Eksperymenty w chemii
Eksperyment jest podstawową metodą poznania naukowego. Od doświadczenia różni się tym, że obejmuje nie tylko wykonanie czynności laboratoryjnych, zgodnie z instrukcją (jak to dzieje się w doświadczeniu), ale zakłada samodzielne stawianie hipotez i ich weryfikację.
Jakie są etapy eksperymentu naukowego?
Czym jest problem badawczy?
Postawienie problemu (sytuacja problemowa „Czy….”, „Jaki... jest wpływ ... na ...”).
Problem, aby był badawczy, musi być:
a) precyzyjnie ujęty;
b) możliwy do zbadania;
c) użyteczny.
Przykładowy problem badawczy brzmi:
Czy temperatura ma wpływ na szybkość psucia się żywności?
Ten sam problem sformułowany trochę inaczej:
Jaki jest wpływ temperatury na szybkość psucia się żywności?
Na podstawie podanych przykładów podaj propozycję trzech różnych problemów badawczych. Zapisz je w polu poniżej.
Czym jest hipoteza i jak ją zweryfikować?
Stawianie hipotezy („Jeżeli…, to…” lub „Im..., tym…”).
Hipoteza to przypuszczenie:
a) precyzyjnie ujęte;
b) sformułowane w taki sposób, aby było łatwe do zweryfikowania;
c) sprawdzalne doświadczalnie.
Hipoteza do postawionego wyżej problemu badawczego może brzmieć następująco:
Temperatura nie wpływa na szybkość psucia się żywności.
Może też przyjąć inną formę:
Im wyższa temperatura, tym żywność psuje się szybciej.
Na podstawie podanych przykładów sformułuj hipotezy do zaproponowanych przez Ciebie problemów badawczych. Zapisz je w polu poniżej.
Wybór metody badawczej
Współczesna chemia pozwala na zastosowanie różnych metod i technik badawczych. Chemicy zwykle nie ograniczają się do jednej konkretnej metody, czy techniki. Połączenie różnych metod zwykle pozwala na lepsze zrozumienie badanego procesu
Przeprowadzenie doświadczenia lub kilku doświadczeń
Po dokonaniu wyboru właściwej metody i techniki badawczej, prowadzi się doświadczenia zgodnie z przyjętymi załozeniami.
Weryfikacja hipotezy
Wynik potwierdza hipotezę albo ją falsyfikuje (ukazuje, że jest błędna).
Rozwiązanie problemu badawczego...
Weryfikacja hipotezy albo prowadzi do rozwiązania problemu badawczego lub też, przez odrzucenie błędnej hipotezy, wymusza postawienie nowej hipotezy i ponowne przeprowadzenie procesu jej weryfikacji.
Obejrzyj film, utrwalając najważniejsze etapy eksperymentu naukowego. Zwróć szczególną uwagę na fragment dotyczący obserwacji, a następnie wykonaj polecenie zawarte pod filmem.
Film dostępny pod adresem /preview/resource/RshRQlxjBmXM6
Film przedstawia badanie właściwości przykładowych substancji, w celu ich identyfikacji.
Jak opisać projekt doświadczenia?
tytuł doświadczenia;
wykaz sprzętu i szkła laboratoryjnego, które są potrzebne do przeprowadzenia danego doświadczenia;
wykaz niezbędnych odczynników;
opis czynności laboratoryjnych;
schemat doświadczenia;
obserwacje, czyli spostrzeżenia, jakich dokonujemy za pomocą zmysłu wzroku (np. zmiana barwy), węchu (charakterystyczny zapach), słuchu (charakterystyczny dźwięk) lub dotyku (ściany probówki nagrzały się): czyli co widzisz?, co słyszysz?, co możesz zmierzyć lub zważyć? W laboratorium obowiązuje zakaz jedzenia i picia, a także sprawdzania smaku substancji chemicznych.
wnioski sformułowane na podstawie wykonanego doświadczenia (co z tego wynika?).
W jaki sposób bezpiecznie zbadasz zapach czterech substancji: octu, aromatu do ciasta, zmywacza do paznokci i wody?
Sformułuj problem badawczy oraz hipotezę. Następnie wskaż niezbędny zestaw odczynników chemicznych oraz szkła laboratoryjnego. Zapisz, w jaki sposób przeprowadzić doświadczenia, i sformułuj obserwacje. Następnie zweryfikuj hipotezę i wyciągnij wnioski.
To doświadczenie możesz również wykonać w domu pod okiem osoby dorosłej, używając naczyń kuchennych. Wykonaj doświadczenie w okularach i rękawicach ochronnych.
Czy wiesz, jaki sposób można bezpiecznie zbadać zapach czterech substancji: octu, aromatu do ciasta, zmywacza do paznokci i wody?
Zapoznaj się z przebiegiem poniższego doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.
Problem badawczy: W jaki sposób można bezpiecznie badać zapach nieznanych środków, np. spożywczych i kosmetycznych?
Hipoteza: Badanie zapachu należy przeprowadzać z zachowaniem szczególnych środków ostrożności, delikatnie nawiewając ich pary ruchem ręki w stronę nosa.
Co było potrzebne:
statyw do probówek;
probówki;
woda;
aromat do ciasta;
ocet;
zmywacz do paznokci.
Przebieg doświadczenia: Do każdej z czterech probówek, wlano kolejno niewielką ilość: wody, aromatu do ciasta, zmywacza do paznokci i octu. Następnie każdą z probówek z badanymi substancjami powąchano, poprzez zbliżenie na odległość ok. cm od nosa, a następnie skierowanie pary substancji, nawiewając je ręką w stronę nosa.
Obserwacje:
Nie można wyczuć zapachu substancji znajdującej się w pierwszej probówce.
Z drugiej probówki wydobywa się przyjemny zapach,
Wyczuwalny jest charakterystyczny zapach.
Wyczuwalny jest charakterystyczny, ostry, nieprzyjemny zapach.
Weryfikacja hipotezy:
Wszystkie substancje należy wąchać ostrożnie, ponieważ niektóre z nich mają ostre, drażniące zapachy.
Pamiętaj! Takie postępowanie uchroni Cię przed podrażnieniem błon śluzowych, a czasem również przed zatruciem.
Wnioski:
Woda jest bezwonna.
Aromaty do ciasta mają przyjemne zapachy, dlatego nazywane są olejkami zapachowymi.
W trzeciej probówce znajduje się zmywacz do paznokci, którego zapach pochodzi najczęściej od acetonu.
Ocet, znajdujący się w czwartej probówce, jest substancją o drażniącym zapachu. Po otwarciu butelki z octem wyczuwa się charakterystyczny, nieprzyjemny zapach.
Słownik
Zespół kolejnych czynności laboratoryjnych, wykonanych zgodnie z określoną procedurą (instrukcją), celem weryfikacji określonych określonych właściwości substancji lub przebiegu procesu.
Podstawowa metoda poznania naukowego. Obejmuje wszystkie etapy procesu, od postawienia problemu badawczego, aż po jego rozwiązanie. Zakłada samodzielne stawianie hipotez i ich weryfikację.