Domowe laboratorium: 5 prostych eksperymentów, które możesz zrobić z dzieckiem

Nauka przez zabawę, czyli jak zaciekawić malucha

Zastanawiasz się, jak kreatywnie spędzić czas z dzieckiem? Czasem warto zrobić coś zupełnie innego niż zwykle — na przykład zamienić dom w prawdziwe laboratorium. Przygotowaliśmy dla was listę 5 prostych eksperymentów, które z łatwością przeprowadzicie samodzielnie, przy okazji poznając proste zjawiska z zakresu chemii i fizyki. Dobra zabawa gwarantowana!

1. Zabawa ze światłem, czyli efekt Tyndalla

Coś dla fanów zabawy światłem — efekt Tyndalla to nic innego jak charakterystyczny stożek, jaki tworzy światło przechodzące przez naczynie wypełnione przezroczystą mieszaniną niejednorodną (tzw. roztwór koloidalny). Aby zaobserwować to ciekawe zjawisko w domowym zaciszu, wystarczy naprawdę niewiele:

• przezroczyste naczynie (najlepsza będzie zlewka, można ją jednak zastąpić np. zwykłą szklanką)
• woda
• mleko
• źródło światła: np. latarka lub zielony laser (czerwony sprawdzi się niestety gorzej)

Wybrane naczynie należy ustawić blisko ściany — to na niej widoczne będą efekty eksperymentu. Najpierw nalewamy do naczynia samą wodę — po przyłożeniu do jego brzegu latarki lub lasera możemy zobaczyć pierwsze efekty, jakie da przechodzący przez nie promień światła. Podzielenie zabawy na dwa etapy pozwoli też dziecku łatwiej zaobserwować różnice, jakie da użycie różnych cieczy. Następnie do wody dodajemy kilka kropel mleka i dokładnie mieszamy. Teraz ponownie możemy przyłożyć latarkę — tym razem światło widoczne na ścianie przybierze postać tzw. stożka Tyndalla. Na czym polega pokazane zjawisko? To jeden z efektów tzw. rozpraszania światła, czyli jego oddziaływania z materią. W tym wypadku, jeżeli przez roztwór koloidalny, jaki otrzymaliśmy, mieszając mleko z wodą, przepuścimy naszą wiązkę światła, jej promienie ugną się na cząstkach tzw. fazy rozproszonej, jaką stanowi mleko. To właśnie to ugięcie powoduje powstanie charakterystycznego kształtu, jaki zobaczymy na naszej ścianie. Eksperymentować można też z użyciem różnokolorowych cieczy, a także różnych rodzajów światła — np. inny efekt zaobserwujemy przy użyciu latarki o białym świetle, a zupełnie inny wykorzystując wiązkę lasera.

fot.

2. Piasek kinetyczny, czyli coś dla najmłodszych

Kolejny eksperyment to coś w sam raz dla młodszych dzieci — zabawa z kinetycznym piaskiem pozwoli im puścić wodze wyobraźni. Słowo „piasek” jest tu nieco mylące — do przeprowadzenia eksperymentu nie użyjemy tego, jaki można znaleźć w piaskownicy. Zamiast tego będziemy potrzebować innych składników:

• około 4 szklanki mąki pszennej lub kukurydzianej
• pół szklanki świeżego oleju spożywczego (możemy też zastąpić go oliwką dla dzieci)
• jeśli mamy ochotę, możemy też wykorzystać barwnik spożywczy, który da efekt zabarwienia piasku

Składniki musimy następnie dobrze ze sobą wymieszać — powstanie z nich tzw. piasek kinetyczny, z którego ulepimy dowolne figury. Zachowają tak samo trwały kształt jak te formowane z klasycznego piasku z dodatkiem wody — pomimo że kinetyczna wersja jest sucha w dotyku. Reszta zależy już od waszej wspólnej fantazji — podany przepis pozwoli otrzymać około kilograma piasku, więc możliwości na pewno nie zabraknie. Uwaga, na koniec trzeba tylko pamiętać o jednym — źle przechowywany piasek kinetyczny może spleśnieć, dlatego po skończonej zabawie warto go wsypać do szczelnego, suchego pojemnika lub pudełka.

fot.

3. Wodne wulkany, czyli pokaz kolorowych wybuchów

Odrobina koloru nigdy nie zaszkodzi, a „wybuchowy” efekt eksperymentu na pewno dostarczy maluchom sporo radości. Kolorowe wodne wulkany z łatwością otrzymamy w domu — uwaga tylko na bałagan — pod szklanki warto podłożyć dużą tackę! Potrzebne będzie tylko kilka składników:

• 4 szklanki napełnione wodą
• barwniki spożywcze
• kwasek cytrynowy
• opakowanie sody oczyszczonej
• łyżka (jeśli tak będzie wam wygodniej, można też użyć strzykawki)

Pierwszym krokiem będzie zabarwienie wody w trzech pierwszych szklankach, do których należy też dodać kwasek cytrynowy. „Czystą” wodę w czwartej szklance mieszamy jedynie z sodą oczyszczoną — otrzymany płyn ostrożnie nalewamy łyżeczką lub strzykawką do pierwszych szklanek. Pod wpływem zachodzącej reakcji kolorowa woda zacznie musować, a im więcej dolejemy roztworu z sodą oczyszczoną, tym większy będzie efekt barwnych erupcji. Dzieje się tak dlatego, że soda (wodorowęglan sodu) reaguje z kwasami, zobojętniając je w gwałtownej reakcji — tak powstaje sól sodowa kwasu, dwutlenek węgla, który odpowiada za efekt musującej piany oraz woda. Poniżej możecie zobaczyć wideo, na którym została zaprezentowana wersja eksperymentu bez użycia barwników.

fot.

4. „Tańczące” rodzynki, czyli zjawisko adsorpcji

Zjawisko adsorpcji nie jest wcale tak skomplikowane, jak brzmi — to po prostu proces gromadzenia się cienkiej warstewki płynu na powierzchni ciała stałego. Aby go zilustrować, będziemy potrzebować składników, które na pewno znajdziecie w swojej kuchni:

• opakowanie rodzynek (na pewno nie zużyjecie całego, więc na później zostanie słodka przekąska)
• dwie szklanki wypełnione wodą gazowaną
• łyżka oleju do smażenia

Eksperyment dzielimy na dwie części — do jednej ze szklanek z wodą gazowaną dodamy bowiem łyżkę oleju dla porównania efektów, jakie otrzymamy. Najpierw kilka rodzynek wrzucamy do szklanki z samą wodą — ponieważ są cięższe od wody, opadną na dno. Jednak już po chwili na ich porowatej powierzchni zaczną gromadzić się bąbelki gazu, które zaczną unosić rodzynki do góry szklanki. Po dotarciu do góry będą powoli opadać, a cały proces będzie się powtarzać, dając efekt „tańczących” rodzynek. Co w ten sposób widzimy? Gromadzenie się cząsteczek gazu, a więc dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie na powierzchni rodzynek — na tym właśnie polega proces adsorpcji, a więc powierzchniowego wiązania cząstek płynu przez cząsteczki ciała stałego. Do już „zatrzymanych” cząsteczek dołączają kolejne na skutek działania tzw. siły van der Waalsa. Razem unoszą rodzynki niczym balonik — z kolei na powierzchni wody dochodzi do tzw. desorpcji adsorbatu, czyli po prostu uwolnienia się cząsteczek gazu. Także dlatego z czasem wszystkie rodzynki znowu opadną na dno — kiedy tylko zawartość gazu w wodzie się zmniejszy. Druga faza eksperymentu pozwoli z kolei zrozumieć, na czym polega działanie zjawiska, które na co dzień wykorzystują... producenci okapów kuchennych. Po wsypaniu rodzynek do szklanki z wodą oraz olejem szybko dostrzeżemy, że w tym wypadku zjawisko „nurkowania” rodzynek będzie o wiele słabsze. Dzieje się tak dlatego, że na powierzchni rodzynek poza cząsteczkami gazu zaczną też kumulować się cząsteczki oleju znacznie pogarszające właściwości sorpcyjne ciała stałego. W odróżnieniu od cząsteczek gazu nie będą się też uwalniać równie szybko — to właśnie ten efekt można porównać do filtra ukrytego w okapie kuchennym, który z czasem traci swoje właściwości, zatykając się cząsteczkami substancji uwalnianych podczas gotowania czy smażenia potraw.

fot.

5. Gumowe jajo, czyli zabawa z octem

W odróżnieniu od poprzednich eksperymentów ten będzie wymagał nieco więcej czasu — jednak otrzymane efekty będą tego naprawdę warte! Nie będziecie potrzebować wiele:

• słoik
• butelka octu
• jedno jajko (lub więcej, jeśli chcecie!)

Słoik należy wypełnić octem minimum do połowy — następnie ostrożnie zanurzamy w nim jajko. Teraz pozostaje tylko czekać co najmniej dobę. Po upływie tego czasu jajko możemy już delikatnie wyjąć. Od razu zauważymy, że nie ma skorupki — a jego struktura przypomina gumę. Jajko będzie dosyć śliskie, można je jednak zgniatać, a nawet zrzucać z niewielkich odległości. Jeśli umiejętnie je podświetlimy, będziemy mogli zobaczyć ukryte w środku żółtko. Gumowe jajo można oczywiście rozbić — dostrzeżemy wtedy, że skorupka zamieniła się w cienką błonkę, a żółtko przybrało galaretowaty kształt w intensywnym kolorze. Choć całej zabawie może towarzyszyć lekko nieciekawy zapach, dzieci powinny być zachwycone — oczywiście jajko po octowej kąpieli nie nadaje się już do jedzenia.

fot.

Życzymy dobrej zabawy!

RadioZET.pl/AG

Marsz dla Nauki 2018: inicjatywa, która łączy

Spadający samolot na wizji, czyli historia sukcesu polskich studentów

Jak będą wyglądać operacje w kosmosie? Naukowcy już nad tym pracują