Научные проекты по уборке за пенни — популярный выбор на научных ярмарках в начальной школе — и не зря. Химия, лежащая в основе эксперимента, проста, но интересна, и проект легко сделать для детей любого возраста. Молодой ученый пытается выяснить, какой из нескольких растворов лучше всего очистит пенни, удалив оксид меди, который придает поверхности тусклый и потускневший вид.
Настройка проекта
Для начала экспериментатор и взрослый, наблюдающий за происходящим, должны спланировать, к каким решениям они имеют доступ и могут использовать для проверки своих способностей к чистке пенсов. Им понадобится один потускневший, грязно выглядящий пенни для каждого выбранного решения плюс один дополнительный в качестве контроля (что означает, что с этим последним пенни ничего не будет сделано). Ищите пенни, сделанные до 1982 года и примерно в то же время; таким образом они будут более потускневшими, а пенни будут иметь похожий состав .
Предложения по чистящим растворам
Как только начинающий ученый накопит стопку пенни, он или она должны выбрать и собрать свой набор чистящих растворов. Большинство из них не являются веществами, которые обычно используются для чистки, поэтому гадать, как они повлияют на пенни, становится веселее.
Вот некоторые общие предложения:
- Чистая вода
- Мыльная вода
- Лимонный сок
- Уксус
- Уксус с солью
- Кетчуп
- Острый соус
- Кокс
- Пищевая сода и вода
- Яблочный, виноградный или апельсиновый сок
- Молоко
Формирование гипотезы
Гипотеза — это предсказание того, что произойдет в эксперименте, основанное на знании, которое экспериментатор уже имеет. В этом случае поговорите с молодым ученым о том, какие решения, по его мнению, лучше всего помогут очистить копейки. Они также могут подумать, какой из них может убрать пенни быстрее всего. Дети часто думают, что мыльная вода подойдет лучше всего, поскольку она обычно используется для очистки, но дети, которые понимают, что такое кислоты, или немного разбираются в химии, могут лучше понять, что подойдет.
Проведение эксперимента
Этот эксперимент можно провести с вещами, которые обычно можно найти в доме, так что это отличный выбор даже для быстрого проекта на черный день. Один из вариантов — использовать pH-бумагу (которая измеряет, насколько что-то щелочное или кислое, когда бумага окунается в вещество), чтобы помочь ребенку лучше понять, почему одни из растворов могут работать лучше, чем другие. Эксперимент можно провести с таким же удовольствием и обучением, не используя этот инструмент.
Запасы
Как только появится рабочая гипотеза, можно начинать сам эксперимент. Вот что понадобится молодому ученому для начала:
- Как минимум два решения из приведенного выше списка
- Один пенни за каждое решение плюс один дополнительный
- Одна небольшая тарелка или чашка для каждого раствора (пластиковые или бумажные стаканчики с несколькими сантиметрами от верхнего края подойдут, если нет лишних стаканов)
- Малярная лента (по желанию)
- Маркер
- Пинцет
- Бумаги pH (необязательно)
- Бумажные полотенца
- Камера (необязательно)
Направления
Чтобы провести этот простой эксперимент, сделайте следующее:
- Используя скотч и маркер, пометьте каждую посуду или чашку названием раствора, который будет в нее попадать.
- Вылейте столько раствора в соответствующую тарелку, чтобы покрыть пенни (это не займет много времени).
- (Необязательно) Окуните по одному листу pH-бумаги в каждый раствор (он становится более синим для основных жидкостей и более красным для кислых), дайте ему высохнуть и отметьте, в какую жидкость он был погружен.
- Положите по пенни в каждую из жидкостей и убедитесь, что она полностью погружена.
- Оставьте на 10 минут.
- Вынимайте пенни по одному и, отслеживая, какой пенни какой, промойте каждый.
- Дайте монетам высохнуть на бумажном полотенце.
- Запишите свои результаты; фотографии полезны.
Обсуждение результатов
Как только результаты будут получены, поговорите с ребенком о том, какие пенни выглядят наиболее чистыми и могут ли они увидеть какие-либо закономерности в отношении того, какие решения кажутся наиболее эффективными. Это одна из причин, по которой индикаторы pH могут быть полезным инструментом.
Понимание тусклости
Слово «потускнение» относится к тусклому или серо-зеленому цвету некоторых старых монет. Это не просто грязь, это результат взаимодействия меди в монетах с кислородом в атмосфере. Когда кислород и медь на внешней стороне монет взаимодействуют, образуется вещество, называемое оксидом меди. Чтобы удалить этот налет, необходимо использовать кислоту, которая ослабит связи между атомами меди и кислорода. Добавление соли к любой из кислот (лимонный сок, уксус и т. Д.) Делает эту кислотную очистку более эффективной, создавая в растворе свободные атомы водорода, что увеличивает силу кислоты.
Результаты
Если этот эксперимент используется для Проекты начальной научной ярмарки для детей или презентации в классе, молодой ученый имеет возможность либо сфотографировать каждую пенни с этикеткой, для которой был использован раствор, либо даже принести сами монеты. Ребенок может решить выбрать выигрышное решение или даже расположить пенни в порядке наибольшего улучшения. Ребенок должен быть готов обсудить, почему, по его мнению, одни решения были более эффективными, чем другие.