Вправа 1
Можливо, ви чули забобони, пов'язані з молоком і дріжджовим тістом. Поспілкуйтеся зі своїми близькими дорослими та дізнайтеся, чого не можна робити, аби «молоко не скисло» та «тісто не осіло». Запропонуйте способи перевірки цих фактів на наукову достовірність.
1) Міфи про скисання молока:
1. Не залишати біля металевих предметів, щоб «молоко не скисло» швидше.
2. Молоко скисає, коли поблизу нього шумлять, падає злий погляд або воно перебуває під впливом злих духів.
Наукове пояснення: молоко скисає внаслідок дії молочнокислих бактерій.
Спосіб перевірки на наукову достовірність — проведення експерименту: одну посудину з молоком поставити біля якихось металевих предметів, а іншу — подалі, або одну посудину з молоком залишити для скисання в тиші, а біля іншої, наприклад, голосно розмовляти. Спостерігати за часом скисання молока і порівняти його. Температурний режим і умови проведення експерименту повинні бути однаковими.
2) Міфи про осідання тіста:
1. Не можна шуміти біля тіста, щоб "тісто не осіло".
2. Поганий настрій пекаря впливає на якість випічки.
Наукове пояснення: тісто "сідає" через перепад температури або надмірний рух тістом, що порушує структуру пухирців вуглекислого газу, які утворюють пекарські дріжджі — найпростіші мікроскопічні гриби.
Спосіб перевірки на наукову достовірність — проведення експерименту: одну порцію тіста тримати в тиші, а біля іншої голосно розмовляти, або виражати певні емоції, наприклад, сміятися. Спостерігати за часом "підняття" тіста і порівняти його. Температурний режим і умови проведення експерименту повинні бути однаковими.
Вправа 2
У легендах, казках і повір'ях є так звані «народні прикмети». Знайдіть приклади таких прикмет, пов'язаних із хімічними явищами. Запропонуйте способи перевірки їх на наукову достовірність.
Приклад прикмети: якщо срібло потемніло — чекай дощу.
Наукове пояснення: срібло темніє під дією сірководню в повітрі, концентрація якого може збільшуватися перед дощем.
Перевірити: спостерігати за зміною кольору срібних предметів під час різних погодних умов і фіксувати зміни.
Вправа 3
Марія та Микола досліджували хімічні властивості магнію. Проаналізуйте результати дослідження та дайте відповіді на запитання.
1. Визначте масу магнію та масу продукту реакції.
24,6 г – 23,4 г = 1,2 г – маса магнію.
25,4 г – 23,4 г = 2,0 г – маса продукту реакції.
2. Хімічне рівняння: 2Mg + O2 = 2MgO
Марія урівняла хімічне рівняння, тобто поставила коефіцієнти.
3. Під час досліду тигель слід накривати кришкою, щоб обмежити доступ кисню з повітря, бо магній горить на повітрі з виділенням великою кількості енергії у вигляді тепла й світла.
Для спостереження тигель не відкривають повністю, а лише злегка піднімають, щоб обмежити потік повітря, який може "роздмухати" легкий продукт реакції в тиглі і він може розгорітися більше.
Вправа 4
У давні часи один король доручив ювелірові виготовити для доньки іграшку–брязкальце та видав йому брусок із пластичного металу масою 231,0 г. Через тиждень ювелір приніс виріб і сказав, що залишок металу (19,25 г) він узяв як оплату за роботу. Король запідозрив, що ювелір його обманув, і покликав придворного науковця, аби дізнатися, чи справді брязкальце виготовлене саме з того металу, який було видано ювелірові.
1. Обчислили масу брязкальця.
231,0 – 19,25 = 211,75 г
2. Обчислили об'єм бруска та густину металу, з якого виготовлений брусок.
V = a • b • c = 2 см • 2 см • 3 см = 12 (см3) – об'єм бруска;
p = m/V = 231 г : 12 см3 = 19,25 (г/см3) – густина металу, з якого виготовлений брусок.
3. Необхідні лабораторний посуд і обладнання для дослідження матеріалу, з якого виготовлене брязкальце:
Ваги (терези) – для вимірювання маси брязкальця;
Мірний циліндр – для вимірювання об'єму брязкальця способом витіснення води;
Посуд з водою – для занурення брязкальця у воду.
Спосіб визначення густини матеріалу брязкальця, яку застосував науковець.
1. Зважити брязкальце на терезах. Записати масу.
2. Налити в мірний циліндр воду. Записати рівень води в циліндрі.
3. Опустити в мірний циліндр брязкальце. Записати рівень води в циліндрі.
4. Визначити за зміною рівня води в циліндрі об'єм брязкальця.
5. Визначити за формулою густину матеріалу брязкальця.
Ми обрали саме це обладнання й цей спосіб визначення густини, бо дозволяє визначити густину матеріалу твердого тіла довільної форми.
Вправа 4
Дослід із визначення об'єму брязкальця науковець повторив п'ять разів.
Науковець вимірював кілька разів, щоб зменшити похибку вимірювань і отримати найточніший результат.
Середнє значення густини матеріалу брязкальця за даними експерименту:
(13,2 + 13,4 + 13,2 + 13,3 + 13,1) : 5 = 66,2 : 5 = 66,2 : 5 = 13,24 г/см3
На цьому етапі повідомити королю про можливий обман можна. Аргументи: середнє значення обчисленої густини матеріалу брязкальця (13,24 г/см3) є значно менше, ніж густина матеріалу бруска–заготовки, що виготовлений з вольфраму (19,25 г/см3). Очевидним є те, що мова йде не про вольфрам, а про неоднорідну суміш металів.
Вправа 5
Брусок–заготовка, імовірніше за все, був виготовлений з вольфраму, адже обчислена його густина співпадає з довідниковою густиною вольфрама (19,25 г/см3).
Брязкальце, імовірніше за все, було виготовлене із неоднорідної суміші різних металів.
Можливий склад: срібло з алюмінієм, бо 10,49 г/см3 + 2,7 г/см3 = 13,19 г/см3.
13,19 < 13,24
Вправа 5
Андрій і Софія запланували певні експерименти, для яких в окремі хімічні склянки насипали відповідно: кухонну сіль, залізні ошурки, деревну тирсу та глину. Молодша сестра Андрія вирішила допомогти й змішала всі речовини в одну склянку. Софія та Андрій не розгубилися. Вони розділили суміш на складники, як зазначено на схемі. Компоненти суміші позначено літерами А, В, С, D.
1. Під час випарювання розчину треба пам'ятати правила поводження зі спиртівкою.
2. Літери, якими позначено кожен компонент суміші:
D — залізні ошурки (відділили магнітом);
A — деревна тирса (спливла на поверхню води);
B — глина (залишилась на фільтрі після фільтрування);
C — кухонна сіль (залишилась після випарювання з розчину).
3. Для кожного етапу зазначили суміш (однорідна/неоднорідна), з якою працювали Софія та Андрій:
Етап 1 неоднорідна суміш з чотирьох компонентів: деревна тирса, глина, кухонна сіль, залізні ошурки.
Етап 2 неоднорідна суміш води і деревної тирси.
Етап 3 неоднорідна суміш води і глини.
Етап 4 однорідна суміш води і кухонної солі.
4. Чи можна обрати іншу послідовність дій (або інші дії) для оптимальнішого розділення суміші? Відповідь обґрунтуйте. Ні, не можна. У неоднорідній суміші води із залізними ошурками і глиною, на дно осядуть як залізні ошурки, так і глина.
5. Чинники (приміром, властивості тирси) могли завадити роботі Софії та Андрія:
— деревна тирса могла б намокнути і не спливати, якщо б її частинки були занадто дрібні, адже має здатність вбирати вологу;
— дрібні часточки глини можуть утворювати каламуть, яку важко фільтрувати, адже найдрібніші часточки можуть проходити крізь пори фільтра.
Вправа 6
1. Багато диму — малий вогонь. Міф.
Дим свідчить про недостатній доступ повітря або вологість матеріалу, а не про наявність полум'я.
Перевірка: спостереження за полум'ям під час горіння різних матеріалів в умовах різного доступу повітря.
2. Вогонь кочерги не боїться. Факт.
Якщо застосовувати цей вислів до процесу плавлення металів. Кочергу виготовляють зі сплаву заліза.
3. Коли вогонь розгориться, то спалює і мокре, і сухе. Факт.
Сильний вогонь виділяє достатньо тепла, щоб спочатку висушити, а потім запалити висушений матеріал.
Перевірка: експеримент із матеріалами різної вологості в контрольованих умовах горіння.
4. Склянка молока задовольнить добову потребу людини в Кальції. Міф.
Склянка молока містить 25–30% добової потреби в Кальції для організму.
Перевірка: аналіз молока на вміст кальцію і порівняння з медичними рекомендаціями щодо добової потреби.
5. Чим довший термін придатності молока, тим більше в ньому консервантів. Міф.
Тривалий термін зберігання молока може досягатися ультрапастеризацією без додавання консервантів.
Перевірка: хімічний аналіз складу молока з різними термінами зберігання різних виробників.
6. Щоб схуднути, потрібно відмовитися від продуктів, що містять жири та вуглеводи. Міф.
Жири та вуглеводи містять необхідні поживні речовини для організму людини. Схуднення залежить не тільки від калорійності, а й поживності продуктів.
Перевірка: аналіз раціонів харчування груп людей з різним вмістом жирів і вуглеводів, але однаковою калорійністю.
7. Мед не можна нагрівати — він стає отрутою. Міф.
При сильному нагріванні частина корисних речовин руйнується, мед втрачає поживність, але не стає отрутою.
Перевірка: ознайомитися з дослідженнями про хімічний склад нагрітого меду в авторитетних джерелах інформації.
8. ГМО можуть змінити ДНК людини. Міф.
Гени з їжі не можуть змінити ДНК людини.
Перевірка: ознайомитися з дослідженнями про ГМО в авторитетних джерелах інформації.
9. ГМО шкідливі для навколишнього середовища. Міф.
Однозначного підтвердження наразі не існує, погляди вчених в цьому питанні розділилися, адже генна інженерія доволі молода наука.
Перевірка: ознайомитися з дослідженнями про ГМО в авторитетних джерелах інформації.
10. Срібло знезаражує воду. Факт.
Іони срібла Ag⁺ мають бактерицидну дію.
Перевірка: дослідження води до і після обробки сріблом з визначенням кількості наявних в ній мікроорганізмів.