Песок это вещество: Предмет: «Окружающий мир». Тема: «Тела и вещества». «Песок».

Содержание

Предмет: «Окружающий мир». Тема: «Тела и вещества». «Песок».

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение лицей № 10

г. Батайска

ПРОЕКТ

Предмет: «Окружающий мир».

Тема: «Тела и вещества». «Песок».

Выполнил: Евтодиев Степан, 3-а класс.

Учитель: Кулешова С.П.

2015-2016 учебный год.

Содержание

Введение.

1.Что такое песок?

2.Виды песка.

3.Почему песок цветной?

4. Почему песок поет?

5.Зыбучие пески.

6. Опыт. «Антизыбучий» песок.

Заключение.

Он рассыпчатый такой,
А на солнце золотой.
Как намочишь ты его,
Так построишь хоть чего

Введение

Самым распространенным полезным ископаемым на земле является песок. Песком покрыто 7 процентов поверхности земного шара или 20 процентов поверхности суши. Однако в некоторых странах, например, во Франции, запасы песка уже исчерпаны Песок человек издавна использует в строительном деле. Он идет на строительство дорог, добавляют его в цемент и полученным раствором скрепляют кирпичи и камни при постройке зданий. Песок используют при производстве стекла, фильтров для очистки воды. Однако, далеко не любой песок можно использовать в производстве. Несмотря на наличие пустыни, Саудовская Аравия закупает песок для строительства, в связи с тем, что он не подходит для этого вида бизнеса. Следовательно, не все пески одинаковы. Интересно, а все ли человек знает об этом распространенном материале?

1. Что такое песок?

Песок — это созданный природой сыпучий материал. Образуется он при разрушении горных пород. Когда твердая скала подвергалась воздействию ветра, дождя и мороза, она распадалась на маленькие кусочки. Если эти частички достаточно малы (от 0,05 мм до 2,5 мм в диаметре), они называются песком. Крупинки между собой не скреплены, поэтому песок можно пересыпать. Песок — сыпучее вещество.

Основной материал, из которого состоит песок, — это кварц. В некоторых песках содержится 99% кварца. Так как песок представляет собой мелкие частички полезных ископаемых, из которых состоят горы, любые минералы могут быть обнаружены в песке. В песке можно встретить кальцит, слюду, железную руду, в небольших количествах — гранат, турмалин, топаз.

Песок можно обнаружить везде, где горы подвергаются природному воздействию. Одно из мест с наибольшим залеганием песка — морской берег. Здесь сказывается воздействие приливов, их разрушительное влияние на горы, трение о горы наносимого песка и растворение некоторых горных минералов соленой водой. Все это вместе способствует образованию песка.

Рис -1. Стадии разрушения горных пород и образование песка

Но откуда пески в пустынях? Большая часть песка нанесена в пустыни ветром. В некоторых случаях пустынный песок образован разрушением гор. Есть случаи, когда пустыни были первоначально морским дном, но тысячелетия назад вода отступила.

2.Виды песка

По месту происхождения выделяют следующие виды песка:

-речной. Речной песок добывается со дна рек. Он отличается природной чистотой и хорошими водопропускными качествами. Размер песчинок у речного песка составляет от 0. 3 до 0.5 мм

-карьерный песок. Карьерный песок добывается открытым способом и имеет в своем составе примеси: пылевидные частицы и камни. Размеры песчинок составляют от 0,6 до 3,2 мм

-морской песок. Это нерудное полезное ископаемое извлекается со дна моря при помощи гидравлических снарядов. В нем практически отсутствуют посторонние примеси, а при очищении участвует соль. Это самый востребованный песок.

-искусственный песок. Вышеперечисленные виды песка являются природными, так как они образовались естественного разрушения горных пород. Искусственный песок создается путем дробления мрамора, известняка, гранита

3.Почему песок цветной?

Большая часть песка образуется из очень мелких частиц горных пород, которые разрушились при выветривании и смыве под действием дождя, льда и ветра, или под действием волн, бьющихся о берег. Цвет песка обычно отражает тип породы или конкретных минералов в ней. Традиционно песок бывает желтым, иногда серым. Однако в природе можно встретить и белые, и зеленые, и даже черные пески.

1. Pfeiffer Beach, Калифорния, США. 2. Golden Bay Beach, Гозо, Мальта

1. Pfeiffer Beach, Калифорния, США. Фиолетовый цвет песка получается вследствие преломления солнечных лучей в мельчайших частицах минерала спессартин, содержащих марганец и свинец.

2. Golden Bay Beach, Гозо, Мальта

По преданию именно здесь некоторое время жил герой древнегреческих мифов Одиссей, попавший в плен к чарам царицы Калипсо (второе название острова Гозо — Калипсо). Песок здесь имеет оранжевый цвет благодаря местным горным породам.

3. Papakolea Beach, Гавайи, США

Красивый насыщенный зеленый цвет песку этого пляжа придают кристаллы хризолита (полудрагоценного камня).

4. Elafonisi, Греция

Розовый цвет этому пляжу придают обломки ракушек и кораллов.

5. Kokkini Paralia, Санторини, Греция

Красный песок и красные скалы острова получили такой необычный цвет от входящего в их состав красного известняка.

6. Punaluu Beach, Гавайи, США

Черный песок этого пляжа — результат деятельности вулканов. Он состоит из базальтовой крошки. Этот песок считается самым черным в мире.

7. Hyams Beach, Австралия

Белый песок этого пляжа занесен в «Книгу рекордов Гинесса» как самый белый и чистый песок в мире. Он такой мелкий, что по фактуре больше напоминает муку, чем песок.

4. Почему песок поет?

Песок может не только удивлять своей красотой. Оказывается, он может еще, и издавать различные звуки, пугая и удивляя человека. Идя по нему можно услышать звучание флейты, бой барабана, лай собак, стоны, звуки органа и многое другое. На планете имеется 31 место с таким природным звуковым явлением. Наиболее известные — гора Рег-Риван в Афганистане, Колокольная Гора (Джебель Накунг), находится она на берегу Красного моря, в районе отмелей Кольского полуострова (Россия).

Различают два вида звучащих песков — «гудящие» и «свистящие», которые отличаются частотой и длительностью испускаемого звука, а также условиями, необходимыми для его возникновения.
Наиболее распространены «свистящие» пески, названные так из-за способности издавать короткие, длящиеся менее четверти секунды, звуки высокой частоты. Прогуливаясь по такому песку, можно услышать под ногами легкое посвистывание. Встречаются свистящие пески на морских побережьях, на берегах рек и озер по всему миру

Более редким и уникальным явлением считаются «гудящие» пески. Услышать их можно только глубоко в пустыне вблизи отдельных больших дюн. Осыпаясь лавинами, такие пески издают громкий звук низкой частоты, длящийся обычно несколько секунд, но иногда и до 15 минут. Звук может достигать такой силы, что разносится на 10 километров.

Чтобы песок «загудел», необходимо как минимум несколько недель засухи: песчинки должны быть абсолютно сухими. Даже при небольшой атмосферной влажности на их поверхности образуется тонкая пленка воды, препятствующая звучанию, а пятью каплями воды можно заставить «замолчать» целый литр гудящего песка. Свист также возникает только в сухом песке.

Сегодня известно, что акустические колебания возникают в результате движения слоев песка, полностью объяснить это явление так до сих пор и не удалось.

5.Зыбучие пески

Зыбучие пески – еще одна загадка природы, которая до сих пор не до конца раскрыта человеком.

Зыбучие пески — это пески, под которыми находятся источники воды. Зыбучий песок – страшный и опасный убийца, с которым человек пока не в силах бороться, так же, как с извержениями вулканов, цунами и землетрясениями. Ежегодно в них погибает больше людей, чем в авиакатастрофах. Зыбучие пески способны за несколько минут поглотить животное или человека, не оставив шанса на спасение, и, оказывается, были случаи, когда в зыбучих песках пропадали корабли и даже целые города. Остров Сейбл в Атлантическом океане и мыс Саунт –Форленд (Англия) знамениты тем, что там в зыбучих песках погибают целые корабли, оказавшиеся на суше во время кораблекрушения. Эти места называются кладбище кораблей. В 1954 году в этом месте в Англии зыбучие пески поглотили маяк, который предупреждал суда об опасности.

Обычные пески становятся зыбучими еще по одной причине – в результате землетрясения. Когда твердые участки суши на короткое время превращаются в зыбучие пески, гибнут не только люди и корабли, но и целые города.

Так в 1692 году погиб город Порт-Ройял на Ямайке. В результате крупного землетрясения большая его часть ушла под воду, его поглотила морская пучина. Так посчитали специалисты того времени. Спустя 300 лет данной трагедией заинтересовались современные ученые и выяснили, что город не ушел под воду, а утонул в зыбучих песках. После землетрясения почва снова затвердела и похоронила в себе заживо более 2000 жителей города.

6. Опыт. «Антизыбучий» песок

Ролик скачать и принести. Я вставлю гиперссылкой и работа готова.

Красивые дома — Песок, щебень, цемент

СТРОИТЕЛЬНАЯ КОМПАНИЯ

Песо́к — осадочная горная порода, а также искусственный материал, состоящий из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца (вещество — диоксид кремния).

Слово «песок» часто употребляется во множественном числе («пески»), но форма множественного числа имеет и другие значения

Природный песок — рыхлая смесь зёрен крупностью 0,10—5 мм, образовавшаяся в результате разрушения твёрдых горных пород.

Природные пески в зависимости от генезиса могут быть аллювиальными, делювиальными, морскими, озёрными, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков, имеют более округлую, окатанную форму.

В торговле песок классифицируется по месту происхождения и произведённой обработке:

Речной песок

Речной песок — это строительный песок, добытый из русла рек, отличающийся высокой степенью очистки и отсутствием посторонних включений, глинистых примесей и камушков.

Карьерный мытый песок

Карьерный мытый песок — это песок, добытый в карьере путём промывки большим количеством воды, в результате чего из него вымывается глина и пылевидные частицы.

Карьерный сеяный песок

Карьерный сеяный песок — это добытый в карьере просеянный песок, очищенный от камней и больших фракций. Карьерный сеяный песок широко применяется при производстве раствора для кладки, штукатурных и фундаментных работ. А также в приготовлении асфальтобетонных смесей.

Строительный песок

Согласно ГОСТ 8736-93 строительный песок — это неорганический сыпучий материал с крупностью зёрен до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скальных горных пород и получаемый при разработке песчаных и песчано-гравийных месторождений без использования или с использованием специального обогатительного оборудования.

Зёрна щебня имеют различную форму, в зависимости от лещадности. Поверхность их шероховатая, поэтому они хорошо сцепляются с цементно-песчаным раствором в процессе изготовления бетона.

Щебень фракции 3-8 и 5-20 используется для производства бетона и изделий из него. Фракцию 20-40 чаще всего применяют во время закладки фундаментов зданий (как часть «подушки»), а фракции 25-60 и 40-70 используются в дорожном строительстве.

Щебень фракции 25-60 может использоваться исключительно для балластного слоя железнодорожного пути (ГОСТ 7392-2002). В строительстве же, в соответствии с ГОСТ 8267-93, используются прочие фракции щебня.

Цемент (лат. caementum — «щебень, битый камень») — искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основныхстроительных материалов. При затворении водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное тело. В основном используется для изготовления бетона истроительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), которые твердеют только на воздухе.

Цемент для строительных растворов — малоклинкерный композиционный цемент, предназначенный для кладочных и штукатурных растворов. Изготавливают совместным помолом портландцементного клинкера, активных минеральных добавок и наполнителей.

2.2 Смеси | Классификация материалов

Домашняя практика

Для учащихся и родителейДля учителей и школ

Учебники

Полный каталог

Списки лидеров

Таблица лидеров учащихсяСборка лидеров классов/классовСписок лидеров школ

ЦеныПоддержка

Справочный центрСвяжитесь с нами

Авторизоваться

2. 1 Материалы

2.3 Чистые вещества

2.2 Смеси (ESAW)

Мы постоянно сталкиваемся со смесями в нашей повседневной жизни. Тушеное мясо, например, представляет собой смесь различных продуктов, таких как
мясо и овощи; морская вода – это смесь воды, солей и других веществ, а воздух – это смесь газов
таких как углекислый газ, кислород и азот.

Смесь: Смесь представляет собой комбинацию двух или более веществ, где эти вещества не связаны (или не соединены) с
между собой и между веществами не происходит химической реакции.

В смеси вещества, составляющие смесь:

не имеют фиксированного соотношения
Представьте, например, что у вас есть \(\text{250}\) \(\text{мл}\) воды, и вы добавляете в воду песок. Это
не имеет значения, добавляете ли вы \(\text{20}\) \(\text{g}\), \(\text{40}\) \(\text{g}\), \(\text{ 100}\)
\(\text{g}\) или любая другая масса песка в воду; его по-прежнему будут называть смесью песка и воды.
сохраняют свои физические свойства
В примере, который мы использовали с песком и водой, ни одно из этих веществ не изменилось никоим образом, когда они были
смешанные вместе. Песок остается песком, а вода остается водой.
можно отделить механическим способом
Разделение чего-либо «механическими средствами» означает отсутствие химического процесса. В
В нашем примере с песком и водой смесь можно разделить, просто пролив воду через
фильтр. Что-то физический делается для смеси, а не что-то химическое .

Мы можем сгруппировать смеси дальше, разделив их на гетерогенные и гомогенные.

Гетерогенные смеси (ESAX)

Гетерогенная смесь не имеет определенного состава. Зерновые в молоке являются примером
неоднородная смесь. Почва — еще один пример. В почве есть галька, растительный материал и песок. Хотя вы
можно добавить одно вещество к другому, они останутся в смеси раздельно. Мы говорим, что эти разнородные
смеси неравномерный , другими словами они не совсем одинаковы во всем.

Зерновые

Рисунок 2.2: Субмикроскопическое изображение гетерогенной смеси. Серые круги — это одно вещество
(например, одна каша), а белые кружки — другое вещество (например, другая каша). Фон — это
молоко.

Гетерогенная смесь: Гетерогенная смесь – это смесь, состоящая из двух или более веществ. Он неоднороден и отличается
Компоненты смеси видны.

Гетерогенные смеси можно дополнительно подразделить в зависимости от того, представляют ли они собой смешанные две жидкости, твердое вещество и
жидкость или жидкость и газ или даже газ и твердое тело. Этим смесям даются специальные названия, которые вы можете увидеть
в таблице ниже.

Фазы вещества	Наименование смеси	Пример
жидкость-жидкость	эмульсия	масло в воде
твердое-жидкое	подвеска	мутная вода
газ-жидкость	аэрозоль	газированные напитки
газ-твердый	дым	смог

Таблица 2. 1: Примеры различных гетерогенных смесей

Гомогенные смеси (ESAY)

Однородная смесь имеет определенный состав и определенные свойства. В однородном
смесь, разные части не видны. Раствор соли, растворенной в воде, является примером
гомогенная смесь. Когда соль растворяется, она равномерно распределяется по воде, так что все части
растворы одинаковы, и вы больше не можете видеть соль отдельно от воды. Подумайте также о кофе
без молока. Воздух, которым мы дышим, является еще одним примером однородной смеси, поскольку он состоит из различных
газы, находящиеся в постоянном соотношении, и которые визуально нельзя отличить друг от друга (т.
см. различные компоненты).

Кофе

Соль, растворяющаяся в воде

Сплав представляет собой однородную смесь двух или более элементов, по крайней мере один из которых является металлом,
где полученный материал обладает металлическими свойствами. Например, сталь — это сплав, состоящий в основном из железа.
с небольшим количеством углерода (чтобы сделать его более твердым), марганца (чтобы сделать его прочнее) и хрома (чтобы предотвратить
ржавеет).

Однородная смесь: Однородная смесь – это такая смесь, в которой различные компоненты смеси не могут быть
видимый.

Рабочий пример 1: Смеси

Для каждой из следующих смесей укажите, является ли она гомогенной или гетерогенной смесью:

сахар, растворенный в воде
мука и железные опилки (небольшие кусочки железа)

Посмотрите на определение

Сначала мы посмотрим на определение гетерогенной и гомогенной смеси.

Определите, можете ли вы видеть компоненты

Мы не видим сахар в воде.
Мы умеем разбирать железяки в муке.

Определите, будут ли компоненты смешаны однородно

Два компонента смешиваются однородно.
В этой смеси могут быть места, где много железных опилок и места, где есть
больше муки, поэтому она не однородно перемешана.

Дайте окончательный ответ

Однородная смесь.
Гетерогенная смесь.

Изготовление смесей

Приготовьте смеси песка и воды, дихромата калия и воды, йода и этанола, йода и воды.
Классифицируйте их как гетерогенные или гомогенные. Обоснуйте свой выбор.

Сделайте свои собственные смеси, выбрав любые два вещества из

песок
вода
камня
крупа
соль
сахар

Постарайтесь сделать как можно больше различных смесей. Классифицируйте каждую смесь и объясните свой выбор.

Рисунок 2.3: Дихромат калия (вверху) и йод (внизу)

Смеси

Учебник Упражнение 2.1

Заполните следующую таблицу:

Вещество	несмеси или смеси	Гетерогенная смесь	Однородная смесь
водопроводная вода
латунь (сплав меди и цинка)
бетон
алюминиевая фольга (тинфойл)
Кока-Кола
мыльная вода
черный чай
сахарная вода
детская молочная смесь

Решение пока недоступно.

2.1 Материалы

Оглавление

2.3 Чистые вещества

Производство взрывоопасных газов из песка

Дом
Блоги
Блог Тома Кунцлемана
Производство взрывоопасных газов из песка

Том Кунцлеман | Пт, 07.01.2022 — 12:16

Введение: Знаете ли вы, что песок можно превратить в смесь газов, которая самовозгорается на воздухе? Используемые процедуры относительно просты в исполнении, зрелищны для наблюдения и связаны с богатым набором химических принципов.

Для начала процесса песок и гранулированный магний (я использую 40-80 меш) смешивают и нагревают в пробирке. Это приводит к восстановлению диоксида кремния в песке магнием с образованием оксида магния и элементарного кремния: ^1,2

SiO ₂ (тв) + 2 Mg → 2 MgO(тв) + Si(тв) Уравнение 1

Вы можете посмотреть краткий обзор извлечения элементарного кремния из песка в видео ниже (Видео 1):

264013614″ data-video-id=»70397
264013614″>

Видео 1: Получение кремния из песка, pchemstud в TikTok. 9 декабря 2021 г.

В связи с описанным выше процессом силицид магния (Mg2Si) образуется в результате следующих реакций: → Mg ₂ Si(s) + 2 MgO(s) Уравнение 2 Уравнение 3

После охлаждения пробирки к продуктам добавляют разбавленную HCl. Кислота реагирует с Mg ₂ Si с образованием различных газов на основе кремния, которые аналогичны алканам на основе углерода: ^4-5

Mg ₂ Si(s) + 4 HCl(aq) → SiH ₄ (г) + 2 MgCl ₂ (водн.) Уравнение 4

2 Mg ₂ Si(s) + 8 HCl(aq) → Si ₂ H ₆ (г ) + 4 MgCl ₂ (водн.) + H ₂ (г) Уравнение 5 8 Si ₃ H ₈ (г) + 6 MgCl ₂ (водн.) + 2 H ₂ (г) Уравнение 6 0454 4 Н ₁₀ (г) + 8 MgCl ₂ (водн.) + 3 H ₂ (г) Уравнение 7

Эта группа газов в совокупности называется силанами. В частности, SiH ₄ называют силаном, Si ₂ H ₆ дисиланом, Si ₃ H ₈ трисиланом и Si ₄ H ₁₀ называют тетра силан. Образовавшиеся силаны самовоспламеняются при контакте с кислородом воздуха, при этом образуется много искр:

SiH ₄ (г) + 2 O ₂ (г) → SiO ₂ (т) + 2 H ₂ O(l) Уравнение 8

2 Si ₂ H ₆ (г) + 7 O ₂ (г) → 4 SiO ₂ (т) + 6 H ₂ O(л) Уравнение 9

Si ₃ H ₈ (г ) + 5 O ₂ (г) → 3 SiO ₂ (т) + 4 H ₂ O(ж) Уравнение 1 0

2 Si ₄ H ₁₀ (г) + 13 O ₂ (г) → 8 SiO ₂ (т) + 10 H ₂ O(л) Уравнение 11

Обратите внимание, что эти искрообразующие реакции аналогичны горению алканов. ⁵ Однако для сжигания алканов обычно требуется источник воспламенения при нормальной температуре и давлении:

CH ₄ (г) + 2 O ₂ (г) → CO ₂ (с) + 2 H ₂ O(l) Уравнение 12 454 2 (г) → 4 СО ₂ (т) + 6 Н ₂ O(l) Уравнение 13 5 (ж) → 3 СО ₂ (т) + 4 Н ₂ О( l) Уравнение 14

2 C ₄ H ₁₀ (г) + 13 O ₂ (г) 900 47 → 8 CO ₂ (s) + 10 H ₂ O(l) Уравнение 15

На видео ниже (Видео 2) представлены различные эксперименты по получению легковоспламеняющихся газов из песка. Эти процессы включают химические реакции, происходящие при нагревании смеси песка и магния (уравнения 1-3), при добавлении кислоты к силициду магния (уравнения 4-7) и горении силанов (уравнения 8-11).

Видео 2: Преобразование песка в горючий газ, YouTube-канал Tommy Technetium. 30 декабря 2021 г.

Обсуждение: Эти эксперименты связаны с различными химическими темами. Стандартные энтальпии образования (таблица 1) могут быть использованы для расчета стандартных энтальпий всех вовлеченных реакций. Также могут быть рассчитаны стандартные энергии Гиббса и стандартные энтропии реакций. Стандартные энтальпии, энергии Гиббса и энтропии всех перечисленных здесь реакций приведены в таблице в Приложении.

Таблица 1: Выбранные термодинамические значения ^6-7

энтальпия его сгорания соответствующий алкан (уравнения 12-15):

Рисунок 1: Энтальпия, выделяющаяся при сгорании силанов и алканов.

Тот факт, что силаны выделяют больше энергии при сгорании, чем алканы, указывает на то, что алканы более стабильны, чем силаны, в присутствии кислорода. Этот факт хорошо согласуется с наблюдением, что силаны самовозгораются на воздухе, тогда как алканы для воспламенения требуют источника воспламенения. Кроме того, стабильность алканов по сравнению с силанами позволяет понять наблюдение, что длинноцепочечные молекулы, состоящие из углерода, но не из кремния, встречаются повсеместно. Это последнее наблюдение ясно указывает на то, почему молекулы на основе углерода, а не молекулы на основе кремния обеспечивают молекулярную основу жизни.

Эти идеи можно расширить, сравнив средние энтальпии различных химических связей, содержащих углерод и кремний (таблица 2). Обратите внимание, что в среднем для разрыва связи углерод-углерод требуется на 141 кДж моль ^-1 больше энергии, чем для одинарной связи кремний-кремний. Точно так же для разрыва связи углерод-водород требуется в среднем на 90 кДж моль ^-1 больше энергии, чем для связи кремний-водород. Таким образом, алканы более устойчивы к разрыву химических связей и, следовательно, более устойчивы к химическим изменениям, чем силаны. Дальнейшее обсуждение стабильности молекул с углеродными цепями по сравнению с молекулами с кремниевыми цепями можно найти в ссылке 8.

Таблица 2: Средняя энтальпия связи. ^8,9

Заключение: Процесс превращения песка в легковоспламеняющиеся силаны чрезвычайно интересен для наблюдения и затрагивает широкий спектр химических тем. Набор реакций (уравнения 1-11), связанных с процессом, обеспечивает платформу для обсуждения концепций химической термодинамики и химической связи. Сравнение термодинамики горения силана с горением алкана позволяет обсудить способность углерода образовывать стабильные длинноцепочечные молекулы. Учитывая широкий спектр химических реакций, имеющих отношение к этому эксперименту, безусловно, есть и другие химические темы, которые можно было бы обсудить. Я хотел бы услышать, какие химические темы приходят вам на ум, когда вы проводите эти эксперименты. Я с нетерпением жду ваших мыслей в комментариях.

Удачных экспериментов!

Приложение: Стандартные энтальпии, энергии Гиббса и энтропии реакций, описанных в уравнениях 1-15.

Литература:

Борщев, Дьяченко, Киселев, Крайденко, Журнал прикладной химии , 2013 , 86 (4), 493−497.
Favors, Wang, Hosseini Bay, Mutlu, Ahmed, Liu, Ozkan, and Ozkan, Scientific Reports, 2014 , 4 , 5623.
Такамори, Осава, Кимура, Лю. и Мукаи, Материалы, сделки , 2008 , 49, (5) (2008), 1089-1092.
Джонсон и Изенберг, Дж. Ам. хим. Соц ., 1935 , 57 , 1349-1353.
Johnnson, J. Chem. Образ ., 1934 , 11 (4), 256.
Дин, Справочник Ланге по химии, 12-е изд. ; McGraw-Hill: Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1979; стр. 9-4 — 9-94.
Сакс и Кальчер, J. Phys. Хим ., 1991 , 95 (4) 1768-1783.
Smith, J. Chem. Образование ., 1988 , 65 (5), 414-415.
Котц, Трейчел и Уивер, химия и химическая реактивность, 6-е изд.; Thomson Learning: Belmont, CA, 2006, с. 422.

Понятия:

щелочноземельные металлы

связывание

химическое изменение

горение

эндотермическое/экзотермическое

окисление-восстановление

реактивность

термохимия

Коллекция:

Связь и силы притяжения

Демонстрации

Элементы

Материя и изменение

Реакции

Термохимия

Безопасность

Общая безопасность

Для лабораторных работ: См. Руководство ACS по безопасности химических лабораторий в средних школах (2016 г. ).

Для демонстраций: Пожалуйста, обратитесь к Руководству по безопасности химических демонстраций отдела химического образования ACS.

Прочие ресурсы по безопасности

RAMP: Распознавание опасностей; Оценить риски опасностей; Свести к минимуму риски опасностей; Подготовка к чрезвычайным ситуациям

Безопасность: видеодемонстрация

Демонстрационные видеоматериалы, представленные здесь, не предназначены для обучения химическим методам демонстрации. Они предназначены для использования в классе. Демонстрации могут представлять угрозу безопасности или показывать явления, которые трудно наблюдать всему классу во время живой демонстрации.

Те, кто выполняет демонстрации, показанные в этом видео, прошли обучение и соблюдают передовые методы безопасности.

Любой, кто собирается провести демонстрацию химии, должен сначала прочитать, а затем соблюдать Руководство по безопасности для демонстрации химии (2016 г. ) . Эти рекомендации также доступны на сайте ChemEd X.

НГСС

Научная практика: анализ и интерпретация данных

Резюме:

Анализ данных в 9–12 основывается на K–8 и переходит к более подробному статистическому анализу, сравнению наборов данных на предмет согласованности и использованию моделей для создания и анализа данных. Анализ данных с использованием инструментов, технологий и/или моделей (например, вычислительных, математических) для обоснованных и надежных научных утверждений или определения оптимального проектного решения.

Граница оценки:

Уточнение:

Научная практика: построение объяснений и разработка решений

Резюме:

Построение объяснений и разработка решений в 9–12 базируется на опыте K–8 и переходит к объяснениям и проектам, которые поддерживаются многочисленными и независимыми источниками доказательств, созданными учащимися, в соответствии с научными идеями, принципами и теориями. Построить и пересмотреть объяснение, основанное на действительных и надежных доказательствах, полученных из различных источников (включая собственные исследования учащихся, модели, теории, симуляции, экспертные оценки) и предположении, что теории и законы, описывающие мир природы, действуют сегодня так же, как и раньше. в прошлом и будет продолжать делать это в будущем.

Граница оценки:

Уточнение:

Научная практика: планирование и проведение исследований

Планирование и проведение расследований в 9-12 классах основывается на опыте K-8 и включает исследования, которые предоставляют доказательства и проверяют концептуальные, математические, физические и эмпирические модели.

Резюме:

Планирование и проведение расследований в 9-12 основывается на опыте K-8 и включает в себя исследования, которые предоставляют доказательства и проверяют концептуальные, математические, физические и эмпирические модели. Планируйте и проводите расследование индивидуально и совместно, чтобы получить данные, которые послужат основой для доказательств, а в плане: определите типы, количество и точность данных, необходимых для получения надежных измерений, и учтите ограничения точности данных ( например, количество испытаний, стоимость, риск, время) и соответствующим образом уточнить план.

Граница оценки:

Уточнение:

Научная практика: использование математики и вычислительного мышления

Математическое и вычислительное мышление на уровне 9–12 основано на K–8 и переходит к использованию алгебраического мышления и анализа, ряда линейных и нелинейных функций, включая тригонометрические функции, экспоненты и логарифмы, а также вычислительных инструментов для статистического анализа для анализа , представлять и моделировать данные. Простые вычислительные модели создаются и используются на основе математических моделей основных предположений. Используйте математические представления явлений для обоснования утверждений.

Резюме:

Математическое и вычислительное мышление на уровне 9–12 строится на уровне K–8 и переходит к использованию алгебраического мышления и анализа, ряда линейных и нелинейных функций, включая тригонометрические функции, экспоненты и логарифмы, а также вычислительных инструментов для статистических вычислений. анализ для анализа, представления и моделирования данных. Простые вычислительные модели создаются и используются на основе математических моделей основных предположений. Используйте математические представления явлений для обоснования утверждений.

Граница оценки:

Уточнение:

Материя HS-PS1 и ее взаимодействие

Материя и ее взаимодействия помогают учащимся сформулировать ответ на вопрос: «Как можно объяснить структуру, свойства и взаимодействия материи?» Основная дисциплинарная идея PS1 из NRC Framework разбита на три подидеи: структура и свойства материи, химические реакции и ядерные процессы. Ожидается, что учащиеся разовьют понимание субструктуры атомов и предоставят более механистические объяснения свойств веществ. Химические реакции, включая скорости реакций и изменения энергии, могут быть поняты учащимися на этом уровне в терминах столкновений молекул и перегруппировок атомов. Студенты могут использовать периодическую таблицу как инструмент для объяснения и предсказания свойств элементов. Используя эти расширенные знания о химических реакциях, учащиеся могут объяснить важные биологические и геофизические явления. Явления, связанные с ядрами, также важны для понимания, поскольку они объясняют образование и изобилие элементов, радиоактивность, выделение энергии Солнцем и другими звездами, а также выработку ядерной энергии. Студенты также могут применить понимание процесса оптимизации в инженерном проектировании систем химических реакций. Сквозные концепции паттернов, энергии и материи, а также стабильности и изменения вызываются в качестве организующих концепций для этих основных дисциплинарных идей. Ожидается, что в ожидаемых результатах PS1 учащиеся продемонстрируют умение разрабатывать и использовать модели, планировать и проводить исследования, использовать математическое мышление, строить объяснения и разрабатывать решения; и использовать эти практики, чтобы продемонстрировать понимание основных идей.

*Дополнительную информацию об этой категории NGSS можно найти по адресу https://www.nextgenscience.org/dci-arrangement/hs-ps1-matter-and-its-interactions.

Резюме:

» Материя и ее взаимодействия помогают учащимся сформулировать ответ на вопрос: «Как можно объяснить структуру, свойства и взаимодействия материи?» Основная дисциплинарная идея PS1 из NRC Framework разбита на три подидеи: структура и свойства материи, химические реакции и ядерные процессы Ожидается, что учащиеся разовьют понимание субструктуры атомов и предоставят более механистические объяснения свойств. веществ. Химические реакции, включая скорости реакций и изменения энергии, могут быть поняты учащимися на этом уровне с точки зрения столкновений молекул и перегруппировок атомов. Учащиеся могут использовать периодическую таблицу как инструмент для объяснения и предсказания свойства элементов. Используя эти расширенные знания о химических реакциях, учащиеся могут объяснить важные биологические и геофизические явления. Явления, связанные с ядрами, также важны для понимания, поскольку они объясняют образование и распространенность элементов, радиоактивность, выделение энергии от солнца и других звезд, а также производства ядерной энергии.Учащиеся также могут применить понимание процесса оптимизации в инженерном проектировании к системам химических реакций. Сквозные концепции паттернов, энергии и материи, а также стабильности и изменения вызываются в качестве организующих концепций для этих основных дисциплинарных идей. Ожидается, что в ожидаемых результатах PS1 учащиеся продемонстрируют умение разрабатывать и использовать модели, планировать и проводить исследования, использовать математическое мышление, строить объяснения и разрабатывать решения; и использовать эти практики, чтобы продемонстрировать понимание основных идей» 9. 0003

Граница оценки:

Уточнение:

Химические реакции HS-PS1-2

Учащиеся, демонстрирующие понимание, могут построить и пересмотреть объяснение результата простой химической реакции, основанное на самых удаленных электронных состояниях атомов, тенденциях в периодической таблице и знании закономерностей химических свойств.

*Более подробную информацию обо всех DCI для HS-PS1 можно найти на https://www.nextgenscience.org/dci-arrangement/hs-ps1-matter-and-its-interactions, а также дополнительные ресурсы на https://www. .nextgenscience.org.

Резюме:

Граница оценки:

Оценка ограничивается химическими реакциями с участием элементов основных групп и реакциями горения.

Уточнение:

Примеры химических реакций могут включать реакцию натрия и хлора, углерода и кислорода или углерода и водорода.

HS-PS1-4 Энергия

Учащиеся, демонстрирующие понимание, могут разработать модель, иллюстрирующую, что высвобождение или поглощение энергии в системе химической реакции зависит от изменений общей энергии связи.

Резюме:

Граница оценки:

Оценка не включает расчет общих изменений энергии связи во время химической реакции на основе энергий связи реагентов и продуктов.

Пояснение:

Акцент делается на идее, что химическая реакция представляет собой систему, влияющую на изменение энергии. Примеры моделей могут включать рисунки и схемы реакций на молекулярном уровне, графики, показывающие относительную энергию реагентов и продуктов, а также представления, демонстрирующие сохранение энергии.

HS-PS3 Энергия

Энергия помочь учащимся сформулировать ответ на вопрос «Как передается и сохраняется энергия?» Основная идея, выраженная в Структуре для PS3, разбита на четыре подосновные идеи: Определения энергии, Сохранение энергии и передача энергии, Связь между энергией и силами и Энергия в химических процессах и повседневной жизни. Под энергией понимается количественное свойство системы, зависящее от движения и взаимодействия вещества и излучения внутри этой системы, причем полное изменение энергии в любой системе всегда равно полной энергии, переданной в систему или из нее. Учащиеся начинают понимать, что энергия как в макроскопическом, так и в атомном масштабе может быть объяснена либо движением частиц, либо энергией, связанной с конфигурацией (относительным положением) частиц. В некоторых случаях энергию, связанную с конфигурацией частиц, можно рассматривать как накопленную в полях. Студенты также демонстрируют свое понимание инженерных принципов, когда они проектируют, строят и совершенствуют устройства, связанные с преобразованием энергии. Сквозные концепции причины и следствия; системы и системные модели; энергия и материя; а влияние науки, техники и технологий на общество и мир природы получает дальнейшее развитие в ожиданиях производительности, связанных с PS3. Ожидается, что в этих требованиях к производительности учащиеся продемонстрируют умение разрабатывать и использовать модели, планировать и проводить исследования, использовать вычислительное мышление и разрабатывать решения; и использовать эти практики, чтобы продемонстрировать понимание основных идей. *

*Дополнительную информацию обо всех DCI для HS-PS3 можно найти по адресу https://www.nextgenscience.org/topic-arrangement/hsenergy.

Резюме: