Hétköznapi anyagokkal és eszközökkel elvégezhető kísérletek 125

A hétköznapi − háztartásban, illetve közvetlen környezetünkben található − anyagokkal elvégezhető kísérletek a mai vegyszer- és eszközszegény időkben (amikor a szertárfenntartást még különböző, nem teljesen átgondolt jogszabályok is nehezítik, lásd fentebb) nemcsak otthoni, hanem iskolai demonstrációs célokra is kiválóak. Ezen kívül alkalmazásukkal még a kémia és a hétköznapi élet kapcsolatát is szemléltethetjük. A következőkben néhány olyan, hétköznapi anyagokkal elvégezhető kísérletet említünk meg, amelyek kémiai (és egyes fizikai) fogalmak, törvények demonstrálására szolgálnak és nagy részük otthon is elvégezhető. Reméljük, hogy a példa ragadós és ezek alapján új, még jobb kísérletek születnek. Az sem árt, ha a kísérletek nemcsak hasznosak, hanem érdekesek és látványosak is (nem beszélve a veszélytelenségük fontosságáról!). Lássunk néhány példát ezekre a kísérletekre, amelyekhez hasonlót mindenki szabadon megtervezhet. A széles körben használt praktikumokban¹²⁶ is megtalálható számos ilyen kísérlet.

Pénzdarab kivétele víz alól (17. ábra)¹²⁷

123 Érdemes megoldani a régebben nagyon elterjedten használt, és egyes iskolákban még most is fellehető olyan VHS videokazetták digitalizálását, amelyek sok kíséret felvételét és magyarázatát tartalmazzák, pl.:

Látványos kémiai kísérletek I. II. III., ELTE Videostúdió, 1992

Színes kémia alapfokon I. II., ELTE Videostúdió, Magyar Macmillan Könyvkiadó

124 https://www.youtube.com/ (utolsó letöltés: 2015. 09. 15.)

125 Otthoni kísérletezéshez forrásként használható weboldalak linkjei: https://kiserletezzunkotthon.wordpress.com/

(utolsó letöltés: 2015. 04. 16.)

126 Pl.: Rózsahegyi M., Wajand J. (1999): Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Kiadó, Szeged

127 Rózsahegyi M., Wajand J. (1999): Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Kiadó, Szeged, 30.

A kristályosító csészébe elhelyezünk egy pénzérmét és ráöntünk annyi vizet, hogy éppen ellepje.

Rendelkezésünkre áll egy nagyobb Erlenmeyer-lombik és gázlángot is használhatunk. Hogyan vehető ki a pénz a víz alól száraz kézzel, ha a vizet kiönteni, vagy elforralni nem szabad?

Melegítsük óvatosan, állandó forgatás közben a lombik alját (miközben a szájánál fogva tartjuk), majd borítsuk szájával lefelé a pénzérme mellé. Figyeljük meg, hogy a víz lassan emelkedni kezd a lombikban. Ha jeges zacskót teszünk a lombik fenekére, gyorsabb a folyamat. A vizet megfesthetjük, így jobban látszik az emelkedés. (Megjegyzés: a felforrósított üveg balesetveszélyes, ezért ezt a kísérletet csak tanári demonstrációs kísérletként szabad végezni!)

17. ábra. Pénzdarab kivétele a víz alól Hogy megy be a tojás a lombikba? (18. ábra)¹²⁸

A következő találós kérdés: egy darab papír és gyufa segítségével hogyan lehet a megtisztított kemény tojást bejuttatni a lombik belsejébe? A papírt meggyújtjuk, majd bedobjuk a lombikba. A héjától megtisztított és vízzel lemosott tojást a hegyesebb végével befelé rátesszük a lombik nyílására. A tojás megnyúlik, és igen gyorsan beszívódik, majd beleesik a lombikba.

18. ábra. Hogy megy be a tojás a lombikba?

128 Rózsahegyi M., Wajand J. (1999): Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Kiadó, Szeged, 32.

A csörgő palack¹²⁹

1 dm³-es üres üveget (pl. borosüveg) tegyünk a mélyhűtőbe kb. 1 órára. Kivétel után tegyünk az üveg szájára egy megnedvesített könnyű pénzérmét, amelynek mérete az üveg nyílásával megegyezik. Rövid idő múlva az érme ütemesen felemelkedik és csörögve visszahull. Ha megfogjuk az üveg oldalát, élénkebbé válik az emelkedés. Ezzel és a 19. ábrán látható kísérlettel azt szemléltetjük játékos formában, hogy melegítés hatására a gázok térfogata nő, hűtéskor csökken (amennyiben a nyomás állandó). Ha a térfogat nem változhat, akkor a gáz nyomása nő meg melegítéskor, illetve csökken hűtéskor.

Margarinok zsírtartalmának vizsgálata (19. ábra)¹³⁰

Három különböző típusú margarinból 10-10 g-ot mérünk le táramérlegen. A lemért mintákat egy-egy 100 cm³-es mérőhengerbe, tesszük és néhány percre 70-80 °C-os vízfürdőbe helyezzük.

Megolvadva a különböző margarinok két vagy három fázisra válnak szét. Alul van a vizes fázis, középen az olaj-víz emulzió, fölül az olaj. Olvadás után hasonlítsuk össze a kapott két, vagy három fázis térfogatát!

19. ábra. Margarin zsírtartalmának vizsgálata CD használata a tanórai kísérletezésben

A gyárilag készült CD általában négy rétegből áll. Az alapja polikarbonát, ezen van egy vékony alumíniumréteg, az alumíniumrétegen egy lakkréteg, és azon a címke.

a) A CD mint optikai rács. A CD-t fényes oldalával a fényforrás felé fordítva a ráeső fényt hullámhossz szerinti alkotóira bontja. Fehér fény estén szivárványt látunk. Érdemes megvizsgálni a lángfestés során kibocsátott fényt ezzel a módszerrel. Házi spektroszkóp is egyszerűen készíthető hulladékokból, amelyhez többféle leírás is található az interneten¹³¹. A saját készítésű spektroszkóppal nagyon jól összehasonlíthatók a különféle fényforrások spektrumai, valamint a számítógép képernyőjének a spektruma is.

129 Rózsahegyi M., Wajand J. (1999): Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Kiadó, Szeged, 31.

130 Rózsahegyi M., Wajand J. (1999): Látványos kémiai kísérletek, Mozaik Kiadó, Szeged, 239.

131 Például: http://www.scienceinschool.org/2007/issue4/spectrometer (utolsó letöltés: 2015. 06. 02.). Ennek az angol szövegnek a fordítása a Magyar Kémikusok Egyesülete Kémiatanári Szakosztálya honlapjának regisztrált tagok számára fenntartott részén olvasható: http://www.kemtan.mke.org.hu/oktatasi-segedanyag-i/kemiai-kiserletek.html (utolsó letöltés: 2015. 06. 02.).

b) Felületaktív anyagok vizsgálata. Már nem használatos CD-re vagy DVD-re cseppentsünk vizet! A vízcsepp a felületi feszültség hatására félgömb alakot vesz fel. Érjünk a vízcsepphez mosogatószerbe mártott fogpiszkálóval! A csepp szétterül a lemez felületén.

c) A CD alumíniumrétegének szabaddá tétele. Egy kristályosító tálba töltsünk tömény salétromsavoldatot! Tegyük bele a CD-t, színes címkéjével lefelé fordítva! A címke és a lakkréteg leoldódik. A kísérlet egyben azt is szemlélteti, hogy az alumínium tömény salétromsavban nem oldódik.

d) Az alumíniumréteg néhány reakciójának vizsgálata. Cseppentsünk az előző kísérletben nyert CD alumíniumrétegére sósavat, hidroxidot és réz(II)-szulfát-oldatot! A sósav és a nátrium-hidroxid oldja az alumíniumot, réz(II)-szulfát-oldatból pedig réz válik ki az alumínium oldódásával párhuzamosan.

Érintőképernyős okostelefonok, táblagépek a tanórai kísérletezésben

Az egyik típusú (ún. kapacitív) érintőképernyő esetében egy kemény üveg- vagy műanyag lap alatt egy rácsos szerkezetű vezető réteget helyeznek el, aminek segítségével a kijelző „felett”

egy elektromos mezőt alakítanak ki. Amikor ujjunkat közelítjük a panelhez, zavart okozunk ebben az elektromos mezőben (töltést vezetünk el a kezünkkel), amelyet a vezérlőchip érzékel, és ez alapján határozza meg a pozíciót. Az elektromos töltést érzékelő réteg általában indium-trioxid és ón-dioxid elegye. Innen a rövidítése: ITO (Indium Tin Oxide).

Különböző anyagok elektromos vezetésének vizsgálata. Tegyünk védőfóliát – átlátszó műanyag háztartási csomagolófólia, ún. folpack is megteszi – érintőképernyős mobiltelefonra vagy táblagépre!

Érintsünk a védőfóliához különböző szilárd anyagokat (fémdarabot, műanyagot, papírt, fapálcikát, üveget, grafitrudat, kockacukrot, sókristályt), és vizsgáljuk meg, hogy az érintőképernyő reagál-e az érintésre! Ha igen, akkor az anyag jól vezeti az elektromos áramot, ha nem, akkor rosszul vezeti. Ismételjük meg a kísérletet néhány folyadékkal (csapvízzel, sós vízzel, cukros vízzel) is! Ehhez szívjuk fel a folyadékot egy műanyag szívószálba, majd fogjuk be ujjunkkal a szívószál egyik végét, hogy a folyadék a szívószálban maradjon! A szívószál másik végét érintsük az érintőképernyőhöz, és mozgassuk rajta! Sós víz esetén így is tudjuk használni az érintőképernyőt, csapvíz és cukoroldat esetében nem.