Všimli ste si niekedy, že v slove TVORivosť je základom slova slovíčko TVOR, teda niečo čo je živé, nejaké sTVORenie? Myslím, že nám takto niekto už pred tisíckami rokov, keď sa tvorili prvé pomenovania činností chcel naznačiť, že každý z nás je v hĺbke srdca TVORivý TVOR. Dnes si teda vyskúšame (a verím, že aj potvrdíme), že to tak naozaj je. Ak si myslíš opak, skôr, ako to povieš nahlas: vezmi si nástroj, na ktorý vieš hrať, na ktorý sa učíš hrať, alebo ktorý máte v škole, pozri si prezentáciu a postupuj podľa krokov, ktoré sú v nej uvedené. A ktovie, nakoniec sa z teba možno stane skladateľ, pretože na zloženie skladby nám veľa krát stačí vedieť čo je to melódia či tempo…
„Rýchlovka“ pre učiteľov a rodičov
A pomôcka na záver – ak patríte k tým, ktorí deti sprevádzajú pri využívaní uvedených materiálov, tu je pár informácií pre vás. Vo videu nájdete návrh ako pracovať s prezentáciou, čo sa v jednotlivých prezentáciách dozviete a čo všetko budete pri ich využívaní na hodine či doma potrebovať.
Ak máte akékoľvek otázky či postrehy, môžete zanechať komentár tu či na YouTube alebo mi môžete napísať mail na: napadynaucenie@gmail.com, alebo správu na ktorúkoľvek zo sociálnych sietí s názvom napadynaucenie (repa. Nápady na učenie), kde tiež môžete posielať videá či fotografie k jednotlivým výzvam 😉
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE; NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN Téma: REDOXNÉ DEJE, REDOXNÉ REAKCIE
Dusičnan draselný, draselný alebo indický liadok, ktorý zohráva hlavnú úlohu v nasledujúcom experimente, poznali ľudia už veľmi dávno. Bol totiž hlavnou zložkou čierneho pušného prachu. V stredoveku sa používal aj na konzervovanie soleného mäsa a dnes ako súčasť dusíkatých hnojív je hlavným zdrojom dusíka v poľnohospodárstve. Ako silné oxidačné činidlo sa používa pri výrobe pyrotechniky a zároveň katión draslíka sfarbuje plameň do fialovoružova.
Do kadičky priprav približne 10 ml nasýteného roztoku dusičnanu draselného.
Štetcom namočeným v roztoku dusičnanu draselného napíš na papier písmeno/slovo…
Ceruzkou vyznač začiatok a koniec napísaného.
Papier vysuš (nad radiátorom, fénom alebo voľne na vzduchu).
Suchý papier pripevni svorkami/štipcami medzi dva stojany.
Koncom tlejúcej špajdle „prepichni“ papier na ceruzkou označených miestach a pozoruj.
Papier na miestach potretých dusičnanom draselným tleje. To spôsobí, že písmo napísané roztokom dusičnanu draselného vyhorí, zatiaľ čo zvyšný papier zostane neporušený.
Keď sa časť papiera nasiaknutá dusičnanom sodným zahreje dotykom rozžeravenej špajdle na približne 400 oС, soľ sa začne rozkladať a uvoľňuje sa kyslík:
2 KNO3 → 2 KNO2 + O2
Uvoľňovaný kyslík podporuje proces tlenia účinnejšie ako kyslík z okolitého vzduchu, preto práve plocha papiera nasiaknutá soľou, kde je vznikajúci kyslík koncentrovaný rýchlo tleje. Takto dej pokračuje pozdĺž čiary nakreslenej dusičnanom.
Prečo sa zvyšok papiera nezapáli? Na zapálenie papiera je potrebná teplota približne 450 °C. Na rozklad dusičnanu draselného postačí teplota okolo 400°C. Čiže reakcia beží pri nižšej teplote ako je zápalná teplota papiera, preto tlenie pozorujeme len v miestach nasiaknutých dusičnanom.
TIPY:
Namiesto dusičnanu draselného môžeš použiť aj dusičnan sodný, ktorý sa rozkladá ešte pri nižšej teplote, okolo 300°C.
Ak nemáš k dispozícii filtračný papier, vyskúšaj použiť kancelársky papier alebo hárok zo zošita.
Písať môžeš aj vatovou tyčinkou
Je potrebné aby na papieri bolo nanesené dostatočné množstvo dusičnanu, preto ťahy štetcom na jednom mieste zopakuj aj viackrát.
Premysli si vopred nápis, ktorý budeš písať dusičnanon
treba voliť vhodné písmená
nápis nech je dostatočne veľký
ťahy nemusia byť príliš hrubé
pokús sa napísať slovo jedným ťahom, aby čiara kreslená dusičnanom nebola prerušená a tlela bez prekážky
Nemusí to byť len text, ktorý vypáliš do papiera vďaka dusičnanu. Môžeš si vymyslieť aj obrázok a namaľovať ho rovnakým spôsobom dusičnanom na papier.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
Uveď chemický vzorec dusičnanu draselného.
Uveď triviálny názov dusičnanu draselného.
Vyhľadaj, aké bolo využitie dusičnanu draselného v minulosti a aké je dnes.
Dusičnan draselný obsahuje katión draslíka. Ten dokáže sfarbiť plameň. Vieš akou farbou? Popremýšľaj ako a kde sa tento jav využíva.
Popremýšľaj a vysvetli čo je to nasýtený roztok a ako vzniká.
Počas prípravy nasýteného roztoku dusičnanu draselného si si možno všimol, že kadička s roztokom sa samovoľne vychladila, teplota roztoku klesla. Popremýšľaj k akému deju došlo z hľadiska tepelnej zmeny.
Dusičnan sodný sa tepelne rozkladá rovnako ako dusičnan draselný. Uveď reakciu rozkladu dusičnanu sodného – Chemickú rovnicu vyrovnaj – Napíš chemické názvy všetkých reaktantov a produktov – Doplň oxidačné čísla všetkých chemických prvkov – Urči, ktorý prvok sa oxidoval a ktorý sa redukoval – Napíš čiastkové reakcie oxidácie a redukcie
Vyhľadaj pri akej teplote dochádza k rozkladu dusičnanu draselného a k uvoľňovaniu kyslíka.
Opíš, čo spôsobuje kyslík uvoľnený počas rozkladu dusičnanu.
Porovnaj teplotu rozkladu dusičnanu draselného so zápalnou teplotou papiera.
Popremýšľaj ako predošlé informácie súvisia s tlením papiera len na miestach nasiaknutých dusičnanom.
Zdôvodni prečo sa zvyšný papier v experimente nezapálil.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE; NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN Téma: REDOXNÉ DEJE, REDOXNÉ REAKCIE
Prskavky, malé ručné ohňostroje, ktoré po zapálení produkujú spŕšku iskier. Kto by ich nepoznal? Ich história siaha až do starovekej Číny, 7. storočie. Prvé prskavky boli vlastne malé ohňostroje, ktoré sa vyrábali plnením bambusových výhonkov pušným prachom. Neboli určené na zábavu ale čínsky alchymisti ich pôvodne vytvorili k náboženským účelom.
Novodobá verzia prskavky v podobe nehorľavého kovového drôtu potiahnutého železom a pušným prachom pochádza z Nemecka, z 50. rokov 19. storočia. Pušný prach bol neskôr nahradený pyrotechnickou kašou, ktorá sa dodnes skladá z troch základných komponentov:
kov – kovové palivo, ktoré reaguje s kyslíkom a prská v podobe farebných iskier
oxidačné činidlo, ktoré sa po zahriatí prskavky začne rozkladať, pričom sa produkuje kyslík
spojivo – drží celú zmes pohromade ako lepidlo a spomaľuje horenie
Keďže zloženie pyrotechnickej zmesi, ktorá sa nanáša na nehorľavý drôt je známe, zvládneš si pripraviť aj vlastnú prskavku.
Namiesto dusičnanu draselného, ktorý dodáva plameňu prskaviek ružovkastú farbu môžeš použiť aj dusičnan strontnatý a plameň bude červenej farby.
Skombinovať môžeš obidva dusičnany v pomere 1:1.
Prskavkovú zmes môžeš na drôt naniesť aj vo viacerých vrstvách, ale dbaj na to, aby bola nanesená rovnomerne, v rovnakej hrúbke a neostávali prázdne miesta na drôte.
Pripravená zmes vystačí na nanesenie jedného náteru na približne 8 prskaviek.
Drôt na prskavku by mal byť dostatočne hrubý – napr. zvárací drôt. Ak je príliš hladký a prskavková zmes na ňom nedrží, zdrsni ho pomocou brúsneho papiera.
Prskavka musí byť úplne suchá, aby ju bolo možné zapáliť.
Prskavky môžeš nechať schnúť postavené v pohári alebo aj zakvačené dole hlavou
Na zapálenie prskavky je lepšie použiť zapaľovač ako zápalky, pretože chvíľku trvá, kým sa prskavka rozhorí.
Dbaj na bezpečnosť:
horiacu prskavku drž ďalej od seba, chráň si oči
najvhodnejšie je použiť prskavku vo vonkajších priestoroch alebo na nehorľavej podložke
po vyhorení prskavky ostane rozžeravený drôt, ktorý môžeš ochladiť v studenej vode, alebo nechať vychladnúť na nehorľavej podložke
Pokiaľ sa ti zvýši prskavková zmes, môžeš z nej vytvoriť „prskavkové bôby“ jej vytvarovaním do guličiek či placiek s priemerom nie väčším ako 1,5 cm. Na jednom konci guličky vytvaruj malé zobáčiky, ktoré budú slúžiť na ich jednoduchšie zapálenie. Útvary nechaj poriadne vysušiť. Prskavkové bôby sú silnejšie ako prskavky. Zapáliť ich môžeš jedine na nehorľavej podložke alebo vonku na betóne/kameni/dlažbe v bezpečnej vzdialenosti od horľavých predmetov a povrchov.
VYSVETLENIE:
Kovový prášok v prskavke tvorí iskričky, ktoré pozoruješ po jej zapálení. Podľa toho, aký kov použiješ, sú iskričky sfarbené:
železo – oranžové
hliník a horčík – žiarivo biele
Malé častice kovu horia a reagujú s kyslíkom za vzniku oxidu kovu:
Fe + O2 → Fe3O4
Prskavka môže byť aj v inej farbe, podobne ako farebné ohňostroje. Stačí pridať správnu chemickú látku, soľ určitého kovu, ktorého katión sfarbí plameň a iskričky (Plameňová skúška):
vápnik – oranžová
meď – modrozelená
sodík – žltá
draslík – ružová
stroncium – červená
Aby sa vytvorila intenzívna žiara prskavky a kovový prášok horel je potrebné viac kyslíka, ako len ten z ovzdušia. Zdrojom kyslíka je oxidačné činidlo, najčastejšie dusičnan (alebo aj chlorečnan či chloristan), ktorý sa po zahriatí prskavky začne rozkladať:
KNO3 → KNO2 + O2
Písal sa rok 1949, keď stretnutie slávneho maliar Picassa s jedným umeleckým fotografom vyústilo v tvorbu niečoho výnimočného – vznik Picassových „svetelných kresieb“. Boli vytvorené s malou baterkou v tmavej miestnosti a hoci zmizli takmer okamžite, vďaka fotoaparátu žijú dodnes. Maľba svetlom, LUMINOGRAFIA si našla svoje miesto v umeleckom svete a od Picassových čias túto techniku používa dodnes mnoho umelcov v rôznych podobách. Princíp spočíva v zachytení trajektórií pohybujúceho sa svetla fotoaparátom vďaka nastaveniu dlhej expozície. Fotoaparát musí byť na statíve. Zdrojom svetla môže byť baterka, sviečka, oheň alebo aj prskavka.
Svetelné obrázky vytvorené na chemickom krúžku Kremík
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
1. Vyhľadaj, odkiaľ pochádzajú prskavky a na aký účel pôvodne slúžili. 2. Pôvodné prskavky obsahovali pušný prach. Uveď čím je dnes nahradený. 3. Pyrotechnická zmes na dnešných prskavkách obsahuje tri základné zložky. Uveď funkciu každej z nich. 4. Opíš akú farbu majú iskričky na tvojej prskavke a prečo je to tak. 5. Keby si chcel vyrobiť prskavku, ktorá prská a svieti na zelenomodro, bolo by to možné zrealizovať? Popremýšľaj ako. 6. Uveď od čoho závisí farba prskavky a ako táto skutočnosť súvisí s plameňovou skúškou. 7. Reakciu horenia kovu z prskavkovej zmesi zapíšeš nasledovnou chemickou rovnicou:
Fe + O2 → Fe3O4
Uvedenú chemickú rovnicu vyrovnaj
Napíš chemické názvy všetkých reaktantov a produktov
Doplň oxidačné čísla všetkých chemických prvkov
Urči, ktorý prvok sa oxidoval a ktorý sa redukoval
Napíš čiastkové reakcie oxidácie a redukcie
8. Uveď čo je zdrojom kyslíka počas horenia prskavky. 9. Reakciu rozkladu dusičnanu zapíšeš nasledovnou chemickou rovnicou
KNO3 → KNO2 + O2
Uvedenú chemickú rovnicu vyrovnaj
Napíš chemické názvy všetkých reaktantov a produktov
Doplň oxidačné čísla všetkých chemických prvkov
Urči, ktorý prvok sa oxidoval a ktorý sa redukoval
Napíš čiastkové reakcie oxidácie a redukcie
Uveď chemické vzorce:
dusičnan strontnatý
chloristan sodný
chlorečnan draselný
Vysvetli čo je to luminografia a ako môže súvisieť s tvojimi prskavkami.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE; NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN Téma: REDOXNÉ DEJE, REDOXNÉ REAKCIE
O geomorfologických útvaroch vytvorených magmou vystupujúcou na zemský povrch v podobe lávy, teda sopkách sa učia žiaci v piatom ročníka na hodinách geografie. Učia sa pomenovať jednotlivé časti sopky, spoznávajú jej význam i nebezpečenstvo, rozprávajú si o miestach na svete, kde sa sopky nachádzajú, niektoré aktívne až dodnes. Ale asi málokomu sa podarí takú skutočnú sopku za svoj život z bezpečnej vzdialenosti na vlastné oči vidieť.
Téma sopky je ideálna na projektové spracovanie, pretože poskytuje možnosť komplexnejšieho pohľadu, zapojenia viacerých oblastí a tímovú prácu. Geografické vedomosti môžu byť krásne podčiarknuté výtvarne spracovanou maketou sopky s použitím nezvyčajného materiálu. Keď do toho zapojíš chémiu a tvoja sopka začne prskať, chrliť žeravý kúsky a nad ňou sa začne tvoriť hustý oblak dymu, zážitok pre teba i spolužiakov bude nezabudnuteľný, o to viac, keď sopku zapáliš iba kvapkou vody.
Pomôcky:
váhy, lyžička na chemikálie, trecia miska s tĺčikom (3 ks), malá kadička, pipeta, maketa sopky
Chemikálie:
dusičnan amónny, chlorid amónny, zinok práškový, destilovaná voda
Postup:
Odváž 4 g dusičnanu amónneho a v trecej miske rozotri na jemný prášok.
Odváž 1 g chloridu amónneho a v ďalšej trecej miske tiež rozotri
Odváž 4 g práškového zinku a rozotri v poslednej trecej miske
Všetky tri chemikálie – dusičnan amónny, chlorid amónny a zinok presyp do jednej trecej misky a opatrne zamiešaj, aby vznikla farebne jednotná zmes (už neroztieraj, aby náhodou nedošlo k samovznieteniu!).
Treciu misku umiestni do stredu makety sopky.
Do malej kadičky priprav vodu.
Do zmesi v trecej miske kvapni 2 – 3 kvapky vody (nie viac).
Ihneď odstúp od sopky do bezpečnej vzdialenosti a pozoruj.
Pridaním len malej kvapky vody (pôsobí ako katalyzátor) sa spustí redoxná reakcia, ktorá je urýchlená prítomnosťou chloridových iónov. Zinok ako silné redukčné činidlo reaguje s dusičnanovými iónmi explozívne. Počas reakcie sa produkuje veľké množstvo tepla, preto je táto reakcia prudko exotermická.
NH4NO3 + Zn → ZnO + N2 + H2O
TIPY:
Pamätaj, že experiment je nutné realizovať v dobre vetrateľných priestoroch, vonku na dvore, prípadne v digestore.
Na aktiváciu reakcie stačí pridať 2 – 3 kvapky vody. Viac vody by reakciu zastavilo.
Sopku pozoruj z bezpečnej vzdialenosti
Navážené množstvo zmesi vystačí na jednu sopku.
Pokiaľ nemáš maketu sopky, zmes môžeš nasypať aj na nehorľavú podložku, do tvaru kužeľa a tu „zapáliť“ kvapkou vody
Video Sopka HNY
PRÍPRAVA MAKETY SOPKY:
Na maketu sopky potrebuješ papierové vajíčkové podložky natrhané na drobné kúsky a namočené aspon na pol hodinky v tekutom škrobe zmiešanom s vodou v pomere 1:1. Kužeľ postavíš prikladaním jemne vyžmýkaných kúskov papiera na seba. Pracuj na nepremokavej podložke, na ktorej budeš môcť maketu neskôr preniesť. Na vrch kužeľa postav treciu misku obalenú v potravinárskej fólii a pokračuj v prikladaní natrhaného naškrobeného papiera okolo nej až po jej okraj. Misku nezakry úplne, musí byť z makety snímateľná po jej vysušení. Keď si s kužeľom, jeho veľkosťou a tvarom spokojný, prilož poslednú vrstvu, ktorú tvorí biely baliaci papier (prípadne kancelársky) namočený v škrobe. Týmto maketu spevníš a vyhladíš. Kužeľ umiestni k zdroju tepla (nad radioator, na slniečku k oknu), aby rýchlejšie vyschol. Schnutie trvá minimálne týždeň. Zo suchého kužeľa sopky vyber treciu misku, natri ho akrylovými farbami a po ich zaschnutí niektoré miesta, najmä v okolí krátera pretri lepidlom a posyp popolom a pieskom. Vnútro kužeľa vyplň alobalom a vysyp cca 0,5 cm vrstvou piesku. Po zaschnutí lepidla vlož na vrch kužeľa do krátera treciu misku – model sopky je pripravený.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
Pokús sa rozpamätať na jednotlivé časti sopky, ako si sa to učil na hodinách geografie a pomenuj ich.
Uveď na čo sa zmení magma, keď vystúpi na zemský povrch.
Sopka je pre človeka veľmi nebezpečná, ale aj užitočná. Uveď v akom smere.
Opíš prečo otvor v kuželi makety sopky, do ktorého vkladáš treciu misku je potrebné vysypať vrstvou piesku.
Uveď prečo je prebiehajúca chemická reakcia exotermická.
Vysvetli čo znamená, že voda pôsobí ako katalyzátor.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY; CHEMICKÉ VÝPOČTY
Tematický celok: NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ
Téma: OXIDY, HYDROXIDY, KYSELINY, SOLI; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ
Malachit a azurit sú minerály, ktoré sa v prírode nachádzajú spolu, často v tých istých kameňoch.
Farba azuritu sa mení od tmavej modrej až po bledomodrú so zelenkastým podtónom. Hoci jeho výskyt v prírode bol známy už dávno pred našim letopočtom, príležitostné používanie azuritu ako farebného pigmentu začalo u Egypťanov v časoch egyptských dynastií. Azuritová nebeská modrá sa až v období renesancie stala obľúbenou medzi umelcami. V podobe tempery a neskôr aj olejovej farby sa používala do 18. storočia, kedy ju nahradila synteticky vyrobená Pruská alebo Berlínska modrá.
Azuritový pigment sa získaval mletím prírodného kameňa a podľa hrúbky častíc nadobúdal tóny modrej od tmavých hrubo mletých zrniek až po svetlejší jemne mletý prášok. Na svetle je stabilný, ale citlivosť na teplo, vlhkosť a alkalické prostredie spôsobuje jeho premenu na malachitovú zeleň. To vysvetľuje farebnú zmenu oblohy na mnohých renesančných obrazoch z nebeskej modrej časom na zelenkastú.
Zaujímavé je pozorovať, ako sa mení farba azuritu na zelené tóny po pridaní vaječno-olejového pojiva pri príprave tempery (Temperová farba).
Malachit sa vyskytuje v prírode vo forme zeleného minerálu, ktorého farba sa môže meniť od svetlozelenej až po čiernozelenú. Podobne ako azurit aj malachit už poznali starí Egypťania. Okrem v náhrobných maľbách našiel tento farebný pigment využitie i v očných tieňoch Egypťanov. Od obdobia stredoveku sa v maľbách európskych maliarov vyskytuje spoločne s azuritom, a to približne do konca 18. storočia, kedy ho postupne vytlačili syntetické zelené pigmenty. Hoci je malachit chemicky podobný azuritu, je stabilný na svetle, v teple aj vo vlhkom a alkalickom prostredí.
Chemický vzorec AZURITU: 2CuCO3Cu(OH)2 alebo Cu3(CO3)2(OH)2
Chemický vzorec MALACHITU: CuCO3Cu(OH)2
Z chemického hľadiska sú oba minerály kombináciou uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého. Odlišujú sa však v ich množstve a pomere. Malachit aj azurit majú svoju typickú farbu vďaka meďnatým katiónom. To, že je ich farba odlišná, súvisí s jedinečným štruktúrnym spojením a usporiadaním katiónov medi s uhličitanovými (CO32-) a hydroxidovými (OH–) iónmi v priestore. Štruktúra azuritu pohlcuje a odráža svetlo inej vlnovej dĺžky ako štruktúra malachitu, čo my v konečnom dôsledku vnímame ako rôznu viditeľnú farbu pigmentov.
Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit vo vlhkom a alkalickom prostredí môžeme napísať nasledovne:
2CuCO3Cu(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-
Príprava Azuritu a malachitu
Pomôcky:
kadičky vyššia a širšia, hodinové sklíčko, Petriho misky, váhy, trecia miska, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu
Chemikálie:
pentahydrát síranu meďnatého, hydrogenuhličitan sodný , destilovaná voda
Postup – AZURIT:
Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody, neohrievaj.
6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do vody v kadičke.
Vzniknutú modrú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter (nepremývaj vodou).
Postup – MALACHIT:
Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody a ohrej na cca 50°C.
6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do zohriatej vody v širokej kadičke.
Zmes v kadičke prikrytú hodinovým sklíčkom nechaj variť niekoľko minút, až kým sa nevytvorí zelená zrazenina.
Vzniknutú zelenú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter a premy horúcou vodou.
Vodu v postupe prípravy azuritu nezohrievaj, pretože azurit je citlivý na teplotu a skôr by sa premenil na malachit.
Azurit počas filtrácie nepremývaj vodou, pretože väčšie množstvo vody by tiež mohlo spôsobiť premenu azuritu na malachit.
Po pridaní celého množstva zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny do reakčnej zmesi je potrebné modrý azurit čím skôr prefiltrovať, pretože jeho dlhšie ponechanie vo vodnom prostredí by mohlo spôsobiť premenu na zelený malachit.
Obsah kadičky s reakčnou zmesou môžeš po každom vsypaní zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny premiešať a následne prikryť hodinovým sklíčkom (aby reakčná zmes nevyšumela von).
Pokiaľ sa ti podarí zmes v kadičke zohriať až príliš a stmavne, nič to, získaš ďalší odtieň pigmentu sivozelenej farby
Vzájomným miešaním pigmentov získaš nové farebné odtiene.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
1. Reakciu prípravy pigmentu MALACHITU zapíšeš chemickou rovnicou, ktorú je potrebné vyrovnať.
2. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky reaktanty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).
3. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky produkty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).
4. Z chemického hľadiska sú malachit aj azurit tvorené dvoma chemickými zlúčeninami medi. Uveď ktorými – chemický názov aj chemický vzorec.
5. Popremýšľaj čím sú typické zrážacie reakcie, čo je ich produktom. Pozoroval si v rámci prípravy pigmentov zrážaciu reakciu? Opíš.
6. V procese prípravy si použil hydrogensoľ aj hydrát soli. Napíš, ktoré chemické zlúčeniny to boli – chemický názov aj chemický vzorec.
7. Počas prípravy pigmentov azuritu aj malachitu si v kadičke mohol pozorovať tvorbu a únik bubliniek z reakčnej zmesi. Vysvetli pôvod bubliniek a ich chemické zloženie – uveď chem. názov a chem. vzorec.
8. Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit môžeš znázorniť nasledovne:
Cu3(CO3)2(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-
Vypočítaj molárnu hmotnosť azuritu a tiež molárnu hmotnosť malachitu. Koľko gramov malachitu vznikne z 5 g azuritu?
9. Pomenuj častice Cu2+ a CO32-.
10. Uveď ktorá častica je primárnou príčinou typickej farby azuritu rovnako ako aj malachitu.
11. Vysvetli, prečo je farba azuritu odlišná od farby malachitu.
12. Opíš čo spôsobuje, urýchľuje premenu azuritu na malachit.
13. Vysvetli, prečo je obloha na mnohých renesančných maľbách zelenkastej farby a aká bola jej pôvodná farba.
14. Uveď aké iné využitie malachitu ako pigmentu okrem maľby poznali Egypťania.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY; CHEMICKÉ VÝPOČTY
Tematický celok: NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN/NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ, ZLOŽENIE ROZTOKOV
Pri pohľade na tieto obrázky si zrejme povieš, aké sú jednoduché a takmer jednofarebné… áno, je to tak. A predsa sú výnimočné. Ich jedinečnosť spočíva práve vo farbách, ktorými sú maľované. Sú to farby, ktoré sme syntetizovali na našom chemickom krúžku Kremík. Podarilo sa nám pripraviť niekoľko odtieňov zelenej, červenohnedú, čiernu, modrú a čierny a modrý atrament. Práškové pigmenty sme spojili vajíčkovo-olejovým pojivom a tak vznikla farba podobná tempere, ktorá sa dá štetcom nanášať na podklad, papier.
Vyskúšali sme si, že tieto vlastnoručne pripravené farby skutočne maľujú. Aj keď sme museli obrázky prispôsobiť odtieňom, ktoré sme mali k dispozícii, sú určite parádne, pretože sú naše ;).
V nasledujúcich riadkoch nájdeš nami odskúšané recepty/postupy na prípravu niekoľkých pigmentov. Ako si zo syntetizovaných pigmentov pripraviť farbu vhodnú k nanášaniu na papier sa dozvieš v materiáli Temperová farba
Malachitová zeleň
Dihydroxid-uhličitan dimeďnatý sa vyskytuje v prírode vo forme zeleného minerálu malachitu (farba sa môže meniť od svetlozelenej až po čiernozelenú). Z chemického hľadiska je to kombinácia uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého, CuCO3·Cu(OH)2. Malachit sa používal ako minerálny pigment v zelených farbách od staroveku. Je veľmi málo rozpustný vo vode. Jeho syntéza je veľmi jednoduchá.
Pomôcky:
hodinové sklíčka, váhy, trecia miska, kadička, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu
Chemikálie:
pentahydrát síranu meďnatého, hydrogenuhličitan sodný , destilovaná voda
Postup:
Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody a ohrej (cca 50°C).
6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a opatrne rozotri.
Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do zohriatej vody v kadičke. Po každom vsypaní zmesi kadičku prikry hodinovým sklíčkom, pretože obsah by mohol ľahko vyšumieť.
Zmes v kadičke prikrytú hodinovým sklíčkom nechaj variť niekoľko minút (zmes by nemala stmavnúť).
Vzniknutú zelenú zrazeninu prefiltruj cez hladký (môžeš aj cez skladaný) filter a premy horúcou vodou.
Ďalší minerál obsahujúci meď je sýtomodrý azurit. V prírode sa vyskytuje spolu s malachitom. Renesanční maliari ho používali na znázornenie jasnej modrej oblohy. Tento pigment je ale nestabilný na vzduchu, vo vlhkom a zásaditom prostredí, preto sa časom mení na zelený malachit. A to je dôvodom, prečo napríklad obloha v Michelangelových maľbách po rokoch ozelenela.
Azurit môžeš pripraviť rovnakým spôsobom ako malachit, ale musíš pracovať rýchlejšie a pri nižšej teplote, zmes nezahrievať a hneď prefiltrovať a premyť vodou. Ak by vzniknutý azurit ostal v roztoku, reakcia by pokračovala a vznikol by malachit.
Pokiaľ sa ti podarí zmes v kadičke zohriať až príliš a stmavne, nič to, získaš ďalší pigment sivozelenej farby
Octan meďnatý
Octan meďnatý, modrozelený pigment môžeš pripraviť z malachitu.
Cu2CO3(OH)2 + CH3COOH → Cu(CH3COO)2 + H2O + CO2
Pomôcky:
hodinové sklíčko, kadička, váhy, aparatúra na odparovanie, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu
K 6 g malachitu v kadičke pomaly prilievaj 50ml 15% kyseliny octovej.
Zmes opatrne zahrievaj približne pol hodinu. Potom nechaj vychladnúť.
Po vychladnutí zmes prefiltruj cez skladaný filter.
Filtrát prelej do odparovacej misky a odparuje do vytvorenia kryštalizačnej blany.
Octan meďnatý nechaj v kryštalizačnej miske v pokoji vykryštalizovať do ďalšieho dňa.
TIPY:
Octan meďnatý je chemická zlúčenina, o ktorej som už písala v materiáli Patina na minci obsahujúcej meď. V uvedenom príspevku si môžeš pozrieť fotografie kryštálikov octanu meďnatého cez mikroskop, alebo aj video rastu kryštálikov na medenom povrchu mincí.
Berlínska modrá
Berlínska alebo Pruská modrá je prvé syntetické farbivo známe už od roku 1706, pripravené prvý krát v Berlíne náhodne pri pokusoch s oxidáciou železa. V 18. storočí sa stala často používanou a veľmi obľúbenou modrou farbou v maľbách.
síran železitý, hexakyanoželeznatan draselný, destilovaná voda
Postup:
Do odmerných bánk si priprav 100 ml vodného roztoku síranu železitého s koncentráciou 0,05 mol/dm3 a 100 ml vodného roztoku hexakyanoželeznatanu draselného tiež s koncentráciou 0,05 mol/dm3
Pripravené roztoky zmiešaj vo väčšej kadičke v poradí Fe2(SO4)3 s K4[Fe(CN)6].
Vzniknutú zrazeninu odfiltruj zo zmesi najlepšie cez hladký filter a niekoľkokrát premy destilovanou vodou.
Filtračný koláč nechaj voľne vysušiť.
FeSO4 + K3[Fe(CN)6] → Fe + K2SO4 + Fe4[Fe(CN)6]3
TIPY:
Berlínska modrá je veľmi jemný modrý pigment, ktorého častice nie sú vo vode rozpustné. Tvorí koloidný vodný roztok. Tento koloidný roztok môžeš použiť ako modrý atrament a nanášať ha na papier pierkom.
Oxid meďnatý
Oxid meďnatý v podobe čierneho prášku sa používa ako farbivo do náterov a glazúr v keramike. Hoci čierny atrament vieme pripraviť z dubienok (prelinkovať s materiálom Dubienkový atrament), niekedy sa zíde aj hustejšia čierna farba.
Pomôcky:
hodinové sklíčko, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, kahan, zápalky, trojnožka, sieťka alebo varič, odmerný valec, aparatúra na filtráciu
Chemikálie:
pentahydrát síranu meďnatého, uhličitan draselný, destilovaná voda
Postup:
5 g CuSO4.5H2O rozpusti v 45 ml destilovanej vody.
2,8 g K2CO3 rozpusti tiež v 45 ml destilovanej vody.
K roztoku modrej skalice pridaj roztok uhličitanu draselného – prilievaj ho po malých množstvách po sklenej tyčinke. Po každom pridaní zmes v kadičke premiešaj tyčinkou.
Zmes v kadičke prikry hodinovým sklíčkom a pomaly zahrievaj až do varu. Počas zahrievania sa zo suspenzie uvoľňuje CO2, preto zmes šumí.
Suspenziu var dovtedy, kým sa v celom objeme sfarbenie nezmení na čierne.
Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť a dekantuj – vychladnutý roztok nad zrazeninou opatrne zlej. Potom do kadičky z čiernou zrazeninou prilej 100 ml destilovanej vody, premiešaj a nechaj usadiť. Roztok nad zrazeninou opäť opatrne zlej. Tento postup opakuj jeden – dva krát.
Zrazeniu prefiltruj cez hladký filter a nechaj vyschnúť voľne na vzduchu.
CuSO4·5H2O + K2CO3 → CuO + K2SO4 + CO2 + H2O
TIPY:
Oxid meďnatý vytvorí v kadičke súvislú vrstvu usadeniny, ktorá počas varenia zmesi bráni uniku bubliniek. Preto občas dochádza k „vybuchnutiu“ usadeniny, čo môže byť nebezpečné vzhľadom na to, že zmes je horúca. Aby si tomu predišiel, musí byť vrstva usadeniny čo najtenšia, preto použi hlbšiu kadičku s veľkým priemerom a zmes v občas premiešavaj sklenou tyčinkou.
Oxid meďnatý tvorí čiernu vrstvičku na medených predmetoch, napr. medených sochách, nádobách, minciach. Je súčasťou patiny, ktorá chráni medené objekty pred koróziou (viac v materiáloch Oxid meďnatý a Patina na minci obsahujúcej meď).
Oxid meďný
Oxid meďný sa v prírode nachádza ako minerál kuprit. Na rozdiel od väčšiny ostatných minerálov medi zelenej farby je kuprit červený. Aj pigment Cu2O, ktorý sa používa najmä v keramike, je červenej farby.
Pomôcky:
hodinové sklíčka, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, vodný kúpeľ, odmerný valec, aparatúra na filtráciu za zníženého tlaku, pipeta
5,4 g CuSO4.5H2O rozpusti v 175 ml destilovanej vody.
19,7 g glukózy rozpusti v 210 ml destilovanej vody.
Roztok glukózy nalej k roztoku modrej skalice.
K roztoku glukózy a modrej skalice vsyp 1,6 g vínanu sodno-draselného a zamiešaj.
Do kadičky pridaj pipetou 2 ml 20% roztoku hydroxidu sodného.
Kadičku postav do vodného kúpeľa a opatrne zahrievaj, až kým sa farba vznikajúcej zrazeniny nezmení na červenooranžovú.
Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť a niekoľkokrát dekantuj destilovanou vodou.
Zrazeniu prefiltruj za zníženého tlaku (alebo cez hladký skladaný filter, ak nemáš k dispozícii aparatúru na filtráciu za zníženého tlaku) a nechaj voľne vysušiť .
Postupná premena farby reakčnej zmesi až do vytvorenia červenooranžového Cu2O
Oxid železitý
Hnedočervený pigment oxid železitý sa v prírode vyskytuje ako minerál hematit. Okrem využitia v umeleckej výtvarnej sfére sa tento pigment pridáva ako farbivo aj do kozmetických prípravkov červenej farby.
Pomôcky:
hodinové sklíčka, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu za zníženého tlaku, keramický kelímok na žíhanie, kahan, trojnožka, sieťka
Chemikálie:
heptahydrát síranu železnatého, uhličitan sodný, destilovaná voda
FeSO4 + Na2CO3 → FeCO3 + Na2SO4
FeCO3 + O2 → Fe2O3 + CO2
Postup:
Do dvoch kadičiek priprav po 100 ml vody a obe zohrej približne na 80°C.
30 g zelenej skalice rozpusti v zohriatej vode v prvej kadičke.
11,4 g uhličitanu sodného rozpusti v zohriatej vode v druhej kadičke.
Ešte horúci roztok uhličitanu sodného vlej po malých dávkach a za intenzívneho miešania k horúcemu roztoku zelenej skalice.
Zmes krátko povar, aby sa vylúčila všetka zrazenina okrového uhličitanu železnatého.
Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť zrazeninu a niekoľkokrát dekantuj destilovanou vodou.
Zrazeniu prefiltruj za zníženého tlaku (alebo cez hladký skladaný filter, ak nemáš k dispozícii aparatúru na filtráciu za zníženého tlaku) .
Filtračný koláč presyp do keramického kelímka a za občasného premiešania kovovou lyžičkou žíhaj nad plameňom kahana až kým nezískaš jemný prášok červenohnedého oxidu železitého.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
1. Reakciu prípravy každého pigmentu je možné zobraziť chemickou rovnicou. Nasledovné chemické rovnice je potrebné vyrovnať a priradiť správne názvy vzniknutých pigmentov.
2. Pri príprave pigmentov si použil aj hydráty solí. Uveď ktoré – napíš ich chemický aj triviálny názov a chemický vzorec.
3. V príprave jedného pigmentu bola potrebná hydrogensoľ. Uveď jej chemický aj triviálny názov a chemický vzorec.
4. Z chemického hľadiska je malachit tvorený dvoma chemickými zlúčeninami medi. Uveď ktorými – chemický názov aj chemický vzorec.
5. Popremýšľaj čím sú typické zrážacie reakcie, čo je ich produktom. Pozoroval si v rámci prípravy niektorého pigmentu zrážaciu reakciu? Opíš.
6. Z uvedených chemických reakcií vypíš všetky oxidy a hydroxidy – uveď chemický vzorec s oxidačnými číslami a chemický názov každého oxidu.
7. Napíš chemické názvy a doplň oxidačné čísla prvkov v chemických vzorcoch týchto solí:
FeSO4 …………………………………………….
Na2CO3…………………………………………….
K2SO4 …………………………………………….
K2CO3…………………………………………….
Na2SO4…………………………………………….
FeCO3…………………………………………….
8. Uveď názvy a chemické vzorce kyselín, z ktorých sú odvodené soli z predchádzajúcej úlohy.
9. V chemickej reakcii FeCO3 + O2 → Fe2O3 + CO2
dochádza k zmene oxidačných čísel niektorých prvkov. Uveď o aký typ chem. reakcie sa jedná. Doplň oxidačné čísla všetkých prvkov. Napíš čiastkové deje oxidácie a redukcie.
10. Pri syntéze Berlínskej modrej si potrebuješ vopred pripraviť roztoky určitej koncentrácie.
Vypočítaj hmotnosť síranu železitého potrebného k príprave 100 ml vodného roztoku s koncentráciou 0,05 mol/dm3.
Vypočítaj hmotnosť hexakyanoželeznatanu draselného potrebného k príprave 100 ml vodného roztoku s koncentráciou 0,05 mol/dm3.
11. Vypočítaj koľko percentné roztoky pripravíš:
Rozpustením 5,4 g CuSO4.5H2O v 175 ml destilovanej vody.
Rozpustením 19,7 g glukózy v 210 ml destilovanej vody.
Rozpustením 2,8 g K2CO3 v 45 ml destilovanej vody.
Rozpustením 30 g zelenej skalice v 100 ml vody.
Rozpustením 11,4 g uhličitanu sodného v 100 ml vody.
12. Vypočítaj hmotnosť vzniknutého oxidu meďnatého, ak si na jeho prípravu použil 2,8 g uhličitanu draselného. Chemická reakcia beží podľa chemickej rovnice (nezabudni rovnicu vyrovnať):
CuSO4·5H2O + K2CO3 → CuO + K2SO4 + CO2 + H2O
13. Uveď rozdiel medzi filtráciou cez hladký a skladaný filtračný papier.
14. Pokús sa opísať priebeh filtrácie za zníženého tlaku.
15. Vysvetli, opíš proces dekantácie a jej využitie.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE Téma: pH INDIKÁTORY, REDOXNÉ DEJE
„…a môžeme teraz už všetko zmiešať?“, otázka, ktorú mi často kladú všetečné deťúrence počas experimentovania na chémii 😊. V tejto lekcii to bude tak trošku dovolené, pretože budeš skúmať a miešať „farby“.
Základom experimentu bude tzv. „modrá banka“. Roztok v nej pripravíš rozpustením zadaného množstva hydroxidu sodného a glukózy vo vode. Indikátor, ktorý je v roztoku v banke najprv modrý a po pár minútach sa odfarbí, nie je pH ale redoxný indikátor. Redoxné indikátory je možné použiť okrem iného aj na vizualizáciu redukčných či oxidačných vlastností reakčnej sústavy, pretože sú schopné rýchlej a reverzibilnej zmeny farby. Na tento účel sa v tomto experimente používa chemická látka metylénová modrá, ktorú chovatelia rybičiek veľmi dobre poznajú ako prípravok proti krupičke, prípravok na dezinfekciu akvária.
V banke v reakčnej sústave prebiehajú oxidačno-redukčné reakcie. Glukóza sa v alkalickom roztoku oxiduje a metylénová modrá, pôvodne modrej farby sa redukuje na bezfarebnú formu. Ak je k dispozícii dostatok kyslíka, dochádza k reoxidácii indikátora a modrá farba roztoku opäť pretrváva. Tento krok sa dosiahne pretrepávaním banky – kyslík prítomný vo vzduchu v hornom priestore uzavretej banky sa dostane do roztoku, rozpustí sa v ňom a oxiduje metylénovú modrú späť na jej farebnú, teda modrú formu. Ako sa kyslík postupne míňa, farebná zmena je čím ďalej tým slabšia až napokon úplne ustane.
Existuje niekoľko verzií či variácií uvedeného experimentu. Napríklad ak namiesto metylénovej modrej použiješ indigokarmín, pozoruješ farebné zmeny, ktoré sú dokonca tri a pripomínajú farby semafora. Preto sa tento experiment nazýva aj „chemický semafor“.
Inou verziou tohto farebného experimentu je použitie redoxného indikátora v kombinácii s pH indikátorom. Keďže redoxná reakcia prebieha v alkalickom čiže zásaditom prostredí, pH indikátor bude na toto prostredie farebne reagovať. Ako pH indikátor môžeš použiť niektorý z prírodných výluhov rastlín (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov), alebo fenolftaleín, syntetický pH indikátor.
Podľa vopred pripravených farebných stupníc prírodných pH indikátorov (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov) vieš predpokladať sfarbenie použitého indikátora v zásaditom prostredí. Keďže pH roztoku v banke sa počas priebehu redoxnej reakcie nemení, zostáva zásadité, nemení sa ani sfarbenie pH indikátora. Čo sa ale mení je farba redoxného indikátora metylénová modrá – na začiatku (v oxidovanej forme) je modrý a po čase (keď dôjde k jeho redukcii) sa stáva bezfarebným. A to má vplyv na výslednú farbu roztoku v banke. Pretože ak zmiešame dve rôzne farby, vznikne tretia, no ak jednu z nich odoberieme preč, ostane len jedna pôvodná farba. Najlepšie graficky znázornené miešanie farieb predstavuje Harrisovo farebné koleso (Moses Harris, The Natural System of Colours, 1776), ktoré v jednoduchšej verzii používajú výtvarníci dodnes. Obsahuje tri základné farby (v trojuholníku), ktorých kombináciou vznikajú farby sekundárne (šesťuholník) a ďalším miešaním až terciárne farby (kruh).
Moses Harris, The Natural System of Colours, wikimedia.orgHarrisovo farebné koleso používané dnes
TIPY:
V experimente môžeš vyskúšať aj iné prírodné či syntetické pH indikátory
Od množstva pridaného indikátora závisí intenzita sfarbenia roztoku a následne aj sýtosť či farebný odtieň farby roztoku po zmiešaní indikátorov.
Množstvo hydroxidu sodného a glukózy (po 2g na 100ml vody) je pre daný objem vody stanovené tak, aby reakcia neprebiehala príliš rýchlo ale ani príliš pomaly. Môžeš vyskúšať zmeniť toto množstvo a zistiť aký vplyv to má na rýchlosť chemickej reakcie.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
Popremýšľaj aký je rozdiel medzi pH a redoxným indikátorom a čo majú spoločné.
Vymenuj pH indikátory ktoré poznáš.
Uveď aký je názov redoxného indikátora, ktorý si použil v experimente „Farebná banka“.
Vyhľadaj kde inde bežne sa táto chemická látka využíva a prečo.
Opíš k akej farebnej zmene dôjde v roztoku v banke počas redoxnej reakcii, ak pridáš len indikátor metylénovú modrú? Pokús sa vysvetliť, prečo sa tak stane.
Uveď aké je pH skúmaného roztoku v banke a čím je spôsobené.
Glukózu si do roztoku pridával až po nakvapkaní pH indikátora. Mala glukóza vplyv na pH roztoku? Opíš ako si túto skutočnosť zistil.
Uveď sfarbenie jednotlivých pH indikátorov (tak ako si si to zaznačil v tabuľke) po pridaní do roztoku v banke.
Opíš farebné zmeny v roztoku, ktorý už obsahuje pH indikátor po pridaní metylénovej modrej (ako si si to zaznačil v tabuľke).
Porozmýšľaj prečo došlo po niekoľkých minútach k zmene farby roztoku.
Uveď či je spomenutá zmena farby stála, alebo môžeš farbu roztoku vrátiť?
Opíš akú úlohu zohráva v experimente kyslík.
Uveď prečo je potrebné banku počas priebehu chemickej reakcie v nej uzavrieť gumenou zátkou.
Popremýšľaj keby bude reakcia v banke definitívne ukončená a viac nedôjde k farebnej zmene.
Pokús sa zistiť viac informácií o Mosesovi Harrisovi, ktorý je tvorca farebného kolesa.
Opíš ako sa podľa tohto farebného diagramu (farebného kolesa) dajú miešať farby.
Popíš ako sa podarilo tebe počas experimentu namiešať farby v bankách.
Pokús sa všeobecne opísať oxidačno-redukčnú reakciu, čo je jej princípom.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE Téma: pH INDIKÁTORY, NEUTRALIZÁCIA
Počas skúmania farebných zmien prírodných pH indikátorov pri zmene pH prostredia (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov) si si mohol všimnúť jeden zaujímavý fakt. Výluh z kurkumy, ktorá obsahuje prírodné pH citlivé žlto-oranžové farbivo kurkumín, zmenil farbu na oranžovú až oranžovočervenú v zásaditom prostredí. V neutrálnom a kyslom prostredí ostal v odtieňoch žltej.
V ďalšom experimente si papier natrel výluhom z prírodných pH indikátorov (lekcia Pop art s prírodným pH indikátorom). Použitý papier bol pH neutrálny, čo dokazovala aj farba prírodných pH indikátorov. Bolo to tak aj v prípade kurkumy, papier ňou natretý ostal žltý.
Skúška maľovania roztokmi s rôznym pH na vzorku papiera natretého výluhom z kurkumy ukázala a dokázala, že pH farebná škála kurkumy je len dvojfarebná – žltá a oranžová, s jemnými odtieňmi týchto dvoch farieb.
Čo sa stane, ak na papier natretý výluhom z kurkumy nanesieš nasýtený roztok pracej sódy a následne cez vrstvu pracej sódy prejdeš štetcom namočeným v citrónovej šťave?
Obr. 4Obr. 5Obr. 6Obr. 7
Pracia sóda spôsobí zmenu farby indikátora pripraveného z kurkumy na oranžovú (obrázok č. 4 a 5), ale po potretí citrónovou šťavou sa oranžová farba zmení opäť na žltú (obrázok č. 6 a 7).
Pozri si nasledovné video:
Pracia sóda reaguje s kyselinou citrónovou, vzniká soľ kyseliny citrónovej, voda a plyn, ktorý spôsobuje bublinkovanie. Prebiehajúcu chemickú reakciu zapíšeš takto:
C3H5O(COOH)3
+ Na2CO3
→
C3H5O(COONa)3
+ CO2 + H2O
kyselina citrónová
soľ kyseliny citrónovej
Pokiaľ je pridanej kyseliny citrónovej nadbytok, prostredie sa zmení na kyslé a to indikuje aj pH indikátor zmenou farby.
Táto zmena farby na papieri pripomína zmizík – žltý papier (pôvodná farba podkladu) „nafarbíš“ na oranžovo a potom akoby zmizíkom maľuješ do oranžovej plochy žltý obrázok.
Ak k tomu pridáš „maľovanie oranžovou farbou“, môžeš veľmi jednoducho za pomoci chémie spracovať napríklad výtvarnú tému narábania s pozitívom a negatívom tvaru – figúra a pozadie v plošnom zobrazení.
1 čajovú lyžičku kurkumy vsyp do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody.
Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.
2. Vychladnutým výluhom ponatieraj hárok papiera a nechaj poriadne vysušiť.
3. Do 2 kadičiek priprav po 50ml
nasýtený roztok pracej sódy
koncentrovanú citrónovú šťavu
4. Polovicu papiera, na ktorom je nanesený pH indikátor natri nasýteným roztok pracej sódy a nechaj vysušiť.
5. Na druhú polovicu papiera namaľuj pripravený obrázok (polku obrázka) tiež pomocou pracej sódy.
6. Obrázok (druhú polku obrázka) domaľuj citrónovou šťavou do časti natretej roztokom pracej sódy.
TIPY:
K navráteniu žltej farby indikátora je potrebný nadbytok kyseliny, preto ťahy štetcom namočeným v citrónovej šťave opakuj na tom istom mieste aj viackrát
Vhodný papier k tejto práci je tvrdší kresliaci kartón alebo akvarelový papier vyššej gramáže
Papier môžeš výluhom z kurkumy natrieť aj vo viacerých vrstvách
K rýchlejšiemu vysušeniu papiera použi fén.
Nenanášaj roztok pracej sódy ani citrónovú šťavu, pokiaľ nie je papier celkom suchý.
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
Uveď aká je farba prírodného pH indikátora pripraveného z kurkumy.
Opíš farebnú stupnicu pH prírodného pH indikátora z kurkumy.
Vysvetli, prečo papier natretý výluhom z kurkumy ostane žltý.
Opíš ako sa zmení farba tohto papiera po nanesení nasýteného roztoku pracej sódy. Vysvetli prečo.
Opíš, čo sa stane, keď po mieste na tomto papieri, ktoré je potreté roztokom pracej sódy prejdeš štetcom namočeným v citrónovej šťave.
Ak tento proces pozoruješ pod mikroskopom, určite si všimneš tvorbu bubliniek. Akým plynom sú bublinky naplnené? Vysvetli príčinu ich vzniku.
Uveď ako sa nazýva reakcia kyseliny so zásadou, počas ktorej vzniká soľ a voda.
Uveď ktorá chemická látka je v danom experimente kyselinou a ktorá zásadou. Uveď presný chemický názov zásady.
Chemickú reakciu z experimentu zapíšeš nasledovnou chemickou rovnicou, ktorú treba vyrovnať:
C3H5O(COOH)3 + Na2CO3 → C3H5O(COONa)3 + CO2 + H2O
Kyselina citrónová patrí k organickým kyselinám. Napíš chemickú rovnicu, ak by si namiesto kyseliny citrónovej použil anorganickú kyselinu sírovú. Chemickú rovnicu vyrovnaj a pomenuj vzniknutú soľ.
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE Téma: pH INDIKÁTORY
Keď počuješ slovo pop art, pravdepodobne sa ti vybavia obrazy od Andyho Warhola. Hoci toto umelecké hnutie začalo v polovici 50. rokov 20. storočia v Anglicku, o niekoľko rokov neskôr sa uchytilo aj za Atlantikom v Spojených štátoch. A práve Andy Warhol, syn slovenských prisťahovalcov predstavuje jednu, ak nie najvýznamnejšiu osobnosť pop artu.
Slovo „pop-art“ je odvodené z anglického slovného spojenia popular art – populárne umenie, umenie lacné, konzumné, sériovo produkované. Pop Artisti prijali skutočnosť, že ich obrazy môžu byť masovo vyrábané, ľahko dostupné, spotrebné a prechodné. Kópia má väčší spoločenský význam ako originál, pretože ju kupujúci môže kedykoľvek vlastniť a užívať si ju (spisovateľ Walter Benjamin). Jedinečnosť bola opustená a nahradená hromadnou výrobou. Bola to reakcia umeleckého sveta na vzostup možností zábavy, trávenia času (televízia, hry,…) Umenie v tej dobe čelilo veru tvrdej konkurencii.
Najobľúbenejšou technikou sa stala sieťotlač, ktorá umožnila jednoduché a variabilné rozmnožovanie a mnohonásobné opakovanie jedného motívu. Andy Warhol vytvoril touto technikou sériu rôznorodých variantov toho istého obrazu replikovaného v rôznych farbách.
Tento prechodný, spotrebný a očarujúci štýl dodnes inšpiruje mnohých umelcov.
A môže inšpirovať i teba, chemika. Len použiješ netradičný materiál k výtvarnému tvoreniu. Pomocou rôznych pH indikátorov, ktoré si vieš sám pripraviť a roztokov s rôznym pH vytvoríš sériu obrázkov s jedným motívom ale so zmenenou farbou.
pH indikátory, ktoré použiješ, si pripravíš z rastlín vianočná ruža, červená kapusta, cvikla a kurkuma. Ako na to sa dozvieš v lekcii Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov. Experimentovať môžeš aj s inými prírodnými či syntetickými pH indikátormi podľa toho, čo máš práve k dispozícii.
Červené listene jednej vianočnej ruže natrhaj na menšie kúsky, vlož ich do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody.
Rovnaký postup zopakuj s červenou kapustou – natrhaj 2-3 listy.
Cviklu nastrúhaj alebo nakrájaj na menšie kúsky
Kurkumového prášku postačí pridať jednu čajovú lyžičku
Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.
2. Vychladnutým rastlinným výluhom ponatieraj hárok papiera (každým výluhom nový papier). Priprav si aj menšie hárky papiera, ktoré použiješ ako vzorky. Papiere nechaj poriadne vysušiť.
3. Do 4 kadičiek priprav po 100ml štyroch roztokov s rôznym pH
nasýtený roztok pracej sódy
nasýtený roztok sódy bikarbóny
kuchynský ocot
koncentrovaná citrónová šťava
pH pripravených roztokov skontroluj pomocou univerzálneho indikátorového pH papierika.
4. Na vopred pripravené menšie hárky – vzorky papiera, na ktorých sú nanesené pH indikátory vyskúšaj štetcom ponoreným v roztokoch s rôznym pH spraviť pár ťahov. Takto zistíš farebnú zmenu pH indikátora v závislosti od pH roztoku, ktorý nanášaš.
5. Keď si už zistil, ako vieš docieliť farby a farebné kombinácie na každom hárku papiera, na ktorom je nanesený pH indikátor, môžeš sa pustiť do maľovania obrázka v štýle pop artu.
TIPY:
Vyššie uvedené štyri rastlinné pH indikátory som zvolila kvôli jasne viditeľnej zmene farby v kyslom a zásaditom prostredí. Môžeš však preskúmať aj iné rastlinky ako pH indikátory – hroznovú šťavu, cibuľu, šupky červených jabĺk, broskyne, hrušky, slivky, reďkovky alebo zemiak.
Ako kyslé a zásadité roztoky s rôznym pH môžeš použiť aj iné chemické látky – napr. rôzne domáce prostriedky na umývanie/čistenie alebo kvapalné potraviny, nápoje (vhodné je, aby boli bezfarebné).
Na výtvarnú tvorbu môžeš použiť akýkoľvek papier, ale odporúčam kresliaci kartón vyššej gramáže alebo akvarelový papier – nepremočia sa tak ľahko počas nanášania kvapalného výluhu
Výluh z rastliny (pH indikátor) odporúčam naniesť v niekoľkých vrstvách (kvôli jasnejším výsledným farebným zmenám)
Je dobré, aby si pre každý roztok s rozdielnym pH použil iný, nový štetec
POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…
Uveď kto bol významným predstaviteľom pop artu a aký je jeho pôvod.
Vyhľadaj kde sa nachádza Múzeum moderného umenia Andy Warhola na Slovensku.
Pokús sa opísať diela pop artistov a nájdi podobnosť s výtvarnou prácou realizovanou v tejto lekcii.
Opíš princíp fungovania prírodného pH indikátora.
Vysvetli ako by si vyššie opísaný jav mohol využiť vo výtvarnej pop art práci?
Bežným výtvarným materiálom bývajú zväčša farby vodové, temperové, akrylové, olejové… Vysvetli aké farby si použil ty ako chemik?
Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE Téma: pH INDIKÁTORY
Určite poznáš aspoň jeden rastlinný pH indikátor, ktorý mení svoje sfarbenie v závislosti od kyslosti či zásaditosti skúmaného prostredia. O látke, pigmente, ktorý sa nachádza v rastlinke a je príčinou tejto farebnej zmeny, pretože je citlivý na pH, som písala viac v lekcii Prírodný pH indikátor.
Podľa inštrukcií v tejto lekcii pripravíš svoje vlastné farebné škály pH stupnice troch rôznych rastlín, ktoré obsahujú antokyány a jednej rastliny, ktorá obsahuje inú pH citlivú chemickú látku. Tieto farebné pH stupnice môžu v budúcnosti slúžiť ako referenčné pri určovaní pH skúmanej vzorky v prípade ak použiješ opäť jeden z daných štyroch rastlinných pH indikátorov. Alebo ich môžeš zaujímavo využiť vo výtvarnom tvorení (viac v lekciách Pop art s prírodným pH indikátorom, Zmizík alebo pozitív a negatívaFarebné banky.
Vianočná ružaCviklaČervená kapustaKurkuma
Prvou rastlinkou je u nás dobre známa a obľúbená vianočná ruža. Červené sfarbenie jej vrcholových listov, listeňov spôsobujú práve antokyány. Vianočná ruža pochádza zo Strednej Ameriky, z oblasti južného Mexika. Poznali ju už starovekí Aztékovia, ktorí z nej pripravovali farbivo na textil i do kozmetiky, a dokonca vedeli z nej vyrobiť aj liek proti horúčke. Vianočná ruža kvitne v zime, v mesiacoch november a december a jej listene svojim tvarom a usporiadaním pripomínajú hviezdu. Vo svojej domovine má dostatok slnka, a preto je dobré ju pestovať na presvetlenom mieste.
Druhá rastlina, cvikla, má antokyány sústredené v podzemnej koreňovej časti. Aj vďaka obsahu týchto farbív (plus iných dôležitých živín, prvkov, vitamínov) by mala byť cvikla samozrejmou súčasťou nášho jedálnička. Antokyány z cvikle zabraňujú totiž krehnutiu ciev, spevňujú stenu vlásočníc. Prvé záznamy o cvikle sú staré asi 3 000 rokov a pochádzajú z Babylonie. Bola známa aj v starom Ríme, kde ju bohato využívali, jednak ako jedlo, ale najmä ako liek.
Myslím že tretiu rastlinu poznáš najlepšie, pretože je najbežnejšie používaným prírodným pH indikátorom – červená kapusta. Keďže jej listy obsahujú antokyány, rastlina môže meniť farbu podľa hodnoty pH pôdy, v ktorej rastie. V kyslých pôdach rastú listy viac červenkasté, v neutrálnych pôdach budú fialovejšie, zatiaľ čo v zásaditej pôde sa vytvoria kapustné hlávky so zelenožltými listami. To vysvetľuje skutočnosť, že tá istá rastlina je v rôznych oblastiach známa rôznymi farbami.
Posledná rastlina, ktorú môžeš použiť ako pH indikátor je kurkuma. V pakoreňoch tejto trvácej tropickej rastliny sa nachádza kurkumín, prírodné pH citlivé žlto-oranžové farbivo. Sušené pakorene kurkumy sa melú na jemný prášok, ktorý sa používa ako korenie, dochucovadlo jedál alebo aj potravinárske farbivo.
Ako pripravíš výluh z vianočnej ruže, ktorý bude slúžiť ako pH indikátor, si môžeš pozrieť v nasledovnom videu.
Výluhy ďalších rastlín pripravíš obdobne.
Pomôcky:
kadička alebo varný hrnček, sklená tyčinka/palička na miešanie, čajová lyžička, varič, banka/fľaška, gáza/sitko, 7 kadičiek/pohárov, 4 sady po 7 malých sklených fľaštičiek alebo skúmaviek, pipeta/striekačka
Červené listene jednej vianočnej ruže natrhaj na menšie kúsky, vlož ich do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody.
Rovnaký postup zopakuj s červenou kapustou – natrhaj 2-3 listy.
Cviklu nastrúhaj alebo nakrájaj na menšie kúsky
Kurkumového prášku postačí pridať jednu čajovú lyžičku
Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.
2. Do siedmich kadičiek/pohárov priprav zásobné roztoky s rôznym pH:
1. kadička – nasýtený roztok pracej sódy
2. kadička – nasýtený roztok pracej sódy zriedený vodu 1:5 (túto vzorku môžeš ale nemusíš vynechať)
3. kadička – nasýtený roztok sódy bikarbóny
4. kadička – voda z vodovodu
5. kadička – destilovaná voda
6. kadička – ocot (8% kyselina octová)
7. kadička – koncentrovaná citrónová šťava
Pokiaľ máš k dispozícii kyselinu chlorovodíkovú alebo kyselinu sírovú, môžeš ju použiť ako zásobný roztok č.7 namiesto citrónovej šťavy.
3. Pomocou univerzálnych indikátorových papierikov zisti pH pripraveného roztoku
V každej kadičke (ak máš k dispozícii digitálny pH meter, odmeraj pH roztokov pomocou neho).
Hodnoty pH pripravených vzoriek zistené pomocou univerzálnych indikátorových pH papierikov
4. Pripravené zásobné roztoky s rôznym pH ponalievaj postupne do 4 sád malých fľaštičiek (približne do polovice objemu fľaštičky) a zoraď ich podľa vzrastajúcej nameranej hodnoty pH.
5. Do každej fľaštičky v prvej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z vianočnej ruže.
Farebná škála pH stupnice indikátora z vianočnej ruže
6. Do každej fľaštičky v druhej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z cvikle.
Farebná škála pH stupnice indikátora z cvikle
7. Do každej fľaštičky v tretej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z červenej kapusty
Farebná škála pH stupnice indikátora z červenej kapusty
8. Do každej fľaštičky v štvrtej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z kurkumy
Farebná škála pH stupnice indikátora z kurkumy
Vytvorené farebné stupnice každého skúmaného prírodného pH indikátora si odfotografuj, dopíš hodnoty pH (zistené pomocou pH univerzálneho indikátorového papierika) a takto uchovaj pre budúcnosť.
TIPY:
Vyššie uvedené štyri rastlinné pH indikátory som zvolila kvôli jasne viditeľnej zmene farby v kyslom a zásaditom prostredí. Môžeš však preskúmať využitie aj iných rastliniek ako pH indikátorov – hroznovú šťavu, cibuľu, šupky červených jabĺk, broskyne, hrušky, slivky, reďkovky alebo zemiak.
Roztoky s rôznym pH môžeš pripraviť zo sódy bikarbóny (zásadité) a kuchynského octu (kyslé) ich postupným riedením. Ako na to, nájdeš v lekcii Prírodný pH indikátor.
Pokiaľ si chceš vytvoriť presnejšiu farebnú stupnicu pH prírodného indikátora so všetkými hodnotami pH, musíš sa pohrať s riedením roztokov a ich pH merať najlepšie digitálnym pH metrom.
Uveď, ktoré chemické látky prítomné v rastlinách spôsobujú farebnú zmenu v závislosti od pH prostredia.
Zisti, či tieto chemické látky sú dôležité pre rastlinku alebo človeka aj iným spôsobom. Uveď ako.
Vyhľadaj, čo je to kurkumín, kde sa nachádza, akej farby je…
Je možné farebnú zmenu pozorovať aj na samotnej rastlinke v jej prirodzenom prostredí, kde rastie, žije, ak pH prostredia, napríklad pôdy sa mení?
Uveď, odkiaľ pochádza vianočná ruža. Na čo sa používala v minulosti?
Uveď odkiaľ pochádza cvikla. Prečo je dôležité aby bola zaradená v našom jedálničku?
Uveď z čoho sa pripravuje kurkumové korenie a zisti jeho chuť, vôňu.
Opíš, akým spôsobom pripravíš nasýtený roztok. Uveď, čo nasýtený roztok je.
Vyhľadaj, kde v domácnosti môžeš použiť kyselinu chlorovodíkovú.
Napíš chemický vzorec a chemický názov sódy bikarbóny aj pracej sódy.
Opíš farebné stupnice prírodných indikátorov, ktoré si pripravil. Ktorá z rastlín poskytla najviditeľnejšie farebné zmeny v závislosti od pH prostredia?
Popremýšľaj, na čo ďalej môžeš použiť pripravené farebné stupnice pH skúmaných rastlinných indikátorov?
