П'ять ефектних дослідів на основі фізичних та хімічних властивостей речовин, які мотивуватимуть школярів вивчати природничі науки.

Усі діти полюбляють усілякі досліди й мріють відчути себе трошки чарівниками. Доведіть, що це нескладно, але для цього обов'язково знадобляться відповідні знання з хімії та фізики! Запропонуйте учням в межах вивчення природничих наук разом зробити кілька захопливих експериментів з поясненням змісту реакцій з наукової точки зору.

1.Таємниче яйце дракона

Простий і видовищний експеримент, який легко провести разом з дітьми: обпалюємо шкаралупу курячого яйця, опускаємо у воду і спостерігаємо!

Чому таке відбувається

Коли шкаралупа вкривається тонким шаром сажі, в порах все ж залишається повітря. Яйце, занурене у воду, наче одягається у повітряну оболонку, яка переломлює світло і створює дзеркальну поверхню.

2. Фараонові змії  

Фараонова змія – це сукупна назва хімічних реакцій, у результаті яких відбувається збільшення об'ємів реактивів у багато разів. Під час горіння хімічна суміш не лише збільшується у розмірах, але і звивається, мов зміюка.

Назву ж «фараонова» така реакція отримала від біблійного сюжету: за легендою, Мойсей продемонстрував фараону диво, кинувши на землю свого посоха, який одразу перетворився на змію.

Чому таке відбувається

Сода у процесі горіння розкладається на вуглекислий газ та водяну пару, цукор плавиться. Гази, які утворюються в ході реакції, спучують масу, тому «змія» повзе і звивається. Утворена речовина складається з продуктів горіння цукру. За структурою вона схожа на монтажну піну – порожниста всередині та легко ріжеться.

Фараонову змію з піни можна зробити, змішавши двоокис водню, марганцівку та побутовий миючий засіб.

3. Малюнок на воді

Такий вид малювання з'явився в Афганістані у XV ст. і має назву ебру. Це окремий вид мистецтва, що досить популярний у наш час у країнах Азії.

У ході досліду капаємо краплю акрилової фарби у воду. Після того, як фарба розтікається по поверхні, в центр попередньої краплі додаємо інший колір. У такий спосіб додаємо кілька кольорів, чим їх більше, тим видовищним буде результат.

Після додання всіх фарбників за допомогою зубочистки малюємо візерунки на колах. Потім у цю візерункову плівку опускаємо все, що хочемо пофарбувати.

Чому таке відбувається

Основу акрилових фарб складають полімерні речовини, які є легшими за воду, тому вони не тонуть, а завдяки хімічним властивостям і не розчиняються водою.

Для такого експерименту можна також використовувати лак для нігтів, поліуретанові або масляні фарби. Робити дослід потрібно швидко, поки фарба не висохла.

4. Неньютонівська рідина

Неньютонівська, або аномальна рідина, – особлива речовина, густина якої змінюється в залежності від градієнта швидкості. Неньютонівські не піддаються законам звичайних рідин, адже вони змінюють свою щільність і в'язкість при фізичному та механічному впливові (та навіть звуковими хвилями!). Тобто неньютонівська рідина є речовиною у двох агрегатних станах – твердому та рідкому, в залежності від того, з якою швидкістю до неї торкатися.

Для досліду треба змішати у рівних пропорціях воду та крохмаль, за бажанням додавши кілька крапель харчового барвника (від не впливає на перебіг реакції, а лише додає речовині відповідного кольору).

Чому таке відбувається

Частинки крохмалю набухають у воді, при цьому утворюються контакти у вигляді хаотично сплетених молекул. Ці міцні зв'язки називаються зачепленнями. При різкому впливі міцні зв'язки не дають молекулам зрушити з місця, і система реагує на зовнішній вплив пружністю. При повільному впливові зачеплення встигають розтягнутися і розплутатися. Сітка рветься і молекули розходяться.

5. Гейзер власноруч з Соca Cola

Саморобний гейзер – потужний викид піни з ємності з рідиною, в результаті взаємодії напою Соca Cola з содою, кухонною сіллю чи драже Mentos (максимальна реакція при реакції з содою).

Вперше цей досвід був продемонстрований на телебаченні у 1999 році, після завантаження відео на YouTube, експеримент набув найбільшої популярності. Це викликало появу низки відеороликів з подібними дослідами.

Чому таке відбувається

Основу напою Соca Cola складає ортофосфорна кислота, сода є лугом, при їх взаємодії наступає реакція нейтралізації. Утворений в результаті цього газ виштовхує рідину на поверхню. Це призводить до утворення потужного фонтану. Найпотужніша реакція відбувається з низькокалорійною колою, у складі якої є штучний підсолоджувач аспартам. Саме завдяки цій речовині у складі коли знижується поверхневий натяг рідини, який підсилює реакцію.

Експерименти подібного типу відображають практичний зміст складних хімічних реакцій та фізичних процесів та підвищують зацікавленість школярів до навчання. Досліди в такому форматі можуть здійснюватися з учнями будь-якого віку та обов'язково супроводжуватися поясненням суті процесів.