לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי נושא :חומרים ותכונותיהם/כיתה ה'
מהי ההשפעה של ריכוז תמיסת המלח (אשלגן פרמנגנט) על עוצמת האור העוברת דרכה? אתגר תמיסות וריכוזים
צפו בסרטון ורשמו במהלך הצפייה :כיצד מבדילים בין התמיסות השונות במבחנות?
מה נחקור? בפעילות זו נשתמש בתכונת השקיפות (הקשורה ליכולתו של החומר להעביר אור דרכו) כדי לבחון את ההשפעה של ריכוז תמיסת המלח (אשלגן פרמנגנט) על עוצמת האור העוברת דרכה .ככל שהתמיסה מרוכזת יותר ,כך קטנה מידת העברת האור דרכה .באופן זה ,נוכל בדרך עקיפה לבדוק את ריכוז התמיסה.
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
רגע לפני... דיון כיתתי העלו השערות אפשריות לשאלת החקר והשלימו את הטבלה:
שאלת המחקר
ההשערה
"מהי ההשפעה של ריכוז תמיסת המלח (אשלגן פרמנגנט) על עוצמת האור העוברת דרכה"?
על מה מתבססת ההשערה? (ידע תיאורטי מדעי)
האם אפשר לבדוק את ההשערה? (ניסוי /תצפית -כיצד)
ככל ש..... אז.....
ככל ש..... אז.....
מהו הגורם המשפיע שאותו אנו רוצים לבדוק? מהו הגורם המושפע שישתנה בעקבות הניסוי?
ציוד וחומרים ● einstein™ Tabletאו einstein™ LabMate ● 6מבחנות מפלסטיק עם פקק הברגה ( 30מילילטר). ● משורה ● פיפטת מדידה או טפטפת ● 100מילילטר מי ברז ● 2-3גרם אשלגן פרמנגנט (קאלי) Potassium permanganate ● 2גלילים ריקים של נייר טואלט
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי ● סיילוטייפ ● מספריים ● טוש ● סרגל ● סולולאר עם אפליקצית פנס לד (אפשרי פנס לד קטן נייד)
ביצוע הניסוי .1העזרו בטוש למספר את המבחנות.6...,3 ,2 ,1 : .2קחו את מבחנה מספר ,6במבחנה זו נכין את תמיסת האם שתשתמש אותנו בניסוי .לשם כך יש למלא את המבחנה במים עד לגובה של 5מילילטר. .3שפכו לתוך אותה המבחנה (מס' )6כמה גרגרים בודדים של אשלגן פרמנגנט. .4סגרו והבריגו את המבחנה וערבבו את התמיסה. .5מלאו את המשורה במי ברז עד לגובה של 100מילילטר. .6שפכו מים מהמשורה לכל אחת מהמבחנות הבאות ,5 ,4 ,3 ,2 ,1:עד לגובה של 20מילילטר. .7מלאו את הטפטפת (או פיפטת המדידה) בכמה טיפות מתמיסת האם (מבחנה מס' .)6 .8טפטפו לתוך מבחנה מס' - 1טיפה אחת מתמיסת האם ,סגרו את המבחנה וערבבו היטב את התמיסה. .9טפטפו לתוך מבחנה מס' -2 התמיסה.
2טיפות מתמיסת האם ,סגרו את המבחנה וערבבו היטב את
.10טפטפו לתוך מבחנה מס' 3 -3טיפות מתמיסת האם ,סגרו את המבחנה וערבבו היטב את התמיסה. .11טפטפו לתוך מבחנה מס' 4 -4טיפות מתמיסת האם ,סגרו את המבחנה וערבבו היטב את התמיסה. .12סגרו את מבחנה מס' 5והניחו בצד (מבחנה מספר 5ללא טיפות כלל מתמיסת האם). .13הצמידו בעזרת סיילוטייפ את שני גלילי נייר הטואלט אחד לשני.
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי .14מדדו מקצה אחד של הגליל 2סמ ונקבו חור קטן שיאפשר להכניס בכל מדידה מבחנה אחרת לתוכו. .15בניית מערך הניסוי( :העזרו באיור) ● הציבו את הסולולאר בצד אחר ומולו הציבו את הטאבלט .הקפידו שאלומת אור הפנס (בסולולאר) תהיה מופנית אל חיישן האור בטאבלט ותהייה בגובהו (ניתן להגביה את הטאבלט ולהניחו על ספר). ● הצמידו את גלילי הנייר המחוברים בין הטאבלט לבין הסולולאר וקבעו את כל מערך הניסוי בסילוטייפ.
.16הפעילו את einstein™ Tabletאו .einstein™ LabMateבהפעלת וחיבור ה ™einstein LabMateיש לקשר את אוסף הנתונים לתוכנה ע"י חיבורית ה .bluetoothלפרטים נוספים יש להוריד את מדריך המשתמשמהאתר.
.17לחצו על תוכנת ה MiLABEx -ועל הכפתור MiLABExבעמוד הכניסה .18הגדירו את מערך אוגר הנתונים:
מערך אוגר הנתונים חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי אור () LUX 0-600 קצב הדגימה:
1בשנייה
משך הדגימה:
7דקות
.19הדליקו את אפקליציית הפנס ,לחצו להפעלת חיישן האור בטאבלט וכבו את האור בכיתה. .20הניחו את מבחנה מספר 5בחור המנוקב (הנמצא בסמוך לחיישן האור) ומדדו את עוצמת האור העוברת במבחנה עד להתייצבות .רשמו את תוצאות המדידה בטבלת איסוף הנתונים. .21החליפו בזהירות את מבחנה מספר 5במבחנה מספר ( 1ריכוז של טיפה 1מתמיסת האם) ומדדו את עוצמת האור עד להתייצבות.רשמו את תוצאות המדידה בטבלת איסוף הנתונים. .22החליפו בזהירות את מבחנה מספר 1במבחנה מספר ( 2ריכוז של טיפה 2מתמיסת האם) ומדדו את עוצמת האור עד להתייצבות .רשמו את תוצאות המדידה בטבלת איסוף הנתונים. .23החליפו בזהירות את מבחנה מספר 2במבחנה מספר ( 3ריכוז של טיפה 3מתמיסת האם) ומדדו את עוצמת האור עד להתייצבות .רשמו את תוצאות המדידה בטבלת איסוף הנתונים. .24החליפו בזהירות את מבחנה מספר 3במבחנה מספר ( 4ריכוז של טיפה 4מתמיסת האם) ומדדו את עוצמת האור עד להתייצבות .רשמו את תוצאות המדידה בטבלת איסוף הנתונים. .25חזרו על סעיפים 19-22עוד פעמיים והשלימו את הטבלה.
מערך אוגר הנתונים אור () LUX 0-600 קצב הדגימה:
1בשנייה
משך הדגימה:
7דקות
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי
עיבוד נתונים השלימו את הטבלה במהלך הניסוי:
מספר מבחנה
ריכוז התמיסה (מספר טיפות)
1
1טיפה
2
2טיפות
3
3טיפות
4
4טיפות
5
ללא טיפות (בקרה)
מדידה 1- עוצמת האור () lux
מדידה 2 - עוצמת האור () lux
מדידה 3 - עוצמת האור () lux
תוצאות ומסקנות .1כיצד שינינו את הגורם המשפיע? .2מה היה מספר הטיפות הקטן ביותר ומה היה מספר הטיפות הגדול ביותר (טווח) בו בדקנו את השפעת הגורם המשפיע? .3מי הגורם המושפע וכיצד מדדנו אותו? באיזו יחידות מדידה השתמשנו? .4מה היו הגורמים הקבועים והשווים בכל קבוצות (מבחנות) הניסוי? .5איזה גורם היה שונה בין קבוצות (מבחנות) הניסוי? .6איזו מבחנה שמשה כקבוצת (מבחנת) בקרה בניסוי? מדוע חשוב להעמיד קבוצת בקרה? חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי .7מדוע חשוב להגדיר את הגורם המשפיע ואת הגורם המושפע? .8מדוע חשוב לערוך חזרות? .9באיזה אופן השפיע ריכוז התמיסה על עוצמת האור שנמדדה?
חקירת המשך השתמשו בבקבוק קולה או כל משקה אחר ותכננו ניסוי הבודק את מידת העברת האור דרך התמיסה. עבור כל תמיסה שתכינו דללו את המשקה בכמות כפולה (מזו של המשקה) של מים. שערו מה תהיה עוצמת האור בכל פעם?
רקע מדעי תערובת היא ערבוב של שני מרכיבים או יותר .ישנם שני סוגי תערובות: תערובת לא אחידה:תערובת של מרכיבים שאינם מפוזרים באופן אחיד .למשל ,סלט פירות או סלט ירקות -כל מרכיב בתערובת הסלט שומר על התכונות שלו אך החומרים בסלט אינם מפוזרים באופן שווה לאחר הערבוב. תערובת אחידה :תערובת שהמרכיבים בה מפוזרים באופן שווה לאחר הערבוב .למשל ,מיץ פטל -כל המרכיבים מפוזרים באופן אחיד .התמיסה היא סוג של תערובת אחידה ,בתמיסה החומר מתמוסס בנוזל (מֵ מֵ ס) ,התמיסה צלולה והחומר המומס מתפזר באופן אחיד בתוך הנוזל המֵ מֵ ס. הנוזל שבו ממיסים את החומרים נקרא מֵ מֵ ס (לא תמיד הנוזל הוא מים). החומר שמוסיפים לנוזל (למֵ מֵ ס) נקרא מומס. מסיסות – היא התכונה של החומר המתארת את היכולת שלו להיות מומס בחומר אחר (המֵ מֵ ס) ,כך שתיווצר תמיסה (תערובת אחידה /הומוגנית).
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי בכל תמיסה אפשר להמיס במֵ מֵ ס (הנוזל) רק כמות מסויימת של מומסים .מעבר לכמות הזו החומרים המומסים שוקעים בתחתית הכלי (למשל ,בהמסה של כמות גדולה של המומס -סוכר במֵ מֵ ס מים ,הוא ישקע בתחתית הכוס) .תמיסה כזו מכונה בשם :תמיסה רווייה. מתוך מסמך ההתנסויות לכיתה ה'
רעיונות ודגשים
שימוש במלחים .האדם משתמש לצרכיו בחומרים בהתאם לתכונותיהם
מיומנויות
● איסוף מידע על מאפייני המלחים ● ארגון נתונים בטבלה ● השוואה ובניית הכללות ● איסוף מידע על מאפייני התמיסות השוואה בין תמיסות לתערובות לא אחידות ובניית הכללות ● הבחנה בין ממס למומס ● תאור שיטות להפרדת מומס מתוך תמיסה
ההתנסות-
● התנסות תלמידים
הניסוי/התצפית/תהליך
● ציוד וחומרים :מלח אשלג ,פוספט ,מלח בישול ,חול ,קפה זכוכית מגדלת ,כוס
טכנולוגי/דגם
מים ● תכונות המלחים :התמוססות במים ● המסה של חומרים (מלח ,אשלג ,קפה ,חול)במים ● הבחנה בין ממס למומס ● תאור התערובות המתקבלות ● הבחנה בין תערובת לא אחידה של מוצק בנוזל לבין תערובת אחידה של מוצק בנוזל שיצר תמיסה
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com
לקט ניסויי מעבדה ממוחשבת לבית ספר יסודי הצעות למקורות תומכים
● מדע וטכנולוגיה לכתה ה' הוצאת רמות אוניברסיטת תל אביב (עמודים .)67 ,63 ● מסע מדע ה' הוצאת כינרת (עמודים .)79-85 ●
מדע בעידן טכנולוגי חלק חמישי ,הוצאת רכס (עמודים .)36-40
חברת פורייה מערכות בע"מ ,רח' המלאכה ,21ראש העין https://einsteinworld.com/home info@fourieredu.com