Міністерство освіти і науки України
Департамент освіти і науки Хмельницької облдержадміністрації
Понінківський професійний ліцей
Жмак Антоніна Анатоліївна
Виготовлення навчальних приладів для хімічних експериментів
Навчально-методичний посібник
Департамент освіти і науки Хмельницької облдержадміністрації
Понінківський професійний ліцей
Жмак Антоніна Анатоліївна
Виготовлення навчальних приладів для хімічних експериментів
Навчально-методичний посібник
ББК
УДК
Розглянуто і рекомендовано до використання та друку педагогічною
радою Понінківського професійного
ліцею (протокол № 1 від 31 серпня 2015 року)
Рецензенти:
Сидоренко Т.М. – методист НМЦ ПТО ПК у Хмельницькій області
Шклярук Л.В. – викладач хімії Полонського аграрного ліцею
Жмак А.А. Навчально-методичний посібник / А.А.Жмак.
– Понінка: ІВВ Понінківський професійний ліцей, 2015 р. - 52 с.
Навчально-методичний
посібник містить методичні рекомендації щодо організації та активізації
технічної творчості учнів під час створення навчальних приладів для проведення
хімічних експериментів.
Посібник призначений
для викладачів хімії ПТНЗ та учнів, які прагнуть навчитись виготовляти
навчальні прилади для проведення хімічних експериментів.
ЗМІСТ
|
|
ВСТУП
|
4
|
|
1.
|
МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ УЧНІВ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ КУРСУ
ХІМІЇ
|
6
|
|
1.1.
|
Ознайомлення учнів з будовою та призначенням приладів.
|
7
|
|
1.2.
|
Організація діяльності учнів щодо виготовлення саморобних засобів для
проведення хімічного експерименту.
|
9
|
|
1.3.
|
Вимоги до саморобних приладів з хімії.
|
13
|
|
2.
|
ОСНОВНІ МАТЕРІАЛИ З ЯКИХ ВИГОТОВЛЯЮТЬ ПРИЛАДИ ДЛЯ ХІМІЧНИХ ЕКСПЕРИМЕНТІВ
ТА СПОСОБИ ЇХ ОБРОБКИ
|
15
|
|
2.1.
|
Гума
|
15
|
|
2.2.
|
Корок
|
17
|
|
2.3.
|
Пластмаси, способи обробки пластмас
|
18
|
|
2.4.
|
Деревина, способи обробки деревини
|
20
|
|
3.
|
ВИГОТОВЛЕННЯ САМОРОБНИХ ПРИЛАДІВ ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ
|
28
|
|
3.1.
|
Підставки та таганки
|
28
|
|
3.2.
|
Штативи
|
29
|
|
3.3.
|
Електромонтаж
|
34
|
|
3.4.
|
Саморобні промивні склянки
|
35
|
|
3.5.
|
Прилад для виявлення вуглекислого газу у продуктах
горіння свічки
|
38
|
|
3.6.
|
Прилад для спостереження активності кислот
|
40
|
|
3.7.
|
Прилад для електролізу розчину натрію хлориду
|
45
|
|
3.8.
|
Пристрої для експозиції робіт учнів
|
49
|
|
|
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
|
51
|
ВСТУП
Хімія – найцікавіший предмет, який покликаний дати учням уявлення про
речовини, про механізми, про засоби перетворення речовин в інші. Уроки хімії не
можливі без реактивів, різних матеріалів та підручників. Станом на сьогоднішній
день забезпечення навчальним устаткуванням шкіл та ліцеїв не проводиться. Для
покращення стану викладання хімії потрібно вести систематичну роботу по
виготовленню саморобних засобів.
Викладачі часто розробляють прилади, таблиці, схеми та
проводять позаурочну роботу з учнями по виготовленню саморобних приладів. Саме
позаурочна робота педагога з учнями – є однією із найважливіших форм
навчально-виховної роботи, адже працюючи над приладом, учень вникає в його
будову та дію, користується інформацією з підручників та інтернет - ресурсами.
У процесі створення обладнання учні поглиблюють свої знання і вміння,
розвивають творчі здібності та користуються набутими знаннями з інших предметів
– математики, креслення, фізики, виробничого навчання. Проводячи такі заняття
викладачі намагаються допомогти учням поглибити свої знання, виховують культуру
праці та сумлінність.
Технічна
творчість учнів –
це здатність учнів
виконувати розумові та практичні
дії, які відповідають
дослідницькій діяльності, з використанням знань, життєвого досвіду,
осмислення мети, умов, засобів діяльності щодо створення суб’єктивно нових
приладів, деталей, зміни їх функцій.
На думку педагогів джерелом і
спонукальною силою творчості
є мотиви, потреби, інтереси,
внутрішні джерела духовних
прагнень. Творчі сили й
можливості особистості найяскравіше розкриваються
за потреби реалізувати поставлену мету,
що має особисту
значущість. У цьому
випадку відбувається
мобілізація сил і
виявлення прихованих резервів.
Одним із методів
формування творчості є хімічний експеримент.
За допомогою різноманітного навчального обладнання учні
збирають найпростіші прилади, проводять досліди з речовинами, спостерігають
явища, що відбуваються при цьому. Учні можуть спостерігати хімічні процеси під час
експериментальних дослідів, з’ясувати умови, за яких відбуваються різні хімічні
реакції, розглянути будову і дію апаратів. Прилади і установки монтують на
спеціальних підставках з дерева, металу або пластмас. Це дає змогу подовжити
термін служби приладів і використовувати їх для фронтальних робіт. Прилади на
підставках полегшують організацію виставки робіт хімічного гуртка.
Такі саморобні прилади та моделі повинні відповідати
декільком вимогам: такий прилад має відтворювати хімічне явище, виробничий процес,
має бути нескладним та надійним.
У посібнику наведено
теоретико-методичні засади формування технічної творчості учнів з
хімії.
Теоретичний аналіз літератури
з даної проблеми показав,
що проблема формування технічної творчості з хімії учнів
професійно-технічних навчальних закладів
є актуальною, проте
недостатньо розробленою. Чинником
формування і розвитку технічної
творчості учнів з
хімії є модернізація
матеріально-технічного забезпечення
навчального хімічного експерименту,
нові вимоги до
формування і розвитку
особистості.
Методика формування технічної творчості учнів з хімії
базується на принципі єдності
урочної та позаурочної
технічної діяльності учнів.
Виокремлено етапи формування технічної
творчості: первинне формування технічних умінь
і навичок, вдосконалення,
застосування. Дидактичними умовами
ефективного формування технічної
творчості є: створення високого рівня мотивації та рефлексії; домінування
продуктивних методів навчання
хімії; організація активної
співпраці педагога та учнів на уроках та позаурочних заняттях.
1. МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ УЧНІВ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ КУРСУ ХІМІЇ
В процесі
наукового пошуку можна дійти висновку,
що технічна творчість
учнів з хімії
– це здатність учнів виконувати розумові та
практичні дії щодо монтування приладів, установок з готових деталей, їх
вдосконалення, зміни функцій або виготовлення нових з метою здійснення фізичних
та хімічних явищ.
З огляду на
це розроблено методику формування технічної творчості з
хімії учнів у навчальних закладах (рівень
стандарту). Вона базується
на принципі єдності
урочної та позаурочної технічної діяльності
учнів. Розроблена методика
базується на таких
ідеях і положеннях: теорії
поетапного формування розумових
дій, теорії діяльності; дидактичних підходах:
системного, діяльнісного, проблемного,
особистісно орієнтованого, компетентісного.
В процесі вивчення проблеми виокремлено форми, методи,
засоби й умови формування технічної творчості. Форми навчання: урок; форми
позаурочної роботи: групова (гурток, ліцейне наукове товариство),
індивідуальна (підготовка конкурсу дослідницьких робіт).
Методи:
репродуктивний, проблемного викладу, евристичний, дослідницький. Специфічні
засоби: система завдань
з формування технічної творчості
учнів з хімії.
Для ефективного формування технічної творчості учнів необхідне забезпечення
дидактичних умов: створення
високого рівня мотивації та
рефлексії; домінування продуктивних
методів навчання хімії; організація активної співпраці
педагога та учнів на уроках та позаурочних заняттях.
Хімія – експериментальна наука,
тому центральною ланкою
в навчанні хімії має виступати хімічний експеримент в
різних його формах. Щоб вдало виконувати хімічний експеримент
учні мають володіти
відповідними експериментальними
вміннями. Під експериментальними вміннями
розуміють систему організаційних, технічних, вимірювальних, конструкторських, інтелектуальних вмінь,
необхідних для самостійного виконання різних видів експерименту – лабораторних дослідів та практичних робіт.
Такими вміннями є: технічні –
монтування приладів або установок з готових деталей, вузлів; конструкторські –
вдосконалення обладнання, приладів
та установок; виготовлення
приладів, установок. З
огляду на це виокремлено етапи
формування технічної творчості:
·
первинне формування технічних умінь;
·
вдосконалення;
·
застосування.
Перші два етапи
реалізуються на уроках, а етап
застосування – на позаурочній діяльності.
1.1. Ознайомлення
учнів з будовою та призначенням
приладів.
На уроках хімії
учні мають справу
з особливим видом засобів наочності –
приладами, які застосовуються для здійснення фізичних або хімічних
явищ. Ці допоміжні
засоби є водночас
і предметами вивчення. Деякі з
приладів та конструкцій видають учням у готовому вигляді, інші вони повинні
монтувати або конструювати. Аналіз змісту лабораторних дослідів та практичних
робіт доводить, що під час їх проведення учні найчастіше використовують
металевий штатив та найпростіший прилад
для добування газів.
Ознайомлення з їх
будовою, прийомами поводження відбувається на
практичній роботі «Правила техніки безпеки
під час роботи
в хімічному кабінеті. Прийоми
поводження з лабораторним
посудом, штативом і нагрівними приладами; будова полум’я».
Металевий штатив
використовується під виконання
лабораторних дослідів і
практичних робіт для
укріплення приладів та пробірок. Металевий штатив складається з
таких деталей: основа, стержень, муфта, лапка.
Його збирають у
такій послідовності:
·
загвинтити металевий стержень
в основу штатива (за
годинниковою стрілкою);
·
закріпити муфту на
стрижень;
·
закріпити лапку у муфті;
·
вставити лівою рукою пробірку в
лапку, провертаючи обережно
гвинт до закріплення пробірки.
Найпростіший прилад для добування газів складається з
пробірки та пробки
з газовідвідною трубкою.
Прилад монтують наступним чином.
Лівою рукою тримають
пробірку за її
верхню частину поблизу отвору. Пробку з газовідвідною трубкою
беруть правою рукою і
закривають отвір пробірки,
ніби угвинчуючи її
в отвір. Прилад
випробовують на герметичність. З цією метою пробірку приладу охоплюють
долонею лівої руки, а кінець газовідвідної труби опускають
в стакан з
водою. Якщо прилад
герметичний, то через
кілька секунд почнуть виділятися
бульбашки повітря, що
розширюється від нагрівання
і виходить з трубки.
Якщо цього не
відбувається, закривають пробірку
щільніше пробкою і знову
перевіряють прилад на
герметичність. Зібраний прилад
для добування газів укріплюють
в лапці штатива
і використовують за
призначенням. Такий прилад має різноцільове
призначення і може
бути використаний під
час демонстрацій і практичних робіт щодо добування та вивчення
властивостей кисню, гідроген хлориду,
амоніаку, карбон (IV) оксиду, етилену, ацетилену.
Сформовані
вміння і навички
вдосконалюються в процесі
виконання лабораторних дослідів та практичних робіт. Спеціально складені
завдання сприяють цьому.
|
Завдання 1.
|
Зробіть
малюнок газометра. В
пояснюючих підписах зазначте
призначення
приладу та його
деталей.
|
|
Завдання2.
|
Зробіть з
пояснюючими підписами
малюнок досліду "Горіння заліза
в кисні", зазначте
ознаки та умови перебігу даної
реакції.
|
|
Завдання 3.
|
Чим відрізняються прилади
для добування і збирання
газу: а) кисню; б) гідроген
хлориду. Відповідь ілюструйте
малюнками з пояснюючими
підписами.
|
|
Завдання 4.
Запишіть рівняння реакцій, які необхідно провести в
кожному з цих дослідів.
|
Зобразіть у вигляді
малюнків з пояснюючими підписами наступні досліди: а) добування амоніаку і
доведення того, що одержано саме
цей газ; б) розчинення амоніаку у
воді; в) горіння амоніаку
в кисні; г) каталітичне окиснення;
д) взаємодія амоніаку з
гідроген хлоридом.
|
1.2. Організація діяльності учнів щодо виготовлення саморобних засобів проведення
хімічного експерименту
Однією з форм
залучення учнів до
технічної творчості щодо виготовлення
саморобних приладів є
організація гуртка "Хімічне конструювання". Учні в
процесі такої діяльності здійснюють різні дії:
формулюють мету і завдання
роботи, вивчають навчальну
та додаткову літературу,
створюють робочі креслення або
малюнки, складають план
виготовлення, самостійно
створюють обладнання. В результаті такої діяльності учні
набувають нових знань, вмінь та навичок. Чималий вплив
на підвищення ефективності
діяльності учнів щодо виготовлення саморобного
обладнання здійснює теорія
поетапного формування
розумових дій. Згідно
з теорією дії,
що формуються, мають
здійснюватися в кілька етапів.
В будь-якій дії
можна виокремити три
функціональні частини:
орієнтувальну, виконавську та
контролюючу. Орієнтувальна частина
(основа) дії (ООД) виконує
наступні функції: вибір
раціонального прийому виконання
дії, послідовність операцій і якість здійснення цієї послідовності.
Виконавська частина пов’язана з
безпосереднім перетворенням об’єкта діяльності. Контролююча частина
забезпечує співставлення одержаних
результатів із заданими
зразками, корекцію ООД та
виконання дії.
Користуючись
теорією поетапного формування
розумових дій, схарактеризуємо організацію
діяльності учнів щодо
виготовлення саморобних приладів.
Основні етапи такої діяльності учнів показані на схемі 1:
8 блок
Схема 1. Загальна схема навчальної діяльності учнів щодо
виготовлення приладу
На схемі 1 представлені етапи дій під час виготовлення
приладу:
·
1, 2 блоки – створення
ООД;
·
3 блок – формування дії в
матеріалізованій формі;
·
4, 5, 6, 7 блоки – формування
дії в матеріальній
формі;
·
блок – переведення
дії в письмову
мову.
Етап
створення ООД має
важливе значення. Тут
відбувається введення учнів
в предмет діяльності. Відомо,
що зміст схеми
ООД реалізується в
різноманітних картах.
Карта-алгоритм (таблиця 1)
має дві частини:
алгоритм та пояснення
дій. В лівій частині
наводиться сам алгоритм
діяльності, а у
правій частині розміщується необхідна інформація про прилад.
Таблиця 1. Карта-алгоритм створення приладу
|
№
п/п
|
Алгоритм
|
Пояснення
|
|
1.
|
З’ясуй
призначення приладу
|
а) для
добування речовини;
б) для
вивчення її властивостей;
в)
одночасно а і б
|
|
2.
|
Вивчи
основну і додаткову літературу
|
а)
спосіб добування
б)
властивості реагентів і продуктів
реакції (в тому числі дія на довкілля);
в) умов
проведення реакції;
г)
конструкційні особливості приладів, що використовуються для даної реакції; д)
техніку безпеки.
|
|
3.
|
Намалюй
ескіз або креслення приладу
|
а)
внести зміни до готового приладу;
б)
використати готовий прилад для нових
процесів;
в) за
даними умовами реакцій проектуй прилад.
|
|
4.
|
Подумай,
чи можливе інше
розв’язання
завдання
|
Повернись до п.2.
|
|
5.
|
Склади план виготовлення
приладу
|
а)
вузловий підхід;
б)
універсальний підхід;
в)
модульний підхід.
|
|
6.
|
Підбери
конструкційні
матеріали.
|
Використай найбільш
доступні і надійні
матеріали.
|
|
7.
|
Вузли і деталі приладу
щільно підженіть один до
одного
|
Дотримуйтесь правил техніки безпеки
|
|
8.
|
Збери
прилад
|
а)
з’ясуй чіткіше питання техніки безпеки;
б)
підготуй реагенти;
в)
перевір прилад на
герметичність;
г) проведи досліди.
|
|
9.
|
Прилад
не діє
|
Повернись до п.2.
|
|
10.
|
Повторно
змонтуй прилад
|
Врахуй попередні недоліки
|
|
11.
|
Склади
опис приладу
|
а)
малюнок і пояснюючі підписи;
б)
основні реакції;
в)
принцип дії;
г)
кількісні характеристики.
|
Процес
формування навичок конструювання
приладів складається з
кількох взаємозв’язаних етапів:
·
формування навичок обробки матеріалів;
·
виготовлення окремих деталей приладів;
·
наслідувальне конструювання;
·
творче конструювання.
Роботу з конструювання
розпочинають з формування
навичок обробки матеріалів –
скла, дерева, корків,
картону. Потім переходять
до виготовлення простих, а
пізніше – складніших
приладів і моделей.
Весь процес виготовлення приладу
або діючої моделі складається з окремих стадій: підготовчої, власне робочої
і завершальної. На
підготовчій стадії учні
підбирають тему, літературу до
неї, обдумують конструкцію,
виготовляють рисунок, креслення приладу, підбирають
матеріали, речовини, інструменти.
Власне робоча стадія розпочинається з виготовлення окремих деталей, вузлів
приладу, його монтування та випробування
його в дії. На завершальній
стадії учні виготовляють
етикетку та паспорт приладу.
1.3. Вимоги до саморобних приладів з хімії
Сформулюємо
вимоги до саморобних
приладів з хімії.
Вони зумовлюються змістом та
особливостями організації хімічного
експерименту в умовах
кабінету хімії. Навчальне обладнання
має забезпечити:
1) наочність, виразність дослідів;
2) простоту, доказовість, достовірність
хімічного досліду;
3) надійність експерименту;
4) дотримання техніки безпеки
під час виконання
хімічного
експерименту;
5) відповідність формі організації хімічного експерименту.
Характеристика діяльності учнів щодо виготовлення
приладів на засадах компетентнісного підходу, враховуючи
функції компетенцій у
навчанні:
·
Виготовлення приладів не є обов’язковим видом діяльності учнів і
відбувається на засадах їх добровільності.
·
Учень потрапляє в ситуацію вибору.
Він виявляє свою автономність,
самовизначається в ситуації
вибору на ґрунті
власних позицій, приймає
рішення і бере
на себе відповідальність за їх
наслідки, виконує певні
дії, здійснює вчинки на основі обраних цільових –
змістових настанов, реалізує власну освітню траєкторію
з урахуванням загальних
вимог і норм.
Тобто формується компетентність учня
в ціннісно-смисловій сфері.
·
Робота з інформацією, різноманітними її
джерелами, оргтехнікою забезпечують
здобуття інформаційних
компетенцій.
·
Оволодіння способами спільної діяльності з іншими учнями (робота в
групі), прийомами дій
у ситуаціях спілкування
формує комунікативні
компетентності учнів.
·
На основі здобутих знань про властивості, фізіологічну дію, вплив на
довкілля речовини, яку
добуватимуть у виготовленому
приладі, учень виробляє позитивне
ставлення до власного
здоров’я та здоров’я
інших, набуває досвіду екологічно
доцільних способів діяльності. Так він досягає компетентності у сфері
особистого самовдосконалення.
2. ОСНОВНІ МАТЕРІАЛИ З ЯКИХ ВИГОТОВЛЯЮТЬ ПРИЛАДИ ДЛЯ ХІМІЧНИХ ЕКСПЕРИМЕНТІВ ТА
СПОСОБИ ЇХ ОБРОБКИ
2.1. Гума
Коли виготовляються саморобні прилади найбільше
використовуються гумові вироби. Зазначимо деякі відомості про гумові вироби
лабораторного призначення.
Гумові трубки
Промисловість нашої держави виробляє гумові трубки у
великому асортименті. В усіх трубках якість дуже відрізняється. Залежить це від
використаного для їх виготовлення каучуку та кількості інертних домішок. Трубки
високої якості легші, еластичніші та міцніші. Забарвлення таких трубок –
червоне, світло-жовте або сіре. І навпаки, якщо трубки гіршої якості, то вони
ламкі, менш еластичні, і мають світло-сірий відтінок.
В основі діючої номерної класифікації гумових трубок
лежать дві величини: товщина стінки і внутрішній діаметр. Під час вибору
гумових трубок до приладів, варто керуватись принципом відповідності,
враховуючи якість трубки.
Гумові корки
Коли виготовляються саморобні прилади з хімії доводиться
використовувати гумові корки. Обробка їхня важча, але вони надійніші і стійкі
проти дії лугів. Розміри виготовлюваних промисловістю гумових корків мають
номерну класифікацію.
Обробка гумових корків. Обробка гумових корків полягає в свердлінні і підгонці їх до посудини.
Свердлити потрібно свердлами (мал. 48) ручним способом або гострими
заправленими трубчастими свердлами за допомогою електродвигуна. Під час ручного
свердління свердло потрібно змочути гліцерином. Коли на протилежній стороні
корка зявляться контури свердла крізь тонкий шар непрорізаної ще гуми, корок
притискають до шматочка картону. Металевим стрижнем із свердла видаляють
корковий стовпчик, який є в наборі
свердел.
Мал. 1. Свердла для обробки корка.
Мал. 2. Свердла для механічного свердління.
Швидше та зручніше свердлити трубчастими свердлами за
допомогою електродвигуна. Таке свердло – тонкостінна трубка довжиною 70-90 мм (мал.2). Свердло
закріплюють у патроні. Для видалення висвердленого стовпчика гуми в трубці напилком
треба зробити два запили. Корок потрібно подавати на свердло невеликими
зусиллями, користуючись невеликою дошкою з дерева м’якої породи. Складніша
операція – підгонка гумових корків. Спочатку – обрізка гострим ножем, потім –
обточування та шліфування. Для шліфування потрібні наждачний папір і лінійка.
Наждачним папером обгортають лінійку. Потім лінійку беруть у праву руку,
вказівним пальцем притискують по лінії налягання одного кінця на другий, а
рештою пальців тримають лінійку за реброві поверхні. У ліву руку беремо корок,
і повертаючи його навколо осі, лінійкою здійснюємо ритмічні півколові рухи.
Зусилля варто прикладати рівномірно до всієї поверхні корка. Спрацьований
наждак замінюють.
Гумові корки можна виготовляти з учнівської гумки за
допомогою трубчастого свердла. Для того, щоб виготовити корок більшого розміру,
потрібно склеїти дві гумки гумовим клеєм. Так само виготовляють гумові корки з
інших матеріалів – мікропористої і підошовної гуми і т.д. Коли матеріал занадто
твердий, треба потримати його деякий час в гасі. Також використовувати можна
гумові пробки від флаконів з-під пеніциліну, листову гуму й ін.
2.2. Корок.
Досить часто доводиться користуватись при виготовленні
саморобних приладів корком.
Корки бувають різних розмірів – стандартного і
нестандартного. Від цього і залежить вид операцій по обробці корку. Для
використання стандартного треба вибирати такий, який після обмивання буде мати
діаметр трохи більший за діаметр отвору трубки чи посудини, для якого він
призначений. Вся обробка полягає, в тому, щоб правильно обім’яти його і
просвердлити отвір. Коли використовувати нестандартний корок, то треба його
обрізати до потрібної довжини і діаметра, обпиляти і обім’яти й свердлити. Коли
він довший, ніж треба, то краще його обрізати упоперек добре нагостреним ножем
з тонким полотном. По краю знімаємо зайвий шар корка. Обрізаний корок обпилюють
по колу і по лінії поперечного перерізу напилками, а потім шліфують наждачним
папером, як показано на мал. 3.
Мал. 3.
Обрізування і обпилювання коркових пробок.
Обпиляні корки обминають корком’ялками, якщо їх немає, то
корок кладуть між двома дощечками і прокачують. Якщо корок правильно підігнаний
то він повинен при середній щільності входити в отвір на ¾ своєї висоти. Свердління виконується вручну трубчастими
свердлами або за допомогою електродвигуна. При цьому діаметр свердла повинен
бути трохи менший за діаметр скляної трубки, для якої призначений отвір у
корку. Свердло має бути наточеним. На початку свердління його змочують водою.
Потім пальці правої руки переносять на ручку свердла. Під час свердління не
варто сильно натискати на свердло. Щоб
наприкінці свердління корок не викришився на виході свердла, під нього
підкладають інший корок, який потім також можна буде використати. Останній
підкладають під свердло торцем, щоб воно не затупилось і не зіпсувалось. Якщо в
корку треба просвердлити 2-3 отвори, то треба стежити за тим, щоб осі отворів
були паралельними.
Мал. 4. Свердління корків.
2.3. Пластмаси, способи обробки пластмас
Пластмаси є цінним матеріалом для виготовлення саморобних
приладів. Їх легко відливати у форми, пресувати, пиляти, полірувати, склеювати.
Найкраще їх використовувати у поєднанні з іншими матеріалами. З усіх видів
пластмас для виготовлення саморобних приладів найчастіше використовують
поліметилметакрилат, ебоніт, целулоїд, полістирол.
Поліметилметакрилат – тверда та міцна термопластична прозора речовина, яка піддається усім видам
механічної обробки і легко формується у нагрітому стані. За своїми зовнішніми
ознаками поліметилметакрилат нагадує скло, через це його називають органічним
склом.
Целулоїд – один із видів целулоїдних пластичних мас. Це тверда, горюча, прозора,
термопластична речовина, що добре пресується і відливається під тиском та
піддається всім видам механічної обробки.
Ебоніт утворюється при
високому ступені вулканізації натурального або синтетичного каучуку і містить у
собі до 32% сірки. Це тверда речовина, що добре піддається всім видам
механічної обробки. Також ебоніт має високі ізоляційні властивості, проте
боїться прямого сонячного світла, бензину і гасу.
Обробка
пластмас
Свердлити пластмаси краще спіральними свердлами за допомогою верстата або
дриля. Для того щоб змінити форму деталі, варто нагріти її над електроплитою до
початку розм’якшення, а вже потім формують. Найкраще працювати з целулоїдом або
плексигласом. Важливо при свердлінні періодично прочищати свердло, щоб воно не
забивалось.
Різати пластмаси можна різними способами. Ножицями можна розрізати тонкі
листи по прямій лінії, а по кривій – лобзиком звичайним або ж електрорізаком.
Товсті листи розрізають пилкою. Під час пиляння періодично слід робити невеликі
перерви, щоб пилка і пластмаса охололи.
Склеювання. Під час роботи можна різні деталі
склеювати між собою. Їх можна зварювати, склеювати, а деякі з’єднувати
заклепками, шпильками. Для різних пластмас є спеціальні й універсальні клеї.
Склеєні таким клеєм поверхні попередньо припасовують, а потім промивають
бензином. На очищені поверхні наносять шар клею і дають йому висохнути, потім
наносять жирніший шар і просушують, після чого деталі з’єднують, міцно
затискають і залишають на кілька годин. Аби поверхні добре склеювались, треба
місце склеювання прогріти над електролампою в 150 вт протягом 1-2 год.
Плексиглас найпростіше склеювати дихлоретаном, який
наносять на склеєні поверхні пензликом. Добрі клеї для склеювання плексигласу
можна виготовити, розчиняючи ошурки або дрібні кусочки плексигласу в
розчинниках до утворення однорідної густої маси. Як розчинники можна
використовувати ацетон, дихлоретан, мурашину кислоту, грушеву есенцію, льодяну
оцтову кислоту і суміш ацетону й амілацетату. Для склеювання ебоніту клей
виготовляють таким чином: одну вагову частину сирого каучуку розчиняють у 12
вагових частинах нафти і до цієї суміші добавляють 25 вагових частин асфальту.
Утворену масу добре розмішують і нагрівають на вогні. Перед використанням клей
розігрівають.
Мал.5. Склеювання пластмас.
Опоряджують пластмасові деталі звичайним способом: їх
шліфують, полірують, а потім покривають кольоровим або безбарвним цапоновим
лаком. Шліфувати треба крупнозернистим наждачним папером, а потім переходять до
дуже дрібнозернистого, натертого крейдою. Опорядження закінчується поліруванням
на повстяному барабані, що приводиться в рух електродвигуном.
2.4. Деревина, способи обробки деревини
Для виготовлення саморобних приладів у більшості випадків
потрібна деревина. Її використовують для виготовлення штативів, на яких
монтують увесь прилад. Важливо вибирати якісну деревину. Для штативів можна
використовувати тверді породи дерева (груша, ясен), помірно тверді (дуб, бук,
клен) і помірно м’які (береза, в’яз). М’які породи (сосна, каштан, ялина), а
також дуже м’які (липа, тополя) – не
варто використовувати.
Дуже важливо при виборі деревини звертати увагу на її
текстуру, чистоту, колір. Варто пам’ятати, що колір свіжо очищеної деревини
після покриття її лаком змінюється. Для виготовлення штативів саморобних
приладів найбільш придатною є деревина берези, ясена, дуба, клена та бука.
Обробка
деревини
Важливо зазначити короткий опис найважливіших способів
ручної обробки деревини, що використовуються при виготовленні саморобного
наочного приладдя з хімії і потрібних інструментів.
Пиляння. Для виконання усіх столярних робіт, у тому числі й пиляння, основним
устаткуванням робочого місця, є верстак. При виготовленні саморобних приладів
доводиться користуватися лише лучковими пилками і ножовками і лобзиком. Прийоми
пиляння ручними пилками в повздовжньому напрямку показано на мал. 6 , поперечне
пиляння – на мал. 7.
Мал.6
Пиляння в повздовжньому напрямку
Мал.7. Пиляння в поперечному напрямку.
Стругання. Коли деталі випиляні, то їх обстругують до заданих розмірів, надаючи
правильної форми. Після стругання розміри кожної деталі повинні відповідати
кресленню, а поверхні бути рівними. Зазвичай стругають вздовж волокон. При
струганні торців варто користуватись рубанком зменшеного розміру з
косопоставленим залізком. Тримають рубанок навскоси до напряму стругання.
Мал. 8. Стругання деревини. Мал. 9. Стругання рубанком малого
розміру.
Для стругання прямих поверхонь треба мати шерхебель і
рубанок, для вирівнювання – фуганок, а для кінцевого зачищення та підганяння –
рубанок з подвійним залізком. Шерхебелем користуються, коли треба зняти багато
деревини і для грубого стругання. Ним добре знімати товсту стружку. Для
вирівнювання поверхні після шерхебеля застосовують одинарний рубанок. Фуганком
користуємось аби надати деталям правильної форми. Рубанок з подвійним залізком
використовують для чистового стругання деталей.
Коли обробляються деталі, варто дотримуватись низки
правил:
·
кожну деталь (обстругану) треба нерухомо закріплювати на верстаку;
·
при струганні інструмент треба тримати рівно, не скошуючи;
·
при струганні бруска на початку робочого ходу лівою рукою треба натискати
на носок інструмента, а в кінці робочого ходу правою рукою більше натискати на
п’ятку колодки;
·
при відведенні інструменту назад треба його піднімати;
·
при струганні бруска чи дошки спочатку вистругують одну, основну поверхню і
перевіряють її під лінійку по довжині та ширині. Інші поверхні вистругують і
перевіряють відносно основної;
·
вистругують деталі під прямим кутом;
·
щоб запобігти виколюванню при струганні торців, треба користуватись прийомами
«від себе» і «на себе» або пристроєм, який називається донцем мал. 10.
·
головне при роботі дотримуватись усіх правил техніки безпеки.
Мал. 10. Прийоми торцювання.
Свердління і довбання. Свердління здійснюється за допомогою перових свердел (мал.11),
свердел різного типу та розмірів і буравчиків (мал.12). Потрібно мати одне
центрове свердло на 15 мм ,
одну на 18 мм ,
буравчик на 8-10 мм
і набір спіральних свердел діаметром від 3 до 10 мм . Центровими
свердлами зручно просвердлювати гнізда для круглих шипів, робити засвердлини з
нижньої сторони панелі під клеми тощо. Отвір, що просвердлений перовим свердлом,
має точно циліндричну форму, з чистими стінками без задирок.
Мал.11. Перові свердла
Свердління здійснюється за допомогою коловорота.
Свердлити спіральними свердлами краще за допомогою дриля або верстата.
Буравчики використовуємо тоді, коли треба просвердлювати отвори вздовж волокон
деревини.
Мал. 12. Види свердел .
Замість
круглого шипа часто доводиться використовувати плоский шип. З цього виходить,
що гніздо для такого шипа має бути прямокутним.
З’єднання деталей. При виготовленні дерев’яних штативів для саморобних
приладів застосовують різні способи з’єднань. Перед зарізанням шипа і
виготовленням гнізда для нього треба правильно зробити розмітку. Стояк
закріплюють круглим, глухим шипом або ж шурупом. Нерухомі кронштейни та
предметні столики можна по-різному прикріплювати до стояка.
Мал. 13. Види шипових з'єднань.
Склеювання. Основні правила при склеюванні:
·
склеювати деталі лише з сухої деревини;
·
поверхні слід робити шорсткими і їх варто попередньо добре підігнати;
·
забруднені поверхні не можна склеювати;
·
склеювати краще при температурі +20 ºС, при склеюванні столярним клеєм
деталі варто підігрівати (температура 30-40 ºС ), а клей – до температури не
вище 70 ºС;
·
клей треба наносити швидко і тонким шаром.
Клеї. Для склеювання деревини використовують столярний та казеїновий клей.
Столярний клей буває у вигляді сухих плиток і галерти. Краще користуватись
плитками, плитки високоякісного клею прозорі, тверді і світло-коричневого
кольору. Клей у холодній воді набухає і не розчиняється. Для того аби
приготувати робочий розчин, плитки потрібно розбити на шматочки, помістити в
клейницю та залити водою приблизно на 10-12 год. Потім воду зливають, а клей
нагрівають на слабкому вогні до повного розрідження. Для того щоб клей не
втрачав своїх властивостей його не можна доводити до кипіння, а також не варто
нагрівати його декілька разів і залишати на тривалий час. Готується клей в
клейниці типу водяної бані (мал.14.). Якщо клей з пензлика стікає безперервним
струменем, то вважається приготовленим правильно.
Мал. 14. Клейниця.
Для правильного зберігання клею (аби він не загнивав)
потрібно на кожну тисячу вагових частин його розчину добавляти 40 вагових
частин саліцилової кислоти і 2-3 вагових частини формаліну.
Казеїновий клей – переважно білий порошок. Такий клей зручний при
склеюванні невеликих деталей. Для роботи варто лише порошок казеїну замочити
холодною водою до набухання, а потім додати трішки підігрітого розчину бури.
Щоб приготовити доброякісний клей треба: 7 частин (вагових) казеїнового клею, 1
частину бури і 8 частин води. Таку суміш треба нагріти до температури 60-70 ºС ,
і постійно помішувати, щоб отримати однорідну клейову масу. Розчин казеїнового
клею може зберігатися лише 6-7 год. При використанні такого клею, треба
пам’ятати, що в його складі є лужні речовини тому треба бути обачним, аби не
отримати опіки; при склеюванні деталей не варто намащувати клей товстим шаром.
Також не можна допускати аби зайвий клей залишався на поверхні деревини до
висихання.
Опорядження дерев’яних виробів
Опорядження має велике значення для захисту деревини від
руйнування. Опорядження складається з підготовки поверхні і нанесення на неї
лакового або іншого покриття. Далі ряд
операцій – шліфування, шпаклювання і фарбування.
Шліфування. Шліфуванням ліквідують найменші нерівності на поверхні дерев’яного виробу.
Перед шліфуванням плоскі поверхні зачищають циклею, а опуклі неширокі плоскі
поверхні – циклею і невеличким куском тонкого віконного скла, які зображено на
мал. 15. Після циклювання поверхню слід відшліфувати скляним папером.
Мал. 15. Прийоми циклювання.
Фарбування і лакування. Аби надати насиченого забарвлення деревини, перед
покриттям лаком слід покривати деревину водним розчином різних барвників.
Після закінчення опоряджувальної підготовки на гладеньку
поверхню виробу наносять захисний шар лаку: олійного, спиртового або нітролаку
(мал. 16). Дуже рясно змочувати тампон не можна. З усіх лаків найбільш
придатним для покриття дерев’яних частин слід вважати нітролак. Наносити на
поверхню нітролак треба добре змоченим волосяним пензликом різними шарами.
Мал. 16. Нанесення лаку.
Коли перший шар висохне, треба поверхню легко
відшліфувати скляним папером, а потім знову нанести 3-4 шари лаку.
Мал.17. Шліфування скляним папером
3. ВИГОТОВЛЕННЯ САМОРОБНИХ ПРИЛАДІВ ТА ЇХ
ВИКОРИСТАННЯ
Для того, щоб підвищити ефективність занять гуртка, треба
аби саморобні моделі використовувались в комплексі з іншими засобами
унаочнення: розбірними моделями, технологічними схемами, простими приладами, що
лежать в основі виробництва.
Найчастіше виготовляють різноманітні підставки, штативи.
3.1.Підставки та таганки
Коли виготовляються моделі заводських установок, деякі
апарати часто закріплюються на певній висоті над панеллю. Наприклад,
закріплюється піч для спалювання водню і хлору на соляно-кислотному заводі. Для
закріплення використовують підставки та таганки.
Підставка призначена для того, щоб на ній закріплювались на певній висоті елементи
конструкції. Є такий варіант підставки: прямокутна колодка, що виготовлена з
того ж дерева, що й панель. Колодку та панель з’єднують шурупами внизу (мал.
18).
Підставка на ніжках ( мал.18, б) складається із чотирикутної панелі
товщиною 10 – 12 мм ,
котру виготовляють з того ж матеріалу, що й штатив. В кожній ніжці треба
зробити отвір для цвяхів, якими ніжки кріпляться до панелі штатива.
Мал. 18. Таганки і підставки.
Таганки служать для закріплення склянок чи трубок великих
діаметрів. Довжина ніжок визначається висотою підйому апарату над панеллю. Пояс
таганка виготовляється із латуні чи жерсті, ніжки для таганка – з листового
заліза (1 - 1,5 мм )
або дроту. Кожну ніжку припаюють до пояска.
Для того, щоб закріпити таганок на панелі, варто просвердлити отвір для
цвяха чи шурупа. Просвердлити треба
поясок в обох кінцях для стяжного гвинта. Для того, аби було зручно стягувати
вигинають і самі кінці пояска (мал.18, а).
3.2.Штативи
Штатив – є основою, на якій монтують прилад. У більшості випадків штативи
виготовляють з деревини.
Для
виготовлення штативів існує низка правил:
·
частини штатива мають бути з дерева одного виду;
·
деревина, що відібрана для штатива має бути сухою (вологість не більш як 10
- 12%);
·
деревина має бути без сучків та інших вад;
·
креслення штатива і його деталей має бути до початку роботи.
Є декілька видів штативів:
Штатив-підставка (мал. 19, а) – вистругана дощечка прямокутної
форми на ніжках зі знятою по верхньому обводу фаскою.
Штативи для колекцій (мал.19, б ), складаються з основи прямокутної
форми, двох стояків і прикріпленої до верхніх кінців поперечної планки.
Штативи-підставки для діючих моделей виробництв (мал. 19,
г ) виготовляють із суцільної дошки. Підставка
стоїть на чотирьох ніжках. Зверху закріплюють стояки.
Для використання U-подібної трубки виготовляють штативи з
широким плоским стояком (мал. 19, в).
Штативи з Г-подібним стояком, який закріплений наглухо шипом у гнізді на панелі
(мал.19, д), призначений для приладів, в яких частина оснастки повинна
кріпитись до поперечини стояка.
Мал. 19. Типи штативів. Мал. 20. Панель, ніжки і способи
прикріплення.
Панель штатива виготовляють в основному чотирикутної форми з прямими кутами з сухої
якісної деревини (мал.20, а).
Ніжки панелі. Всі ніжки штатива повинні мати однакові розміри; довжину, ширину, ширину
фаски, її кути. Конструкцію і розміри дерев’яної ніжки для штатива зображені на
мал. 20. Важливо пам’ятати, що напрямок волокон деревини ніжки обов’язково
збігався з напрямком волокон деревини самої панелі.
Стояк штатива може бути як квадратним так і плоским. Товщина квадратного стояка не має
перевищувати товщину панелі. Найчастіше використовуються розміри – 18 × 18 мм або 20 × 20 мм . Виготовляються стояки із пошарової деревини і
закріплюються на панелі, так щоб бічні площини були паралельні бічним граням
панелі штатива. Нижній кінець стояка довжиною 22 - 25 мм сточується на
токарному верстаті, так щоб утворилась плічка, після чого нарізається різьба
(мал. 23).
Способи кріплення стояка показано на мал. 21, 22. Верхній
кінець стояка заовалюють гострим напилком з усіх сторін.
Мал. 21.
Види шипів. Мал.22. Способи закріплення стояка.
Мал. 23.
Металевий стояк.
Предметний столик. Деякі прилади включають в себе предметний столик. Якщо
на столику повинно щось стояти, то цей предмет треба закріплювати на стояку під
прямим кутом до нього за допомогою шипа та кронштейна на клею (мал. 24).
Мал. 24.
Закріплення предметних столиків.
Дерев’яний рухомий кронштейн – невеликий відрізок рейки з шипом на одному її кінці.
Довжина шипа має бути на 1-1,5
мм меншою від ширини стояка, де у пазу кронштейн
має рухатись своїм шипом. Несуча частина кронштейна має бути довжиною 45-50 мм . У торці шипа на
глибину 22-25 мм
просвердлюють отвір діаметром 2,5-3
мм , в який забивають шпильку. Кронштейн
вставляють у паз стояка, на вільний кінець шпильки накладають шайбу з діаметром
12 - 16 мм
і нагвинчують клему (мал. 25).
Мал. 25. Рухомі кронштейни.
Штатив для
учнівського набору реактивів
Всі склянки з речовинами учнівського набору реактивів
потрібно помістити в спеціальний п'ятиступінчастий штатив (мал. 26). Виготовити
такі штативи можна з різних матеріалів: дощок, пластику, металу та ін. Найкраще
для виготовлення сходинок штатива з гніздами використовувати пластик, оскільки
він стійкий до впливу різних реактивів. Бічні деталі і середню підпірку штатива
можна виготовити з дошки товщиною 20
мм , а дно і задню стінку - з тонкої фанери. Такий
штатив буде міцним, еластичним і легким. Його розміри: довжина - 500 мм , ширина біля основи
- 200 мм ,
висота - 100 мм .
Висота кожної сходинки - 20 мм ,
а її ширина - 40 мм .
На першій, третій і п'ятій сходинках є по 15, а на другій
і четвертій сходинках - по 14 гнізд діаметром 23 мм . Гнізда в
штативі, також як і склянки з реактивами, пронумеровані. Нумерація починається
з верхньої сходинки. Все це сприяє тому, що в штативі легко знайти місце для
кожної речовини.
У штативі склянки з реактивами розміщуються в шаховому
порядку. Таке розміщення забезпечує не тільки гарну видимість їх етикеток, але
і доступність кожної склянки. Всі склянки розміщені в певній послідовності, з
урахуванням класифікації речовин.
На верхній сходинці штатива перші чотири гнізда
призначені для склянок з речовинами, які необхідні для розпізнання при
розв’язуванні експериментальних задач
або для реактивів, які рідко використовуються в учнівському експерименті. На
цій же сходинці розміщені склянки з простими речовинами і оксидами.
У гніздах другій сходинці знаходяться склянки з
підставками, кислотами і солями. На третій і четвертій сходинках також
розміщуються склянки з солями, а на п'ятій - перманганат калію, індикатори,
органічні речовини і дистильована вода.
Мал. 26 . Штативи для учнівського набору реактивів.
Учні можуть виготовити штативи для реактивних склянок в майстернях. Отвори
для склянок краще свердлити центровим свердлом, а всі деталі штатива кріпити
між собою шурупами. Цифри на пластик легко наносяться кульковою ручкою. Якщо
для виготовлення штатива використовується фанера або дошка, то після нанесення цифр
випливає весь штатив покрити безбарвним лаком у два шари.
3.3.Електромонтаж
Насправді всі саморобні прилади з хімії, що працюють на
електричному струмі, мають просту електромонтажну схему. Електропроводку можна
прокласти відкритим і закритим способами. На мал. 27 і 28 зображено способи
закріплення на панелі клем, способи закріплення на панелі та стояку звичайного
електропатрона і прокладання закритої електропроводки у панелі та стояку та в
канавках на нижній поверхні панелі.
Для виготовлення електродів у саморобних приладах
потрібен мідний дріт товщиною 2,5-3
мм (або вуглецеві електроди від сухих
елементів різного типу). Якщо спеціальних клем немає, то їх можна зробити
самому, або замінити кінцями проводу.
Мал. 27. Способи закріплення клем на панелі – а, б і
прокладання закритої електропроводки – б, в.
В основному потрібно використовувати електронагріваючу
спіраль (котру можна виготовити з стального дроту товщиною 0,2 - 0,3 мм ). Для цього
велосипедну спицю затискають у патроні дриля, а дриль закріплюють у великих
лещатах. Кінець дроту слід закріпити на стержні біля патрону, після чого однією
рукою повільно крутять дриль, а другою тримають дріт, який затиснутий між двома
дощечками з фанери. Спіраль, яку виготовили, знімають із стержня і розтягують
до потрібної довжини.
Мал. 28. Способи
прикріплення звичайного електропатрона до панелі або стояка штатива.
Якщо використовувати електронагріваючу спіраль від
електроплити її варто перемотати на спицю, щоб вона мала менший діаметр. Місця
спаювання провідників треба ізолювати стрічкою.
3.4. Саморобні промивні склянки
Промивна склянка є одним із найпростіших елементів
саморобних приладів. ЇЇ часто використовують для осушування газів від якогось
компонента, а також для збору продуктів реакції. За допомогою промивної склянки
демонструють перетворення речовин.
На мал. 29 зображено декілька варіантів саморобних
склянок. Таку промивну склянку можна виготовити із звичайного флакону з-під
пеніциліну. У стінці флакона і в гумовій пробці просвердлюють отвори, у пробку вмонтовують газовідвідну трубку, а в
отвір стінки – штуцер газовідвідної трубки.
Мал. 29. Саморобні промивні склянки.
Також промивну склянку дуже просто можна виготовити з
звичайного флакона з-під одеколону з пластмасовим ковпачком. В стінці флакона і
в ковпачку треба просвердлити отвори, а тоді в отвір стінки вмонтувати штуцер,
а в отвір ковпачка – газовідвідну скляну трубку. На скляну трубку надівають
гумове кільце з гумової трубки, задля герметичності. Довжина кільця – 2 – 3 мм , а товщина гумової
трубки має бути така, щоб кільце (надіте на трубку) туго входило в пластмасовий
ковпачок
Закріплення
склянок на панелі
Коли діючу модель складають із вже готових деталей, тобто
заводського виробництва, то краще в такому випадку користуватись
загальновідомими способами закріплення їх на штативах. Коли діючу модель
виготовлено з підручних матеріалів як одне ціле, тоді деталі закріплюють іншим
способом.
На мал. 30
зображено декілька способів закріплення деталей: у гнізді, яке
утворилося чотирма стальними шпильками,
забитими у панель штатива; двома металевими півкільцями, прикріпленими
до дерев’яного стояка; двома металевими дужками та гвинтами, прикріпленими до
металевого стояка.
Найпростіше є закріплення стальними шпильками. Для такого
способу не потрібно ніяких матеріалів, окрім чотирьох відрізків стального
дроту. Чим більша товщина банки, тим товщими беруться шпильки.
Мал. 30. Закріплення склянок на панелі.
Кінці шпильок треба заовалити, перед тим як їх
забиватимуть в панель. У просвердлений отвір (діаметр якого на 0,5-0,7 мм менший за
діаметр шпильки, а глибина – 10-15
мм ) забивають кожну шпильку. Забиті шпильки
(однакової висоти) варто пригнути до центру кола, по дузі якого вони
розташовані.
На панель ставлять склянку, яку мають закріплювати, і
обводять олівцем коло, щоб визначити місце кожної шпильки. Діаметр кола має
бути на 1,5-2 мм
більшим за діаметр склянки. Провівши через центр кола взаємно перпендикулярні
прямі у точках перетину їх з лінією кола позначають місця для свердління
отворів під шпильки. Отвори розмічають і свердлять до опорядження штатива, а
шпильки забивають після опорядження. Потрібно нанести на шпильки антикорозійне
покриття (алюмінієву пудру, розведену нітролаком).
3.5. Прилад для виявлення вуглекислого газу у продуктах
горіння свічки
Основні частини приладу (мал.31): дерев’яний штатив а,
з, дзвін е, закріплений на верхньому кронштейні д, і промивна
склянка з штуцером в.
Мал. 31. Прилад для виявлення вуглекислого газу в
продуктах горіння свічки.
Штатив приладу складається з панелі з чотирьох ніжок, стояка та двох кронштейнів.
Отвір у панелі для шипа стояка можна робити круглої або квадратної форми. Він
повинен бути розміщений по осі панелі на віддалі 33 мм від
правого її кінця. На протилежному кінці панелі на віддалі 25 мм від лівого кінця
розмічають отвори для шпильок гнізда промивної склянки.
Дзвін (мал. 32) можна виготовити з флакона з зовнішнім діаметром 35 – 45 мм . Для
цього його слід перерізати і відшліфувати краї перерізу. Спосіб прикріплення
дзвона до кронштейну зображено на мал. 32. Монтаж приладу надто простий:
складання штатива, закріплення дзвону, закріплення промивної склянки з дзвоном
газовідвідною трубкою. Складають штатив так: спочатку клеєм закріплюють у
стояку верхній і нижній кронштейни, потім до нижньої поверхні панелі
прикріплюють ніжки, тоді закріплюють стояк шипом у гнізді на панелі, так аби
кронштейн був повернутим до місця закріплення промивної склянки. Місця
з’єднання варто очистити від клею і просушити. Через добу штатив добре
зачищають, шліфують і опоряджають. На готовому штативі потім закріплюють дзвін:
треба взяти смужку тонкої білої жерсті довжиною 45-50 мм і шириною
6-7 мм ,
на кожному кінці шилом проколюють два отвори діаметром 1-1,5 мм , як на мал.
32, б. Смужку накладають на шийку дзвона, згинають у дужку і
прикріплюють до верхнього кронштейна. Після цього в отвори на лівому кінці
панелі слід забити чотири стальні шпильки в раніше просвердлені глухі отвори
для них.
Мал. 32. Дзвін – а; жерстяний поясок – б;
прикріплення дзвона пояском до кронштейна – в.
Оскільки прилад має проводитись у дію за допомогою
аспіратора, то треба, щоб була забезпечена повна герметичність промивної
склянки. Перед використанням приладу треба закріпити на кінці нижнього
кронштейна під дзвоном стеаринову свічку довжиною 20-30 мм . Для
використання приладу у його промивну склянку наливають вапняну воду на ⅓
висоти. Вихідним штуцером промивної склянки прилад з’єднують з аспіратором,
запалюють свічку, вмикають аспіратор, рухомий кронштейн разом із свічкою
піднімають і закріплюють на такій висоті, щоб ⅓ довжини факела полум’я була під
дзвоном. Вуглекислий газ разом із струменем повітря засмоктується з-під дзвона
в промивну склянку і реагує з вапняною водою, утворюючи нерозчинний у воді
кальцій карбонат за реакцією:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓+ H2O.
3.6. Прилад для спостереження активності кислот
Використовують такий прилад для проведення
демонстраційних дослідів лабораторних і практичних робіт під час вивчення
хімічних властивостей кислот.
Прилад складається (мал. 46) з дерев’яного штатива, трьох
пробірок е з газовивідними трубками д, трьох стаканів є і трьох трубок, що приймають газ в.
Мал. 46. Прилад для демонстрування порівняльної
активності кислот.
Штатив приладу (мал.47 ) – основа, на якій монтують увесь прилад. Складається він з панелі
б з чотирма гумовими ніжками а і широкого стояка д з
шістьма тримачами е. На панелі розміщено ще 18 стальних шпильок в, г,
між якими закріплюють пробірки і стакани.
Мал. 47. Штатив.
Панель штатива (мал. 48) має розміри 240×150×18 мм. Виготовляють її з твердої деревини. По всій дузі верхньої площини панелі
знімають фаску. У задній частині панелі видовбують три чотирикутних гнізда для
шипів стояка.
Мал. 48. Панель штатива та розміщення на ній окремих
частин приладу.
З точок перетину лінії А Б, ЄЖ і ЗИ описують
кола радіусом 34 мм
і в трьох симетрично розташованих точках просвердлюють 9 отворів л Ø 1,5 мм на глибину 12-15 мм . Після цього розмічають і
просвердлюють 9 отворів м діаметром 1 мм на глибину 10-12 мм для стальних
шпильок, між якими закріплюватимуться три пробірки. Отвори просвердлюють у
точках перетину ліній ДЕ, ЄЖ і ЗИ з лінією ВГ. На нижній
площині панелі в точках г, д, е, є просвердлюють на глибину 10-12 мм чотири
отвори для шурупів, якими прикріплюватимуться гумові ніжки.
Мал. 49. Стояк штатива.
Стояк штатива (мал. 49) з трьома шипами внизу має загальні розміри 298×210×10мм. Найкращим матеріалом для виготовлення стояка є десятиміліметрова фанера.
Перед розмічанням фанеру треба добре відшліфувати наждачним папером поперек
волокон. Після розмічання випилюють і обстругують ребра, вирізають шипи і
просвердлюють шість глухих отворів діаметром 1,5 мм для шурупів,
якими тримачі прикріплюватимуться до стояка.
Мал. 50. Тримач.
Тримач (мал.50) виготовляють з міліметрової жерсті. Ножицями вирізають
заготовку, вирівнюють її, обпилюють напилком грані, заовалюють кути,
просвердлюють посередині отвір діаметром 2,5 мм (мал.), а потім за допомогою
вузеньких плоскогубців, круглогубців і малого молотка формують за малюнком.
Остаточно сформований тримач слід старанно зачистити наждачним папером від
задирок і покрити антикорозійним покриттям. Вузенькі смужки фланелі слід
наклеїти на внутрішні поверхні губок. Тримачі призначені для фіксації
газоприймальних трубок. Потрібно виготовити 6 тримачів.
Мал. 51. Стальні шпильки.
Стальні шпильки (мал. 51) для закріплення пробірок виготовляють із
стального дроту товщиною 1,5 мм .
Для цього нарізають заготовки довжиною 50 мм , вирівнюють, загострюють
нижній кінець, а верхній заовалюють. За допомогою плоскогубців і малого молотка
формують їх і наносять антикорозійне покриття. Таких шпильок потрібно дев’ять.
Стальні шпильки для закріплення стаканів на панелі виготовляють таким же
способом з дроту товщиною 2 мм .
Газоприймальну трубку (мал. 52) виготовляють з легкоплавкої скляної трубки
зовнішнім діаметром 8-10 мм .
Довжина її становить 350 мм .
Зрізи обережно зарівнюють і шліфують. Верхній кінець трубки закривають гумовим
корком або запаюють на склодувному пальнику.
Виготовлену трубку «градують». Градування розпочинають з верхнього кінця. Смужки чорного
паперу треба наклеювати через кожні 2 см , залишаючи 6 см нижнього кінця
трубки не проградуйованими. Для приладу виготовляють три таких трубки.
Газовідвідну трубку виготовляють із звичайної скляної трубки. Перед початком
виготовлення газовідвідної трубки треба крейдою накреслити її на дошці, а в
процесі виготовлення періодично накладати скляну трубку на малюнок, аби не
зробити помилки. Варто пам’ятати, що заготовка повинна бути на 6-8 см довшою. Після
закінчення кінці обрізають, а зрізи оплавляють. Треба підготувати ще три
гумових корки з отворами для трубок.
Монтують прилад так: складають штатив; прикріплюють
гумові ніжки до нижньої поверхні панелі штатива; опоряджують штатив;
прикріплюють шурупами всі шість тримачів до передньої поверхні стояка;
забивають стальні шпильки в отвори на панелі; встановлюють стакани в гнізда на
панелі; встановлюють пробірки в гнізда на панелі; надівають гумові корки на
верхні кінці газовідвідних трубок; вставляють гумові корки з газовивідними
трубками; закріплюють газоприймальні трубки в тримачах.
Виготовлений стояк шипами і клеєм закріплюють у гніздах а,
б, в панелі при складанні штатива. При цьому кутником слід перевірити
правильність закріплення. Після висихання клею шурупами прикріплюють гумові
ніжки до нижньої поверхні панелі в точках г, д, е, є. Потім видаляють
залишки клею в місцях склеювання, шліфують і лакують. Після висихання лаку на
стояку за допомогою шурупів прикріплюють шість тримачів. Треба, щоб кожна пара
тримачів була закріплена точно одна над одною по вертикалі. Після цього в
отвори л забивають дев’ять тонших стальних шпильок, аби мати гнізда для
закріплення трьох стаканів і трьох пробірок. Три шпильки утворюють гніздо
(варто перевірити, як тримається посуд у кожному гнізді). У гнізда вставляють
три звичайні тонкостінні чайні склянки, які в приладі виступають як ванни, і
три звичайні пробірки. В отвори трьох гумових корків верхніми кінцями вставляють
газовідвідні трубки, а потім корки з газовивідними трубками щільно вставляють у
пробірки так, аби нижні зігнуті кінці газовідвідних трубок містилися в
склянках. Потім газоприймальні трубки закріплюють у тримачах і надівають на
зігнутий кінець газовідвідних трубок на 10 – 12 мм .
Заряджати прилад варто зліва на право, при цьому в першу
ліву пробірку завжди слід наливати розчину найслабкішої з трьох кислот, що
досліджувалися, а у крайню праву – розчин найсильнішої кислоти.
Для використання приладу на практичних або лабораторних
роботах для показу учням активності кислот, треба: зняти газоприймальні трубки;
налити в усі склянки води на ¾ їх висоти; вийняти з пробірок гумові корки з газовідвідними трубками;
наповнити всі газоприймальні трубки водою, занурити їх у склянку з водою і
закріпити в тримачах, аби кожна з них своїм нижнім кінцем на 15-25 мм була занурена у
воду; налити у пробірки в однаковій кількості розчин різних кислот однакової
концентрації, додати в кожну пробірку в однаковій кількості твердого реагенту;
швидко закрити пробірки гумовими корками з газовідвідними трубками.
Якщо у кабінеті хімії буде хоча б декілька таких
приладів, з кожним з них можуть працювати одночасно три учні, які сидять за
одним столом. Після закінчення досліду трубки і склянки звільняють від води, з
пробірок виливають розчини промивають кілька разів водою, висушують і складають
кожну деталь на місце.
3.7. Прилад для електролізу розчину натрію хлориду
Такий прилад необхідний для використання на уроках при
вивченні хлору і соляної кислоти, електролітичної дисоціації; у позаурочній
роботі з хімії і у процесі підготовки до іспитів.
Загальний вигляд та будова цього приладу зображена на
мал. 53. Прилад складається з таких частин: дерев’яний штатив а, б;
рухомий кронштейн г; електролітична ванна и; кришки
електролітичної ванни є; анодна камера з і два електроди д, ж.
Мал. 53. Прилад для електролізу розчину натрію хлориду.
Штатив приладу складається з панелі і стояка. Панель – типова і майже стандартна
деталь за розмірами і технікою виготовлення, якщо не враховувати розміщення
отвору для шипа стійки і отворів для стальних шпильок. Електролітичною ванною у
приладі виступає скляна банка місткістю 300 мл, положення отворів для
стальних шпильок розмічають по самій банці. Діаметр цих отворів – 1,5 мм .
Стояк штатива (мал.54, в) – це рейка розміром 18×18×220 мм з шипом довжиною 18 мм
на нижньому кінці. Для стояка можна взяти розміри 20×20×220 мм, а для шипа – 20 мм ,
якщо панель також має товщину 20
мм . Стояк цього штатива відзначається тим, що він
має довгий паз шириною 9 – 10 мм ,
розміщений на віддалі 30 мм
від верхнього і 80 мм
від нижнього його кінця. Загальна довжина паза дорівнює 110 мм .
Мал. 54. Штатив приладу. Мал. 55. Рухомий кронштейн.
Рухомий кронштейн (мал.55) - планка
розміром 15×18×66 мм з шипом, що
вільно входить у паз стояка. Шип має висоту 15 мм , товщину 8-9 мм і довжину 16 мм . Треба звертати
увагу на зрізування плічок кронштейна (щоб пропили були виконані точно під
прямим кутом відносно бічних, верхньої і нижньої площини кронштейна). Після
пропилювання і сколювання зайвої деревини шип обов’язково зачищають невеликим
плоским напилком. У центрі шипа кронштейна в поздовжньому напрямі на глибину
20-22 мм
треба просвердлити отвір діаметром 3,5 мм для гвинта клеми. На протилежному
кінці кронштейна від шипа в напрямі
зверху вниз на перетинах ліній ВГ і ДЕ з лінією АБ, що
лежать на віддалі 5 мм
від бічних граней кронштейна, просвердлюють і роззенковують два отвори. Діаметр
кожного отвору визначають відповідно до товщини шурупів або цвяхів, якими
кріпитиметься кронштейн крізь ці отвори до кришки електролітичної ванни.
Закінчується виготовлення кронштейна тим, що в отвір шипа
забивають гвинт. Вільна частина гвинта не повинна бути коротше 12-15 мм . При забиванні
гвинта з клемою в кронштейн саму клему опускають на 4-5 мм нижче головки
гвинта молотком не по самій клемі, а по головці гвинта.
Кришка електролітичної ванни (мал.56) – це два фанерні кружки різних діаметрів, збиті
між собою. Кришка призначена для закріплення в ній дзвону з вуглецевим
електродом і мідного електрода.
Для виготовлення кришки краще брати березову або вільхову
фанеру товщиною 4-5 мм .
Обидва круги можна вирізати або
лобзиком, або кругорізом. Діаметр верхнього кута – 84 мм , а нижнього – 70 мм , тобто він має
бути на 2 мм
менше від внутрішнього діаметра горловини банки, для якої призначена кришка.
Круги складають так, щоб їх центри збігалися, і збивають чотирма малими
цвяшками в місцях, позначених засічками (мал. 56). Перед збиванням поверхні
кругів намащують казеїновим клеєм.
У центрі кришки лобзиком вирізують круглий отвір для
анодної камери. Одночасно на віддалі 6-7 мм від отвору для анодної
камери просвердлюють отвір для електрода. Після цього кришку треба зачистити,
відшліфувати і 2-3 рази покрити лаком.
Мал. 36. Кришка електролітичної ванни. Мал. 37. Анодна камера – а;
вуглецевий електрод – б.
Анодною камерою в приладі може виступити відрізок скляної
трубки діаметром 25 – 30 мм
(мал. 57, а). Верхній кінець трубки закривають плоским гумовим
корком завтовшки 6-8 мм
з двома отворами.
В один отвір корка анодної камери вставляють вугляний
електрод від зіпсованої батарейки кишенькового ліхтарика з припаяним до його
латунного ковпачка кінцем електропроводу довжиною 120-150 мм , а в другий –
зігнуту під прямим кутом скляну газовідвідну трубку, кінці якої довжиною 40-45 мм оплавляють.
Мідний електрод – це відрізок мідного дроту діаметром 2,5-3 мм і довжиною 70-80 мм з припаяним до
верхнього кінця еластичним ізольованим електропроводом довжиною 120-150 мм . Припаювати
провід слід тоді, коли мідний електрод буде забито в просвердлений у кришці
отвір.
Монтують прилад так: складають штатив. Забивають стальні
шпильки в його панель, прикріплюють кронштейн до кришки електролітичної ванни і
забивають гвинт клеми в шип кронштейна; мідний електрод забивають у кришку і
припаюють до верхнього його кінця електропровід, після чого закріплюють анодну
камеру в кришці електролітичної ванни.
Штатив складається так: прикріплюють ніжки до нижньої
поверхні панелі; в отворі на панелі клеєм закріплюють шипом стояк штатива.
Після складання штатив слід оглянути у місцях з’єднання видалити зайвий клей,
просушити протягом доби, зачистити, відшліфувати і опорядити. Коли опоряджений штатив висохне, в отвори на його
панелі забивають 4 стальні шпильки і трохи згинають кожну з них до центра так,
щоб між ними міцно трималася ванна; вставляють у гніздо між шпильками ванну,
накладають на неї кришку, а поверх розміщують рухомий кронштейн так, щоб своїм
шипом був у пазу стояка і плічками впирався в передню площину останнього; точно
розмічають олівцем місце прикріплення кронштейна до кришки. Після висушування і
опорядження кришки в її отвір треба забити мідний електрод на таку глибину, щоб
нижній його кінець був на 2-3 мм
вище від рівня нижнього обрізу дзвона, а до верхнього кінця припаяти відрізок
ізольованого електропроводу.
Після цього в отвір шипа кронштейна забивають гвинт
клеми, надівають шайбу, нагвинчують клему, а потім вставляють в широкий отвір
анодну камеру і закріплюють її на потрібному рівні за допомогою гумового
кільця.
Прилад живиться постійним електричним струмом напругою
6-12 в; добре працює і при живленні його струмом від двох послідовно
сполучених між собою батарейок від кишенькового ліхтарика. Для проведення
досліду треба: підняти кришку з дзвоном у крайнє верхнє положення, налити у
ванну насиченого розчину натрій хлориду, до якого додати 2-3 краплини розчину фенолфталеїну і опустити кришку на
ванну; під’єднати прилад до джерела електричного струму, так щоб вугляний
електрод приладу був приєднаний до додатнього полюса батареї (+), а мідний
електрод – до від'ємного полюса ( - ). Виділення хлору в анодній камері легко
визначити за запахом.
Після використання розчин з ванни треба злити, електроди
і ванну вимити, висушити і закрити кришкою.
3.8. Пристрої для експозиції робіт учнів
Для експозиції різних посібників і робіт учнів у
хімічному кабінеті використовують спеціальні експозиційні щити.
Гратчасті або пластинчасті щити (мал. 58 а, б) виготовляють з вертикальних і
горизонтальних рейок. Щити легкі, міцні, їх зручно використовувати, тому що
вони мають тримачі, легко мити, витирати з них пил. Рейки щитів фарбують
світлою фарбою.
Мал. 38. Щити експозиційні. Мал.
39. Підставка переносна для таблиць.
Перфоровані експозиційні щити (мал. 58, в) мають перфоровану поверхню, комплект
кронштейнів та полиць. Рамку щита виготовляють з деревини хвойних порід,
заглушки – з декоративного паперово-шаруватого пластика світлих тонів або
клеєної фанери, пофарбованої емаллю (індекс ОН-1-549/30). Щити виготовляють
чотирьох розмірів, що зазначені в таблиці № 1.
Для експозиції таблиць можна використати підставку
переносну (мал. 39, індекс ОН-1-549/31).
Таблиця 1 
Підставка складається з основи і висувного стояка з
пружинним захватом для планок, спеціального тримача для таблиць, що має
роликові затискачі. Підставки виготовляють з тонкостінних сталевих труб з
круглої і штабової сталі, губки затискача і планки тримача – з деревини твердих
порід. Розміри підставки: 710 × 1500 (2300) мм. Основа підставки пофарбована нітроемаллю, висувний стояк нікельований,
дерев’яні деталі покриті безбарвним нітролаком.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Вивюрский В. Я. О дифференцированном подходе
к формированию
экспериментальных умений / В. Я. Вивюрский // Химия в шк.
– 1984. – №2. – С. 52-54.
2. Гончаренко С. Український педагогічний
словник / Семен
Гончаренко; гол. ред. С. Головко. – К. : Либідь, 1997. – 376
с.
3. Грабовий А.К. Формування та розвиток технічної творчості
учнів загальноосвітніх навчальних закладів (на прикладі хімії). –
Освітологічний дискурс, 2014, №4 (8).
4. Енциклопедія освіти /
Академія пед. наук
України; гол. ред. В.
Г. Кремень. – К. : Юрінком Інтер, 2008. – 1040 с.
5. Жук Ю. Забезпеченість кабінетів біології та хімії засобами навчання / Юрій
Жук // Біологія і хімія в шк. –2004. – №3. – С.48-51.
6. Зайцев О. С. Пути формирования творческого химического мышления
/ О. С. Зайцев // Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева. – 1983. – №5. – С.35-40.
7. Зламанюк Л. Мотивація до
навчання як умова
розвитку творчого мислення
учнів / Людмила Зламанюк // Біологія
і хімія в сучас. шк. – 2013. – №2. – С.10-13.
8. Лашевська Г. Саморобні засоби
проведення хімічного експерименту
ужиткового характеру / Галина Лашевська // Біологія і хімія в шк. –
2006. – №2. – С.42-44.
9. Максимов О. С. Формування технічного мислення у процесі навчання
природничих предметів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня доктора пед.
наук : спец. 13.00.01 "Теорія та
історія педагогіки" / О. С. Максимов. – К., 1996. – 49 с.
10. Моляко В. А. Психология решения школьниками творческих задач / В. А.
Моляко. –К. : Рад. шк., 1083. – 94 с.
11. Начкина Л. В. Организация деятельности
учащихся при изготовлении самодельных приборов / Л.
В. Начкина, Г. В. Винокурова, О. С. Зайцев
// Химия в шк. – 1991.
– №6. –С.65-67.
12. Полосин В. С. О некоторых
методических подходах к
организации химического
эксперимента / В. С. Полосин // Химия в шк. –1988. – №5. – С.62-63.
13. Різванов А. К. Хімічний експеримент у школі: методичний посібник / А. К.
Різванов. – Харків : Веста : Вид-во «Ранок», 2002. – 128 с.
14. Рубинштейн С. Л. О мышлении и путях его исследования / С. Л. Рубинштейн.
– М. : Изд-во АПН РСФСР, 1958. – 147 с.
15. Талызина Н. Ф. Управление процессом
усвоения знаний / Н.
Ф. Талызина. – М. :
Изд-во МГУ, 1984. – 245 с.
16. Хуторской А. В. Практикум по дидактике и методикам обучения / А. В.
Хуторской. –СПб. : Питер, 2004. – 267 с.
Використані інтернет - джерела:
·
Knigi.tor2.net
Немає коментарів:
Дописати коментар