აქტივობა 2. ალის შეფერილობის კვლევა მეტალთა მარილების გამოყენებისას

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

შესაძლებელია ალის შეფერილობის მრავალფეროვნების სპექტრის შექმნა ცეცხლზე სხვადასხვა მეტალის მარილების მცირე რაოდენობის დაწვით. ლაბორატორიაში გამოიყენება ბუნზენის სანთურა ან სპირტქურა.

 

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;
  • ლითიუმის ქლორიდი;
  • სტრონციუმის ქლორიდი;
  • სპილენძის სულფატი;
  • ბორაქსი (ნატრიუმის ბორატი);
  • კალციუმის ქლორიდი;
  • კალიუმის ქლორიდი;
  • ნატრიუმის ქლორიდი;
  • ნატრიუმის კარბონატი;
  • მაგნიუმის ლენტი;
  • რკინის ნაქლიბი.

 

აღჭურვილობა/ჭურჭელი

  • სინჯარების სადგამი;
  • სინჯარები;
  • იმიურ კოვზი.

 

 

მასწავლებლის სავარაუდო აქტივობები:

მასწავლებელი:

  • მოსწავლეებს ყოფს ჯგუფებად, თითოეულ ჯგუფს ურიგებს სინჯარების სადგამს სინჯარებით, ქიმიურ კოვზს და ქიმრეაქტივების ნაკრებს. მოსწავლეებს სთავაზობს აქტივობას “ალის შეფერილობის კვლევა მეტალთა მარილების გამოყენებისას”. დავალების შესრულება შესაძლებელია ინდივიდუალურადაც;

 

პროცედურა

  • უხსნის მოსწავლეებს, რომ ზოგიერთი მეტალი იწვის სპეციფიკური, მისთვის დამახასიათებელი შეფერილობის ალით;
  • სთავაზობს მოსწავლეებს გამოსაყენებელი რეაქტივების ნაკრებს: ქვემოთ შემოთავაზებულია ალის საკვლევი ნაკრები, რომელიც შეიცავს სხვადასხვა რეაქტივებს და მათი გამოყენებით შესაძლებელია ხუთი სხვადასხვა მეტალის და მათი მარილების წვის მახასიათებლების შესწავლა;
  • ურიგებს მოსწავლეებს სათანადო ინსტრუქციას: ალის შეფერილობის ტესტირების ჩასატარებლად ქიმრეაქტივების (იხ. ცხრილი ქვემოთ) ფხვნილების ნიმუშები თავსდება პლატინის ან ნიქრომის (ნიკელისა და ქრომის შენადნობი) მავთულის მარყუჟზე და ჩაიკიდება ბუნზენის სანთურის ან სპირტქურის ალში. მნიშვნელოვანია, წინასწარ, მავთულის მარყუჟის გასუფთავების მიზნით, მისი დამუშავება ალით. შედეგად არავითარი დამაბინძურებელი ფაქტორი არ შეცვლის გამოსაკვლევი ნიმუშის მიერ წარმოქმნილი ალის შეფერილობას. მოსწავლეები უნდა დააკვირდნენ ალის შეფერილობის ცვლილებას მასში სხვადასხვა მარილის წვის დროს;
  • მოსწავლეებთან ერთად აჯამებს აქტივობის შედეგებს და სვამს კითხვას:
    • რა ხდება მეტალების ან მათი მარილების წვის დროს?
    • ამ კითხვას მოსწავლეებმა, შესაძლოა, ვერ უპასუხონ. მაშინ მასწავლებელი სვამს კითხვებს:
    • რისგან შედგება ატომი?;
    • როგორ არის განლაგებული ელექტრონები ბირთვის ირგვლივ?
    • როგორ პასუხობენ ელექტრონები გარედან ენერგიის მოწოდებას?
    • ამის შემდეგსვამს შესაბამის კითხვებს და რომელიმე მეტალის მაგალითზე ახსენებს ატომის ირგვლივ ელექტრონების განლაგებას. მსჯელობის საფუძველზე მოსწავლეებს გამოაქვთ დასკვნა: მეტალების ან მათი მარილების წვის დროს დახარჯულ სითბურ ენერგიას მეტალის ატომების ელექტრონები უფრო მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე გადაჰყავს. ეს ელექტრონები დიდხანს ვერ რჩებიან ამგვარ აგზნებულ მდგომარეობაში და უფრო სტაბილურ, მდგრად მდგომარეობაში გადასასვლელად გამოასხივებენ ენერგიას სინათლის სახით. სწორედ ეს სინათლე ჩანს, როდესაც მეტალის ატომები იწვის ცეცხლის ალში;
  • აჯამებს და განაზოგადებს მსჯელობის შედეგებს: ყოველი მეტალი წვისას ალს მხოლოდ მისთვის დამახასიათებელ შეფერილობას აძლევს. მეტალთა ეს თვისება გამოიყენება მინერალების იდენტიფიცირების, ქიმიური ანალიზის მიზნით.
ცხრილი ალის შეფერილობაზე
 
 

მოსალოდნელი შედეგები

მოსწავლეები:

  • აღწერენ მათ მიერ შენიშნულ ცვლილებებს (ალის შეფერილობის ცვლილება მასში ამა თუ იმ მარილის 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

  • არ არის რეკომენდებული პერმანგანატების, ნიტრატებისა და ქლორატების გამოყენება, რადგან მათი წვისას წარმოიქმნება მავნე პროდუქტები;
  • აუცილებელია რეზინის ხელთათმანების, წინსაფრების/ხალათების და დამცავი სათვალის გამოყენება;
  • ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს შენობის გარეთ ან შენობაში შესაბამის ადგილას, მაგ., ამწოვ კარადაში.;
  • გასათვალისწინებელია, რომ ზოგიერთმა რეაქტივმა შეიძლება დასვაროს სამუშაო მაგიდის ზედაპირი.