چرخة آب – آب (4)

آزمايش

دانش‌آموزان آب را با پري اكسيد هيدروژن مقايسه مي‌كنند.

اهداف:

تعيين تفاوت‌هاي بين آب و پري اكسيد هيدروژن

بررسي شيمي آب

لغات:

       الكترون

        پري اكسيد هيدروژن

        هيدروژن                    

        نوترون

        اكسيژن

        پروتون

        آب

مواد:

        جدول تناوبي

         ورقه آزمايش

         گوشت همبرگر و آب

              پري اكسيد هيدروژن

پيش زمينه:

 آب مايعي شفاف، بي‌مو و بي‌مزه مي‌باشد كه از عناصر اكسيژن و هيدروژن تشكيل شده است. آب حلال خوبي مي‌باشد كه به معني انحلال مواد زيادي در آن مي‌باشد آب براي زندگي ما مهم مي‌باشد و بدون آن حقيقت زندگي ممكن نيست. در حقيقت هيچ موجود زندگي وجود ندارد كه بدون آب بتواند زندگي كند.

آب سه حالت دارد، جامد (يخ)، گاز (بخار)، و مايع (آب).

فرمي كه آبها به خود مي‌گيرند بستگي به درجه حرارت دارد. در درجه حرارت كم، مولكول‌ها قادر به حركت زياد نيستند و يك ساختار بلورين كه سخت مي‌باشد را تشكيل مي‌دهند (يخ). در حالت مايع، مولكول‌هاي آب آزادانه حركت مي‌كنند. مولكولهاي آب به فرم بخار به سرعت حركت مي‌كنند و فضاهاي زيادي بين مولكول‌هاي آن وجود دارد. اگرچه يخ بلورين مي‌باشد، اما تمايل دارد كه مولكولها را در يك ساختار سخت كه خيلي دورتر از مولكولهاي آب مايع قرار دارد داشته باشد و اين مسئله خيلي مهم مي‌باشد، زيرا يخ چگال‌تر مي‌باشد، در آب غرق مي‌شود. تصور كنيد چه اتفاقي مي‌افتد اگر يك توده يخ شناور از ته اقيانوس بجاي شناور شده روي سطح آب رشد كند.

آب و پري اكسيد هيدروژن از عناصر يكسان تشكيل شده‌اند: اكسيژن و هيدروژن، بنابراين پري اكسيد كربن (H₂O₂) اكسيژن بيشتر نسبت به آب دارد. (H₂O)

روش‌ها:

1- به دانش‌آموزان يك جدول تناوبي بدهيد و از آنها بخواهيد كه دنبال هيدروژن و اكسيژن بگردند. توجه كنيد كه هيدروژن و اكسيژن هردو گاز هستند، اما هنوز آبي كه تحت شرايط زمان قرار دارد را توليد مي‌كنند. آنها بايد سپس اطلاعات هركدام از بخش‌هاي جدول تناويي را به مكان مناسب روي ورقه آزمايش منتقل كند. مطمئن شويد كه شما خاطرنشان مي‌كنيد كه هيدروژن اپروتون، انوترون و الكترون دارد. اين مسئله شايد اولين معرفي و آشنايي آنها با مفاهيم نوترون، پروتون و الكترون باشد، بنابراين به آهستگي حركت كنيد. دانش‌آموزان مي‌توانند مثالهاي مجزا را بفهمند اگر شما به دقت مرور كنيد و مطمئن شويد كه همه چيز را در طي مرور توضيح مي‌دهيد.

2- معرفي كنيد كه آب و پري اكسيد كربن از عناصر يكسان تشكيل شده‌اند. هيدروژن و اكسيژن آب 2 هيدروژن و 1 اكسيژن دارد و پري اكسيد هيدروژن 2 هيدروژن و 2 اكسيژن دارد. ما مايل هستيم كه دانش‌آموزان خصوصيات هركدام از مايعات را آزمايش كنند سپس از آنها بخواهيد كه يك مدل اتمي براي مشاهده اينكه آيا هيچ تفاوتي وجود دارد يا نه، بسازنند. آنها قادر به درك اين مسئله كه چرا عددهاي متفاوت باعث متفاوت بودن آنها مي‌شود، نيستند فقط اين مهم است كه ياد بگيرند كه يك تفاوت وجود دارد. 3- در بخش دوم اين تمرين از دانش‌آموزان بخواهيد كه به آب و پري اكسيد هيدروژن نگاه كنند. از آنها بخواهيد كه به سوالات ورقه آزمايش جواب دهند. يادآوري كنيد كه پري اكسيد هيدروژن داراي بوي متفاوتي نسبت به آب مي‌باشد. دانش‌آموزان بايد دو مايع را با دست خود جلوي بيني بگيرند و بو كنند. به آنها اجازه ندهيد كه بيني‌شان را روي مايع بگذارند.

4- آنها همچنين مزه متفاوت دارند، اما ما پيشنهاد مي‌كنيم كه شما اين بخش را انجام دهيد. همچنين: يك قطره آب، سپس پري اكسيد هيدروژن داروي يك تكه كوچك از گوشت همبرگر بگذاريد. از دانش‌آموزان بخواهيد كه به اين مسئله توجه داشته باشند كه پري اكسيد هيدروژن با گوشت واكنش مي‌دهد و باعث جوشش مي‌شود. دانش‌آموزان ممكن است تشخيص ندهند كه پري اكسيد هيدروژن زمانيكه آنها خراش بر مي‌دارند يا زخمي مي‌شوند استفاده مي‌شود. چيزي كه پري اكسيد هيدروژن انجام مي‌دهد بيرون آوردن يا پاك كردن اكسيژن در گوشت مي‌باشد و باعث مي‌شود هر نوع باكتري (كه به اكسيژن نياز دارد) بميرد.

5- در تمرين 3 از دانش‌آموزان بخواهيد كه اتمهاي هيدروژن و اكسيژن را پاره كنند. نقاط پشتي

 نشان دهنده عدد الكترون مي‌باشد. اولين قشر مي‌تواند تنها 2 الكترون نگه دارد. دومين قشر

 مي‌تواند تنها 8 الكترون نگه دارد. به آنها بگوئيد، قشر خارجي‌تر اكسيژن بايد 8 الكترون داشته

 باشد. از دانش‌آموزان بخواهيد كه بفهمند كه چطور اتمها را با يكديگر براي ساختن مولكول‌ها

 قرار دهند. كليد روي ورقه آزمايش دانش‌آموزان جواب مي‌باشد.

X متعلق به هيدروژن و اكسيژن مي‌باشد. دانش‌آموزان مشكل كمي با مسئله خواهند داشت تا

زمانيكه آنها بفهمد كه قشر خارجي نياز به مقدار ماكزيمم الكترون براي پرشدن دارد.