Научные опыты с детьми: 5 домашних химических экспериментов

Как пробудить интерес ребенка к научным знаниям — например, к химии? Стоит испробовать практический подход. Теория суха и легко забывается, а знания, подтвержденные удачно проведенным экспериментом, надолго осядут в сознании.

В результате серии экспериментов «Клеящие вещества» родители вместе с ребенком могут создать клеящий карандаш, попутно многое узнав о химических свойствах знакомых нам веществ. Никаких эффектных взрывов и искр, зато опыты научно обоснованы и легко проводятся в домашних условиях.

Эксперимент 1

Нам понадобится: вода, сахар, сода, соль, кукурузный крахмал, бумага.

Эксперимент поможет разобраться, как делается клей и что именно придает ему такое свойство, как липкость. Для начала попросите детей вспомнить и подумать, какие продукты, имеющиеся на вашей кухне, оставляют после себя липкие следы? На каждой кухне найдутся порошкообразные ингредиенты, что произойдет, если разбавить их с водой? Что бы узнать, нужно попробовать! Смешайте с водой сахар, соду, соль, кукурузный крахмал или аналогичные образцы. Удастся ли этими растворами склеить пару листов бумаги?

Эксперимент 2

В предыдущем эксперименте мы узнали, что при смешивании крахмала с водой образуется липкое вещество. Крахмал является природным сырьем. Как же узнать где есть крахмал, а где его нет?

Итак, в этом эксперименте используется два образца: положительный образец, содержащий кукурузный крахмал, и отрицательный образец, содержащий вещество, которое по виду похоже на кукурузный крахмал (например, сахарная пудра).

Перед началом эксперимента предложите детям подумать о том, какие продукты могут содержать крахмал. Они могут проверить свои предположения, используя метод определения, приведенный ниже.

Необходимые материалы:

• Раствор Люголя (раствор йода/раствор иодида калия).
• Одноразовые пипетки.
• Лабораторные пробирки или небольшие стеклянные емкости, в которых можно смешивать исследуемые вещества с раствором Люголя (вполне подойдет и кухонная утварь — например, рюмки).
• Кукурузный крахмал и сахарная пудра для контрольных образцов.
• Пищевые продукты, содержащие крахмал, например, картофель, заранее замоченные зерна пшеницы, кукурузная мука.
• Пищевые продукты, не содержащие крахмал, например, огурцы.

Используйте лопатку, чтобы поместить небольшое количество кукурузного крахмала в лабораторную пробирку. Добавьте 2 мл (1/2 чайной ложки) воды, осторожно встряхните пробирку. Затем добавьте в пробирку 4 капли раствора Люголя. Что произошло? В образцах, содержащих крахмал, раствор примет характерную синюю окраску.

Присутствует ли крахмал в вашем клеевом карандаше? Теперь вы можете сами проверить это.

Пришло время узнать в каких же продуктах содержится крахмал. Предложите своему ребенку заполнить следующую таблицу:

Эксперимент 3

Итак, мы узнали, что в картошке крахмал есть, а в огурцах — нет. Как же его теперь оттуда, из картошки, достать?

Полезным отправным пунктом может стать наблюдение того факта, что вода становится мутной, если в нее несколько часов положить продукты, содержащие крахмал. Это становится особенно заметным, если в воде замочить зерна риса. Мутность означает, что из продукта в воду перешло некое вещество. Для того, чтобы показать это ребенку, рекомендуем приготовить образец заранее — например, замочить рис в тарелке с водой.

Необходимые материалы:

• 3-6 картофелин (в зависимости от размера).
• 150 г кукурузной муки.
• Старые кухонные полотенца.
• 4 пластмассовых чашки среднего размера.
• 1-2 терки.
• 2 фарфоровых тарелки или термостойких кристаллизатора.
• Мерный стакан.
• Вода.

1. Выберите один из продуктов (3-6 картофелин или 150 г кукурузной муки), измельчите его на терке, если это необходимо (в пластмассовой или металлической чашке).
2. Добавьте 300 мл воды к измельченным продуктам в чашке и перемешайте стеклянной палочкой.
3. Накройте вторую чашку кухонным полотенцем, вылейте смесь на полотенце и отожмите воду (жидкость). Соберите жидкость в чашку.
4. Поместите оставшуюся смесь в первую чашку, повторите этапы 2 и 3, но используйте только 200 мл воды. Подождите пять минут и осторожно слейте воду. Оставьте белый осадок на дне чашки.
5. Переложите осадок на тарелку и поместите ее в духовой шкаф при температуре 180°C на 20 минут. После этапа сушки на тарелке останется плотное вещество беловатого цвета: крахмал.

Эксперимент 4

В первом эксперименте, мы узнали, что при соединении крахмала с водой образуется клейкое вещество. Но это вещество еще непригодно для использования в качестве клея. Для этого с полученной смесью необходимо проделать еще несколько действий.

Во-первых, из этого эксперимента дети узнают, что при нагревании с водой крахмал превращается в желеобразную клейкую пасту. Во-вторых, они узнают, что для хорошего клея нужна правильная консистенция.

Спросите своего ребенка, как он думает: что нужно сделать с крахмалом, чтобы он стал более клейким?

Необходимые материалы:

• Крахмал, полученный в эксперименте ранее, или готовый кукурузный крахмал (свой, конечно, использовать гораздо интереснее).
• 1-2 огнеупорных стеклянных стакана или кастрюли.
• Плита или духовой шкаф.
• 1-2 стеклянных палочки или ложки для перемешивания.
• Термометр.

Для приготовления крахмальной пасты необходимо смешать 1 г (1/4 чайной ложки) крахмала с 5 мл (чайной ложкой) воды и нагревать при температуре около 80°C, пока смесь не начнет прилипать к палочке или к ложке. Крахмал набухает при нагревании. Набухание вызвано тем, что растворитель (вода) поглощается под воздействием силы капиллярности, а затем испаряется. Примерами из повседневной жизни могут служить приготовление пудинга или густых соусов.

Итак, у нас есть крахмальная паста. Можем ли мы начать склеивать ей различные поверхности? Почти!

Эксперимент 5

Держитесь, мы почти закончили!

Что же отделяет нас от настоящего клея? Попробуем сделать следующее:

1. Поместите крахмальную пасту на кончике лопатки в лабораторную пробирку, добавьте 5 мл воды, закройте пробирку пробкой.
2. Встряхивайте пробирку в течение примерно 30 секунд.
3. Повторите процесс с веществом, из которого изготовлен клеевой карандаш.

Скажите, в чем была разница? Не было у вас ощущения, что материал, из которого изготовлен клей-карандаш, вспенился совсем как мыло?

Что же, попробуем приготовить крахмальную пасту, но на этот раз — с добавлением мыльной стружки.

Необходимые материалы:

• Крахмал, полученный в процессе эксперимента, или готовый кукурузный крахмал.
• Кусок мыла, по возможности без отдушки.
• 1-2 огнеупорных стеклянных стакана или кастрюли.
• Плита или духовой шкаф.
• 1-2 стеклянных палочки или ложки для перемешивания.
• Термометр.

Измельчите примерно четверть куска мыла, используя терку для картофеля.

В стакане объемом 150 мл тщательно растворите 1 г (1/4 чайной ложки) натертого мыла в 14 мл (чайная ложка) воды; в результате должна получиться мыльная пена.

Добавьте 4 г (чайную ложку) крахмала к мыльному раствору и тщательно перемешайте с помощью стеклянной палочки.

Нагрейте смесь на плитке до температуры 80°C, периодически перемешивая стеклянной палочкой.

Что у вас получилось? Можно ли как-то поменять свойства получившийся массы?

Повторите этапы со второго по четвертый, используя 2 г (1/2 чайной ложки), 3 г (3/4 чайной ложки) и 4 г (чайную ложку) мыла.

Варьируя количество мыла, можно приготовить клей абсолютно любой консистенции.

Итак, мы только что приготовили настоящий клей-карандаш. Остальные опыты маленькие экспериментаторы смогут провести на бесплатных занятиях «Мира Исследователей «Хенкель». Узнать о месте и времени проведения занятий, а также записать своего ребенка на них можно на сайте программы.