აქტივობა 1. მეტალების და მათი მარილების წვისას ალის შეფერილობა

(გამოყენებული მასალის მისამართი  http://www.sciencecompany.com/sci-exper/flamecolors.htm)

შესწავლის საგანი/მიზნები

მოსწავლემ უნდა ისწავლოს:

  • დაკვირვება, მონაცემების აღრიცხვა;
  • დაკვირვების შედეგების გაანალიზება და ახსნა;
  • მეტალების თვისებითი რეაქციები, კერძოდ, ალის შეფერილობის მიხედვით ნივთიერების შემადგენლობაში ამა თუ იმ მეტალის არსებობის გამოვლენა.

 

რესურსები

  • სპილენძის ქლორიდი CuCl2;
  • ლითიუმის ქლორიდი LiCl;
  • სტრონციუმის ქლორიდი SrCl2;
  • სპილენძის სულფატი CuSO4;
  • ბორაქსი (ნატრიუმის ბორატი) Na2B4O7·10H2O;
  • კალციუმის ქლორიდი CaCL2;
  • კალიუმის ქლორიდი KCl;
  • ნატრიუმის ქლორიდი NaCl;
  • ნატრიუმის კარბონატი Na2CO3;
  • ფიჭვის გირჩა;
  • კვარი;
  • ცვილი.

 

აღჭურვილობა/ჭურჭელი

  • პლასტმასის ჭურჭელი, 5 ლ;
  • ნამცხვრის საცხობი ქაღალდის ფორმა.

 

მასწავლებლის სავარაუდო აქტივობები:

მასწავლებელი:

  • მოსწავლეებს ყოფს ჯგუფებად, თითოეულ ჯგუფს ურიგებს სინჯარების სადგამს სინჯარებით, ქიმიურ კოვზს და ქიმრეაქტივების ნაკრებს;
  • მოსწავლეებს სთავაზობს აქტივობას ”ალის გაფერადება” და აძლევს სათანადო ინსტრუქციას:
    • იმისათვის. რომ ცეცხლის ალი სახალისო და ფერადი გახდეს, შეიძლება კოცონის ან ბუხარში ცეცხლის დასანთებად გამოსაყენებელი ფიჭვის მშრალი გირჩა, ფიჭვის კვარი ან დახვეული გაზეთი წინასწარ გაიჟღინთოს სხვადასხვა ქიმიური ნაერთის ხსნარით (იხ. ქვემოთ იმ ქიმრეაქტივების ჩამონათვალი, რომლებიც წვისას ალს სხვადასხვა შეფერილობას აძლევენ.) ამ ექსპერიმენტის ჩატარება შეიძლება როგორც ჯგუფურად, ისე - ინდივიდუალურად; 
ქიმიური რეაქცია
 
 
  • წინასწარ ამზადებს სათანადო ხსნარებს. ამისთვის: 454 გ რეაქტივი უნდა გაიხსნას 1 ლ წყალში პლასტმასის ჭურჭელში, მაგ., ვედროში. სასურველია, ჭურჭლის მოცულობა იყოს 5 ლ. ერთი დღე საკმარისია იმისათვის, რომ გირჩა ან კვარი გაიჟღინთოს რეაქტივით. ამის შემდეგ საჭიროა რეაქტივით გაჟღენთილი გირჩის, კვარის ამოღება რეაქტივიანი ჭურჭლიდან, დახანება, რომ რეაქტივი ჩამოწდეს და შემდეგ საწვავი მასალის გაზეთზე მოთავსება გასაშრობად. ამ გაზეთის დაწვაც შეიძლება მისი დახვევის და “მორის” ფორმის მიცემის შემდეგ. არ შეიძლება მეტალის ჭურჭლის გამოყენება, რადგან ზოგიერთი რეაქტივი შეიძლება რეაქციაში შევიდეს მეტალთან და ჭურჭელი დააზიანოს. აუცილებელია რეზინის ხელთათმანების და დამცავი სათვალის გამოყენება უსაფრთხოების დაცვის მიზნით. ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს შენობის გარეთ ან შენობაში შესაბამის ადგილას, მაგ., ამწოვ კარადაში. გასათვალისწინებელია, რომ ზოგიერთმა რეაქტივმა შეიძლება დასვაროს სამუშაო მაგიდის ზედაპირი;
  • დავალების მიცემისას ითვალისწინებს, რომ უპრიანია მოსწავლეთა ერთმა ჯგუფმა ერთი სახის რეაქტივთან იმუშაოს ალის მკვეთრი შეფერილობის მიღებამდე. ალის არამკვეთრი, მქრქალი შეფერილობა შეიძლება იყოს საწვავი მასალის სხვადასხვა ხსნარით გაჟღენთის შედეგი;
  • მოსწავლეების ყურადღებას ამახვილებს იმაზე, რომ დამუშავებული ანუ ქიმრეაქტივით გაჟღენთილი მასალა უნდა დაიწვას ისეთ ადგილას, რომელიც კარგად ნიავდება, თანაც, მას შემდეგ, რაც საწვავი დანახშირდება და ცეცხლის ალი მინელდება. ამ შემთხვევაში დამუშავებული მასალის წვისას კარგად ჩანს ალის შეფერილობა;
  • სთავაზობს მოსწავლეებს ალის “შეფერვის” სხვა გზას: რეაქტივის შემცველი ცვილის “ნამცხვრის/კვერის” დამზადება. თავიდან საჭიროა პარაფინის/ცვილის გალღობა წყლის აბაზანაზე. არ შეიძლება მისი გალღობა ღია ცეცხლზე, რადგან შესაძლოა აალდეს. ამის შემდეგ პარაფინს/ცვილს უნდა შეერიოს ერთი ან ორი სადილის კოვზი შესაბამისი მშრალი რეაქტივი. ნარევი უნდა გაცივდეს, მაგრამ ჯერ კიდევ თხევად მდგომარეობაში უნდა მოთავსდეს ნამცხვრის საცხობ ქაღალდის ფორმაში. ამის შემდეგ შესაძლებელია მისი მოთავსება ცეცხლზე იმგვარადვე, როგორც ზემოთ აღწერილ შემთხვევაში გამოიყენებოდა ფიჭვის გირჩა ან კვარი;
  • სთავაზობს მოსწავლეებს დამატებით ინსტრუქციას:
    • ფიჭვის გირჩის წვის გასახანგრძლივებლად ან ფერადი ალის მისაღებად შეიძლება პარაფინის გალღობა წყლის აბაზანაზე, ფიჭვის გირჩის ჩაძირვა პარაფინში და შემდეგ ქვემოთ ჩამოთვლილი რეაქტივებიდან ერთ-ერთის მოსხურება მანამ, სანამ პარაფინი მთლიანად გაჟღინთავს გირჩას. შესაძლებელია მშრალი ფიჭვის გირჩის დაფარვა თეთრი წებოთი და შემდეგ ერთ-ერთი რეაქტივის მოსხურება/მოფრქვევა საწვავის მისაღებად, რომელიც იწვის მკვეთრი ფერადი ალით.

 ცხრილი ქიმიურ რეაქტივებზე

მოსალოდნელი შედეგები

მოსწავლეები:

  • აღწერენ მათ მიერ შენიშნულ ცვლილებებს (ალის შეფერილობის ცვლილება მასში ამა თუ იმ ხსნარში დასველებული ფიჭვის გირჩის/კვარის წვისას);
  • შეაჯამებენ მიღებულ ინფორმაციას და დაადგენენ, რომ სხვადასხვა მეტალის და მისი შესაბამისი მარილის წვისას ალი იღებს ამ მეტალისთვის დამახასიათებელ შეფერილობას და ეს ფაქტი გამოიყენება მინერალებში ამა თუ იმ მეტალის შემცველობის გამოსავლენად.

 

რეკომენდაციები

  • შესაძლოა, მოსწავლეთა ნაწილი ადრეც ამჩნევდა ზემოთ აღწერილ ცვლილებებს (ალის შეფერილობის ცვლილებას სხვადასხვა მინერალის წვისას), მაგრამ ნაკლებ სავარაუდოა, რომ ეს ცვლილებები დაეკავშირებინა მინერალებში სხვადასხვა მეტალის შემცველობასთან.

 

უსაფრთხოება

  • ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს შენობის გარეთ ან შენობაში შესაბამის ადგილას, მაგ., ამწოვ კარადაში; არ არის რეკომენდებული პერმანგანატების, ნიტრატებისა და ქლორატების გამოყენება, რადგან მათი წვისას წარმოიქმნება მავნე პროდუქტები;
  • აუცილებელია რეზინის ხელთათმანების, წინსაფრების/ხალათების და დამცავი სათვალის გამოყენება;
  • არ შეიძლება მეტალის ჭურჭლის გამოყენება, რადგან ზოგიერთი რეაქტივი შეიძლება რეაქციაში შევიდეს მეტალთან და ჭურჭელი დააზიანოს;
  • დამუშავებული ანუ ქიმრეაქტივით გაჟღენთილი მასალა (გირჩა/კვარი/გაზეთი უნდა დაიწვას ისეთ ადგილას, რომელიც კარგად ნიავდება;
  • გასათვალისწინებელია, რომ ზოგიერთმა რეაქტივმა შეიძლება დასვაროს სამუშაო მაგიდის ზედაპირი.