Materiał zawiera 5 ilustracji (fotografii, obrazów, rysunków), 7 filmów, 7 ćwiczeń, w tym 7 interaktywnych.

(1)

Pracownia chemiczna

Materiał zawiera opis laboratorium chemicznego, wyjaśnia różnice między doświadczeniem a eksperymentem i prezentuje etapy eksperymentu naukowego. Ponadto zawiera opis szkła laboratoryjnego i zasady postęowania w laboratorium.

Materiał zawiera starter, w którym znajduje się odwołanie do wcześniejszej wiedzy ucznia związanej z tym tematem oraz cele sformułowane w języku ucznia.

Materiał składa się z sekcji: "1. Gdzie prowadzi się badania naukowe?", "2. Jak opisują doświadczenia chemiczne i jakich sprzętów używają chemicy?", "3. Jakie zasady pracy obowiązują w laboratorium?", "Podsumowanie", "Słowniczek", "Zadania".

Materiał zawiera 5 ilustracji (fotograﬁi, obrazów, rysunków), 7 ﬁlmów, 7 ćwiczeń, w tym 7 interaktywnych.

Słownik pojęć zawiera wyjaśnienia terminów: "techniki laboratoryjne", "cylinder miarowy",

"erlenmajerka / kolba stożkowa", "kolba", "laboratorium", "lejek", "probówka", "statyw z łapą",

"szczypce", "tygiel", "waga", "zlewka"

(2)

Pracownia chemiczna

Miejscami pracy chemików są najczęściej laboratoria instytutów badawczych, ﬁrm

farmaceutycznych, spożywczych czy zakładów przemysłowych. Dziś zajrzymy do takiego laboratorium, poznamy wygląd oraz zastosowanie sprzętu i szkła laboratoryjnego, a także zasady bezpieczeństwa obowiązujące podczas wykonywania eksperymentów

chemicznych.

Już wiesz

czym zajmuje się dziedzina nauki zwana chemią;

kim jest chemik i jak można nim zostać;

z jakimi gałęziami przemysłu jest związana chemia;

co oznaczają piktogramy umieszczane na etykietach środków stosowanych w twoim otoczeniu.

Nauczysz się

jakie jest znaczenie laboratoriów w różnych dziedzinach nauki i przemysłu;

stosować w praktyce zasady bezpieczeństwa w pracowni chemicznej;

jaki jest cel przestrzegania regulaminu pracowni szkolnej i zastosujesz jego zasady podczas wykonywania eksperymentów i doświadczeń chemicznych;

udzielać pierwszej pomocy przedmedycznej w razie zagrożenia zdrowia (np.

skaleczenia, oparzenia);

zidentyﬁkować sprzęt i szkło laboratoryjne oraz omawiać ich zastosowanie;

rozpoznawać oznaczenia znajdujących się w laboratorium substancji szkodliwych, żrących, wybuchowych, łatwopalnych i niebezpiecznych dla środowiska.

1. 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 na przykład 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 kilometrów tunelu. Dużo mniejsze, ale bardzo ciekawe laboratoria chemiczne, biologiczne i ﬁzyczne można zwiedzić w warszawskim Centrum

(3)

Nauki Kopernik. Tam, pod okiem specjalistów, samodzielnie wykonuje się różne niezwykłe eksperymenty.

Ośrodek naukowo-badawczy Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN

Jak wygląda laboratorium?

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl

Źródło: Tomorrow Sp.z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Animacja zawierająca pokaz slajdów z wizyty w labratorium

(4)

Czym różni się 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:

1. precyzyjnie ujęty, 2. możliwy do zbadania, 3. użyteczny.

2. Stawianie hipotezy („Jeżeli…, to…” lub „Im..., tym…”).

Hipoteza to przypuszczenie:

1. precyzyjnie ujęte,

2. sformułowane w taki sposób, aby było łatwe do zweryﬁkowania, 3. sprawdzalne doświadczalnie.

3. Wybór metody badawczej.

4. Przeprowadzenie doświadczenia.

5. Wynik potwierdza hipotezę albo zaprzecza hipotezie.

6. Rozwiązanie problemu badawczego lub odrzucenie błędnej hipotezy.

Źródło: Krzysztof Jaworski, Agnieszka Kamińska-Ostęp, Małgorzata Bartoszewicz, licencja: CC BY 3.0.

Ciekawostka

Pracownia chemiczna Jönesa Berzeliusa (czyt. jonsa beszeliusa), szwedzkiego chemika i mineraloga, była otoczona tajemnicą. Dlatego też pewien dziennikarz wypytywał służącą o przebieg prac Jönesa Berzeliusa:

– Co Pan Berzelius robi w swoim laboratorium przez cały dzień?

– Najpierw z samego rana przynoszę mu z szafy najrozmaitsze proszki, kryształy, płyny

(5)

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.

Źródło: P.H. van den Heuvell(h p://commons.wikimedia.org), edycja: Krzysztof Jaworski, public domain.

Polecenie 1

Zastanów się, gdzie badane są próbki krwi.

Jeśli jesteś fanem seriali kryminalnych, zwróć uwagę na to, gdzie i jakimi metodami badane są próbki z miejsc przestępstw. Poszukaj w dostępnych źródłach informacji na temat pracy w laboratorium kryminalistycznym.

2. Jak opisują doświadczenia chemiczne i jakich

sprzętów używają chemicy?

(6)

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 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?) Zapamiętaj!

Nigdy nie używaj cylindrów i kolb miarowych do ogrzewania substancji chemicznych lub ich mieszanin. Może to spowodować ich rozkalibrowanie, a nawet pęknięcie. Naczynia te nie są wykonane ze szkła odpornego na wysoką temperaturę (żaroodpornego).

Jakie szkło, naczynia oraz sprzęt laboratoryjny możesz znaleźć w pracowni chemicznej?

(7)

Film laboratoryjny pokazujące zastosowania szkła laboratoryjnego, lektor opowiadający o zastosowaniu każdego szkła: Probówka, Zlewka, Lejek, Krystalizator, Cylinder miarowy, Chłodnica, Wkraplacz, Szalka Petriego, Pipety miarowe

Film przedstawiający sprzęt laboratoryjny, który zostaje omówiony przez lektora

W jaki sposób łączy się szkło laboratoryjne?

(8)

Film przedstawia szkło laboratoryjne oraz aparaturę chemiczną używane w laboratorium, takie jak cylinder miarowy czy kolba okrągłodenna. Zostają przedstawione różne rodzaje szkła laboratoryjnego: szkło sodowe, szkło potasowe, szkło jenajskie, szkło kwarcowe, a także ich najważniejsze cechy. Komentarz lektora zostaje zilustrowany odpowiednimi zdjęciami, wraz ze zbliżeniami kamery na poszczególne rodzaje stosowanego szkła

3. Jakie zasady pracy obowiązują w laboratorium?

Polecenie 2

Sporządź regulamin pracowni chemicznej. Zastanów się, jak należy zachować się w laboratorium. Z czego wynikają te zasady postępowania?

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.

(9)

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.

Podczas wykonywania doświadczeń i po ich zakończeniu zachowujemy porządek.

Wszystkie substancje, których używamy do przeprowadzania doświadczeń, traktujemy jako potencjalnie niebezpieczne, to znaczy nie dotykamy ich, nie sprawdzamy ich smaku i zapachu (w wyjątkowych sytuacjach badamy te właściwości na wyraźne na 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.

Z pracowni chemicznej nie wynosimy żadnych materiałów bez pozwolenia nauczyciela.

Po wykonaniu doświadczeń myjemy starannie ręce.

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

Oznakowania informacyjne o konieczności zachowania odpowiednich środków ostrożności

(10)

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl Postępowanie w razie wypadku

Jak prawidłowo przeprowadzać podstawowe czynności laboratoryjne?

techniki laboratoryjne

to czynności, których opanowanie jest podstawowym warunkiem właściwej pracy eksperymentalnej; kolejność ich wykonywania nie jest dowolna, a znajomość czynności stanowi konieczny element do uzyskania poprawnych wyników i zapewnienia

bezpieczeństwa w laboratorium

(11)

Doświadczenie 1

Wykonaj doświadczenie w okularach i rękawicach ochronnych.

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.

Badanie zapachu wykonujemy, zbliżając bezpośrednio do nosa badaną substancję.

Co będzie potrzebne

statyw do probówek,

probówki,

woda,

aromat do ciasta,

ocet,

zmywacz do paznokci.

Instrukcja

1. Do probówek nalej niewielkie ilości:

(12)

1. wody,

2. aromatu do ciasta,

3. zmywacza do paznokci,

4. octu.

2. Zbliż naczynia z badanymi substancjami na odległość około 20 cm od nosa, a następnie kieruj pary substancji, nawiewając je ręką w stronę nosa.

Podsumowanie

Nie można wyczuć zapachu substancji znajdującej się w pierwszej probówce – woda jest bezwonna.

Aromat do ciasta ma przyjemny zapach, dlatego jest nazywany olejkiem zapachowym.

Można wyczuć charakterystyczny zapach substancji znajdującej się w trzeciej probówce.

Ocet, znajdujący się w czwartej probówce, jest substancją o drażniącym zapachu. Po otwarciu butelki z octem wyczuwa się charakterystyczny, nieprzyjemny zapach.

Rozróżnianie zapachów jest rzeczą subiektywną, nie ma schematu klasyﬁkacyjnego, który byłby powszechnie stosowany. Należy pamiętać, że substancje należy wąchać ostrożnie. Takie

postępowanie uchroni przed podrażnieniem błon śluzowych, a czasem również przed zatruciem.

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 opis zapachu może być jednowyrazowy lub przybrać formę specjalistycznego opracowania (np. dla przemysłu perfumeryjnego).

Właściwym organem zmysłu węchu jest nabłonek węchowy znajdujący się w górnej części jamy nosa i stanowiący obszar po ok. 2 cm w każdym otworze nosowym. Komórki

węchowe kontaktują się z powietrzem poprzez system wypustek zaopatrzonych w rzęski, w których znajdują się receptory, podczas gdy drugi koniec komórki poprzez swą

2

(13)

wydłużoną część (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.

Źródło: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Ciekawostka Zmysł słuchu

Słuch pogarsza się z wiekiem. Dzięki prostemu testowi możesz sprawdzić, które częstotliwości dźwięków słyszysz, a których nie. Zależy to od komórek w uchu wewnętrznym, które jeśli ulegną uszkodzeniu, już nigdy się nie zregenerują.

Polecenie 3

Wyszukaj w Internecie symulator testujący słuch, emitujący dźwięki o różnej częstotliwości (ang. How Old Are Your Ears? Hearing Test), a następnie sprawdź swój słuch. Pamiętaj, że profesjonalny test można wykonać wyłącznie w gabinecie laryngologicznym.

W jaki sposób przenosimy substancje ciekłe w laboratorium?

(14)

Przenoszenie substancji ciekłych, używanie wkraplacza

W ﬁlmie zostaje przedstawione nabieranie cieczy pipetą, z towarzyszącym komentarzem o zasadzie bezpieczeństwa podczas pracy w laboratorium (nigdy nie wolno dotykać pipety ustami - zawsze należy posługiwać się gumowymi gruszkami bądź innymi nasadkami).

Następnie demonstrator przelewa ciecz do mniejszego naczynia przy użyciu bagietki - ilustrując tym samym komentarz, że zapobiega to ściekaniu kropli substancji po zewnętrznej ściance naczynia. Potem demonstrator dodaje roztwór za pomocą wkraplacza, uważając, aby nie dotykać jego końcówką ścian probówki lub kolby, bo może to powodować przeniesienie części zawartości do pojemnika, w którym umieszcza się wkraplacz i zanieczyszczenie jego zawartości.

(15)

Używanie palnika Bunsena i palnika spirytusowego; Ogrzewanie cieczy w probówce

Pokazany prawie niewidoczny płomień, włożenie do niego szczypcami kartki papieru.

Wyłączenie palnika. Kolejne ujęcie: palnik spirytusowy zgaszony, pokazania sposobu

wlewania denaturatu i regulacji knota. Wyjęcie korka z probówki. Przelanie cieczy z cylindra do probówki do 1/3 objętości. Trzymanie probówki w łapie pod kątem 45 stopni - 60 stopni nad płomieniem palnika. Wylot probówki skierowany w stronę ściany i od siebie. Poruszanie zawartością probówki.

Podsumowanie

W pracowni chemicznej trzeba przestrzegać zasad regulaminu BHP (bezpieczeństwa i higieny pracy).

Do wykonywania eksperymentów chemicznych należy używać specjalnego szkła, naczyń i sprzętu laboratoryjnego.

Planując doświadczenie, trzeba pamiętać o racjonalnym użyciu odczynników, aby ograniczyć ilość powstających odpadów.

Doświadczenia chemiczne należy wykonywać na stole laboratoryjnym zgodnie z technikami pracy laboratoryjnej, pamiętając o zachowaniu zasad BHP i porządku.

Praca domowa

(16)

Polecenie 4.1

Zastanów się, a następnie przygotuj infograﬁkę na wybrany temat:

Jakie naczynia używane w domu, np. w kuchni, możesz porównać z tymi stosowanymi w laboratorium?

Jakie czynności wykonywane w domu, np. w kuchni, możesz porównać z czynnościami laboratoryjnymi?

Gdzie jeszcze oprócz laboratorium chemicznego obowiązują przepisy BHP?

Polecenie 4.2

Poszukaj informacji na temat Ludwika Pasteura. Na podstawie zebranych informacji sporządź biogram.

Polecenie 4.3

Poszukaj informacji na temat elektronicznej szalki Petriego (e-Petri) zaprojektowanej przez amerykańskich naukowców.

Polecenie 4.4

Poszukaj informacji na temat Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny z 2004 roku. Który ze zmysłów zainteresował badaczy?

Zobacz także

Zapoznaj się z pokrewnymi zagadnieniami

BHP, pierwsza pomoc w przypadku skaleczeń, pierwsza pomoc w przypadku oparzeń – edukacja dla bezpieczeństwa

Słowniczek

(17)

cylinder miarowy

wysokie, wąskie naczynie ze skalą, używane do pomiaru objętości cieczy erlenmajerka / kolba stożkowa

naczynie w kształcie stożka z wąską szyjką i płaskim dnem kolba

naczynie o zaokrąglonym kształcie: płaskodenne (o długiej szyjce, służące do przechowywania odczynników) lub okrągłodenne (o krótkiej szyjce, służące do ogrzewania cieczy)

laboratorium

pomieszczenie, w którym wykonuje się eksperymenty badawcze lejek

naczynie w kształcie stożka z rozszerzonym wlotem i zakończone wąską rurką, służące do wlewania cieczy do kolb, butelek itp.

probówka

małe cylindryczne naczynie laboratoryjne, najczęściej szklane, służące do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych

statyw z łapą

metalowy pręt na ciężkiej podstawie, służący do mocowania części aparatury szczypce

narzędzie do chwytania gorących przedmiotów; mogą być wykonane z metalu lub drewna tygiel

naczynie ognioodporne używane do ogrzewania ciał stałych w wysokich temperaturach waga

urządzenie do pomiaru masy ciał stałych i cieczy w naczyniach zlewka

cylindryczne naczynie używane do przechowywania i ogrzewania cieczy

(18)

Zadania

Ćwiczenie 1

Zaznacz odpowiednie pola obok, wskazując, czy zdania te są prawdziwe, czy fałszywe.

Prawda Fałsz

Laboratoria chemiczne to pomieszczenia, w których

można przeprowadzać analizy oraz zabiegi

medyczne.

□ □

Każdy etap

eksperymentowania: jego przygotowanie, przeprowadzenie oraz zakończenie wymagają

zachowania zasad bezpieczeństwa i przestrzegania reguł

pracy laboratoryjnej.

□ □

Bagietka to nazwa szklanego pręcika

używanego w laboratorium np. do

mieszania cieczy.

□ □

Podczas ogrzewania cieczy należy trzymać probówkę nieruchomo w płomieniu palnika, aby

nie doprowadzić do gwałtownego wrzenia i wyrzucenia jej zawartości

na zewnątrz.

□ □

Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, licencja: CC BY 3.0.

(19)

Ćwiczenie 2

Ćwiczenie 3

Ćwiczenie 4

Do nazw szkła laboratoryjnego dopasuj charakteryzujące je opisy, łącząc w pary odpowiednie elementy.

cylinder miarowy wysokie, wąskie naczynie ze skalą, używane do pomiaru objętości cieczy

lejek

naczynie o zaokrąglonym kształcie (płaskodenne lub okrągłodenne)

i wąskiej szyjce, służące do przechowywania i ogrzewania cieczy

kolba

naczynie w kształcie stożka z rozszerzonym wlotem i zakończone

wąską rurką, służące do wlewania cieczy do kolb, butelek itp.

zlewka cylindryczne naczynie używane do

przechowywania i ogrzewania cieczy

Do nazw sprzętów laboratoryjnych dopasuj charakteryzujące je opisy, łącząc w pary odpowiednie elementy.

metalowe kółko

spirytusowy lub Bunsena, używany w laboratorium np. do podgrzewania

cieczy

szczypce służy do umocowania lejka podczas

sączenia

palnik

naczynie ognioodporne używane do ogrzewania ciał stałych w wysokich

temperaturach

tygiel

narzędzie do chwytania gorących przedmiotów, wykonane z metalu lub

drewna

(20)

Ćwiczenie 5

Ćwiczenie 6

Uzupełnij puste miejsca, wybierając brakujące elementy z listy.

1/3, eksykatora, pipety, 2/3, probówce, probówki, cylindrze, pęsety, 1/2, stale, rzadko, ukośnie, kolbie miarowej, ręki, nie, kolby miarowej, poziomo, prosto, łapy, pipecie, 4/5, cylindra, co 15 minut, pionowo

W celu ogrzania cieczy w ... nalewamy jej niewielką ilość (maksymalnie ... objętości) i trzymamy ... za pomocą ...

w płomieniu palnika. Ogrzewaną probówką z cieczą ... poruszamy. Pamiętamy, aby wylot ... był skierowany w stronę, gdzie nie przebywają żadne osoby.

Ćwiczenie 7