Gdzie prowadzi się badania naukowe?

Laboratorium jest miejscem tej części badań naukowych, które wymagają wykonywania eksperymentów w ściśle kontrolowanych warunkach.

Laboratoriami mogą być zarówno niewielkie pomieszczenia, jak i ogromne hale lub kompleksy badawcze wielkości dużego miasta, jak np. zajmujący znaczną powierzchnię ośrodek naukowo‑badawczy Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN, położony na przedmieściach Genewy. Jedna z jego części – Wielki Zderzacz Hadronów – znajduje się w liczącym $27$ km tunelu. Dużo mniejsze, ale bardzo ciekawe laboratoria chemiczne, biologiczne i fizyczne można zwiedzić w warszawskim Centrum Nauki Kopernik. Tam, pod okiem specjalistów, samodzielnie wykonuje się różne niezwykłe eksperymenty.

R1KD9N97USHDS

Zdjęcie przedstawia widok na Genewę z lotu ptaka. Na górze zdjęcia widać pasmo górskie Alp oraz Jezioro Genewskie. Czerwonym, cienkim, owalnym okręgiem zaznaczono obszar Genewy – CERN, czyli ośrodek naukowo‑badawczy Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych. Na zdjęciu przeważają kolory niebieski i zielony.

Jak wygląda laboratorium?

R18EC17T58T8C

Film zawiera pokaz zdjęć z wizyty w laboratorium. Na zdjęciach ukazany został specjalistyczny sprzęt i szkło laboratoryjne. Przedstawione zostały również ogólne zasady przygotowań laborantów do pracy w laboratorium według norm BHP.

Film zawiera pokaz zdjęć z wizyty w laboratorium. Na zdjęciach ukazany został specjalistyczny sprzęt i szkło laboratoryjne. Przedstawione zostały również ogólne zasady przygotowań laborantów do pracy w laboratorium według norm BHP.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R18EC17T58T8C

Film zawiera pokaz zdjęć z wizyty w laboratorium. Na zdjęciach ukazany został specjalistyczny sprzęt i szkło laboratoryjne. Przedstawione zostały również ogólne zasady przygotowań laborantów do pracy w laboratorium według norm BHP.

Czym się różni doświadczenie od eksperymentu?

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 hipoteza i jak ją zweryfikować?

Etapy eksperymentu naukowego:

$1$. Postawienie problemu (sytuacja problemowa „Czy...”).
Problem, aby był badawczy, musi być:

a) precyzyjnie ujęty;

b) możliwy do zbadania;

c) użyteczny.

$2$. 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.

$3$. Wybór metody badawczej.

$4$. Przeprowadzenie doświadczenia.

$5$. Wynik potwierdza hipotezę albo zaprzecza hipotezie.

$6$. Rozwiązanie problemu badawczego lub odrzucenie błędnej hipotezy.

Ciekawostka

Pracownia chemiczna Jönesa Berzeliusa (czyt. jonsa beszeliusa), szwedzkiego chemika i mineraloga, była otoczona tajemnicą. Dlatego też pewien dziennikarz wypytywał służącą o przebieg jego prac:
– Co Pan Berzelius robi w swoim laboratorium przez cały dzień?
– Najpierw z samego rana przynoszę mu z szafy najrozmaitsze proszki, kryształy, płyny i inne chemikalia.
– Co on z tym robi?
– Zlewa do wielkiego naczynia.
– I co potem?
– Przelewa do naczynia mniejszego.
– No i?
– Potem wlewa to wszystko do kubła, a ja następnego dnia wylewam to do rynsztoka.
Z punktu widzenia osoby, która nie potrafiła zinterpretować wyników pracy chemika – odkrywcy wapnia ($1808$), selenu ($1817$), krzemu ($1823$), cyrkonu ($1824$), tytanu ($1825$) i toru ($1828$) – właśnie tak wyglądały czynności laboratoryjne wykonywane przez Berzeliusa.

RQPHMDN6Z9G4X

Portret litograficzny Jönsa Jacoba Berzeliusa z tysiąc osiemset trzydziestego szóstego roku autorstwa P.H. van den Heuvella.

Jak chemicy opisują doświadczenia chemiczne i jakich używają wtedy sprzętów?

Jednym z ważniejszych elementów lekcji chemii są doświadczenia. Do ich wykonania niezbędne są: szkło laboratoryjne, czasem naczynia porcelanowe lub metalowe oraz sprzęt laboratoryjny. Znajomość ich nazw i zasad ich stosowania pozwala na bezpieczne eksperymentowanie.

Opis doświadczenia chemicznego powinien zawierać:

• 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 to, co: widzisz, słyszysz, 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?).

Jakie zasady pracy obowiązują w laboratorium?

Przebywając w pracowni chemicznej, należy przestrzegać regulaminu i postępować zgodnie z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy (BHP).

• Do pracowni wchodzimy na polecenie i w obecności nauczyciela.

• Do pracowni chemicznej nie wnosimy żadnych materiałów bez pozwolenia nauczyciela.

• Doświadczenia wykonujemy ściśle według opisów z podręcznika lub podanych przez nauczyciela.

• Przed wykonaniem doświadczenia chemicznego należy nałożyć okulary, fartuch ochronny i zastosować inne środki ochrony osobistej (rękawice ochronne).

• Podczas pracy z substancjami oznaczonymi piktogramami ostrzegawczymi stosujemy szczególne środki ostrożności.

• Utrzymujemy porządek na stanowisku pracy. Na ławkach i stołach laboratoryjnych mogą się znajdować wyłącznie przedmioty niezbędne do pracy. Plecaki i torby nie mogą stanowić zagrożenia.

• Wszystkie substancje, których używamy do przeprowadzania doświadczeń, traktujemy jako potencjalnie niebezpieczne, tzn. nie dotykamy ich, nie sprawdzamy ich smaku i zapachu (w wyjątkowych sytuacjach badamy te właściwości na wyraźne polecenie i pod nadzorem nauczyciela).

• Substancje wąchamy ostrożnie, z płucami wypełnionymi powietrzem, delikatnie nawiewając ich pary ruchem ręki w stronę nosa.

• Podczas ogrzewania substancji w probówce zwracamy szczególną uwagę, aby jej wylot skierowany był w stronę, gdzie nie przebywają żadne osoby.

• Jeżeli musimy zostawić szkło laboratoryjne z odczynnikami do następnej lekcji, to powinno zostać ono zabezpieczone pod dygestorium oraz szczegółowo opisane (wraz z imieniem i nazwiskiem osoby kontaktowej).

• Z pracowni chemicznej nie wynosimy żadnych materiałów bez pozwolenia nauczyciela.

• Sprzątamy stanowiska po zakończonej pracy i myjemy bardzo dokładnie szkło laboratoryjne, tak aby osoba, która będzie pracowała na naszym stanowisku, była bezpieczna.

• Po zakończonych doświadczeniach wszystkie odpady wylewamy lub wyrzucamy do przeznaczonych do tego miejsc, np. stłuczki szklane, zlewki organiczne z fluorowcami, zlewki organiczne bez fluorowców, zlewki nieorganiczne, zlewki z metalami ciężkimi. W razie wątpliwości pytamy nauczyciela. Do zlewu nie wolno wrzucać żadnych substancji stałych (papierów, szkła, metali, substancji chemicznych itp.).

• Po wykonaniu doświadczeń myjemy starannie ręce.

• Wszystkie wypadki, takie jak np. skaleczenia, oparzenia lub rozlanie się substancji, zgłaszamy nauczycielowi.

R1QO26C67AB9L

Ilustracja przedstawia trzy popularne znaki związane z Bezpieczeństwem i Higieną Pracy w laboratorium chemicznym. Wszystkie mają postać białych rysunków na tle niebieskich kół, pod którymi znajdują się białe podpisy w niebieskich prostokątach. Pierwszy znak od lewej przedstawia zarys ludzkiej twarzy z nałożonymi okularami, na dole podpis: załóż okulary ochronne. Drugi, środkowy, przedstawia fartuch, na dole podpis: stosuj fartuch ochronny. Trzeci znak, licząc od lewej strony, przedstawia parę rękawic, na dole podpis: stosuj ochronę rąk.

Jak prawidłowo przeprowadzać podstawowe czynności laboratoryjne?

Ciekawostka

Zapachy a zmysł węchu
To, co powszechnie nazywamy zapachem, stanowi w istocie wrażenie zapachowe, czyli zdolność substancji do pobudzania narządu węchu. W zależności od doświadczenia i indywidualnych właściwości człowieka, jego opis może być jednowyrazowy lub przybrać formę specjalistycznego opracowania (np. dla przemysłu perfumeryjnego).

Właściwym organem zmysłu węchu jest nabłonek węchowy, który znajduje się w górnej części jamy nosa i stanowi obszar ok. $2 {\text{cm}}^2$ w każdym otworze nosowym. Komórki węchowe kontaktują się z powietrzem przez system wypustek zaopatrzonych w rzęski, gdzie znajdują się receptory, podczas gdy drugi koniec komórki, dzięki swojej wydłużonej części (akson długości $3$–$4$ cm), ma dostęp do mózgu. Co ciekawe, zmysł węchu słabnie wraz z wiekiem, ale same komórki są odnawiane przez całe życie organizmu.

REXHC8DAGKLA8

Ilustracja przedstawia opis ludzkiego narządu węchu. Po lewej stronie obrazka znajduje się twarz ludzka widoczna z profilu, z zaznaczonymi drogami oddechowymi oraz zatokami. Wyróżnionymi elementami jest zatoka czołowa, znajdująca się nad brwiami, trzy małżowiny nosowe w jamie nosowej, ułożone jedna nad drugą oraz nabłonek węchowy w górnej części tej samej jamy. Po prawej stronie ilustracji znajduje się zbliżenie na nabłonek nosowy z uwzględnieniem trzech elementów: opuszki węchowej z widocznym unerwieniem u góry oraz błony śluzowej z receptorami powonienia i nerwów węchowych o wrzecionowatym kształcie, zlokalizowanych w błonie śluzowej, połączonych z unerwieniem opuszki węchowej.

W jaki sposób przenosimy substancje ciekłe w laboratorium?

R127OJC2NXREQ

W filmie przedstawiono poprawne sposoby przelewania cieczy w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium. W filmie zaprezentowano poprawne czynności i niezbędny sprzęt laboratoryjny podczas przelewania cieczy za pomocą pipety z gumową nakładką, lejka, bagietki i wkraplacza.

W filmie przedstawiono poprawne sposoby przelewania cieczy w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium. W filmie zaprezentowano poprawne czynności i niezbędny sprzęt laboratoryjny podczas przelewania cieczy za pomocą pipety z gumową nakładką, lejka, bagietki i wkraplacza.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R127OJC2NXREQ

W filmie przedstawiono poprawne sposoby przelewania cieczy w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium. W filmie zaprezentowano poprawne czynności i niezbędny sprzęt laboratoryjny podczas przelewania cieczy za pomocą pipety z gumową nakładką, lejka, bagietki i wkraplacza.

W jaki sposób używać palnika spirytusowego i jak ogrzewać ciecz w probówce?

RU31R2J8LBGSE

W filmie przedstawiono zasady używania palnika spirytusowego w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium.

W filmie przedstawiono zasady używania palnika spirytusowego w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RU31R2J8LBGSE

W filmie przedstawiono zasady używania palnika spirytusowego w laboratorium chemicznym, z towarzyszącymi komentarzami lektora o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium.

W pracowni chemicznej każdy odczynnik chemiczny oznaczony jest znakiem graficznym, czyli piktogramem. Znaki te określają rodzaj zagrożenia, z jakim możemy mieć do czynienia podczas używania danego odczynnika chemicznego.

R7X67VHPKSH59

Grafika przedstawia trzy tabele zawierające wykaz piktogramów z opisanymi działaniami ubocznymi. W pierwszej tabeli, zatytułowanej „zagrożenia dla zdrowia” (tytuł zapisano białą czcionką na niebiskim tle), przedstawione są 4 piktogramy ułożone jeden pod drugim. Piktogramy mają kształt rombu, są białe z czerwoną obwódką. W środku każdego czarny symbol. Obok każdego opisy. Pierwszy piktogram z czaszką oraz dwoma skrzyżowanymi kościami. Opis: toksyczność ostra. Drugi piktogram przedstawia dwie probówki, lewa lejąca substancję na powierzchnię, w miejscu styku widoczne odpryski substancji, prawa lejąca substancję na dłoń, w miejscu styku widoczne odpryski. Opis: działanie żrące na skórę; poważne uszkodzenie oczu. Trzeci piktogram przedstawia znak wykrzyknika. Opis: działanie drażniące na skórę/oczy; działanie uczulające na skórę; toksyczność ostra. Czwarty piktogram przedstawia zarys człowieka, w miejscu klatki piersiowej widoczny znak z sześcioma wąskimi ramionami odchodzącymi na boki, przypominające słońce. Opis: rakotwórczość; działanie mutagenne; działanie szkodliwe na rozrodczość; działanie uczulające na drogi oddechowe; działanie toksyczne. W drugiej tabeli, na niebieskim tle, znajduje się biały napis będący tytułem „zagrożenia fizyczne”. Pierwszy piktogram przedstawia rozpadający się przedmiot na drobne kawałki. Opis: wybuchowe. Drugi piktogram przedstawia płomień. Opis: łatwopalne. Trzeci piktogram przedstawia okrąg z którego odchodzą płomienie. Opis: utleniające. Czwarty piktogram przedstawia dwie probówki, lewa lejąca substancję na powierzchnię, w miejscu styku widoczne odpryski substancji, prawa lejąca substancję na dłoń, w miejscu styku widoczne odpryski. Opis: działające korodująco na metale. Piąty piktogram przedstawia podłużny przedmiot z krótką węższą podłużną końcówką - zbiornik. Opis: gazy pod ciśnieniem. Trzecia tabela zawiera tytuł „zagrożenia dla środowiska”. Piktogram przedstawia uschnięte drzewo, martwa ryba leżąca na brzegu wody. Opis: ostre zagrożenie dla środowiska wodnego.