§ 2. Наблюдение и эксперимент как методы изучения естествознания и химии

§ 2. Наблюдение и эксперимент как методы изучения естествознания и химии

1. Что такое наблюдение? Какие условия необходимо соблюдать, чтобы наблюдение было результативным?

Наблюдение — это концентрация внимания на познаваемых объектах с целью их изучения. Для результативного наблюдения необходимо выполнить ряд условий:
1) Определить предмет наблюдения. Например, лучина, пламя, кусочек мела или металла, раствор или жидкое вещество.
2) Сформулировать цель наблюдения. Например, изменение цвета, агрегатного состояния (испарение жидкости, расплавление воска или металла), выпадение осадка, выделение газа и др.
3) Составить план наблюдения для достижения цели из пункта 2. Как правило, план составляется при наличии гипотезы.
Например. Гипотеза: воск плавится при нагревании. План: нагревать воск до точки плавления, измерить температуру при которой плавится воск.

2. Чем различаются гипотеза и вывод?

Гипотеза — предположение о том, как будет происходить процесс или явление. Вывод — сопоставление гипотезы (предположения) и данных реального наблюдения.

3. Что такое эксперимент?

Эксперимент — научное воспроизведение какого=либо явления с целью его исследования, испытания в определенных условиях.

4. Какое строение имеет пламя?

Пламя имеет три зоны:
1. Нижняя темная часть — самая холодная.
2. Темную зону окаймляет более яркая часть, температура которой выше.
3. Самая яркая и горячая верхняя часть пламени.

5. Как следует проводить нагревание?

Нагревание чего и для какой цели? Есть набор правил для нагревания жидкостей или твердых веществ. Например, жидкость при нагревании нужно взбалтывать, чтобы нагревание было равномерным и не произошел выброс жидкости. А колбу (или пробирку) перед началом нагревания вещества нужно разогреть чтобы избежать трещин. Так что вопрос слишком общий.

Будем считать, что автор имел ввиду «в какой части пламени следует проводить нагревание». Ответ вытекает из предыдущего вопроса: в верхней части пламени, т.к. она является самой горячей.

6. Какое лабораторное оборудование вы применяли при изучении биологии и географии?

Школы разные, как и отдельные педагоги. На уроках биологии могли быть использованы лупы, микроскопы, пинцеты, колбы и пробирки с образцами. На уроках географии наверняка использовался глобус.

7. Какое лабораторное оборудование используется при изучении химии?

Ответ на уровне 7-го класса: колбы, пробирки, спиртовки, химические штативы, химические стаканы. Мерные стаканы, колбы, цилиндры. Держатели для пробирок, пипетки. Фарфоровые чашки, ступки и пестики. Воронки, стеклянные холодильники, кристаллизаторы.

§ 3. Моделирование

§ 3. Моделирование

1. Что такое модель? Моделирование?

Модель — искусственно созданный объект, копирующий некоторый набор свойств реального объекта с целью его изучения. Моделирование — это исследование каких-либо реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов путем построения и изучения их моделей.

2. Приведите примеры: а) географических моделей; б) физических моделей; в) биологических моделей.

а) Глобус, карта, географический атлас.
б) Модель Солнечной системы, математический маятник, модель тела в виде шара.
в) Различные органы (глаз, головной мозг, сердце, легкие, печень и т.д.), скелет,.

3. Какие модели используют в химии?

Все модели в химии можно разделить на 2 класса: предметные и знаковые.

Предметные: модели атомов и молекул, модели кристаллов, модели промышленных химических установок.

Знаковые: символы химических элементов, формулы веществ, уравнения химических реакций.

4. Изготовьте из пластилина шаростержневые и объемные модели молекулы воды. Какую форму имеют эти молекулы?

Шаростержневая модель молекулы воды
Шаростержневая модель молекулы воды
Объемная модель молекулы воды
Объемная модель молекулы воды

Молекула воды имеет угловую форму. Угол между атомами водорода 104,7 градуса.

5. Запишите формулу цветка крестоцветных, если вы изучали это семейство на уроках биологии. Можно ли назвать эту формулу моделью?

Ч4 Л4 Т4 + 2П1
Да. Это знаковая (символьная) модель.

6. Напишите уравнение для расчета скорости движения тела, если известны путь и время, за которое он пройден телом. Можно ли назвать это уравнение моделью?

V = S / t
где V — скорость, S — путь, t — время
Да, это знаковая модель.

§ 4. Химические знаки и формулы

§ 4. Химические знаки и формулы

1. Знаки каких химических элементов содержат заглавную букву С? Запишите их и произнесите.

Ответ, согласно учебнику: C (углерод), Ca (кальций), Cu (медь), Cl (хлор), Cr (хром).

Полный ответ: C (углерод), Ca (кальций), Cu (медь), Cl (хлор), Cr (хром), Co (кобальт), Cd (кадмий), Cs (цезий), Ce (церий), Cm (кюрий), Cf (калифорний).

2. Из табл. 2 выпишите отдельно знаки элементов-металлов и элементов-неметаллов. Произнесите их названия.

Металлы: Al (алюминий), Fe (железо), Au (золото), K (калий), Ca (кальций), Mg (магний), Cu (медь), Na (натрий), Hg (ртуть), Pb (свинец), Ag (серебро), Cr (хром), Zn (цинк).

Неметаллы: N (азот), H (водород), O (кислород), S (сера), C (углерод), P (фосфор), Cl (хлор).

3. Что такое химическая формула? Запишите формулы следующих веществ:
а) серной кислоты, если известно, что в состав ее молекулы входят два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода;
б) сероводорода, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного атома серы;
в) сернистого газа, молекула которого содержит один атом серы и два атома кислорода.
Что объединяет все эти вещества?

Химическая формула — это формула, выражающая качественный и количественный состав вещества при помощи символов химических элементов и индексов. 

а) H2SO4

б) H2S

в) SO2

Все эти вещества содержат один и тот же химический элемент — серу (S).

4. Изготовьте из пластилина объемные модели молекул следующих веществ:
а) аммиака, молекула которого содержит один атом азота и три атома водорода;
б) хлороводорода, молекула которого состоит из одного атома водорода и одного атома хлора;
в) хлора, молекула которого состоит из двух атомов хлора.
Напишите формулы этих веществ и прочитайте их.

NH3 — читается как «эн аш три»

HCl — читается как «аш хлор»

C2 — читается как «хлор два»

5. На рис. 40 изображены модели молекул четырех химических веществ. Сколько химических элементов образуют эти вещества? Назовите их, запишите символы этих элементов и произнесите их.

Эти вещества образованы 4-мя химическими элементами:
H (аш) — водород
O — кислород
C (цэ) — углерод
S — сера

§ 5. Химия и физика

§ 5. Химия и физика

1. Какие частицы называют молекулами, а какие – атомами?

Молекула – это мельчайшая частица вещества, определяющая его свойства.

Атомы — это мельчайшие электронейтральные частицы, из которых состоят молекулы веществ.

2. Что такое диффузия? Как обнаруживается диффузия пахучих веществ? Почему?

Диффузией называют явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Диффузия пахучих веществ обнаруживается по запаху. Диффузия не происходит мгновенно, т.к. движению молекул пахучего вещества мешают движения молекул воздуха. Если на одном конце комнаты распылить пахучее вещество (скажем, ароматизатор), то можно наблюдать, как запах постепенно распространяется по комнате.

3. Что такое ионы? Какие вещества состоят из ионов? Характерна ли диффузия для таких веществ?

Ионы – это положительно или отрицательно заряженные частицы, образовавшиеся из атомов.

Ионные вещества, как правило, имеют кристаллическую решетку и на воздухе практически не диффундируют. Явление диффузии для них более характерно в жидкостях.

Но, автор не вполне верно приводит пример марганцовки и воды, т.к. там имеет место быть также и растворение вещества, а не только диффузии. Чтобы наблюдать диффузию марганцовки ее лучше поместить в малополярный растворитель — бензин, ацетон, органический растворитель…

4. Какое оборудование нужно использовать для наблюдения броуновского движения?

Броуновское движение — это беспорядочное движение частиц в жидкой или газообразной среде.

Для его наблюдения можно использовать микроскоп.

Суть эксперимента: на предметное стекло нанести каплю воды и подкрасить ее, например, тушью. При помощи микроскопа можно наблюдать хаотичное движение частиц туши.