Sprawozdanie z I Dnia Chemii
W środę 11.06.2014r. w naszej szkole odbył się I Dzień Chemii organizowany przez Panią profesor Ewelinę Framską z pomocą chemików z Politechniki Poznańskiej.
O godzinie 900 zebraliśmy się w auli. Po uroczystym powitaniu gości wysłuchaliśmy wykładu profesora Andrzeja Więckowskiego na temat Maxa von Lauego. Następnie obejrzeliśmy prezentacje przygotowane przez uczniów, które dotyczyły m.in. materiałów przyszłości. O godzinie 1030 udaliśmy się na zajęcia laboratoryjne do wyznaczonych sal.
Doświadczenia w sali 208 dotyczyły chemii fizycznej. Podzieleni na grupy zapoznawaliśmy się z procesem rafinacji miedzi, sposobem konstrukcji ogniwa elektrochemicznego, a także obliczaniem jego SEM, napięcia i nadnapięcia. Do budowy ogniwa wykorzystywaliśmy blaszki cynkowe, miedziane, żelazowe, cynowe i niklowe, które pełniły funkcję katody i anody. Elektrolitami natomiast były: pomidor, pomarańcza, cytryna, jabłko i banan. Przy budowie ogniwa świetnie się bawiliśmy, rozprawiając, która z blaszek będzie naszą katodą, a która – anodą .
W kolejnej sali zostaliśmy wtajemniczeni w proces powstawania pianek poliuretanowych, stosowanych najczęściej do uszczelniania drzwi i okien. Najpierw na dno kubka wlewaliśmy łyżeczkę polimeru A i tyle samo polimeru B. Po 10 sekundach mieszania tworzyła się piana, która zaczynała rosnąć, wypełniając po kilkunastu sekundach cały pojemnik. Podczas tej reakcji wydzielało się ciepło, zatem była to reakcja egzotermiczna. Substancja szybko twardniała, a my otrzymywaliśmy gotowe pianki poliuretanowe.
Na innym stanowisku mogliśmy zapoznać się ze związkami manganu. Badaliśmy wpływ pH na właściwości utleniające manganianu (VII) potasu. Podzieleni na trzy grupy sprawdzaliśmy zabarwienie manganianu (VII) potasu w połączeniu z kwasem siarkowym (VI) i odpowiednim środowiskiem. Przygotowane były trzy środowiska reakcji: mocno kwasowe, mocne zasadowe i obojętne (woda). Po wykonaniu doświadczenia dowiedzieliśmy się, że barwa manganu zależy od stopnia utlenienia, na jakim znajduje się on w danym związku. W środowisku zasadowym mangan ma zabarwienie zielone, w kwasowym i obojętnym jest bezbarwny, lecz w tym ostatnim dodatkowo wytrąca się brązowy kłaczkowaty osad.
Kolejne doświadczenie poświęcone było chromatografii chlorofilu metodą czołową, która polegała na przesączeniu badanego roztworu (w naszym przypadku były to starte liście pietruszki) przez kolumnę. W wyniku różnic w zdolnościach adsorbowania się składników na adsorbencie kolumny następowało zróżnicowanie prędkości wędrowania poszczególnych składników. Składnik wykazujący najmniejsze powinowactwo do fazy nieruchomej poruszał się najszybciej i oddzielał się częściowo od mieszaniny w postaci pasma wędrującego z przodu. Dzięki temu mogliśmy wyróżnić wszystkie składniki chlorofilu. Naszym zadaniem było również dobrać odpowiednią mieszaninę roztworów o różnej polarności. Do wyboru mieliśmy m. in: chloroform, etanol i toluen. Na specjalnej płytce, pokrytej masą absorpcyjną, która pełniła rolę kolumny, rysowaliśmy ołówkiem dwie linie, w małym odstępie od końcówki jednej z nich umieszczaliśmy pęsetą odrobinę startych liści pietruszki. Następnie umieszczaliśmy kolumnę w zlewce z wcześniej przygotowaną mieszaniną roztworów o różnej polarności, która sięgała ok. 1 cm od dna zlewki. Mieszanina stopniowo przesiąkała przez kolumnę. Kiedy czoło mieszaniny doszło do drugiej linii, wyjmowaliśmy kolumnę. Jeśli odczynniki były dobrze dobrane (tzn. zachowano odpowiednie proporcje roztworów), to otrzymywaliśmy kolejne frakcje składników chlorofilu m. in.: karotenoidy, chlorofil A i chlorofil B.
Podczas Dnia Chemii mieliśmy też okazję wyizolować kwas deoksyrybonukleinowy z banana. Doświadczenie to składało się z trzech kluczowych etapów. Pierwszy z nich polegał na dezintegracji komórek, uwolnieniu materiału genetycznego do roztworu, w którym jest on rozpuszczalny oraz zabezpieczeniu przed degradacją. Na tym etapie musieliśmy utrzeć banana na gładką masę wraz z wcześniej przygotowanym roztworem NaCl. Uzyskaną masę przenosiliśmy do zlewki, do której ponownie dodawaliśmy roztwór NaCl oraz kroplę detergentu. Następnie całość mieszaliśmy, umieszczaliśmy w lodzie i czekaliśmy około 5 minut, delikatnie mieszając co jakiś czas przygotowaną mieszaninę. Kolejny etap opierał się na oddzieleniu kwasu nukleinowego od pozostałych składników komórki. W tej części procesu do umieszczonej w statywie probówki wkładaliśmy lejek. Następnie jego wnętrze wykładaliśmy filtrem i zwilżaliśmy wodą. Do tak przygotowanego lejka wlewaliśmy wyjętą z lodu mieszaninę i czekaliśmy, aż w probówce zbierze się przesącz. Ostatnim krokiem było wytrącenie kwasów nukleinowych i zagęszczenie preparatu. Proces ten wymagał od nas jedynie bardzo ostrożnego nalania zmrożonego spirytusu do probówki z preparatem. Po odczekaniu trzech minut można było już dostrzec kwasy nukleinowe, które wytrąciły się w postaci białych kłaczków. Tak uzyskany materiał genetyczny można rozpuścić w wodzie i używać do dalszych analiz.
Na kolejnym stanowisku wykonywaliśmy analizę miareczkową, która polegała na dodaniu kilku kropel roztworu NaOH do fazy wodnej. Następnie dolewaliśmy do tego kilka kropel buforu amoniakalnego. Objętość roztworu uzupełnialiśmy wodą dejonizowaną i dodawaliśmy odrobinę mureksydu. Otrzymany roztwór miareczkowaliśmy wodnym roztworem wersenianu disodu (EDTA), który spowodował zmianę barwy z żółtej na fiołkową. Po wykonaniu doświadczenia musieliśmy obliczyć stężenie miedzi (II). Pomocne okazały się tutaj karty pracy, które wcześniej otrzymaliśmy. Ale czym tak właściwie jest i do czego służy miareczkowanie? Otóż, miareczkowanie to ilościowe oznaczenie substancji na podstawie dokładnego pomiaru objętości roztworu dodawanego odczynnika miareczkującego (titranta) o określonym ściśle stężeniu do roztworu badanego (analita). Roztwór jest odmierzany małymi porcjami za pomocą biurety. Obserwacja zmian zachodzących podczas procesu pozwala określić stężenie danej substancji w analizie.
Po zajęciach laboratoryjnych ponownie udaliśmy się do auli, by wysłuchać wykładu na temat wpływu konfliktów zbrojnych na środowisko naturalne oraz obejrzeć doświadczenia przeprowadzane przez chemików z Politechniki Poznańskiej. Kilka z nich szczególnie nas zaciekawiło. Chemia stała się w naszych oczach jeszcze bardziej intrygująca.
I Dzień Chemii pozwolił nam spojrzeć na chemię z zupełnie nowej perspektywy. Część praktyczna pokazała, że chemia to nie tylko wzory i skomplikowane równania reakcji, lecz również świetna zabawa.
