أهم تجارب الكيمياء و كيفية تنفيذها في المعامل الافتراضية
أهداف تعليم تجارب الكيمياء في معامل العلوم.
أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في تجارب الكيمياء.
أفرع الكيمياء الأخرى التي لايمكن تجاهلها.
تجارب كيميائية في المختبر الافتراضي.
فؤائد لاجراء تجارب الكيمياء في المعامل الافتراضية لتحسين التدريس
لماذا نحتاج إلى مختبرات افتراضية أو مبدعين؟
أخطار يمكن تجنبها عن اجراء تجارب مختبر الكيمياء الافتراضي
أمثلة لمواد كيميائية ضارة
تجارب براكسيلابس الافتراضية في الكيمياء
تجارب الكيمياء التحليلية عملي من براكسيلابس
تجارب الكيمياء العضوية عملي من براكسيلابس
تجارب الكيمياء وتاريخها
تعتمد الكيمياء كعلم على استخدام المختبر ولا يمكن تدريسها بشكل فعال دون إجراء تجارب.
يؤدي إجراء تجارب الكيمياء في المعامل دورًا حيويًا في مناهج العلوم كوسيلة لطلابنا الصغار لفهم العالم الطبيعي الذي يعيشون فيه. منذ القرن التاسع عشر ، عندما بدأت المدارس في تدريس العلوم بشكل منهجي أصبحت المختبرات العلمية ميزة مميزة لتعلم الكيمياء.
على الرغم من المزايا والحاجة الواضحة للممارسة التعليمية في المختبرات الافتراضية فإن عددهم وخبرتهم في استخدامها في التعلم التفاعلي والتعلم عن بعد للتخصصات الكيميائية على سبيل المثال الكيمياء الفيزيائية في الممارسات الأجنبية والمحلية ليست كبيرة تم إنشاء المعامل الافتراضية في الكيمياء أساسًا للتعليم الثانوي العام ("مختبر الكيمياء الافتراضي للصفوف 8-11 ISO"). بالنسبة للتعليم العالي هناك عدد محدود من مختبرات الكيمياء الافتراضية بشكل رئيسي في الكيمياء غير العضوية والعامة والعضوية للمناطق غير الكيميائية ملفات التدريب وكلها تقريبًا باللغة الإنجليزية وفي بعض الحالات يلزم التسجيل والدفع مقابل استخدام النسخة الكاملة: Chemlab ، Crocodile Chemistry 605 والمنتج التعليمي مختبر الكيمياء الافتراضي Dartmouth ChemLab (دليل تفاعلي لأداء الأعمال المختبرية في الكيمياء العامة تم إنشاؤه على أساسه وتم تكييفه للمدارس الروسية وليس في الواقع مختبرًا افتراضيًا) مجموعة من التصورات والمحاكاة الحاسوبية لمحاكاة تجارب الكيمياء و Virtlab: مختبر افتراضي والعديد من المحاكاة الأخرى.
بعد الحرب العالمية الأولى ومع تزايد المعرفة العلمية بسرعة تم استخدام معامل العلوم بشكل أساسي كوسيلة لتأكيد وتوضيح المعلومات التي تم تعلمها سابقا في محاضرة أو من الكتب المدرسية.
أهداف تعليم تجارب الكيمياء في معامل العلوم
لإثارة الاهتمام والرضا والانفتاح والفضول وكذلك الحفاظ على هذه الصفات.
لتنمية القدرة على التفكير الإبداعي وحل المشكلات.
تعزيز جوانب التفكير العلمي والمنهج العلمي.
لتطوير الفهم لدى الطلاب.
لتطوير القدرات العملية (على سبيل المثال ، تصميم تجربة وتسجيل البيانات وتحليل وتفسير النتائج التي تم الحصول عليها من خلال إجراء تجارب الكيمياء).
أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في تجارب الكيمياء
تفاعلات الاتحاد Combination or Synthesis Reactions
يقصد به أن المواد المتفاعلة تتحد معًا (2 أو أكثر) لصنع ناتج جديد واحد.
مثال:
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
H2O (l) + SO3 (g) → H2SO4 (aq)
تفاعلات الاحتراق Combustion Reaction
يقصد به أن عنصرًا أو مركبًا واحدًا يتحد مع غاز الأكسجين ويطلق الطاقة. تسمى هذه الأكسدة بالحرق.
مثال:
C (s) + O2 (g) → CO2 (g) + E
2Mg (s) + O2 (g) → 2MgO (s) + E
تفاعلات الاستبدال المزدوج Double Replacement Reaction
يقصد به أن مركبين أيونيين يحلان محل الأيونات أو يتبادلانهما وينتجان مركبين أيونيين جديدين.
مثال:
NaCl (aq) AgNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + AgCl (s)
تفاعلات التحلل او التفكك Decomposition Reactions
وهذا يعني أن مادة متفاعلة واحدة تتحلل أو تتفكك لتشكيل 2 أو أكثر من نواتج التفاعل.
مثال:
C(s) + O2(g) → CO2(g)
H2O(l) + SO3(g) → H2SO4(aq)
تفاعلات الاستبدال الاحادية Single Replacement Reaction
يقصد به أن عنصرًا واحدًا يستبدل عنصرًا مشابهًا لمركب متفاعل مجاور.
مثال:
Zn (s) + CuSO4 (aq) → ZnSO4 (aq) + Cu (s)
أفرع الكيمياء الأخرى التي لايمكن تجاهلها
• الكيمياء الخضراء: تهتم الكيمياء الخضراء بدراسة ومعرفة طرق تقليل التأثير السلبي على البيئة الناجم عن العمليات الكيميائية. وهذا يشمل علاج هذة المشكلة عن طريق جعل هذه العمليات الكيميائية أكثر صداقة للبيئة.
• الكيمياء الكهربية: تدرس الكهربية سلوك الأيونات والبروتونات وحركة الشحنة في الأنظمة الكيميائية
• الجيوكيمياء: تهتم الجيوكيمياء بدراسة خصائص وطبيعة المواد و كذلك العمليات الجيولوجية المختلفة.
• الحركية الكيميائية: تهتم الحركية الكيميائية بدراسة سرعة او معدل العمليات الكيميائية والتفاعلات والعوامل التي تؤثر عليها.
• الكيمياء النووية: تدرس الكيمياء النووية التفاعلات بين النيوترونات والبروتونات والجسيمات دون الذرية الاخرى، على عكس معظم أفرع الكيمياء الاخرى التي تهتم بشكل أساسي بالتفاعلات بين الإلكترونات في الذرات والجزيئات
• كيمياء البوليمر: تدرس كيمياء البوليمر تركيب وكذلك خصائص الجزيئات الكبيرة والبوليمرات.
• كيمياء الكم: تطبق كيمياء الكم ميكانيكا الكم لاستكشاف و دراسة الأنظمة الكيميائية.
• الكيمياء النظرية: يهدف هذا الفرع الى تطبيق الرياضيات والفيزياء وبرمجة الكمبيوتر من أجل الاجابة على أسئلة الكيمياء المختلفة.
• الكيمياء الفلكية: تهتم بمعرفة مدى توافر المركبات والعناصر في الكون ، وتفاعلات هذه المواد مع بعضها البعض ، وأيضا تهتم بدراسة الإشعاعات الكونية وتفاعلها مع والمادة.
• الكيمياء الإشعاعية: تدرس الكيمياء الإشعاعية بشكل أساسي تركيب العناصر والمركبات المشعة وكذلك تهتم بدراسة طبيعة النظائر المشعة وتأثيرات الإشعاع المختلفة على المادة.
• الكيمياء النووية: تدرس الكيمياء النووية التفاعلات بين النيوترونات والبروتونات والجسيمات دون الذرية الاخرى، على عكس معظم أفرع الكيمياء الاخرى التي تهتم بشكل أساسي بالتفاعلات بين الإلكترونات في الذرات والجزيئات