниз? Правильно, потому что существует закон земного тяготения! А вот давайте посмотрим, что будет…»Перед вами несколько примеров опытов, которые легко провести в домашних условиях.
1. Варим яйцо в бумажной кастрюле
Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно сделать, проткнув стенки колпачка у кромок) и закрепите держатель над пламенем свечи. Даже если пламя свечи будет облизывать бумагу, она не загорится! Таким образом, воду в этой бумажной кастрюле можно довести до кипения и даже сварить яйцо. Но пока вода не испарится, пламя не сможет навредить этому сосуду.
Объяснение этого опыта довольно простое: вода может быть нагрета только до температуры кипения (+100°С), после этого происходит превращение ее в пар. Вода поглощает избыток тепла от нагретой бумаги и не дает ей нагреться выше 100°С, т.е. не дает воспламениться.
2. Иголка в воде не тонет
Налейте в кастрюлю воды. Осторожно, при помощи пинцета, положите на поверхность воды лоскуток тонкой бумаги, а на бумагу положите стальную иголку. Необходимо условие – иголка должна быть сухой! Затем, также аккуратно, используя пинцет, удалите из под иглы бумагу. Делается это так: погрузите сначала краешки листа в воду, а затем и весь листок. Вы увидите, что игла останется плавать на поверхности воды!
Почему стальная игла не тонет в воде? Ведь все металлические предметы (за исключением тех, в которых есть воздух) тонут? Разгадка заключена в силе поверхностного натяжения. Именно им пользуются клопы-водомерки, скользящие по воде.
3. Вода не выливается из стакана
Еще один опыт, демонстрирующий работу атмосферного давления, известен всем. Для его исполнения не требуется особых приготовлений. Возьмите стакан, наполните его водой, накройте плотным листом бумаги. Крепко прижимая лист рукой, переверните стакан вверх дном. Аккуратно уберите руку, поддерживающую лист. Вода из стакана не будет проливаться, потому что лист прижмется к отверстию. Лист бумаги создаст границу между водой и воздухом. Внутри стакана создается низкое давление, которое прижимает лист и не дает воде разлиться.
4. Вода морская и пресная
А этот опыт демонстрирует плотность воды. Для его реализации возьмите две прозрачные емкости с водой (можно взять две литровые банки), в одну из которых добавьте три столовых ложки соли. Дайте соли раствориться. Затем возьмите два сырых куриных яйца и положите в каждую из банок. Вы увидите, что в соленой воде яйцо не тонет, а всплывает на поверхность. Почему это происходит? Все дело в том, что плотность соленой воды гораздо выше, чем пресной. Жидкости, имеющие большую плотность, легче удерживают тело на поверхности. Для иллюстрации можно рассказать о Мертвом море в Израиле: концентрация соли в его воде более 30%. Именно поэтому в Мертвом море невозможно утонуть!
5. Непослушный лёд
Еще один опыт, демонстрирующий плотность жидкостей, можно провести, используя лёд, воду и растительное масло. Возьмите прозрачную емкость (можно стакан), налейте в него воды до половины. Затем в воду поместите кубик льда. Вы увидите, что лед плавает на поверхности воды. Влейте в этот же стакан растительного масла, доведя объем жидкостей но полного наполнения сосуда. Оказывается, что лёд не будет всплывать сквозь масло, а «зависнет» между двумя жидкостями! Это доказывает, что лед имеет меньшую плотность, чем вода, но большую чем масло. По этой причине он всплывает в воде, но тонет в масле.
6. Течет ли вода вверх?
Опыт демонстрирует свойства воды, способной подниматься вверх по капиллярам корней растений. Возьмите салфетку, отрежьте от нее ленточку шириной 3 – 4 см. На этой полоске отметьте маркером деления, с расстоянием в один сантиметр.
Опустите один кончик ленты из салфетки в тарелку с водой, а второй конец закрепите на высоте 10 см от поверхности воды. Можно пронаблюдать, как вода поднимается по салфетке вверх (это очевидно, если смотреть на деления, нанесенные на ленту). На этом простом примере можно объяснить, что вода заполняет пустоты целлюлозы и поднимется вверх. Благодаря таким свойствам воды, растения через корни получают питание.
7. Облако в домашних условиях
Для того, чтобы объяснить ребенку процесс образования облаков, можно предложить его вниманию простой эксперимент. Возьмите стеклянную банку (2–3 литровую), наполните ее горячей водой на? часть от общего объема. На отверстие банки положите металлическую пластину (можно использовать противень из духовки). Сверху на пластину положите несколько кусочков льда.
Через несколько минут, когда крышка охладится, внутри банки будет образовываться пар: теплый воздух, поднимаясь вверх, будет встречаться с холодной поверхностью, и выделять в виде пара мельчайшие частички воды. Этот простой опыт показывает механизм образования облаков.
8. Вода в твердом состоянии
Продолжая опыты с водой, объясните, что она может находиться в трех состояниях: жидком, твердом и газообразном. Жидкое состояние воды – привычное для всех, его не нужно специально демонстрировать. Газообразное состояние можно показать в опыте «Облако в домашних условиях». Для того чтобы продемонстрировать третье состояние воды, и объяснить механизм образования льда, проделайте простые действия.
Налейте в небольшую емкость воды до самых краев, прикройте ее крышкой из картона. Поставьте емкость в морозильную камеру на несколько часов. Когда вода полностью замерзнет, вы обнаружите, что крышка уже не прикрывает плотно отверстие сосуда. Это свидетельствует о том, что при замерзании вода расширяется и «ищет место» куда бы ей «вылезти». Поскольку крышка – самое «слабое место» у емкости, вода приподнимает ее. Этот опыт не только демонстрирует третье состояние воды (лёд), но и показывает то, как она себя ведет при замерзании.
9. Что мы выдыхаем?
Этот опыт из области химии, он иллюстрирует тему о газах в природе. Для его исполнения возьмите пластиковую бутылку, наполните ее водой на одну треть. В эту воду всыпьте одну ложку пищевой соды и три ложки уксуса. Все это нужно делать быстро! Затем наденьте на горлышко бутылки воздушный шарик и крепко обхватите горлышко руками. Воздушный шарик будет надуваться! Углекислый газ, образующийся в результате химической реакции соединения воды, соды и уксуса, будет наполнять шарик!
Объясните ребенку, что это за газ, и как он образуется. Для ребенка будет интересно узнать, что этот же самый газ мы выдыхаем.
Все перечисленные опыты взяты из замечательной книги Я. Перельмана «Занимательная физика». Это довольно старая книга. Сегодня легко найти массу литературы, в которой можно почерпнуть идеи для проведения домашних опытов по физике и химии. Вот некоторые из источников:1. Книги из серии «Мастерилка»
- Забавные физические опыты. Репьев С.А. Издательство: Карапуз.
- Крутится-вертится. Мудрак Т.С. Издательство: Карапуз.
- Забавные химические опыты. Репьев С.А. Издательство: Карапуз.
3. Большая книга занимательных наук, Я. Перельман.
4. Научные развлечения с простыми вещами. Опыты и эксперименты для детей. Шапиро А.И.
5. Увлекательные опыты с магнитом. Булкагов В.Н.
Материнство.ру желает приятного развивающего досуга вам и вашим детям!
Фото - фотобанк Лори
Кто любил в школе лабораторные работы по химии? Интересно, ведь, было смешивать что-то с чем-то и получать новую субстанцию. Правда, не всегда получалось так, как было описано в учебнике, но по этому поводу никто не страдал, не так ли? Главное, чтобы что-то происходило, и мы это видели прямо перед собой.
Если в реальной жизни вы — не химик и не сталкиваетесь с куда более сложными опытами каждый день на работе, тогда эти эксперименты, которые можно провести в домашних условиях, вас точно позабавят, как минимум.
Лава-лампа
Для опыта нужно:
— Прозрачная бутылка или ваза
— Вода
— Подсолнечное масло
— Пищевой краситель
— Несколько шипучих таблеток «Супрастина»
Смешиваем воду с пищевым красителем, заливаем подсолнечное масло. Перемешивать не нужно, да у вас и не получится. Когда будет видна чёткая линия между водой и маслом, бросаем в ёмкость пару таблеток «Супрастина». Смотрим на потоки лавы.
Так как плотность масла ниже плотности воды, оно остаётся на поверхности, с шипучая таблетка создаёт пузыри, которые выносят воду к поверхности.
Зубная паста для слона
Для опыта нужно:
— Бутылка
— Небольшая чашка
— Вода
— Моющее средство для посуды или жидкое мыло
— Перекись водорода
— Быстродействующие пищевые дрожжи
— Пищевой краситель
Смешиваем в бутылке жидкое мыло, перекись водорода и пищевой краситель. В отдельной чашке разбавляем дрожжи водой и заливаем получившуюся смесь в бутылку. Смотрим на извержение.
Дрожжи выделяют кислород, который вступает в реакцию с водородом и выталкивается наружу. Из-за мыльной пены получается плотная масса, извергающаяся из бутылки.
Горячий лёд
Для опыта нужно:
— Ёмкость для нагревания
— Прозрачный стеклянный стакан
— Плита
— 200 г пищевой соды
— 200 мл уксусной кислоты или 150 мл её концентрата
— Кристализированная соль
Смешиваем в кастрюле уксусную кислоту и соду, ждём когда смесь перестанет шипеть. Включаем плиту и выпариваем лишнюю влагу, пока на поверхности не появится маслянистая плёнка. Получившийся раствор переливаем в чистую ёмкость и остужаем до комнатной температуры. После чего добавляем кристалик соды и смотрим, как вода «замерзает», а ёмкость становится горячей.
Нагретые и смешанные уксус и сода образуют ацетат натрия, который при плавлении становится водным раствором ацетата натрия. При добавлении в него соли он начинает кристализироваться и выделять тепло.
Радуга в молоке
Для опыта нужно:
— Молоко
— Тарелка
— Жидкий пищевой краситель нескольких цветов
— Ватная палочка
— Моющее средство
Наливаем молоко в тарелку, капаем красителями в нескольких местах. Смачиваем ватную палочку в моющем средстве, опускаем в тарелку с молоком. Смотрим радугу.
В жидкой части находится взвесь капелек жира, которые соприкасаясь с моющим средством расщепляются и устремляются от введённой палочки во все стороны. А правильный круг образуется из-за поверхностного натяжения.
Дым без огня
Для опыта нужно:
— Гидроперит
— Анальгин
— Ступка и пестик (можно заменить керамической чашкой и ложкой)
Эксперимент лучше делать в хорошо проветриваемом помещении.
Измельчаем таблетки гидроперита до порошка, то же самое делаем с анальгином. Смешиваем получившиеся порошки, немного ждём, смотрим, что получится.
Во время реакции образуются сероводород, вода и кислород. Это приводит к частичному гидролизу с отщеплением метиламина, который взаимодействует с сероводородом, взвесь его мелких кристалликов которого и напоминает дым.
Фараонова змея
Для опыта нужно:
— Глюконат кальция
— Сухое горючее
— Спички или зажигалка
Кладём на сухое горючее несколько таблеток глюконата кальция, поджигаем. Смотрим на змей.
Глюконат кальция разлагается при нагревании, что приводит к увеличению объёма смеси.
Неньютоновская жидкость
Для опыта нужно:
— Миска для смешивания
— 200 г кукурузного крахмала
— 400 мл воды
Постепенно добавляем воду в крахмал и размешиваем. Постарайтесь сделать так, чтобы смесь стала однородной. Теперь попробуйте скатать шарик из получившейся массы и удержать его.
Так называемая неньютоновская жидкость при быстром взаимодействии ведёт себя как твердое тело, а при медленном - как жидкость.
Зная химию со школы, она кажется нам скучной и непонятной. Но для ребенка она может стать действительно увлекательным занятием. Удивите своего малыша магией волшебной науки, проведя с ним несложные химические опыты.
Первый этап знакомства с химией – это щелочь и кислота. Для того, чтобы провести захватывающие опыты по химии для детей дома , в садоводческих магазинах можно приобрести индикаторы для определения кислотности и щелочи. Предложите малышу увлажнить индикатор в любой жидкости, будь это слюна, вода, чай, суп и т.д. И вы увидите, как индикатор будет менять цвет. Ребенку это очень понравиться, а у мамы появиться немного свободного времени пока ее кроха будет исследовать весь дом.
Природные индикаторы
Как известно овощи, фрукты, цветы сдержат вещества, которые меняют цвет в зависимости кислотной среды. Для примера можно взять любой материал (сухой, свежий, мороженный) приготовить из него отвар. И в этом отваре проводить опыты по содержанию кислотности и щелочи. Сам отвар имеет нейтральную среду. Для кислотной среды возьмем раствор уксуса (либо раствор лимонной кислоты), а для щелочной подойдет раствор соды пищевой. Все растворы необходимо приготавливать непосредственно перед опытом.
Возьмите пустые ячейки из-под яиц, заполните их раствором соды и уксуса рядами так, чтобы напротив ячейки со щелочью была ячейка с кислотой. Затем в каждую ячейку налейте приготовленный отвар и проследите за изменениями. Ребенку можно предложить, записывать результаты в таблицу, либо зарисовывать изменения цвета красками.
Эффектные опыты по определению щелочи и кислотности
В стакане либо в банке с водой растворить таблетку фенолфталеина («пурген»). Раствор получается прозрачный. Добавляем щелочь (раствор соды пищевой), раствор приобрел розово-малиновую окраску. Затем добавляем лимонную кислоту (уксус) – раствор стал опять бесцветным. Красотище! Такой опыт по химии для детей запоминается надолго.
И еще один интересный опыт. В основном все женщины готовят выпечку. Для приготовления теста используют соду и уксус. И дети как всегда рядом с мамой. Так вот, для опыта возьмите побольше соды, выложите на тарелку и влейте прямо из бутылки уксус. Будет происходить бурная реакция нейтрализация с настоящим кипением. Осторожно, наклоняться над тарелкой нельзя!
После того как у ребенка все эмоции стихли, его можно заинтересовать написанием секретных записок. Возьмите кисточку либо перо и обмакните в молоке. На белой бумаге напишите послание. Дайте высохнуть. Чтобы прочесть подержите над паром либо прогладьте утюгом. Можно вместо молока взять сок лимона и также написать на белой бумаге, но прочесть такую записку можно будет уже при помощи йодного раствора (несколько капель растворить в воде), которым нужно слегка смочить текст.
Реакцией на йод также можно определять наличие крахмала в картошке, маргарине, зеленых листьях. А наличие белка (например в бульоне или молоке) можно определить с помощью стиральной соды и медного купороса.
Не менее интересны опыт по выращиванию кристаллов из соли и опыт с водой и каплей чернил. Количество примеров по проведению опытов в домашних условия неограниченно. Удивите своего ребенка и, возможно, скучная и трудная наука станет для него любимым увлечением!