Chemia fizyczna

Prowadzący

Czas Trwania Warsztatów

25 godzin lekcyjnych (5 dni po 5 godzin lekcyjnych)

Chemia fizyczna

Warsztaty pełne doświadczeń chemicznych i fizycznych

Warsztat poświęcony ogólnie zdefiniowanej chemii fizycznej, jako nauce badającej reakcje w układach chemicznych z uwzględnieniem praw fizyki. Prościej mówiąc, zajmiemy się spojrzeniem na te same eksperymenty od strony fizyka i chemika oraz postaramy się zrozumieć, jaki związek ma jedna dziedzina nauki z drugą i czy takie spojrzenie pozwala lepiej zrozumieć otaczający nas świat.

Do kogo kierowany jest ten warsztat?

Warsztat kierowany do uczniów klasy VII szkoły podstawowej i klas gimnazjalnych, zainteresowanych budową ciał stałych i chemią fizyczną, chcących spojrzeć na zagadnienia od strony różnych dziedzin nauki. Dla osób rozważających wybranie profili licealnych (lub techników) związanych z fizyką, chemią i matematyką, czy myślących w przyszłości o studiach z tego zakresu nauk (fizyka, chemia, technologia chemiczna i inne kierunki z zakresu nauk ścisłych i technicznych)

Czy są jakieś specjalne wymagania?

Bardzo dobre rozumienie następujących zagadnień z:

  •        Matematyki: arytmetyka, rozwiązywanie równań i nierówności
  •        Fizyki/chemii: podstawowe elementy budowy materii (budowa atomów i cząsteczek)
  •        Fizyki: podstawowa wiedza o formach energii w przyrodzie

Dlaczego warto wziąć udział w tym warsztacie?


Podczas warsztatu uczestnicy:

  •         rozszerzą wiedzę z zakresu przebiegu reakcji chemicznych;
  •          wzbogacą wiedzę z zakresu budowy molekularnej substancji;
  •         poznają narzędzia badawcze, służące do analizy i modelowania budowy przestrzennej materiałów;
  •         poszerzą wiedzę z zakresu matematyki;
  •         połączą elementy chemii, fizyki i matematyki z elementami komputerowej analizy danych w celu lepszego zrozumienia omawianych zagadnień;
  •         przygotują się do matury, a także konkursów z zakresu chemii, fizyki czy matematyki.

Program warsztatu

Dzień pierwszy

Matematyczne oblicze chemii

Przypomnienie podstawowych pojęć, takich jak masa molowa i cząsteczkowa, wartościowość pierwiastków, czy substraty i produkty reakcji. Zajmiemy się także obliczaniem stechiometrii reakcji chemicznych i sprawdzaniem ich wyników w praktyce. Zajęcia wprowadzą też uczestników w sposoby poprawnego i konstruktywnego prowadzenia dziennika obserwacji laboratoryjnych.

Zadania:

  •          przyswojenie (lub odświeżenie) podstawowych pojęć dotyczących reakcji chemicznych;
  •          obliczanie stechiometrii reakcji na praktycznych przykładach;
  •          wykonanie wg obliczeń i pod opieką instruktora reakcji chemicznych (praca w zespołach);
  •         uzupełnianie dziennika laboratoryjnego.

Dzień drugi

Przemiany fazowe w reakcji chemicznej

Dzień zajęć poświęcony na utrwalenie wiadomości związanych z obliczaniem stechiometrii reakcji i odświeżeniu wiedzy o podstawowych stanach skupienia. Spróbujemy dowiedzieć się, jak zmiany stanów skupienia opisze fizyk, a jak chemik (i czy da się to jakoś pogodzić 😉 ), jakie przemiany są możliwe i dlaczego. Oczywiście zajmiemy się też przeprowadzaniem takich zmian w praktyce.

Zadania:

  •         przyswojenie (lub odświeżenie) pojęć dotyczących stanów skupienia ciał stałych;
  •         przeprowadzenie pod opieką instruktora konkretnych reakcji (praca w grupach);
  •         uzupełnienie dziennika laboratoryjnego o nowe wnioski z zajęć.

Dzień trzeci

Budowa (bardzo)mikroskopowa ciał stałych

Nie trzeba dodawać wiele więcej do tematu. Zajmiemy się tym, z jakich charakterystycznych cech budowy wewnętrznej ciał wynikają różne stany skupienia, a także właściwości substancji. Dlaczego szkło jest przezroczyste? Z jakiego powodu jedne ciała są kruche, a inne giętkie? Część zajęć poświęcimy również na fizyczny i matematyczny opis struktury ciał, przy wykorzystaniu specjalistycznych programów do analizy.

Zadania:

  •          rozszerzenie wiedzy o szczególnych cechach budowy materiałów;
  •          poznanie różnic pomiędzy substancjami o strukturze uporządkowanej i nieuporządkowanej;
  •          wnioskowanie o konsekwencjach konkretnego typu budowy dla właściwości materiałów;
  •          wykorzystanie programów do analizy i obróbki danych;
  •         uzupełnienie dziennika laboratoryjnego.

Dzień czwarty

Chemia koloru

Warsztat poświęcony w całości na „kolorowe” reakcje chemiczne – zajmiemy się zmianami koloru materiałów w określonych warunkach i przyczynami takich efektów, a także interpretacją kolorów przez różnych eksperymentatorów (a te bywają nieraz bardzo rozbieżne 😉). Stworzymy też całkiem zabawną, kolorową (ale zupełnie bezpieczną!) rzecz, którą każdy będzie mógł zabrać ze sobą.

Zadania:

  •          rozszerzanie wiedzy o wpływie warunków i budowy substancji na przebieg reakcji chemicznej;
  •          wykonywanie reakcji pod okiem instruktora (praca w grupach);
  •          uzupełnianie dziennika laboratoryjnego.

Dzień piąty

Reakcje endo- i egzotermiczne – (mini)wybuchowa chemia!

Zapewne najbardziej ekscytujący dzień zajęć. Zajmiemy się bowiem reakcjami endotermicznymi (wymagającymi dostarczenia ciepła) i egzotermicznymi (które to ciepło oddają, nieraz bardzo widowiskowo 😉). Dzień wymagający skupienia, uważnego obliczania stechiometrii reakcji i słuchania poleceń instruktora, ale efekt będzie piorunujący!

Zadania:

  •          rozszerzanie wiedzy o wpływie warunków i budowy substancji na przebieg reakcji chemicznej;
  •          przeprowadzenie pod opieką instruktora konkretnych reakcji (praca w grupach);
  •          uzupełnienie dziennika laboratoryjnego.

Próbowałam różnych doświadczeń opisanych w podręcznikach fizyki i chemii. (…) postępy nie mogą przychodzić ani szybko, ani łatwo; te pierwsze próby utrwaliły we mnie zamiłowanie do badań eksperymentalnych z dziedziny fizyki i chemii.

Maria Skłodowska–Curie