مقیاس سختی کانی ها

مقیاس تجربی برای تعیین سختی کانی ها از طریق مقایسه ی آنهابا کانی های استاندارد.
دریک نوع مقیاس سختی که توسط فردریک موهس ،کانی شناس آلمانی ارائه شده 10 کانی مشخص به عنوان 10 درجه ی سختی مختلف در نظر گرفته شده است.
این کانی هابه ترتیب افزایش درجه سختی عبارتنداز:
1- تالک
2- ژیپس
3- کلسیت
4- فلوریت
5- آپاتیت
6- اورتوز
7- کوارتز
8- توپاز
9- کرندوم
10- الماس
برای تعیین درجه ی سختی یک کانی مچهول کافی است که گوشه ای از آن رابه روی چند کانی متوالی سری موهس بکشیم.
به عنوان مثال اگر کانی مجهول ،ژیپس با سختی 2 را خط بیندازدوتوسط کلسیت با سختی 3 خط بردارد،سختی آن چیزی در حد فاصل درجات 2و3 است.
در حالاتی که کانی های سری موهس در دسترس نباشدمی توان از ناخن با سختی 2وکارد با سختی 5ویک تکه شیشه با سختی 5/5وسوهان فولادی با سختی 6/5 استفاده کرد.

گرافیت

شکل متبلور کربن که به صورت لایه هایا ورقه هایی است که با پیوندهای کووالانسی در یک صفحه قرار می گیرند.این کانی به رنگ سیاه تا خاکستری است.در سیستم هگزاگونال متبلور می شودوسختی آن یک است.

اتم های کربن در هرلایه به وسیله ی سه پیوندکووالانسی که از اوربیتال های هیبریدی حاصل می شوند،به طور محکم به هم پیوسته اند.

در صورتی که بین دولایه ی مجاور تنهایک الکترون بین هردواتم مشترک است ودرحقیقت یک نیم پیوند کووالانسی وجود دارد.وجود چنین نیروهای ضعیفی سبب می شودکه گرافیت در امتداد لایه ها شکننده باشد.

گرافیت از یک سوجامد کووالانسی واز سوی دیگر جامد واندروالسی است.گرافیت رسانای الکتریسیته است وجریان برق را در امتدادلایه هااز خود عبور می دهد.

در طبیعت (در سیلان ،مکزیک،کره وچین)یافت میشود.در مداد سازی وپیل سازی و...کاربرد دارد.

باتری بسازیم

با مقوا یك استوانه بسازید و در ته آن ورق آلومینیوم بچسبانید. سپس به ورق آلومینیوم سیمی وصل كنید. 

مقداری پنبه را به آب نمك یا آبلیمو آغشته كنید و در داخل قوطی قرار دهید. در مرحله بعد سكه ای تمیز روی پنبه قرار دهید. سپس به ترتیب ورق آلومینیوم، پنبه آغشته به آبلیمو و سكه را روی هم قرار دهید و این كار را چندین بار تكرار كنید. 

سرانجام سیمی را به طرف دیگر  سكه وصل كنید. 

دو طرف دیگر سیم ها را به زبانتان بزنید چه احساسی دارد؟ آنها را به لامپی وصل كنید چه مشاهده می كنید؟  

به شكل های زیر توجّه كنید.

آزمایش های علوم راهنمایی

شناسایی  مواد الکترولیت  وغیر الکترولیت

      وسایل مورد نیاز

           

1-  مدار جریان

                2- منبع جریان

                    3- لیوان یکبار مصرف

                     4-میله ی کربنی

                     5- مواد مختلف مانند:آب مقطر،شکر،سرکه،الکل،آبلیمو،جوش شیرین،آهک(کلسیم 

               کربنات) وگچ(کلسیم سولفات)

     روش انجام آزمایش

1-دو میله ی کربنی را برای مدت کوتاهی درلیوانی پر از آب مقطر واردکنید.  

     چه مشاهده می کنید؟

2- دو میله ی کربنی را در لیوانی پر از آب معمولی وارد کنید. چه مشاهده می کنید؟چرا؟

3- مقدارکمی نمک خوراکی به آب مقطر اضافه کنید و به هم بزنید.اکنون دو میله ی کربنی را در این لیوان قرار دهید.چه مشاهده می کنید؟

   طی مراحل1تا 3 رسانایی الکتریکی مایع موردآزمایش چه تغییری می کند؟  

   چرا؟

4-  مقدارِنمک خوراکی راتادو برابرآزمایش پیش افزایش دهید.چه مشاهده  

می کنید؟از انجام دادن این آزمایش چه نتیجه ای می گیرید؟

5-آزمایش بند3 رابا شکر، سرکه، الکل، آب لیمو وجوش شیرین تکرار       کنید.وآنهارادردو گروه الکترولیت و غیرو الکترولیت دسته بندی کنید؟ 6- آیا می توان همه ی ترکیب های یونی را که با نام عمومی نمک شناخته می شوند را ا لکترولیت دانست؟برای نمونه آهک مرده(کلسیم   کربنات)وگچ(کلسیم سولفات)

نتیجه

1-  آب خالص(آب مقطر) از نظر شیمیایی رسانای جریان برق نیست و با قرار دادن دوالکترود(دومیله ی زغالی)هیچ اثری ازتولیدگازدر اطراف دوالکترود که حاکی از عبور جریان است دیده نمی شودو لامپی که در مدار قرار گرفته است روشن نمی شود.

2-    آب معمولی به علت داشتن مقداری مواد معدنی جریان کمی را از خود عبور می دهد ولی لامپ روشن نمی شود.

3-  با افزودن نمک خوراکی یا هر ترکیب یونی محلول در آب،یون هایی که پدید می آیند به سمت قطب هایی با بار مخا لف جذب می شوند و این جا به جایی یون ها ، جریان الکتریکی را هدایت می کند و به این ترتیب چراغ روشن    می شود.و طی این سه مرحله میزان رسانایی افزایش می یابد.زیرا تعداد یون های پراکنده شده در آب افزایش می یابد .

4-    هر چه مقدار یون های موجود در محلول الکترولیت بیش تر باشد،جریان برق بهتر هدایت می شود؛بنابراین،با افزایش غلظت محلول،لامپ موجود در مدار با شدت بیش تری نور می تاباند.

5-    موادی که به صورت مولکولی حل می شوند ،رسانای جریان برق نیستند.قند والکل ازاین دسته هستند.اما سرکه و آبلیمو که اسیدو جوش شیرین که یک ماده ی بازی می باشند. بر اثر حل شدن در آب یون های مثبت و منفی آنها از هم جدا می شوند و موجب  انتقال جریان  از محلول و روشن  شدن لامپ  می شود.

6- خیر زیرا آهک مرده( کلسیم   کربنات ) و گچ (کلسیم سولفات) در آب نا محلول هستند.   

    بنابراین الکترولیت نمی باشند.

  

 

 

تهیه ی معرف ازکلم قرمز

وسایل مورد نیاز

 1- کلم قرمز

  2- آب جوش

  3- لوله ی آزمایش

 4 - مواد اسیدی و بازی

                  

 روش انجام آزمایش

کلم قرمز را خرد کنیدوبه صورت قطعه های کوچک در بیاورید.آنها را در یک بشر یا قابلمه ی آب جوش بریزید.سپس ظرف را از روی شعله بردارید.کمی صبر کنید تا آب خنک شود سپس آن را درآبکش بریزیدومحلول به دست آمده که به رنگ بتفش می باشد را در یک شیشه بریزید.^*

مقداری از محلول را در چند لوله ی آزمایش یا استکان بریزید و مواد آزمودنی که فراهم کرده اید را به وسیله ی قطره چکان به این محلول بیفزایید.چه مشاهده می کنید؟

 نتیجه

با افزودن مواد اسیدی ، محلول به رنگ قرمزو با افزون مواد بازی به رنگ سبز در می آید.و اگر باز ضعیف باشد به رنگ آبی در می آید. 

  

شناسایی اسیدها و بازها

وسایل مورد نیاز

 

1- کاغذ لیتموس                      

  2- محلول برموتیمول بلو                     

     3- قطره چکان

4- آب مقطر                       

       5- هیدرو کلریک اسید(جوهر نمک)

 6- نی نوشابه                           

   7- محلول فنول فتالیین

8- لیوان یکبارمصرف             

   9- محلول سود(سدیم هیدرواکسید)                              

                                    

روش انجام آزمایش

1- به کمک کاغذ لیتموس یا آب کلم تهیه شده در فعالیت قبلی اسید یا باز بودن موادی مانند افشره ی کیوی،سیب،پرتقال،گوجه فرنگی؛جوش شیرین،صابون،قرص آسپرین،مایع سفید کننده،اسید باتری،مایع ظرفشویی،شامپو،نوشابه ی گازدار

2- یک لیوان را پر از آب کنیدو به آن چند قطره محلول برموتیمول بلو اضافه کنید.اگر محلول شما کمی زرد رنگ بود به آن چند قطره محلول جوش شیرین بیفزاییدتا محلول آبی رنگ شود. سپس با کمک یک نی نوشابه به مدت دوتا چند دقیقه هوای بازدم خود را درون محلول آبی رنگ بدمید،چه روی می دهد؟چرا؟

* توجه: مراقب باشید که محلول را به دهان خود نکشید.

3- 30 قطره محلول رقیق هیدرکلریک اسید را در یک نعلبکی بریزیدو به آن یک قطره محلول فنول فتا لیین بیفزایید. سپس قطره قطره محلول رقیق سدیم- هیدرواکسیدبه آن اضافه کنید تا محلول رنگ ارغوانی بسیار کم رنگی پیدا کند.اگر این رنگ به صورتی گرایید،در این صورت یک قطره هیدرو کلریک اسید به آن اضافه کنید.چه روی می دهد؟چرا؟

نتیجه

1- مواد اسیدی کاغذ لیتموس قرمز را تغییر نمی دهنداما کاغذ لیتموس آب را قرمز می کنندوبازها کاغذ لیتموس آبی را تغییر نمی دهنداما کاغذ لیتموس قرمز را آبی می کنند.

2- رنگ آبی کم کم از بین می رودچون برمو تیمول بلو و جوش شیرین خاصیت بازی دارندو رنگ محلول آبی است وقتی که به داخل آن می دمیم(CO₂) وارد محلول شده و با آب تشکیل اسید می دهد.که اثر بازها را خنثی می کندو رنگ آبی از بین می رود.

3-با این کار شما یک واکنش خنثی شدن را انجام داده اید .در واقع با این کار یک اسید را با یک باز خنثی کرده اید.در واقع محلول حاصل دیگر نه اسید و نه باز است.از واکنش اسید ها با بازها ماده ی تازه ای به دست می آید که به آن نمک می گویند.فرآورده ی واکنشی که انجام داده اید سدیم کلرید یعنی همان نمک خوراکی است.افزون بر نمک در این واکنش آب نیز تولید می شود.

HCl+NaOH                               NaCl+H₂O

                     (آب)       (نمک)                                  (سدیم هیدرواکسید)  (هیدرکلریک اسید)

 

 آزمایش ترکیب

اسید   و   باز

 وسایل مورد نیاز

 

1- بطری نوشابه خانواده

2- نی یا جلد خودکار

 3- جوش شیرین

4- سرکه                                                      

5- بادکنک          

                             

 روش انجام آزمایش

در بطری نوشابه خانواده را به اندازه ی نی سوراخ کنید و نی را در سوراخ قرار داده و اطراف آن را چسب بزنید.در بطری نوشابه مقداری سرکه بریزید .دوقا شق چایخوری جوش شیرین برروی یک قطعه کاغذ بریزدو آن را مچاله کرده داخل بطری بیندازید،  فوراًدرآن راببندید. چه روی می دهد؟

چرا؟

نتیجه

بادکنک پرازگاز می شود . زیرا اسید(سرکه) و باز(جوش شیرین) با هم واکنش

 می دهند و مقداری گاز کربن دی اکسید تولید می شود.

توجه:

 برای بهتر دیده شدن واکنش می توانید مقداری کشمش داخل سرکه بریزید.که با آزاد شدن گاز به طرف بالا حرکت می کنند.

 

واکنش هیدرو کلریک اسید با براده ی آهن

وسایل مورد نیاز

 

1- هیدر کلریک اسید

2- براده ی آهن                                                            

 3- تخم مرغ                                                                      

4- لوله ی آزمایش                                                

5- شیشه ی مربا                                                    

                                                                                   

روش انجام آزمایش

1-   مقداری براده ی آهن در لیوانی که تا نیمه محلول هیدروکلریک اسید دارد، بریزید.چه مشاهده می کنید؟آیا می توانید با آزمایشی گاز حاصل از این واکنش را شناسایی کنید؟

نتیجه

حباب های گاز داخل لوله ایجاد می شود که به طرف با لا می آیند . زیرا در واکنش فلزهای فعال با اسید ها،گاز هیدروژن آزاد می شود.کبریت روشنی را بر روی لوله ی

آزمایش می گیریم کبریت همرا انفجار شعله ایجاد می کند و شما می دانید که گاز

  هیدروژن با نزدیک شدن به شعله ی کبریت،به سرعت بااکسیژن ترکیب می شود

 و همراه با انفجار شعله ایجاد می کند.

 واکنش آهن با هیدرو کلریک اسید عبارت است از:

 ^*  FeCl₂+H₂(آهن کلرید)                     2HCl (هیدروکلریک اسید)+ Fe(آهن)

واکنش هیدرو کلریک اسید با پوست تخم مرغ

1- هیدر کلریک اسید

-   شیشه ی مربا                                                                            

 3- تخم مرغ                                                                           

4- لوله ی آزمایش                                                                   

5-                                                                                            

                                                                                                                 

روش انجام آزمایش

یک شیشه ی مربا بیاورید و بر روی دَرِ آن سوراخی ایجاد کنید. سپس یک تخم مرغ را با آرامی درون شیشه قرار دهید.اکنون مقداری محلول هیدرو کلریک اسید بر روی تخم مرغ بریزید تا روی آن را بگیرد.

     چه مشاهده می کنید آیا می توانیدبا آزمایشی گازحاصل از این واکنش را شناسایی  

     کنید؟ اگر تخم مرغ چنددقیقه در این محلول باقی بماند چه روی می دهد؟چرا؟

نتیجه

محلول کف می کند، بالا می آیدکه نشانه ی آزاد شدن گاز می باشد . از واکنش پوسته ی آهکی تخم مرغ با اسید،گاز کربن دی اکسید آزاد می شود که اگر کبریت روشنی را بر روی آن بگیریم  شعله ی کبریت را خاموش می شود.

اگر تخم مرغ مدت بیشتری در اسید باقی بماند ، پوسته ی آهکی در اسید حل شده و با اسید ترکیب می شود و تخم مرغ نرم می شود.

بخش دوم

زمین زیستگاه ما

  

 

جسد مرده ی حیوان در زیر خاک چه تغییری می کند

  وسایل مورد نیاز

                                                   

1-ران مرغ یا جسد یک حیوان 

               2- گودال داخل باغچه

             

                

     روش انجام آزمایش

یک ران پخته یا جسد مرده ی یک حیوان را در عمق 20 سانتی متری خاک در هوای آزاد مانند داخل باغچه قرار دهید.پس از دو هفته آن را از زیر خاک خارج کنید.

چه تغییراتی مشاهده می کنید؟چه عواملی سبب این تغییرات شده است؟

نتیجه

قسمت های گوشتی ،چربی وپوست آن از بین رفته و قسمت سخت یعنی استخوان های آن باقی مانده است.

جانداران تجزیه کننده(گروهی از باکتری های داخل خاک) قسمت های مختلف بدن جانداران را تجزیه و به خاک تبدیل می کنندوالبته قسمت های سخت نیز تجزیه می شوند منتهی وقت بیشتری براب تجزیه ی آنها لازم است.

  

 

جریان همرفتی چگونه موجب حرکت ورقه ها می شود

     وسایل مورد نیاز

                                                   

1- ظرف بزرگ شیشه ای

               2- چراغ الکلی یا گازی

                    3- دو تکه مقوا

                     4- جوهر

     

     روش انجام آزمایش

ظرف بزرگ شیشه ای را پر از آب کنیدو از قسمت میانی روی شعله نگه دارید.روی سطح آب ،دو تکه مقوا نزدیک هم در وسط ظرف قرار دهید.پس از مدتی شعله را خاموش کنیدو در دو طرف ظرف یک قطره جوهر بچکانید.

چه مشاهده می کنید؟چرا؟

نتیجه

دوتکه مقوا ازهم دورمی شوندوبه سمت کناره های ظرف حرکت می کنند.

زمانی هم که دو قطره جوهر را در کناره های ظرف می چکانیم ،ابتدا به صورت تقریباًعمودی به سمت پایین می روند و سپس در جهت وسط ظرف منتشر می شوند.(مطابق شکل)

زیرا درون ظرف جریان همرفتی مانندشکل بالا به وجود می آید.و موجب حرکت تکه های مقوا می شود.درون زمین نیز چنین جریان هایی در نرم کره روی می دهد و موچب حرکت ورقه های تشکیل دهنده ی کره ی زمین می شود.

بخش سوم

انرژی،زندگی

فواره ی

 شگفت انگیز

     وسایل مورد نیاز

                                                   

1- بطری نوشابه ی خانواده

               2- لوله ی رابط                         

                    3- دو بشر یا لیوان بزرگ

                     4- چسب مایع رازی

                                                                                      

     روش انجام آزمایش

یک بطری نوشابه ی خانواده بیاوریدو بر روی دَر آن دو سوراخ به اندازه ی لوله ی رابط تهیه شده ایجاد کنید.لوله ی رابط راست که بلند تر می باشد را در یکی از سوراخ ها قرار دهید و آن را با چسب محکم کنید.و لوله رابط خمیده^* شده را در سوراخ دیگر قرار داده و با چسب محکم کنید(بهت است انتهای این لوله که در داخل بطری قرار می گیرد به شکل قطره چکان باشد).

دستگاه را مطابق شکل قرار دهید.اکنون انتهای لوله ی راست را بمکید،تا هوای داخل بطری تخلیه شود.چه مشاهده می کنید؟چرا؟

نتیجه

آب از لوله ی خمیده بالا می آیدو از نوک آن فوران می کندواب داخل بطری ازطریق لوله ی راست پایین می آیدوعمل تخلیه ی بطری را انجام می دهد. فواره مرتب کار می کند تا آب لیوان بالایی تمام شود.

زیرا بر اثر مکیدن هوای داخل بطری تخلیه می شودوبر اثر فشار هوای خارج آب از لوله ی خمیده بالا می آید.

یك میكروسكوپ بسازید

میکروسکوپ‌ها در طول سال‌ها کمک زیادی به دانشمندان و محققان کردند. کشف بسیاری از دارو‌ها، جانوارن تک سلولی، رشد و توسعه دانش فیزیک و شیمی و زیست و پزشکی، همه مدیون این ابزار است. میکروسکوپ وسیله پرکار بردی در انجام بسیاری از پروژه ها می باشد. میکروسکوپ در بررسی موجودات و ذرات ریز به ما کمک می کند.

میکروسکوپ ها انواع مختلف دارند. رایج ترین نوع میکروسکوپ که حتماً تا به حال با آن بر خورد داشته اید میکروسکوپ نوری می باشد.

شما نیز می توانید یک میکروسکوپ ساده بسازید و اساس کار آن را متوجه شوید پس فقط کافی است وسایل را آمده کنید:

 

موارد مورد نیاز

•

 یك تكه سیم فیوز

• مقداری آب

• روزنامه یا كتاب برای دیدن از پشت میكروسكوپ

 

دستور‌العمل

1.     با سیمی كه2 میلی‌متر پهنا داشته باشد یك حلقه بسازید.

2.     طوری در آب ببرید كه قطره‌ای در حلقه تشكیل بدهد.

3.     آن را نزدیك چشمان‌تان نگه دارید و مجله یا كاغذ را هم در طرف مقابل.

4.     باید كمی فاصله را امتحان كنید تا تصویر واضح را ببینید ولی اگر قطره به چسم نزدیك باشد، بزرگنمایی آن را می‌بینید.

چه اتفاقی می‌افتد؟

اولین پیشروان ساخت میكروسكوپ اساساً از شیشه‌های كروی پرشده از آب استفاده می‌كردند و این دقیقاً شبیه آزمایشی است كه شما انجام دادید. قطره‌ی آب شكلی شبیه عدسی مقعر می‌گیرد كه نور را شكسته و در نقطه‌ای همگرا می‌كند كه شما می‌توانید تصویر را به‌و‌ضوح آن را ببینید. بعدها از روش شیشه سازی در ساخت عدسی‌ها استفاده شد. میكروسكوپ‌های امروزی عدسی‌های زیادی دارند كه باعث می‌شود تصاویر فوق‌العاده شفافی را در بزرگنمایی‌های مشخصی ببینیم.

 

منبع :تبیان