Научные проекты по уборке Пенни - популярный выбор на научных ярмарках в начальной школе - и не зря. Химия, лежащая в основе эксперимента, проста, но интересна, и этот проект легко выполнить детям всех возрастов. Молодой ученый пытается выяснить, какой из нескольких растворов лучше всего очистит монеты, удалив оксид меди, который придает поверхности тусклый и потускневший вид.
Настройка проекта
Для начала экспериментатор и наблюдающий за ним взрослый должны спланировать, к каким решениям у них есть доступ и которые они могут использовать для проверки своих способностей по уборке монет. Им понадобится один потускневший, грязный на вид пенни за каждое выбранное решение плюс еще один в качестве контрольного (это означает, что с этой последней копейкой ничего не будет сделано). Ищите монеты, выпущенные до 1982 года и примерно в то же время; таким образом они будут более потускневшими, а состав монет будет одинаковым.
Предложения по чистящим средствам
Как только у начинающего ученого появится куча монет, он или она должны выбрать и собрать свою подборку чистящих растворов. Большинство из них не являются веществами, которые обычно используются для очистки, поэтому гадать, как они повлияют на монеты, становится веселее.
Некоторые распространенные предложения включают:
- Обычная вода
- Мыльная вода
- Лимонный сок
- Уксус
- Уксус с солью
- Кетчуп
- Острый соус
- Кока-Кола
- Пищевая сода и вода
- Яблочный, виноградный или апельсиновый сок
- Молоко
Формирование гипотезы
Гипотеза - это предсказание того, что произойдет в эксперименте, основанное на знаниях, которыми уже обладает экспериментатор. В этом случае поговорите с молодым ученым о том, какие решения, по его мнению, лучше всего помогут очистить гроши. Они также могут подумать, что поможет быстрее очистить деньги. Дети часто думают, что лучше всего подойдет мыльная вода, поскольку ее обычно используют для чистки, но дети, которые понимают, что такое кислоты или немного разбираются в химии, могут иметь лучшее представление о том, что будет работать.
Проведение эксперимента
Этот эксперимент можно провести с вещами, которые обычно можно найти в доме, так что это отличный выбор даже для быстрого проекта в дождливый день. Один из вариантов - включить использование pH-бумаги (которая измеряет, насколько щелочным или кислотным является что-либо, когда бумагу погружают в вещество), чтобы помочь ребенку лучше понять, почему некоторые растворы могут работать лучше, чем другие. Эксперимент можно провести с таким же удовольствием и обучением, не используя этот инструмент.
Припасы
Как только появится рабочая гипотеза, можно начинать эксперимент. Вот что понадобится молодому ученому для начала:
- Как минимум два решения из списка выше
- По одному пенни за каждое решение плюс еще один пенни
- Одна маленькая тарелка или чашка для каждого раствора (пластиковые или бумажные стаканчики с отрезанной верхушкой в пару дюймов подойдут, если нет запасных стаканов)
- Малярная лента (по желанию)
- Маркер
- Пинцет
- pH-документы (дополнительно)
- Бумажные полотенца
- Камера (дополнительно)
Направления
Чтобы провести этот простой эксперимент, сделайте следующее:
- Используя ленту и маркер, пометьте каждую тарелку или чашку названием раствора, который в нее будет помещен.
- Налейте достаточно каждого раствора в соответствующую тарелку, чтобы покрыть монеты (это не займет много времени).
- (Необязательно) Окуните по одному кусочку 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 одной монете в каждую жидкость и убедитесь, что она полностью погружена.
- Дайте постоять около 10 минут.
- Вынимайте монеты по одной и, следя за тем, какая монета какая, промойте каждую.
- Дайте монетам высохнуть на кусочках бумажного полотенца.
- Запишите свои результаты; фотографии полезны.
Обсуждение результатов
Как только будут получены результаты, поговорите с ребенком о том, какие монеты выглядят наиболее чистыми и видят ли они какие-либо закономерности относительно того, какие решения, по-видимому, сработали лучше всего. Это одна из причин, по которой документы по pH могут быть полезным инструментом.
Понимание потускнения
Слово «тускнеть» 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, нужно использовать кислоту, ослабляющую связи между атомами меди и кислорода. Добавление соли к любой из кислот (лимонному соку, уксусу и т. д.) делает кислотную очистку более эффективной за счет создания свободных атомов водорода в растворе, что увеличивает силу кислоты.
Результаты
Если этот эксперимент используется для научной ярмарки или презентации в классе, молодой учёный имеет возможность либо сфотографировать каждую монету с этикеткой, для которой использовался раствор, либо даже принести монеты внутрь. ребенок может решить выбрать выигрышное решение или даже расположить монеты в порядке улучшения. Ребенок должен быть готов обсудить, почему, по его мнению, одни решения более эффективны, чем другие.
