І, звичайно, найголовніше - це зацікавити дитину і донести їй, що хімія оточує нас всюди, тому процес її вивчення може бути дуже захоплюючим. Тут на допомогу прийдуть домашні хімічні досліди. Спостерігаючи такі експерименти, можна надалі шукати пояснення, чому відбувається так, а не інакше. А, коли на шкільних уроках юний дослідник зіткнеться з подібними поняттями, пояснення вчителя йому будуть більш зрозумілі, так як у нього вже буде свій власний досвід проведення домашніх хімічних експериментів і отримані знання.
Дуже важливо починати вивчення природничих наук з звичайних спостережень і прикладів з життя, які, як ви вважаєте, будуть найбільш вдалими для вашої дитини. Ось деякі з них. Вода - це хімічна речовина, що складається з двох елементів, а також газів, розчинених у ній. Людина теж містить воду. Відомо, що там, де немає води, немає і життя. Без їжі людина може прожити близько місяця, а без води - усього лише кілька діб.
Річковий пісок - це не що інше, як оксид кремнію, а також основна сировина для виробництва скла.
Людина сама того не підозрюючи здійснює хімічні реакції щосекунди. Повітря, яке ми вдихаємо, це суміш газів - хімічних речовин. У процесі видихання виділяється ще одне складне речовина - діоксид вуглецю. Можна сказати, що ми самі це хімічна лабораторія. Можна пояснити дитині, що миття рук милом це теж хімічний процес води з милом.
Дитині старшого чоловіка, яка, наприклад, вже почала вивчати хімію в школі, можна пояснити, що в організмі людини можна виявити практично всі елементи періодичної системи Д. І. Менделєєва. У живому організмі не тільки присутні всі хімічні елементи, але кожен з них виконує якусь біологічну функцію.
Хімія - це і ліки, без яких в даний час багато людей не можуть прожити і дня.
Рослини теж містять хімічну речовину хлорофіл, яка надає листочку зелений колір.
Приготування їжі - це складні хімічні процеси. Тут можна навести приклад того, як піднімається тісто при додаванні дріжджів.
Один з варіантів, як зацікавити дитину хімією - це взяти окремого видатного дослідника і прочитати історію його життя або подивитися навчальний фільм про нього (зараз доступні такі фільми про Д. І. Менделєєва, Парацельса, М.В. Ломоносова, Бутлерова).
Багато хто вважає, що справжня хімія це шкідливі речовини, експериментувати з ними небезпечно, тим більше в домашніх умовах. Є багато дуже цікавих дослідів, які ви зможете провести зі своєю дитиною, не нашкодивши здоров'ю. І ці домашні хімічні досліди будуть не менш захоплюючі та повчальні, ніж ті, які проходять з вибухами, їдкими запахами і клубами диму.
Деякі батьки побоюються також проводити вдома хімічні досліди через їх складність або відсутність необхідного обладнання та реактивів. Виявляється, що можна обійтися підручними засобами і тими речовинами, які є у кожної господині на кухні. Їх можна купити в найближчому побутовому магазині або аптеці. Пробірки для проведення домашніх хімічних дослідів можна замінити флакончиками від таблеток. Для зберігання реактивів можна користуватися скляними банками, наприклад, від дитячого харчування або майонезу.
Варто пам'ятати, що посуд з реактивами повинен мати етикетку з написом і бути щільно закритим. Іноді пробірки потрібно нагріти. Щоб не тримати її в руках при нагріванні і не обпектися, можна спорудити такий пристрій за допомогою прищіпки для білизни або шматка дроту.
Також необхідно виділити кілька сталевих і дерев'яних ложечок для перемішування.
Штатив для тримання пробірок можна зробити самим, просвердливши в бруску наскрізні отвори.
Для фільтрування отриманих речовин вам знадобитися паперовий фільтр. Зробити його дуже легко відповідно до наведеної тут схеми.
Для дітлахів, які ще не ходять до школи або навчаються в молодших класах, постановка домашніх хімічних дослідів з батьками буде своєрідною грою. Швидше за все, пояснити якісь окремі закони і реакції ще не вдасться такого юному досліднику. Однак, можливо, саме такий емпіричний спосіб відкриття навколишнього світу, природи, людини, рослини через досліди закладе фундамент для вивчення природничих наук у подальшому. Можна навіть влаштовувати своєрідні конкурси в сім'ї - у кого дослід вийде більш вдалим і потім демонструвати їх на сімейних святах.
Незалежно від віку дитини та її здатності читати і писати, раджу завести лабораторний журнал, в який можна записувати експерименти або замальовувати. Справжній хімік обов'язково записує план роботи, список реактивів, замальовує прилади і описує хід роботи.
Коли ви разом з дитиною тільки почнете вивчати цю науку про речовини і проводити домашні хімічні досліди, перше, що потрібно пам'ятати це безпека.
Для цього потрібно слідувати наступним правилам безпеки:
1. Настійно рекомендую, щоб всі домашні хімічні досліди проводилися тільки під наглядом дорослих.
2. Краще виділити окремий стіл для проведення хімічних дослідів в домашніх умовах. Якщо у вас вдома не знайдеться окремого столу, то досліди краще проводити на сталевому або залізному підносі або піддоні.
3. Необхідно обзавестися тонкими і товстими рукавичками (їх продають в аптеці або в господарському магазині).
4. Для проведення хімічних експериментів найкраще купити лабораторний халат, але також можна замість халата використовувати щільний фартух.
5. Лабораторний посуд не повинен надалі використовуватися для їжі.
6. У домашніх хімічних дослідах не повинно бути жорстокого ставлення з тваринами і порушення екологічної системи. Кислотні хімічні відходи потрібно нейтралізувати содою, а лужні - оцтовою кислотою.
7. Якщо хочеш перевірити запах газу, рідини або реактиву, ніколи не піднось посудину прямо до обличчя, а, утримуючи його на деякій відстані, направ, помахуючи рукою, повітря над посудиною у напрямку до себе і одночасно нюхай повітря.
8. Завжди використовуй в домашніх дослідах реактиви в невеликій кількості. Уникай залишати реактиви в посуді без відповідного напису (етикетки) на склянці, з якої повинно бути ясно, що знаходиться в склянці.
Починати вивчення хімії слід з простих хімічних експериментів в домашніх умовах, що дозволяють дитині освоїти основні поняття. Серія дослідів 1-3 дозволяють ознайомитися з основними агрегатними станами речовин і властивостями води. Для початку дитині-дошкільнику ви можете показати, як розчиняється у воді цукор і сіль, супроводжуючи це поясненням, що вода універсальний розчинник і є рідиною. Цукор або сіль - тверді речовини, що розчиняються в рідині.
Дослід № 1 «Тому що - без води і ні туди і ні сюди»
Вода - це рідка хімічна речовина, що складається з двох елементів, а також газів, розчинених у ній. Людина теж містить воду. Відомо, що там, де немає води, немає і життя. Без їжі людина може прожити близько місяця, а без води - усього лише кілька діб.
Реактиви та обладнання: 2 пробірки, сода, лимонна кислота, вода.
Експеримент: Взяти дві пробірки. Насипати в них у рівних кількостях соду і лимонну кислоту. Потім в одну з пробірок налити води, а в іншу ні. У пробірці, в якій вода була налита вода став виділятися вуглекислий газ. У пробірці без води - нічого не змінилося.
Обговорення: Даний експеримент пояснює той факт, що без води неможливі багато реакцій і процеси в живих організмах, а також вода прискорює багато хімічних реакцій. Школярам можна пояснити, що сталася обмінна реакція, в результаті якої виділився вуглекислий газ.
Дослід № 2 «Що розчинено у водопровідній воді»
Реактиви та обладнання: прозорий стакан, водопровідна вода.
Експеримент: Налити в прозорий стакан водопровідну воду і поставити її в тепле місце на годину. Через годину ви побачите на стінках склянки осіли бульбашки.
Обговорення: Бульбашки - це не що інше як гази, розчинені у воді. У холодній воді гази розчиняються краще. Як тільки вода стає теплою, гази перестають розчинятися і осідають на стінки. Подібний домашній хімічний дослід дозволяє також познайомити дитину з газоподібним стан речовини.
Дослід № 3 «Що розчинено в мінеральній воді або вода - універсальний розчинник»
Реактиви та обладнання: пробірка, мінеральна вода, свічка, лупа.
Експеримент: Налити в пробірку мінеральну воду і повільно випарювати її над полум'ям свічки (досвід можна робити на плиті в каструлі, але кристали будуть гірше видно). У міру випаровування води на стінках пробірки залишаться дрібні кристали, всі вони різної форми.
Обговорення: Кристали - це солі, розчинені в мінеральній воді. У них різна форма і розмір, так як кожен кристалик носить свою хімічну формулу. З дитиною, яка вже почала вивчати хімію в школі, можна почитати етикетку на мінеральній воді, де вказаний її склад і написати формули сполук, що містяться в мінеральній воді.
Дослід № 4 «Фільтрування води, змішаної з піском»
Реактиви та обладнання: 2 пробірки, воронка, паперовий фільтр, вода, річковий пісок.
Експеримент: Налити в пробірку воду і опустити туди трохи річкового піску, перемішати. Потім за схемою, описаною вище, зробити фільтр з паперу. Вставити суху чисту пробірку в штатив. Повільно виливати суміш піску з водою через лійку з паперовим фільтром. Річковий пісок залишиться на фільтрі, а в штативній пробірці ви отримаєте чисту воду.
Обговорення: Хімічний досвід дозволяє показати, що існують речовини, що не розчиняються у воді, наприклад, річковий пісок. Також дослід знайомить з одним із методом очищення сумішей речовин від домішок. Тут можна внести поняття чисті речовини і суміші, які даються в підручнику хімії за 8 клас. В даному випадку сумішшю є пісок з водою, чистою речовиною - фільтрат, річковий пісок - це осад.
Процес фільтрування (описується в 8 класі) застосовують тут для розділення суміші води з піском. Щоб урізноманітнити вивчення даного процесу, можна трохи заглибитися в історію очищення питної води.
Процеси фільтрування застосовувалися ще в 8-7 століттях до н.е. в державі Урарту (нині це території Вірменії) для очищення питної води. Її жителі здійснили споруду водопровідної системи із застосуванням фільтрів. В якості фільтрів використовували щільну тканину і деревне вугілля. Подібні системи з переплетених водостічних труб, глиняних каналів, забезпечені фільтрами були і на території стародавнього Нілу у стародавніх єгиптян, греків і римлян. Воду пропускали через такий фільтр кілька разів, в кінцевому підсумку необхідну кількість разів, зрештою домагаючись найкращого якості води.
Одним з найцікавіших дослідів є вирощування кристалів. Дослід дуже наочний і дає уявлення про багато хімічних і фізичних понять.
Дослід № 5 «Вирощуємо кристали цукру»
Реактиви та обладнання: дві склянки води; цукор - п'ять склянок; дерев'яні шпажки; тонкий папір; каструля; прозорі стаканчики; харчовий барвник (пропорції цукру і води можна зменшити).
Експеримент: Дослід слід починати з приготування цукрового сиропу. Беремо каструлю, виливаємо в неї 2 склянки води і 2,5 склянки цукру. Ставимо на середній вогонь і, помішуючи, розчиняємо весь цукор. У сироп, що утворився, висипаємо решту 2,5 склянки цукру і варимо до повного розчинення.
Тепер приготуємо зародки кристалів - палички. Невелику кількість цукру розсипаємо на папірці, потім вмочимо паличку в зроблений сироп, і обваляємо її в цукрі.
Беремо папірці і протикаємо шпажкою дірочку посередині таким чином, щоб папірець щільно прилягав до шпазі.
Потім розливаємо гарячий сироп по прозорим склянках (важливо, щоб стакани були прозорими - так процес дозрівання кристалів буде більш захоплюючий і наочний). Сироп повинен бути гарячим, інакше кристали не будуть рости.
Можна зробити кольорові цукрові кристали. Для цього в готовий гарячий сироп додають трохи харчового барвника і розмішують його.
Кристали будуть рости по-різному, деякі швидко, а деяким може знадобитися більше часу. По закінченні досвіду отримані льодяники дитина може з'їсти, якщо у неї немає алергії на солодке.
Якщо у вас немає дерев'яних шпажок, то дослід можна повести зі звичайними нитками.
Обговорення: Кристал - це твердий стан речовини. Він має певну форму і певну кількість граней внаслідок розташування своїх атомів. Кристалічними вважаються речовини, атоми яких розташовані регулярно, так що утворюють правильні тривимірні грати, що звуться кристалічними. Кристалам ряду хімічних елементів та їхніх сполук притаманні чудові механічні, електричні, магнітні та оптичні властивості. Наприклад, алмаз - природний кристал і найтвердіший і рідкісний мінерал. Завдяки своїй винятковій твердості алмаз відіграє величезну роль у техніці. Алмазними пилами розпилюють камені. Існує три способи утворення кристалів: кристалізація з розплаву, з розчину і з газової фази. Прикладом кристалізації з розплаву може служити утворення льоду з води (адже вода - це розплавлений лід). Приклад кристалізації з розчину в природі - випадання сотень мільйонів тонн солі з морської води. В даному випадку, при вирощуванні кристалів в домашніх умовах ми маємо справу з найбільш поширеним способам штучного вирощування - кристалізація з розчину. Кристали цукру ростуть з насиченого розчину при повільному випаровуванні розчинника - води або при повільному зниженні температури.
Наступний дослід дозволяє отримати в домашніх умовах один з найкорисніших для людини кристалічних продуктів - кристалічний йод. Перед проведенням досліду раджу подивитися разом з дитиною невеликий фільм «Життя чудових ідей. Розумний йод». Фільм дає уявлення про користь йоду і незвичайну історію його відкриття, яка надовго запам'ятається юному досліднику. А цікава вона тим, що першовідкривачем йоду була звичайна кішка.
Французький учений Бернар Куртуа в роки наполеонівських воєн зауважив, що в продуктах, одержуваних з попелу морських водоростей, які викидалися на берег Франції, знаходиться якась речовина, яке роз'їдає залізні і мідні посудини. Але ні сам Куртуа, ні його помічники не знали, як виділити цю речовину з попелу водоростей. Прискоренню відкриття допоміг випадок.
На своєму невеликому заводі з виробництва селітри у м. Діжоні Куртуа збирався провести кілька дослідів. На столі стояли посудини, в одній з яких була настоянка морських водоростей на спирту, а в іншому - суміш сірчаної кислоти з залізом. На плечах у вченого сиділа його улюблена кішка.
У двері постукали, і налякана кішка зістрибнула і втекла, хвостом змахнувши колби на столі. Судини розбилися, вміст змішалося, і раптово почалася бурхлива хімічна реакція. Коли невелика хмарка з парів і газів осіла, здивований вчений побачив на предметах і уламках якийсь кристалічний наліт. Куртуа почав його досліджувати. Кристали нікому до цього невідомої речовини отримали назву "йод".
Так був відкритий новий елемент, а домашня кішка Бернара Куртуа увійшла в історію.
Дослід № 6 «Отримання кристалів йоду»
Реактиви та обладнання: настоянка аптечного йоду, вода, стакан або циліндр, серветка.
Експеримент: Змішуємо воду з настойкою йоду в пропорції: 10 мл йоду і 10 мл води. І ставимо все в холодильник на 3:00. У процесі охолодження йод випаде в осад на дні склянки. Зливаємо рідину, виймаємо осад йоду і кладемо на серветку. Вичавлюємо серветками доти, поки йод не стане розсипатися.
Обговорення: Даний хімічний експеримент називається екстрагуванням або витяганням одного компонента з іншого. В даному випадку вода екстрагує йод з розчину спиртівки. Таким чином, юний дослідник повторить досвід кота Куртуа без диму і биття посуду.
Про користь йоду для дезінфекції ран ваша дитина вже дізнається з фільму. Таким чином, ви покажете, що між хімією і медициною є нерозривний зв'язок. Однак, виявляється, що йод можна застосовувати як індикатор або аналізатор змісту іншої корисної речовини - крохмалю. Наступний дослід познайомить юного експериментатора з окремою дуже корисною хімією - аналітичною.
Дослід № 7 «Йод - індикатор вмісту крохмалю»
Реактиви та обладнання: свіжа картопля, шматочки банана, яблука, хліб, стакан з розведеним крохмалем, склянка з розведеним йодом, піпетка.
Експеримент: Розрізаємо картоплю на дві частини і капаємо на неї розведений йод - картопля синіє. Потім капаємо кілька крапель йоду в стакан з розведеним крохмалем. Рідина теж синіє.
Капаємо за допомогою піпетки розчинений у воді йод на яблуко, банан, хліб, по черзі.
Спостерігаємо:
Яблуко - НЕ посиніло взагалі. Банан - злегка посинів. Хліб - посинів дуже сильно. Ця частина досліду показує наявність крохмалю в різних продуктах.
Обговорення: Крохмаль, вступаючи в реакцію з йодом, дає синє забарвлення. Ця властивість дає нам можливість виявити наявність крохмалю в різних продуктах. Таким чином, йод є індикатором або аналізатором вмісту крохмалю.
Як відомо, крохмаль може перетворюватися в цукор, якщо взяти неспіле яблуко і капнути йоду, то воно посиніє, оскільки яблуко ще не дозріло. Як тільки яблуко дозріє весь крохмаль, що в ньому міститься, перейде в цукор і яблуко при обробці йодом НЕ синіє взагалі.
Наступний досвід буде корисний дітям, які вже почали вивчення хімії в школі. Воно знайомить з такими поняттями, як хімічна реакція, реакція сполуки і якісна реакція.
Дослід № 8 «Фарбування полум'я або реакція сполуки»
Реактиви та обладнання: пінцет, кухонна сіль, спиртівка.
Експеримент: Візьмемо пінцетом кілька кристаликів великої кухонної солі. Потримаємо їх над полум'ям пальника. Полум'я забарвиться в жовтий колір.
Обговорення: Даний експеримент дозволяє провести хімічну реакцію горіння, яка є прикладом реакції з'єднання. Завдяки наявності натрію у складі кухонної солі, при горінні відбувається її реакція з киснем. У результаті утворюється нова речовина - оксид натрію. Поява жовтого полум'я свідчить про те, що реакція пройшла. Подібні реакції є якісними реакціями на сполуки, що містять натрій, тобто по ній можна визначити міститься натрій в речовині чи ні.
4Na + O2 = 2Na2O
Автор: Плетньова Марія, кандидат хімічних наук
