تعد مشاريع علوم تنظيف Penny خيارًا شائعًا في المعارض العلمية بالمدارس الابتدائية - ولسبب وجيه. الكيمياء وراء التجربة بسيطة ولكنها مثيرة للاهتمام، والمشروع سهل التنفيذ على الأطفال من جميع الأعمار. يحاول العالم الشاب معرفة أي الحلول العديدة سوف ينظف العملات المعدنية بشكل أفضل، والتخلص من أكسيد النحاس الذي يعطي السطح مظهرًا باهتًا ومشوهًا.
إعداد المشروع
للبدء، يجب على القائم بالتجربة والبالغ المشرف التخطيط للحلول التي يمكنهم الوصول إليها ويمكن استخدامها لاختبار قدراتهم على تنظيف العملات المعدنية.سيحتاجون إلى قرش واحد مشوه وقذر المظهر لكل حل يتم اختياره بالإضافة إلى واحد إضافي كعنصر تحكم (بمعنى أنه لن يتم فعل أي شيء لهذا البنس الأخير). ابحث عن البنسات التي تم صنعها قبل عام 1982 وفي نفس الوقت تقريبًا؛ بهذه الطريقة سوف تصبح أكثر تشويهًا وسيكون للبنسات تركيبة مماثلة.
اقتراحات حلول التنظيف
بمجرد أن يكون لدى العالم الناشئ كومة من العملات المعدنية، عليه أن يختار ويجمع اختياره من حلول التنظيف. معظم هذه المواد ليست مواد تُستخدم عادةً للتنظيف، وهو ما يجعل تخمين مدى تأثيرها على البنسات أكثر متعة.
تتضمن بعض الاقتراحات الشائعة ما يلي:
- ماء عادي
- الماء والصابون
- عصير ليمون
- الخل
- خل مع ملح
- كاتشب
- صلصة حارة
- كوكا كولا
- صودا الخبز والماء
- عصير تفاح أو عنب أو برتقال
- حليب
تكوين الفرضية
الفرضية هي توقع لما سيحدث في التجربة بناءً على المعرفة التي يمتلكها المجرب بالفعل. في هذه الحالة، تحدث مع العالم الشاب عن الحلول التي يعتقد أنها الأفضل لتنظيف العملات المعدنية. يمكنهم أيضًا التفكير في أيهما قد ينظف البنسات بشكل أسرع. غالبًا ما يعتقد الأطفال أن الماء والصابون سيعمل بشكل أفضل لأنه يستخدم عادة للتنظيف، ولكن الأطفال الذين يفهمون ما هي الأحماض أو الذين يعرفون القليل عن الكيمياء قد يكون لديهم فكرة أفضل حول ما سينجح.
إجراء التجربة
يمكن إجراء هذه التجربة باستخدام الأشياء الموجودة بشكل عام في جميع أنحاء المنزل، لذا فهي خيار رائع حتى لمشروع يوم ممطر سريع. أحد الخيارات هو دمج استخدام ورق الأس الهيدروجيني (الذي يقيس مدى القاعدة أو الحموضة عندما يتم غمس الورق في مادة ما) لمساعدة الطفل على فهم سبب نجاح بعض المحاليل بشكل أفضل من غيرها.يمكن إجراء التجربة بنفس القدر من المتعة والتعلم دون استخدام هذه الأداة.
المستلزمات
بمجرد وجود فرضية صالحة، يمكن أن تبدأ التجربة نفسها. إليك ما سيحتاجه العالم الشاب للبدء:
- حلان على الأقل من القائمة أعلاه
- فلس واحد لكل محلول بالإضافة إلى قرش إضافي
- طبق صغير أو كوب واحد لكل محلول (أكواب بلاستيكية أو ورقية مع بضع بوصات من الجزء العلوي ستعمل إذا لم يكن هناك أكواب شرب احتياطية)
- شريط لاصق (اختياري)
- علامة
- ملقط
- أوراق الرقم الهيدروجيني (اختياري)
- المناشف الورقية
- الكاميرا (اختيارية)
الاتجاهات
لإجراء هذه التجربة البسيطة قم بما يلي:
- باستخدام الشريط اللاصق وقلم التحديد، قم بتسمية كل طبق أو كوب باسم المحلول الذي سيدخل فيه.
- صب كمية كافية من كل محلول في الطبق المقابل له لتغطية العملات (لا يستغرق الأمر الكثير).
- (اختياري) اغمس قطعة واحدة من ورق الأس الهيدروجيني في كل محلول (يتحول إلى اللون الأزرق للسوائل الأساسية والمزيد من اللون الأحمر للسوائل الحمضية)، واتركها حتى تجف، ثم اكتب اسم السائل الذي تم غمسه فيه.
- ضع قرشاً واحداً في كل سائل وتأكد من غمره بالكامل.
- اتركه لمدة 10 دقائق تقريبًا.
- أخرج البنسات واحدًا تلو الآخر، وتتبع كل قرش، ثم اشطف كل قرش.
- دع العملات تجف على قطع من المناشف الورقية.
- سجل نتائجك؛ الصور مفيدة.
مناقشة النتائج
بمجرد ظهور النتائج، تحدث مع الطفل عن أي العملات تبدو أنظف وما إذا كان بإمكانه رؤية أي أنماط فيما يتعلق بالحلول التي يبدو أنها تؤدي المهمة الأفضل. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل أوراق الرقم الهيدروجيني أداة مفيدة.
فهم التشويه
تشير كلمة "تشويه" إلى اللون الباهت أو الرمادي المخضر الموجود في بعض العملات القديمة. إنها ليست مجرد تراب، بل هي نتيجة تفاعل النحاس الموجود في العملات مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي. عندما يتفاعل الأكسجين والنحاس الموجودان على السطح الخارجي للعملة المعدنية، تتشكل مادة تسمى أكسيد النحاس. لإزالة هذا التشويه، يجب استخدام حمض لإضعاف الروابط بين ذرات النحاس والأكسجين. إن إضافة الملح إلى أي من الأحماض (عصير الليمون، الخل، إلخ) يجعل هذا التنظيف الحمضي أكثر فعالية عن طريق خلق ذرات هيدروجين حرة في المحلول، مما يزيد من قوة الحمض.
النتائج
إذا تم استخدام هذه التجربة في معرض علمي أو عرض تقديمي للفصل الدراسي، فلدى العالم الشاب خيار إما التقاط صور لكل قرش مع الملصق الذي تم استخدام الحل له أو حتى إحضار البنسات نفسها. قد يقرر الطفل اختيار الحل الفائز أو حتى ترتيب البنسات بالترتيب الأكثر تحسنًا.يجب أن يكون الطفل مستعدًا لمناقشة سبب اعتقاده أن بعض الحلول كانت أكثر فعالية من غيرها.
