شیمی یکی از علوم پایه است که در تمامی پدیده‌های روزمره زندگی انسان حضور دارد. با انجام آزمایشات مختلف می‌توانیم به سازوکار مواد شیمیایی و روش انجام واکنش‌های شیمیایی پی‌ببریم. در این مطلب از مجله فرادرس سه آزمایش جالب شیمی را که می‌توان در خانه و با وسایل ساده انجام داد معرفی می‌کنیم.

در این مطلب واکنش‌های شیمیایی مانند سوختن، تجزیه و پلیمری شدن را در آزمایش‌های مختلف می‌آموزیم و با انجام سه آزمایش جالب شیمی با مفاهیم ساده شیمی آشنا می‌شویم. در این مطلب آزمایش‌های تهیه اسلایم، خمیردندان فیلی و مار کربنی را به همراه وسایل مورد نیاز و مراحل انجام آن‌ها می‌آموزیم. با مطالعه این مطلب تا انتها با این آزمایش‌های جالب به شکلی کامل آشنا شوید.

روش انجام آزمایش در خانه

آزمایش‌های ارائه شده در این مطلب ساده و کم‌خطر هستند و با وسایل و مواد ساده انجام می‌شوند. اما همواره به خاطر داشته باشید که برای انجام هر آزمایش شیمیایی باید اقدامات ایمنی را رعایت کرده و احتیاط کنید.

قبل از انجام هریک از این آزمایش‌ها لباس ضخیم و پوشاننده بر تن کنید. آزمایش‌ها را در فضایی خالی از خانه و به دور از وسایل انجام دهید. محل انجام آزمایش را با پلاستیک بپوشانید. دستکش به دست کنید و ترجیحا عینک به چشم بزنید. در ادامه سه آزمایش جالب شیمی که می‌توانید در خانه انجام دهید را معرفی می‌کنیم.

یادگیری شیمی با فرادرس

انجام آزمایش‌های ساده در خانه یکی از قدم‌های ابتدایی یادگیری شیمی است. برای یادگیری شیمی باید با مفاهیمی چون ماده، مولکول، واکنش‌های شیمیایی و واکنش‌دهنده و فرآورده آشنا شد. پیشنهاد می‌کنیم برای یادگیری این مباحث و مفاهیم، به مجموعه فیلم آموزش علوم تجربی دوره متوسطه، بخش شیمی مراجعه کنید که با زبانی ساده ولی کاربردی به توضیح این مفاهیم می‌پردازد.

همچنین، با مراجعه به فیلم‌های آموزش فرادرس که در ادامه آورده شده است می‌توانید به آموزش‌های بیشتری در زمینه شیمی دسترسی داشته باشید.

آزمایش تهیه اسلایم

اسلایم یک پلیمر است. پلیمر ماده‌ای است که از تعداد بسیار زیادی مولکول‌های کوچک تشکیل شده‌ است. با افزودن یک ماده به این مواد می‌توانیم پیوند‌هایی بین برخی از این مولکول‌ها بسازیم که باعث شود مایع کمی سفت‌تر شود. این پیوند‌ها به سرعت و سادگی تشکیل می‌شوند و از بین می‌روند. به همین علت ساختار اسلایم با دست فرم می‌گیرد و سپس دوباره به حالت اولیه خود باز می‌گردد.

در ادامه مراحل انجام آزمایش جالب ساخت اسلایم در خانه را توضیح می‌دهیم.

وسایل مورد نیاز

برای انجام این آزمایش، به مواد و وسایل زیر نیاز داریم.

• ۱ پیمانه چسب مایع شفاف
• ۱٫۴ پیمانه آب
• ۱٫۲ پیمانه جوش شیرین
• ۲ قاشق غذاخوری محلول لنز چشمی (یا مایع لباسشویی)
• رنگ خوراکی

مراحل آزمایش

ابتدا یک پیمانه از چسب شفاف را در ظرفی ریخته و نصف پیمانه جوش شیرین را به آن اضافه کرده و هم میزنیم.

در مرحله دوم رنگ خوراکی مورد نظر را به اندازه یک تا دو قطره به آن می‌افزاییم.

سپس دو قاشق غذاخوری محلول لنز چشمی را به آن می‌افزاییم و تا حدی که مایع در ظرف فرم بگیرد، مخلوط می‌کنیم.

در مرحله آخر آن‌قدر مایع را با دست مخلوط می‌کنیم تا اسلایم تشکیل شود. هرچه بیشتر به محلول، مایع لنز اضافه کنیم، اسلایم سفت‌تر خواهد شد.

نتیجه‌گیری

در این آزمایش، چسب یک پلیمر اولیه (پلی وینیل استات) است. مایع لنز که دارای یون‌های بورات است به عنوان فعال‌کننده پلیمر و ایجاد پیوند‌ها برای فرم‌دهی به چسب اضافه می‌شود. جوش شیرین که ماده شیمیایی سدیم بی‌کربنات است، به تشکیل پیوند‌های پلیمری جدید کمک می‌کند. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با پلیمرها و انواع آن‌ها، فیلم آموزش پلیمرها در فرادرس که لینک آن در ادامه آمده است را مشاهده کنید.

 آزمایش خمیردندان فیل

آزمایش خمیردندان فیل یک ازمایش جذاب برای درک واکنش آب اکسیژنه و مخمر و واکنش‌های حاوی گاز است. در این آزمایش، آب اکسیژنه تجریه شده و گاز اکسیژن زیادی آزاد می‌کند که در ترکیب با مایع ظرفشویی به سرعت فوم زیادی را تولید می‌کند. در ادامه روش انجام آزمایش جالب خمیردندان فیلی را توضیح می‌دهیم.

وسایل مورد نیاز

برای انجام این آزمایش، به مواد و وسایل زیر نیاز داریم.

• عینک و دستکش ایمنی
• بطری پلاستیکی
• ۱ قاشق غذاخوری پودر مخمر خشک
• نصف پیمانه هیدروژن پراکسید ( آب اکسیژنه)
• ۳ قاشق غذاخوری آب گرم
• ۱ قاشق غذاخوری مایع ظرفشویی
• رنگ خوراکی
• قیف

مراحل آزمایش

ابتدا تمامی موارد مورد نیاز را آماده کرده و به فضایی دور از وسایل خانه (ترجیحا فضای باز) می‌رویم. هیدروژن پر اکسید را درون بطری ریخته و مایع ظرفشویی و مقداری رنگ خوراکی را به آن اضافه می‌کنیم.

در یک ظرف دیگر، ۱ قاشق غذاخوری مخمر را با آب گرم مخلوط کرده و به مدت ۳۰ ثانیه مخلوط می کنیم.

در این مرحله قیف را روی ظرف قرار داده و محلول مخمر را به آب اکسیژنه می‌افزاییم و از ظرف فاصله می‌گیریم. خمیردندان فیل در این مرحله تشکیل می‌شود.

نکته ایمنی مهم

در این آزمایش نباید به فوم و کف ایجاد شده دست زد. این واکنش یک واکنش شیمیایی گرماده است که گرمای زیادی تولید می‌کند و فوم ایجاد شده در زمان تولید داغ است.

نتیجه‌گیری

در این آزمایش شاهد واکنش تجزیه آب اکسیژنه بودیم که گاز اکسیژن و آب تولید می‌کند. در این واکنش مخمر نقش کاتالیزور واکنش را دارد که به تجزیه سریع آب اکسیژنه کمک می کند. سرعت زیاد واکنش باعث پرتاب شدن فوم مایع ظرفشویی ایجاد شده به بیرون ظرف است.

کاتالیزورها موادی هستند که سرعت واکنش را افزایش داده و مسیر انجام واکنش را کوتاه‌تر می‌کنند. پیشنهاد می‌کنیم برای آشنایی بیشتر با این مواد، مطلب کاتالیست و واکنش کاتالیستی مجله فرادرس را مطالعه کنید. لینک این مطلب در ادامه درج شده است.

آزمایش مار کربنی

واکنش مار کربن شکر که با نام آزمایش مار فرعون نیز شناخته می‌شود، یک واکنش جالب شیمی است که می‌توان با وسایل خانه آن را انجام داد. در این آزمایش به دلیل وجود آتش و حرارت باید اقدامات ایمنی را انجام داده و مراقب باشیم. در این آزمایش شاهد واکنش سوختن شکر، تجزیه شکر و تجزیه سدیم کربنات خواهیم بود.

وسایل مورد نیاز

برای انجام این آزمایش به مواد و وسایل زیر نیاز داریم.

• ظرف فلزی مناسب
• شن یا ماسه
• ۱ قاشق غذاخوری جوش شیرین
• ۴ قاشق غذاخوری پودر قند
• الکل
• فندک

مراحل انجام آزمایش

ابتدا در یک ظرف ۴ قاشق پودر قند را با ۱ قاشق جوش شیرین مخلوط می‌کنیم.

ظرف (ترجیحا آلومینیومی)‌ را با شن پر کرده و با دست چاله‌ای در وسط آن ایجاد می‌کنیم.

به مقدار کافی الکل یا محلول آتش‌زا را روی شن می‌ریزیم تا به خوبی خیس شود.

در حفره‌ای که ایجاد کردیم مخلوط پودر قند و جوش شیرین را اضافه می‌کنیم.

با احتیاط شن نزدیک حفره را با فندک آتش می‌زنیم. مخلوط شکر و جوش شیرین ابتدا سیاه شده و حباب می‌زند و سپس به شکلی لوله‌ای از وسط ظرف بالا می‌آید.

نتیجه‌گیری

در این آزمایش ارائه شده در مجله فرادرس شاهد دو واکنش سوختن و واکنش تجزیه هستیم. ابتدا، شکر در اثر حرارت سوختن الکل می‌سوزد و کربن دی اکسید و آب تولید می‌کند. سپس، مقداری از شکر که در معرض هوا قرار نگرفته اما حرارت می‌بیند، تجزیه شده و کربن جامد و بخار آب تولید می‌کند. در نهایت، جوش شیرین نیز در اثر حرارت دیدن، تجزیه شده و سدیم کربنات جامد و کربن دی اکسید و بخار آب تولید می‌کند. در مجموع این سه واکنش و فرآورده‌های جامد و گازی آن‌ها باعث تشکیل فرم جامد سیاه رنگ و حرکت آن رو به بالا می‌شوند.