פרוייקטים מדעיים של ניקיון פרוטה הם בחירה פופולרית בירידים למדעים של בית ספר תיכון - ומסיבה טובה. הכימיה מאחורי הניסוי פשוטה אך מעניינת, והפרויקט קל לילדים בכל הגילאים לעשות. המדען הצעיר מנסה לגלות איזה מבין כמה פתרונות ינקה את הפרוטות בצורה הטובה ביותר, תוך ביטול תחמוצת הנחושת המעניקה למשטח מראה עמום ומוכתם.
הקמת הפרויקט
כדי להתחיל, הנסיין והמבוגר המפקח צריכים לתכנן לאילו פתרונות יש להם גישה ויכולים להשתמש בהם כדי לבדוק את יכולות הניקוי שלהם.הם יצטרכו אגורה אחת מוכתמת ומלוכלכת עבור כל פתרון שנבחר בתוספת אחת נוספת כשליטה (כלומר שלא ייעשה כלום לגרוש האחרון הזה). חפש פרוטות שנעשו לפני 1982 ובערך באותו זמן; כך הם יהיו מוכתמים יותר והפרוטות יהיו בהרכב דומה.
הצעות לפתרון ניקיון
ברגע שלמדען המתהווה יש ערימה של פרוטות, עליו לבחור ולאסוף את מבחר פתרונות הניקוי שלהם. רוב אלה אינם חומרים המשמשים בדרך כלל לניקוי, מה שהופך את הניחוש כיצד הם ישפיעו על הפרוטות למהנה יותר.
כמה הצעות נפוצות כוללות:
- מים רגילים
- מי סבון
- מיץ לימון
- חומץ
- חומץ עם מלח
- קטשופ
- רוטב חם
- קוקה קולה
- סודה לשתיה ומים
- מיץ תפוחים, ענבים או תפוזים
- חלב
גיבוש השערה
השערה היא חיזוי של מה שהולך לקרות בניסוי על סמך ידע שכבר יש לנסיין. במקרה זה, שוחח עם המדען הצעיר על אילו פתרונות הוא או היא חושבים שינקו את הפרוטות בצורה הטובה ביותר. הם יכולים גם לשקול מי יכול לנקות את הפרוטות הכי מהר. לעתים קרובות ילדים חושבים שמי הסבון יעבדו בצורה הטובה ביותר מכיוון שהם משמשים בדרך כלל לניקוי, אבל ילדים שמבינים מה זה חומצות או שיודעים קצת בכימיה, אולי יש להם מושג טוב יותר לגבי מה יעבוד.
ביצוע הניסוי
ניתן לבצע את הניסוי הזה עם דברים שנמצאים בדרך כלל בבית, כך שזו בחירה מצוינת אפילו לפרויקט מהיר של יום גשום. אפשרות אחת היא לשלב את השימוש בנייר pH (המודד עד כמה משהו בסיסי או חומצי כאשר הנייר טובל בחומר) כדי לעזור לילד להבין יותר מדוע חלק מהפתרונות עשויים לעבוד טוב יותר מאחרים.ניתן לעשות את הניסוי בכיף ובלמידה באותה מידה מבלי להשתמש בכלי זה.
אספקה
ברגע שתהיה השערת עבודה, הניסוי עצמו יכול להתחיל. זה מה שמדען צעיר יצטרך כדי להתחיל:
- לפחות שניים מהפתרונות מהרשימה לעיל
- אגורה אחת לכל פתרון ועוד אחד נוסף
- כלי קטן או כוס אחת לכל פתרון (כוסות פלסטיק או נייר עם חתוך של כמה סנטימטרים מהחלק העליון יעבדו אם אין כוסות שתייה פנויות)
- מסקינג טייפ (אופציונלי)
- מרש
- פינצטה
- ניירות pH (אופציונלי)
- מגבות נייר
- מצלמה (אופציונלית)
כיוונים
כדי לבצע את הניסוי הפשוט הזה, בצעו את הפעולות הבאות:
- בעזרת הסרט והטוש תייגו כל מנה או כוס עם שם התמיסה שתיכנס לתוכו.
- שפוך מספיק מכל תמיסה למנה המתאימה לו כדי לכסות את הפרוטות (לא צריך הרבה).
- (אופציונלי) טבלו חתיכה אחת של נייר pH בכל תמיסה (היא הופכת כחולה יותר לנוזלים בסיסיים ויותר אדום לנוזלים חומציים), הניחו לה להתייבש וסמנו באיזה נוזל היא טבלה.
- שים אגורה אחת בכל אחד מהנוזלים וודא שהוא שקוע במלואו.
- תנו לשבת כ-10 דקות.
- הוצא את הפרוטות אחת בכל פעם ועקבו אחרי איזה אגורה היא איזה אגורה, שטפו כל אחת.
- תנו לפרוטות להתייבש על חתיכות נייר מגבת.
- רשום את התוצאות שלך; תמונות מועילות.
דיון בתוצאות
לאחר שהתוצאות מתקבלות, שוחח עם הילד על אילו פרוטות נראות הכי נקיות ואם הוא יכול לראות דפוסים כלשהם לגבי אילו פתרונות נראו הכי טובים. זו אחת הסיבות לכך שמניירות ה-pH יכולים להיות כלי מועיל.
הבנת כתמים
המילה "להכתים" מתייחסת לצבע עמום או אפור-ירוק שנמצא על כמה פרוטות ישנות יותר. זה לא רק לכלוך, זה תוצאה של אינטראקציה של נחושת בפרוטות עם חמצן באטמוספרה. כאשר החמצן והנחושת בצד החיצוני של המטבעות מתקשרים, נוצר חומר הנקרא תחמוצת נחושת. כדי להסיר את ההכתמה הזו, יש להשתמש בחומצה כדי להחליש את הקשרים בין אטומי הנחושת והחמצן. הוספת מלח לכל אחת מהחומצות (מיץ לימון, חומץ וכו') הופכת את ניקוי החומצה הזה ליעיל יותר על ידי יצירת אטומי מימן חופשיים בתמיסה, מה שמגביר את חוזק החומצה.
התוצאות
אם ניסוי זה משמש ליריד מדע או מצגת כיתתית, למדען הצעיר יש אפשרות לצלם תמונות של כל אגורה עם תווית שעבורה נעשה שימוש בפתרון או אפילו להביא את הפרוטות בעצמן. הילד עשוי להחליט לבחור פתרון מנצח או אפילו לדרג את הפרוטות לפי הסדר שבו הוא המשופר ביותר.הילד צריך להיות מוכן לדון מדוע לדעתו פתרונות מסוימים היו יעילים יותר מאחרים.
