Koncentracija čaja: temeljna aktivnost s področja spektrometrije

Navodila za tehnično osebje in demonstratorje

Načrt izvedbe

Čas: 50-60 minut

Uvod

Učence in njihove učitelje seznanimo z varnostnimi pravili za delo v laboratoriju. Učence opremimo z laboratorijskimi haljami in zaščitnimi očali, s prehodov odstranimo šolske torbe.

Uporabimo PowerPoint predstavitev, da prikažemo, da je bela svetloba sestavljena iz svetlobe različnih barv.

Razložimo, kako obarvane raztopine absorbirajo svetlobo nekaterih barv in prepuščajo svetlobo drugih barv.

Prikažemo primer reakcije, pri kateri se barva spreminja s časom.

Z računalniško projekcijo prikažemo sliko spektrometra SpektraTM.  

Opredelitev problema

Imamo različne možnosti za poskuse. Skupino razdelimo na tri skupine tako, da vsaka skupina dela drug poskus.

Poskus 1: Kakšna je koncentracija Markovega čaja?

Poskus 2: Ali dajo različne čajne vrečke enako barvo (koncentracijo) čaja?

Poskus 3: Ali temperatura vode vpliva na barvo (koncentracijo) čaja?

Po končanem delu skupine ponovno zberemo skupaj. Glavni demonstrator vodi razgovor, pomožni demonstratorji odidejo.

Obravnavana vsebina

  1. Člani vsake skupine povedo, kaj so ugotovili pri svojem poskusu.
  2. Kje so mogoče napake pri poskusih?
  3. Spretnosti, ki so se jih učenci naučili, oz. so jih vadili pri delu.

Poskus 1: Kakšna je koncentracija Markovega caja?

Marko ima rad čaj točno določene koncentracije. Koliko časa mora pustiti čajno vrečko v vreli vodi?

Pribor

Za skupino dvanajstih učencev, ki delajo v parih rabimo:

  • laboratorijske halje in zaščitna očala (število vključuje učitelje in druge odrasle),
  • 250 ml skodelice (6x),
  • alkoholne termometre (-10°C do 110°C) (6x),
  • plastične mešalne paličke (6x),
  • svinčnike (12x),
  • posodo za odpadke (1x),
  • štoparice (6x),
  • plastični cedili za odcejanje odpadkov (2x).

Poleg standardnega pribora rabijo učenci Delovni list za poskus 1.

Navodila za poskus 1:

  • Učenci se naučijo uporabljati Pasteur-jeve pipete, če tega še ne znajo.
  • Učenci se naučijo uporabljati spektrometer.
  • Učenci nastavijo spektrometer na 100 pri čisti vodi.

V 250 ml skodelico vlijemo 200 ml vrele vode in ji dodamo čajno vrečko. Pričnemo z merjenjem časa. Enkrat premešamo.

Po 60 sekundah čaj enkrat premešamo in uporabimo pipeto, da prenesemo dovolj čajne raztopine v vdolbino blistra. Podatek zapišemo v tabelo.

Osem minut, vsako minuto ponavljamo postopek merjenja in podatke vpisujemo v tabelo.

Meritev naredimo še z vzorcem Markovega čaja. Rezultat vpišemo v tabelo.

Delovni list za poskus 1

 


Poskus 2: Ali dajo razlicne cajne vrecke isto barvo (koncentracijo) caja?

Ko vlijemo vrelo vodo na čajne liste, se začnejo iz listov v vodo izločati obarvane snovi. Ali čaji različnih proizvajalcev v istem času enako obarvajo vodo?

Naloga je primerjati, če pet čajnih vrečk različnih proizvajalcev v enakem času da enako barvo.

Za skupino dvanajstih učencev, ki delajo v parih rabimo:

  • laboratorijske halje in zaščitna očala (število vključuje učitelje in druge odrasle),
  • 250 ml skodelice (6x),
  • alkoholne termometre (-10°C do 110°C) (6x),
  • plastične mešalne palčke (6x),
  • štoparice (6x),
  • svinčnike (12x),
  • posodo za odpadke (1x),
  • navodila za uporabo spektrometra (6x),
  • plastični cedili za odcejanje odpadkov (2x).

Poleg standardnega pribora rabijo učenci Delovni list za poskus 2.

Navodila:

  • Učenci se naučijo uporabljati Pasteur-jeve pipete, če tega še ne znajo.
  • Učenci se naučijo uporabljati spektrometer.
  • Učenci nastavijo spektrometer na 100 pri čisti vodi.

V 250 ml skodelico vlijemo 200 ml vrele vode in dodamo čajno vrečko. Pričnemo z merjenjem časa in enkrat premešamo.

Po 60 sekundah čaj enkrat premešamo in uporabimo pipeto, da prenesemo dovolj čajne raztopine v vdolbino blistra. Premešamo vsakih 30 sekund in izmerimo po 2 minutah. Rezultat zapišemo v tabelo.

Previdno izpraznimo čajno raztopino v odpadno posodo.

Ponovimo poskus s čajem naslednjega proizvajalca.

Delovni list za poskus 2

 


Poskus 3: Ali temperatura vode vpliva na barvo
(koncentracijo) caja?

Standardna oprema:

Za skupino dvanajstih učencev, ki delajo v parih rabimo:

  • laboratorijske halje in zaščitna očala (število vključuje učitelje in druge odrasle),
  • 250 ml skodelice (6x),
  • alkoholne termometre (-10°C do 110°C) (6x),
  • plastične mešalne palčke (6x),
  • štoparice (6x),
  • svinčnike (12x),
  • posodo za odpadke (1x),
  • navodila za uporabo spektrometra (6x),
  • plastični cedili za odcejanje odpadkov (2x),
  • dodatne skodelice za mrzlo vodovodno vodo.

Poleg standardnega pribora rabijo učenci Delovni list za poskus 3.

Navodila:

  • Učenci se naučijo uporabljati Pasteur-jeve pipete, če tega še ne znajo.
  • Učenci se naučijo uporabljati termometer, če tega še ne znajo.
  • Učenci se naučijo uporabljati spektrometer.
  • Učenci nastavijo spektrometer na 100 pri čisti vodi.

Učenci morajo v skodelicah pripraviti pet vod z različnimi temperaturami z mešanjem vrele in mrzle vodovodne vode v različnem razmerju, do maksimalnega volumna 200 ml.

V skodelici pripravimo vodo želene temperature, temperaturo izmerimo in zapišemo v tabelo. Dodamo čajno vrečko in sprožimo štoparico. Čaj premešamo vsakih 30 sekund. Po dveh minutah uporabimo pipeto, da prenesemo dovolj čajne raztopine v vdolbino blistra. Izmerimo in rezultat zapišemo v tabelo.

Previdno izpraznimo čajno raztopino v odpadno posodo.

Ponovimo poskus pri drugi temperaturi.

Delovni list za poskus 3

 

Pribor in kemikalije

Potrebujemo:

  • električne čajnike (4x),
  • podaljška (2x),
  • 250 ml skodelice (16x),
  • plastične mešalne palčke (16x),
  • podstavke iz toplotno odpornega materiala (16x),
  • spektrometre SpektraTM z napajalniki (8x),
  • Pasteur-jeve pipete (16x),
  • 100 ml merilne valje za razširitev aktivnosti (16x),
  • štoparice (20x),
  • alkoholne termometre (20),
  • halje različnih velikosti,
  • zaščitna očala različnih velikosti.

Potrošni material

Potrebujemo:

  • Graduirano laboratorijsko steklenico (Schott Duran) z oznako Markov čaj (Čaj pripravimo svež za vsako skupino iz 750 ml vrele vode in treh čajnih vrečk, ki jih pustimo v vodi 4-5 minut.).
  • Čaje različnih proizvajalcev.

Potrebujemo še:

  • delovne liste,
  • navodila za spektrometer,
  • primer grafa pripravljenega za poskus s čajem (razložimo interpolacijo z grafa),
  • PowerPoint predstavitev za uvod.


Razvili in pripravili : Bristol ChemLabS, Univerza v Bristolu, Velika Britanija