31
PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE Téma: PARAZITI POD MIKROSKOPEM AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ

CZ.1.07/1.1.30/02.0024

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Multioborový workshop pro ZŠ

BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE

Téma: PARAZITI POD MIKROSKOPEM AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

Page 2: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

2

TÉMA: PARAZITI POD MIKROSKOPEM

AUTOŘI: Mgr. ZBYNĚK HOUDEK, Ph.D., Mgr. VERONIKA KAUFNEROVÁ,

CÍL: Příprava nativních preparátů parazitických prvoků

ÚVOD

Parazitičtí prvoci patří k jednobuněčným eukaryotickým mikroorganismům, které se živí

heterotrofně, ale liší se od svých volně žijících prvoků řadou jedinečných organel. Tyto

organely pomáhají těmto prvokům žít ve svých hostitelích. Mezi tyto organely náleží např. u

trypanosom kinetoplast, což je mitochondrie vybavená velkým množstvím DNA. Podobnou

organelu obsahují výtrusovci, jako je malárie s apikoplastem.

Malárie není pouze 1 choroba, ale spíše soubor nemocí s podobným průběhem, které

způsobují vnitrobuněční prvoci rodu Plasmodium, kteří parazitují nejen na člověku, ale i u

dalších asi 50 druhů savců, 40 druhů ptáků a 60 druhů plazů. Jako přenašeči těchto prvoků

na hostitele fungují komáři, u savců jsou to pouze komáři známého rodu Anopheles, ale u

ptáků a plazů i komáři rodu Culex. Lidskou malárii způsobují 4 druhy: Plasmodium

falciparum, P. vivax, P. ovale a P. malarie. Tyto druhy parazitů se od sebe liší hlavně životním

cyklem, který se následně odráží v různém průběhu jednotlivých nemocí. Vstup do krve

hostitele probíhá tedy při sání komára a následuje rychlý přechod prvoků do jaterních buněk,

pak následuje nepohlavní rozmnožování – merogonie. Toto rozmnožování se několikrát

opakuje a pak teprve následuje vstup dalšího stádia parazita do červených krvinek, kde často

vytváří známé stádium prstýnku a živí se zde krevním barvivem (hemoglobinem) a dále se

nepohlavně množí. Při tomto množení se tvoří nápadná stádia – rozety. Noví prvoci napadají

další červené krvinky a nemoc se šíří po těle hostitele. Právě obecně známou malarickou

horečku způsobují množící se stádia parazitů v erytrocytech. V červených krvinkách dochází i

k pohlavnímu rozmnožování.

U nás najdeme příbuzné zástupce trypanosom hlavně u bezobratlých živočichů jako jsou

hromadinky v moučných červech nebo jim příbuzná Monocystis lumbrici v semenném váčku

žížaly obecné.

Page 3: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

3

Obr. 1 Plasmodium berghhei, malárie hlodavců z Afriky.

ÚLOHY:

1. SAMOSTATNÁ PŘÍPRAVA NATIVNÍCH PREPARÁTŮ VÝTRUSOVCŮ

(Apicomplexa – hromadinek Gregarina cuneata, Monocystis lumbrici):

1.1 Pomůcky a materiál

živá žížala obecná (Lumbricus terrestris), živé ruměnice pospolné (Pyrrhocoris apterus) –

dospělí jedinci i nymfy, preparační (pitevní) miska, preparační jehla, pinzeta, nůžky, špendlíky,

jednorázová plastová pipeta, gumové jednorázové rukavice, měkký hadřík, podložní a krycí

skla, fyziologický roztok, proužky filtračního papíru, čistý benzín, binokulární lupa, mikroskop,

imerzní objektiv a olej potřeby k mikroskopování.

1.2 Princip

Nativní preparát ze semenných váčků žížaly obecné (Lumbricus terrestris)

1.3 Postup

Nativní preparát ze semenných váčků žížaly obecné (Lumbricus terrestris). Vezměte čerstvě

usmrcenou žížalu obecnou (Lumbricus terrestris) a připevněte její přední a zadní část pomocí

špendlíků k preparační misce. Pomocí pinzety, preparační jehly, skalpelu (nebo žiletky)

Page 4: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

4

vypreparujte semenné kanálky z těla žížaly. Na 10. a 11. článku jsou dva páry varlat

přecházející v semenné váčky, první pár vystupuje z přepážky mezi 9. a 10. článkem, druhý

pár mezi 10. a 11. článkem a třetí mezi 11. a 12. článkem. Abyste přesně vedly řez v místech

zmíněných článků, je nutno provádět pitvu pod binokulární lupou. Na dobře vyčištěné a

odmaštěné podložní sklíčko kápněte pipetou kapku fyziologického roztoku na rozmačkané

semenné váčky žížaly. Lehce přikryjte krycím sklíčkem a ze stran opatrně odsajte proužky

filtračního papíru přebytečný fyziologický roztok.

1.4 Otázky a úkoly

• Která buněčná organela obsahuje DNA a je charakteristická pro malárie a jim

příbuzné výtrusovce?

• Napiš hostitele a přenašeče parazitů způsobujících malárii?

• Napiš nebo nakresli životní cyklus malárie.

Page 5: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

5

A. TÉMA: PARAZITIČTÍ HELMINTI POD BINOLUPOU (ČERVI):

CÍL: Seznámit se s parazitickými helminty:

ÚVOD

Tato rozmanitá skupina helmintů zahrnuje druhy, které napadají člověka i v našem mírném

pásmu a řadíme je do tříd motolic (Trematoda), tasemnic (Cestoda) a kmene hlístic

(Nematoda). Tato skupina endoparazitů je charakteristická většinou složitými životními cykly.

Tasemnice (Cestoda)

Jedná se o parazity, kteří jsou lokalizování v trávicí soustavě hostitelů, především obratlovců.

Pro tyto helminty je charakteristický přichycovací orgán jako jsou háčky na chobotku

(rostellum) nebo přísavné rýhy a kruhovité přísavky na hlavičce neboli skolexu. Tělo (strobila)

tasemnic je článkované, kdy v každém článku jsou samostatné funkční pohlavní orgány.

Tasemnice, které se u nás vyskytují nejčastěji a patří do řádu tasemnic Cyclophylidea, které

mají na skolexu 4 přísavky. Mezi tyto nebezpečné tasemnice řadíme tasemnici

dlouhočlennou (Taenia solium) a tasemnici bezbranou (T. saginata).

T. solium je kosmopolitní parazit, kde definitivním hostitelem může být i člověk a prase slouží

jako mezihostitel, který se nakazí vajíčky v potravě. Ve střevě se z nich vyvinou pohyblivé

larvy – onkosféry. Tyto larvy napadají různé orgány včetně svalů, kde se vytváří další stáium

cysticerkus. Člověk se nejčastěji nakazí nedostatečně tepelně upravenou potravou. Skolex je

vybaven háčky a nemoc se projevuje nechutenstvím, bolestí břicha, průjmy a zácpou.

Výjimečně může dojít k nákaze člověka vajíčky a pak onkosféry napadají různé orgány (svaly,

oči a mozek) a cysticerky způsobují epilepsii, oslepnutí, poruchu rovnováhy až smrt a

vyskytuje se nejčastěji v Americe, Africe, Indii a Číně, u nás byla tato forma nemoci

zaznamenána naposled před více než 10 lety.

Tasemnice bezbranná (T. saginata) se také vyskytuje po celém světě, je dokonce o něco vetší

než předchozí druh (2-6 m) a dorůstá délky 6 až 5 m. Na rozdíl od předchozí tasemnice nemá

rostellum s háčky a jako mezihostitele využívá skot a definitivním hostitelem zůstává člověk,

který se nakazí cysticerkem z neupraveného hovězího masa (např. tatarské bifteky).

Page 6: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

6

Obr. 2 Tělní články tasemnice

Prevencí před nákazou tasemnicemi je nejen dodržování základních hygienických návyků, tak

i dokonalá tepelná úprava masa a jeho veterinární kontrola.

ÚLOHY:

2. POD BINOLUPOU BUDETE POZOROVAT ZÁSTUPCE TASEMNIC

(Cestoda – tasemnici dlouhočlennou - Taenia solium).

2.1. Pomůcky

usmrcení a ve 4% formalínu uložení dospělí tasemnice dlouhočlenné (Taenia solium) a

preparační (pitevní) miska, preparační jehla, pinzeta, jednorázová plastová pipeta, gumové

jednorázové rukavice, měkký hadřík, podložní a krycí skla, fyziologický roztok, proužky

filtračního papíru, čistý benzín, binokulární lupa a mikroskop.

2.2. Princip

Prohlédnout pod binolupou a nakreslit parazitické helminty

Page 7: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

7

2.3. Postup

Pinzetou uchopte a vyjměte z nádoby s roztokem formalínu postupně dospělého jedince

tasemnice dlouhočlenné (Taenia solium). Pomocí preparační jehly a pinzety dejte na

preparační misku a nakreslete.

2.4. Otázky a úkoly

• Které druhy tasemnic parazitují u člověka?

• Jak se může člověk nakazit tasemnicí?

Page 8: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

8

B. TÉMA: PARAZITIČTÍ ČLENOVCI

CÍL: Seznámit se s parazitickými členovci a příprava trvalých preparátů

ÚVOD

Blechy (Siphonaptera)

Tento řád sekundárně bezkřídlého hmyzu má proměnu dokonalou, který v dospělosti žije

paraziticky. Beznohé larvy obyčejně najdeme v hnízdech hostitelů, kde se živí jejich odpadem

nebo trusem dospělých blech. Je velice druhově početný (2000 druhů z toho 100 v samotné

ČR). Kukla je obalena kokonem ze sekretu ústních žláz, který je navíc lepkavý pro okolní

materiál a funguje jako její ochrana. Dospělci sají krev svým hostitelům, převážně z řad savců

a ptáků. Díky třetímu páru skákacích končetin jsou velice dobře pohyblivé, a tak snadno mění

své hostitele a nejsou na nich tolik závislé. Také kýlovitá hlava a ze stran zploštělý tvar těla

umožňuje rychlý pohyb v srsti a peří hostitele. Naopak k uchycení na hostiteli jsou blechy

vybaveny brvami a trny, které tvoří hřebínky (ktenidia) a jsou druhovými znaky. Sání krve

blech na hostitelích je velice bolestivé a často alergenní. Fungují často jako přenašeči různých

chorob a to nejen zvířecích, ale i lidských.

Nejvíce známou lidskou chorobou, kterou blechy přenášejí je mor, který je bakteriálního

původu a přenáší jej blecha morová a obecná. Blecha obecná byla u nás v minulosti velice

rozšířená, ale dnes je vzácná. Pro šíření moru jsou důležití ještě další rezervoároví hostitelé a

to hlodavci, na kterých blechy také sají. Mor byl v historii lidstva asi nejzávažnější

epidemickou chorobou. Poslední pandemie moru proběhla na začátku 20. století

v jihovýchodní Asii, kde se dodnes vyskytuje a přežívá i na západě USA.

V současnosti jsou u nás nejvíce rozšířeny blechy našich domácích zvířat, psů a koček: blecha

psí (Ctenocephalides canis) a blecha kočičí (C. felis), které však napadají i nás jejich chovatele.

Jako prevenci je třeba dodržovat základní hygienu a pořádek v domácnostech, ale i v kotcích,

kde zvířata žijí. Zvířata je nutné odblešit pomocí insekticidů (Actelic nebo Biolit).

Page 9: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

9

Obr. 3 Blecha psí

ÚLOHY:

3. POD BINOLUPOU NEBO MIKROSKOPEM SI BUDETE MOCT PROHLÉDNOUT BLECHU PSÍ

(Aphaniptera – Ctenocephalides canis) a blechu blechu kočičí (Ctenocephalides felis).

3.1. Pomůcky a materiál

usmrcení jedinci blechy psí (Ctenocephalides canis), 96% alkohol, xylen, kanadský balzám,

podložní a krycí skla, pinzeta, skleněná tyčinka, Petriho miska, mikroskop, binokulární lupa,

čistý benzín, určovací klíč pro determinaci blech (např. Kolářová a kol. – Images of human

parasites – http://old.lf3.cuni.cz/mikrobiologie/parazitologie/)

3.2. Princip

Připravit trvalé preparáty a prohlédnout pod binolupou a nakreslit parazitické členovce

3.3. Postup

Ektoparazity nejprve odvodněte 2 – 3x v 96% etanolu a poté v xylenu. Na dobře vyčištěné a

odmaštěné podložní sklo kápněte kapku kanadského balzámu (pokud je příliš hustý, lze jej

ředit xylenem). Do kapky kanadského balzámu vložte odvodněného ektoparazita a oparně

přikryjte krycím sklem. Abyste zabránili vzniku vzduchových bublin, je dobré nejprve krycí

Page 10: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

BIOLOGIE

PARAZITI POD MIKROSKOPEM

10

sklo smočit v xylenu. Zhotovený trvalý preparát pozorujte nejprve pod binokulární lupou a

poté pod mikroskopem.

3.4. Otázky a úkoly

• Zařaď systematicky klíště obecné?

• Které choroby u nás klíště přenáší nejčastěji?

• Kterou chorobu v minulosti přenášely blechy?

• Proč jsou blechy zploštělé z boku?

• U kterých domácích zvířat najdeme ještě blechy?

LITERATURA

1. Hofmanová, H., 2012: Praktická parazitologie ve výuce biologie. –MS, Diplomová práce,

ZČU, Plzeň, str. 123.

2. Jíra, J., 2009: Lékařská protozoologie. Galén, Praha, str. 567.

3. Kolářová, L., Němečková, V. et al., Images of human parasites,

http://old.lf3.cuni.cz/mikrobiologie/parazitologie/, staženo 23.6. 2013.

4. Volf, P., Horák P. et al., 2007: Paraziti a jejich biologie. Triton, Praha, str. 618.

5. Votava, M., Černohorská, L. et al., 2006: Lékařská mikrobiologie speciální, Neptun, Brno,

str. 493.

Page 11: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

11

TÉMA: AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

AUTOŘI: PhDr. PAVEL KRATOCHVÍL, Ph.D., Mgr. PETR KUČERA

CÍL: Porozumění podstatě a vlastnostem zvuku

ÚVOD

Soubor experimentů, jejichž cílem je přiblížit žákům podstatu zvuku, způsob jeho vzniku

v různých hudebních nástrojích. Vlastnosti zvuku jakožto mechanického kmitání a jeho šíření

v různých materiálech. Výroba jednoduchých hudebních nástrojů z běžně dostupných

materiálů.

ÚLOHY:

1. ZVUK JAKO MECHANICKÉ KMITÁNÍ

1.1 Pomůcky

Ladička, kladívko z pryže, ping-pongový míček, provázek, lepidlo nebo izolepa, kádinka s

vodou.

1.2 Princip

Podstatou zvuku je kmitavý pohyb zdroje zvuku. Kmitající ladička rozkmitává předměty ve

svém okolí. Dokáže rozpohybovat míček nebo vycáknout vodu z kádinky.

1.3 Postup

Kladívkem z pryže rozezvučíme ladičku a přiblížíme k ní míček přilepený na provázku, tak aby

se jí míček dotkl - míček odskočí. Rozezvučenou ladičku ponoříme do kádinky s vodou – voda

vycákne.

1.4 Otázky a úkoly

Jak souvisí výška tónu a rozměry jeho zdroje? Vyzkoušejte rozkmitat pravítko na hravě stolu

a měnit délku jeho přesahu přes stůl.

2. ŠÍŘENÍ ZVUKU (PŘEDÁVÁNÍ ENERGIE)

2.1 Pomůcky

Dvě ladičky s ozvučnými skříňkami, kladívko z pryže, ping-pongový míček, provázek, lepidlo

nebo izolepa, stojan.

Page 12: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

12

2.2 Princip

Zdroj zvuku rozkmitává částice vzduch (nebo jiného materiálu) ve své blízkosti. Atomy a

molekuly si svůj kmitavý pohyb předávají a zvuk se tak šíří prostředím.

2.3 Postup

Umístíme ladičky ozvučnými skříňkami proti sobě do vzdálenosti cca. 30cm. Na stojan

přivážeme míček na niti, tak aby se dotýkal jedné ladičky. Druhou ladičku rozezvučíme. Ping-

pongový míček začne od první ladičky odskakovat.

2.4 Otázky a úkoly

Vydrží znít déle ladička s ozvučnou skříňkou, nebo bez ní?

3. AKUSTICKÝ TLAK

3.1 Pomůcky

PC, reproduktor (zesilovač), svíčka, zápalky.

3.2 Princip

Zvuková vlna, která vzniká kmitáním membrány reproduktoru, je vlnou podélnou. Dochází

tedy k „zhušťování a zřeďování“ vzduchu a ke změně tlaku. Vzniká tzv. tlaková vlna, která

působí na plamen svíčky a ten se ohýbá a komíhá.

3.3 Postup

Na PC pustíme nějakou dobře ozvučenou skladbu. Před reproduktor umístíme svíčku, kterou

zapálíme. Plamen svíčky komíhá v rytmu hudby.

3.4 Otázky a úkoly

Je zvuk podélné nebo příčné vlnění?

4. KELÍMKOVÝ TELEFON

4.1 Pomůcky

Dva kelímky z umělé hmoty, pevná nit nebo provázek, špejle, silnější jehla.

4.2 Princip

Jak student mluví, vzniká podélná vlna, která rozkmitá dno kelímku. Kmity se z kelímku

přenesou na provázek až druhému dnu kelímku, který slouží jako sluchátko. Chvějící se dno

vytváří tlakové změny vzduchu a tím opět zvukovou vlnu ve stejném rytmu jako vlna

dopadala na mikrofon. Kvalita přenosu je různá. Záleží jak na niti i na druhu kelímku. Čím je

dno kelímku pružnější, tím je přenos kvalitnější.

Page 13: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

13

4.3 Postup

Do každého kelímku do středu uděláme jehlou otvor a provlékneme jím niť. K niti přivážeme

vhodně dlouhou špejli. Při napnutí provázku špejle dosedne na dno nádoby. Poté stačí dva

studenti, kteří si budou volat. Jeden kelímek souží jako mikrofon a druhý jako reproduktor

neboli sluchátko. Důležité je, aby provázek byl napnutý. Dá se ještě odposlouchávat, pokud

na provázek přivážete ještě jeden provázek s kelímkem, pak mohou mluvit spolu tři lidi

najednou.

4.4 Otázky a úkoly

Navrhněte a zrealizujte telefon pro více účastníků.

5. ZOBRAZENÍ KITŮ LADIČKY

5.1 Pomůcky

Ladička s hrotem, kladívko z pryže, sklíčko, svíčka, zápalky.

5.2 Princip

Ladička vykonává harmonické (sinusové) kmity. Časový průběh těchto kmitů lze (při použití

ladičky s hrotem) zachytit na vhodný povrch. Stačí hrot ladičky dostatečně rychle táhnout po

začouzeném sklíčku, alobalu, nebo nasypané hladké mouce.

5.3 Postup

Nejprve si očerníme skleněnou destičku pomocí zapálené svíčky. Pomocí kladívka z pryže

rozezníme ladičku s hrotem, přiložíme ji k destičce a posouváme. Čistější varianta je místo

začernalého sklíčka použít alobal nebo desku stolu posypanou hladkou moukou. Posouvání

ladičky musí být dostatečně rychlé.

6. VYTVOŘTE SI SINUSOUIDU

6.1 Pomůcky

Nůžky, lepidlo, nit, čtvrtka, krupička nebo jemný písek, role papíru, dva stojany.

6.2 Princip

Zavěšený kornout je vlastně kyvadlo, které pokud rozkmitáme tak jistou dobu má

harmonické kmitání, tedy sinusoidu. Samozřejmě každé kmitání je tlumené, což se také

zobrazí jako exponenciální klesání amplitudy. Z kornoutu necháme sypat krupici na

posouvající se podložku, čímž zobrazíme časový průběh kmitů – sinusoidu.

Page 14: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

14

6.3 Postup

Ze čtvrtky si vyrobíme kornout, který má jen malý otvor na špičce. Kornout propíchneme a

přivážeme dvě nitě na protější strany kornoutu tak, aby byl kornout vyvážený. Dva stojany

připevníme na lavici proti sobě a přivážeme na ně kornout tak, aby se mohl volně houpat

mezi stojany. Pod kornout umístíme roli papíru tak, aby se mohl papír popotahovat pod

kornoutem. Kornout naplníme krupičkou nebo pískem a rozkmitáme. Student posouvá

rovnoměrně papírem. Na papíru se vytvoří sinusoida. Pokud je dostatek papíru, vznikne

i tvar křivky pro tlumené kmitání. Dá se použít i studentů místo stojanů.

7. TLUMENÉ KMITÁNÍ

7.1 Pomůcky

Kulička, pružina, stojan, stopky, kádinka, různé kapaliny.

7.2 Princip

Ve vodě kmitá kulička kratší dobu než na vzduchu. Vždy záleží na prostředí a jeho odporu.

Čím je odpor prostředí větší, tím je doba kmitání kratší. Tímto způsobem můžeme podrobit

zkoumání odpor prostředí různých látek (olej, líh, med).

7.3 Postup

Zavěsíme kuličku na pružinu a rozkmitáme ji ve svislém směru. Měříme čas, po který kulička

kmitala. Pak vezmeme kádinku s vodou a pokus zopakuji. Samozřejmě se čas zkrátí. Pak

mohu vzít olej a další kapaliny a zkoumat časy. Kuličku rozkmitáváme vždy stejnou silou.

7.4 Otázky a úkoly

Souvisí odpor prostředí s nějakou jinou fyzikální veličinou? (hustota, viskozita...)

8. STOJATÉ VLNĚNÍ

8.1 Pomůcky

Upravený reproduktor (do reproduktoru je vlepen kruh s kolmo připevněnou tyčkou -

obr. 1), signálový generátor, guma (1-2m dlouhá).

Page 15: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

15

Obr. 1 Upravený reproduktor s připevněnou gumou

8.2 Princip

Je li na bodovou řadu posíláno vlnění z obou stran (z druhé strany je vysíláno odrazem),

může za určitých podmínek vzniknout tzv. stojaté vlnění. Délka bodové řady (gumy) musí být

celočíselným násobkem vlnové délky vysílaného vlnění. Vznik a parametry stojatého vlnění

závisí na: frekvenci zdroje, délce bodové řady, rychlosti šíření vlnění (=napnutí gumy).

8.3 Postup

Na tyčku reproduktoru přivážeme gumu. Její druhý konec držíme v ruce nebo přivážeme

k pevnému bodu. Reproduktor připojíme na harmonický generátor a měníme jeho frekvenci.

Na gumě vzniká stojaté vlnění s různým počtem „kmiten“. Parametry stojatého vlnění

můžeme také měnit délkou a napnutím gumy.

8.4 Otázky a úkoly

Jak se mění parametry stojatého vlnění při větším (menším) napnutí gumy? Vysvětlete.

9. ŠÍŘENÍ ZVUKU VE VAKUU

9.1 Pomůcky

Vývěva, dva mobily.

9.2 Princip

Mobil ve vzduchu funguje normálně, protože zvuková vlna potřebuje pro svoje šíření nějaké

pružné prostředí, což je např. vzduch. Pokud vytvoříme vakuum, zanikne pružné prostředí a

zvuková vlna se nemá jak šířit. Důkaz, že ve vakuu se zvuk nešíří.

9.3 Postup

Jeden mobil umístíme pod zvon vývěvy a necháme ho prozvonit, aby studenti viděli, že mobil

funguje a je slyšet melodie zvonění. Pak vysajeme vzduch zpod zvonu pomocí vývěvy. Pod

zvonem vznikne vakuum. Necháme opět prozvánět mobil pod zvonem. Mobil svítí,

poskakuje, ale není nic slyšet.

Page 16: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

16

9.4 Otázky a úkoly

Proč je třeba k šíření zvuku látkové prostředí?

10. ZPÍVAJÍCÍ BALÓNEK

10.1 Pomůcky

Nafukovací balónek, vroubkovaná mince.

10.2 Princip

Na napnutou blánu balónku v pravidelných intervalech naráží zoubky mince (proto musí být

mince se zoubky či hranami) Blána koná nucené kmity, jejichž frekvence leží v oblasti

slyšitelného zvuku - bzučení, které slyšíme.

10.3 Postup

Do balónku umístíme minci, aniž bychom balónek poškodili, poté balónek nafoukneme.

Balónek zavážeme a roztočíme minci uvnitř. Jak mince krouží uvnitř, rozechvívá membránu

balónku a slyšíme bzučení.

10.4 Otázky a úkoly

Odhadněte frekvenci tónu pro různé mince.

11. INTENZITA A ODRAZ ZVUKU

11.1 Pomůcky

Hodinky (tikající), papírová trubka, dřevěná deska (kniha).

11.2 Princip

Zvuk se ze zdroje šíří do okolí ve vlnoplochách. Energie zvuku je rovnoměrně rozložena na

celou tuto kulovou plochu, proto intenzita zvuku klesá s druhou mocninou vzdálenosti od

zdroje. Pokud přiložíme ke zdroji trubku, přivedeme k uchu větší část energie, než by

dopadla na ucho bez jejího použití (obr. 2). Podobně jako například pro světelný paprsek

platí i pro zvuk zákon lomu a odrazu. Tikání hodinek uslyšíme nejsilněji při natočení desky dle

obr. 3.

Page 17: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

17

Obr. 2 Trubka přivede k uchu větší část energie Obr. 3 Odraz zvuku

11.3 Postup

Na stůl položte tikající budík nebo hodinky. Poslouchejte, jak tikají. Pak si udělejte z papíru

trubici. Jeden konec dejte k uchu a druhý k budíku. Jak slyšíte tikání nyní a proč?

Poté hodinky umístěte do stojící trubice. Ke konci trubice přiložte kus dřevěné desky a různě

ji naklánějte. Poslouchejte, ve kterém směru uslyšíte tikání nejlépe.

12. KOSTELNÍ ZVONY

12.1 Pomůcky

Drátěné ramínko na oblečení, provázek.

12.2 Princip

Zvuk se šíří nejen ve vzduchu, ale i v pevných látkách.

Zvuk rozkmitaného ramínka putuje po provázcích a

přes prsty do ucha. Zatímco okolní pozorovatelé slyší

jen slabé cinknutí, posluchač s ramínkem slyší

mohutné bimbání kostelních zvonů.

Obr. 4 Ramínko s provázky

12.3 Postup

Na ramínko přivážeme dva provázky (obr.4), konce provázků omotáme kolem ukazováčků

a ty strčíme do uší. Ramínkem uhodíme o hranu stolu.

12.4 Otázky a úkoly

Stiskněte do zubů znějící ladičku. Pokuste se vysvětlit silný zvuku, který slyšíte.

Page 18: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

18

13. KYVADLOVÝ VLNOSTROJ

13.1 Pomůcky

Kyvadlový vlnostroj.

13.2 Princip

Kyvadlový vlnostroj je soustava kyvadel s různou délkou závěsu. Doba kmitu závisí pouze na

jeho délce (ideální případ - matematické kyvadlo). Délky závěsů jsou voleny tak, aby za jednu

minutu vykonalo každé kyvadlo celý počet kmitů – každé následující kyvadlo o jeden kmit

více než kyvadlo předchozí.

13.3 Postup

Kyvadla vychýlíme a všechna současně pustíme. Zpočátku kmitají se stejnou fází, po chvilce

se kyvadla s delšími závěsy začnou zpožďovat a vytvoří tak vlnu. Po chvíli kyvadla kmitají

zcela chaoticky, za minutu však opět vytvoří vlnu a sejdou se ve stejné poloze. Pokud je

vlnostroj přesně seřízen, děj se několikrát opakuje.

13.4 Otázky a úkoly

V určitých okamžicích dojde k rozdělení kyvadel do dvou (třech, čtyřech) skupin kmitajících

se stejnou fází. Vysvětlete tento jev.

14. OPTICKÁ KYTARA

14.1 Pomůcky

„Optická kytara“, hřeben.

14.2 Princip

Jedná se o optický snímač (tzv. světelná závora). Při přerušení laserového paprsku dojde

k vychýlení membrány reproduktoru. Pokud paprsek přerušujeme dostatečně rychle

(>20Hz), vyrábíme slyšitelný zvuk. Tímto způsobem lze snímat například i kmity struny.

14.3 Postup

Nejprve několikrát přerušíme paprsek rukou – v reproduktoru se vždy ozve „lupnutí“.

Pokusíme se paprsek přerušovat rukou co nejrychleji – zatím je to spíše praskání, než zvuk.

Rychlejšího přerušování lze dosáhnout například protažením ruky s roztaženými prsty,

kmitáním obou rukou s roztaženými prsty, nebo protažením hřebenu. Tímto senzorem lze

snímat i kmity struny na kytaře vyrobené z násady na hokejku a kytarové struny.

14.4 Otázky a úkoly

Proč je toto snímání pro elektrickou kytaru nevhodné?

Page 19: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

19

15. ELEKTRICKÁ KYTARA

15.1 Pomůcky

Kytarová struna, svěrka, závaží 1kg, malá cívka s ocelovým jádrem (např. 12000 závitů ze

starého telefonu), malý neodymový magnet a zesilovač (např. počítačové "bedničky").

15.2 Princip

Princip snímání kmitů struny je stejný jako na elektrické kytaře. Magnet na konci jádra cívky

zmagnetuje ocelovou strunu a ta díky přibližování a vzdalování se od cívky indukuje v cívce

elektrický proud úměrný změně polohy struny. Lze demonstrovat i závislost výšky tónu na

napnutí a délce struny.

15.3 Postup

Svěrku uchytneme cca 80 cm od rohu stolu. Konec struny uchytneme do svěrky a do

kovového očka provázkem přivážeme kilogramové závaží. Konec se závažím volně pověsíme

přes okraj stolu. Celek je schematicky zakreslen na obr. 5. Brnkneme na strunu - její zvuk je

velmi slabý. Na konec ocelového jádra cívečky umístíme magnet a výstup cívečky zapojíme

do zesilovače. Opět brnkneme na strunu a přiblížíme cívečku ke struně tak, aby konec jádra s

magnetem byl cca 5 mm od struny. Ze zesilovače se ozve čistý kytarový tón. Během pokusu

lze měnit zatížení konce struny a demonstrovat závislost výšky tónu na napětí ve struně,

případně lze strunu navíc napínat rukou. Když posouváme cívku podél struny, mění se

zastoupení vyšších harmonických tónů - např. cívka snímající kmity středu struny není

schopna detekovat sudé módy, které zde mají uzel. Strunu můžeme podepřít kusem

kovového L-profilu, který mění délku kmitající struny - jeho posouváním lze demonstrovat

závislost výšky tónu na délce struny.[1]

Obr. 5 Napnutí struny na stole

15.4 Otázky a úkoly

Jak ovlivňuje výšku tónu napnutí struny a její délka?.

Page 20: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

20

16. VÝROBA PÍŠŤALKY

16.1 Pomůcky

Zavařovací víčko, nůžky.

16.2 Princip

Zvuk vzniká v hudebních nástrojích různými způsoby. V píšťale vznikne hudební tón

rozkmitáním vzduchu po nárazu na ostrou hranu a následným vytvořením stojaté vlny uvnitř

píšťaly. Námi vyrobená píšťalka se musí držet z boků, aby se mezi plechem a prsty vytvořil

prostor pro stojatou vlnu.

16.3 Postup

Ze zavařovacího víčka vystřihneme plíšek ne tvaru písmene L. Z plíšku vytvarujeme píšťalku

(obr. 6-a,b,c). Zbývá píšťalku uchytit správným způsobem a pískat.

Obr. 6 Vystřihnutí a vytvarování píšťalky [2]

16.4 Otázky a úkoly

Jak píšťalku správně uchopit, aby pískala? Proč?

17. VÝROBA HOUKAČKY

17.1 Pomůcky

Malá PET láhev (0,33 l), plechovka od pití, nůžky, nafukovací balónek, izolepa.

17.2 Princip

Vzduch vháněný do plechovky rozkmitává membránu, která se stává zdrojem zvuku.

17.3 Postup

Z plechovky odstřihněte dno a vystřihněte víčko. Kousek (cca 1,5 cm) pod horním okrajem

udělejte do plechovky otvor a začistěte jeho okraje. Odstřihněte zúženou část balónku,

Page 21: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

21

kterou se nafukuje, a zbytek přetáhněte přes horní konec plechovky tak, aby blána byla

napnutá. Zajistěte blánu izolepou, aby držela (někdy to ani není třeba). Z plastové láhve

odstřihněte dno. Láhev zasuňte do plechovky tak, aby její hrdlo tlačilo na blánu z balónku a

napínalo ji. Dolní část plechovky velmi dobře přilepte izolepou k láhvi, nesmí zde zůstat

otvor. Hotová houkačka je schematicky znázorněna na obr. 7. Silně zafoukejte do otvoru v

plechovce. Vyzkoušejte, jak ovlivní výšku vydávaného tónu na napnutí blány. [2]

Obr. 7

17.4 Otázky a úkoly

Jak ovlivní napnutí membrány výšku tónu?

Page 22: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

FYZIKA

AKUSTICKÉ JEVY, KMITÁNÍ, VLNĚNÍ

22

LITERATURA

1. Tři nové experimenty. In: Souhrnný sborník Veletrh nápadů učitelů fyziky [online]. 2007

[cit. 2013-12-29]. Dostupné z: http://vnuf.cz/sbornik/prispevky/12-13-Piskac.html

2. Pokusy v přírodovědě na 1. stupni ZŠ: Téma 3: Zvuk. [online]. [cit. 2013-12-28]. Dostupné

z: http://kdf.mff.cuni.cz/~mandikova/prirodoveda/zvuk.pdf

Page 23: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

23

TÉMA: PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

AUTOR: Mgr. MILAN KLEČKA, Ph.D.

CÍL: Prakticky poznat vybrané plyny, se kterými se můžeme setkat, a seznámit se s některými

jejich vlastnostmi.

ÚVOD

Plyny jsou běžné látky, se kterými přichází člověk do styku. Jejich charakteristiky a základní

vlastnosti jsou součástí řady kapitol, které prolínají učivem chemie základní i střední školy.

Naší snahou je vybrat pokusy, které budou pro žáky zajímavé a nebudou se dublovat

s pokusy, které prováděli při své výuce v hodinách chemie. Uvedené pokusy by měly rozšířit

základní poznatky z výuky chemie, popř. potvrdit některé teoretické vědomosti žáků.

ÚLOHY:

1 PŘÍPRAVA A VLASTNOSTI OXIDU UHLIČITÉHO

1.1 Pomůcky a chemikálie

Dělící nálevka (100 cm3), frakční baňka (100 cm3), skleněná trubička 20-25 cm, PE (gumová)

hadička, kádinka 600-1000 cm3, odměrný nebo preparační válec na 250 cm3, 3 různě vysoké

svíčky, spalovací lžička, hodinové sklo, 30-50 cm tenkého drátku, špejle; uhličitan vápenatý –

CaCO3 (popř. sodný – Na2CO3), kyselina chlorovodíková - HCl (10%)

1.2 Postup

Sestavte aparaturu pro vývoj plynu podle obrázku 1. Do

frakční baňky dejte asi 20 g práškového uhličitanu

vápenatého (popř. sodného). Na trubičku frakční baňky

nasaďte PE hadičku, na jejíž druhý konec nastrčíte 20-30

cm dlouhou skleněnou trubičku. Do dělící nálevky nalejte

opatrně cca 50 cm3 HCl (10%). HCl pak přikapávejte

k práškovému uhličitanu.

Obr. 4 Aparatura na vývoj oxidu uhličitého

10% HCl

20g CaCO3

Page 24: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

24

a) Do kádinky na 600-1000 cm3 připravte 3 svíčky o různé výšce (obr. 2). Svíčky zapalte

a z aparatury na obr. 1 zavádějte ke dnu kádinky oxid uhličitý. Pozorujte vývoj a po ukončení

pokusu odpovězte na otázky k pokusu.

b) Naplňte oxidem uhličitým odměrný nebo preparační válec na 250 cm3. O naplnění

válce se přesvěčte pomocí hořící špejle (v CO2 zhasne). Po naplnění válec přikryjte

hodinovým sklem. Na spalovací lžičku připevněte drátkem svíčku, kterou zapálíte. Hořící

svíčku na spalovací lžičce zanořte na chvilku do válce s oxidem uhličitým. Sledujte, jak se

plamen svíčky na hladině oxidu uhličitého oddělí od hořící svíčky (obr. 3). Pokud svíčku

rychle vynoříte, plamen se opět spojí s knotem svíčky a svíčka hoří dál. Můžete opakovaně

zanořovat svíčku do oxidu uhličitého a opět ji vytahovat. Rovněž můžete zkoušet zvětšit

hloubku zanoření svíčky. Po ukončení pokusu vysvětlete princip pozorovaného jevu.

Obr. 5 Pokus s hořícími svíčkami Obr. 3 Pokus s oddělováním plamene

od knotu svíčky

2 PŘÍPRAVA A VLASTNOSTI VODÍKU

2.1 Pomůcky a chemikálie

Erlenmeyerova (kónická) baňka (100-250 cm3), nafukovací balonek, špejle, plechovka o

objemu 0,3-1 dm3, dvě skleněné tyčinky; kyselina chlorovodíková - HCl (asi 20%), zinek Zn -

granule.

2.2 Postup

a) Připravte si Erlenmeyerovu baňku (100-250 cm3). Do baňky vhoďte asi 10 granulek zinku.

Připravte si dětský balónek, pak k zinku přilijte pod dohledem lektora asi 50 cm3 HCl (20%)

a ihned na ústí baňky navlékněte balónek tak, aby veškerý vyvíjený plyn směřoval do

balónku (Obr. 4). Po naplnění balónku jej opatrně sejmeme z kónické baňky a zavážeme.

Page 25: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

25

Zavázaný balónek vzdálíme od zdroje vodíku i od přihlížejících

studentů a v bezpečné vzdálenosti přiložíme k jeho stěně

hořící špejli.

Pracujte s ochranným štítem. Při náhodném prasknutí

balónku by mohlo dojít k rozptylu stopového množství

kyseliny a k zasažení očí. Proto se nepřibližujte bez

ochranného štítu k reakční nádobě a balónku. Pokus

provádějte pod dohledem lektora.

Obr. 4 Pokus s balónkem naplněným vodíkem

b) Připravte si plechovku o objemu 0,3-1 dm3 a u dna plechovky vyvrtejte otvor o průměru

2-5 mm. Na stolek položte dvě skleněné tyčinky tak, aby při postavení plechovka stála na

obou skleněných tyčinkách. Ve vzdálenosti cca 1m od připraveného pokusu zapalte kahan

a připravte špejli.

Do Erlenmeyerovy (kónické) baňky (100-250 cm3) vhoďte asi 10 granulek zinku. K zinku

přilijte asi 30 cm3 HCl (asi 20-25%) a na baňku s vyvíjejícím se vodíkem poklopte

plechovku obrácenou dnem vzhůru (obr. 5).

Obr. 5 Plnění baňky vodíkem

Plechovku podložte skleněnými tyčinkami, držte ji poklopenou na baňce a jedním prstem

neustále ucpávejte vyvrtanou dirku. Po cca 2 minutách by měla být plechovka plná

vodíku. Opatrně ji vysuňte, aniž byste pustili ucpaný otvor a plechovku nakláněli nebo

Page 26: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

26

CH4

obrátili. Odstraňte Erlenmayerovu baňku s vyvíjejícím se vodíkem do bezpečné

vzdálenosti a plechovku opět opatrně položte na skleněné tyčinky tak, aby zespodu mohl

do baňky vnikat vzduch. Zapalte špejli, pusťte ucpávaný otvor a ihned podržte hořící špejli

těsně pod otvorem tak, aby se unikající plyn zapálil (obr. 6).

Obr. 6 Zapálení vodíku po odstranění Erlenmeyerovy baňky

Pokud je v baňce směs vodíku se vzduchem, dojde ihned k výbuchu a vymrštění plechovky

směrem vzhůru. Pokud je plechovka naplněna pouze vodíkem, začne vodík u otvoru hořet

nesvítivým plamínkem. Místo spáleného vodíku začne ze spodní strany vnikat do plechovky

vzduch. V okamžiku, kdy v plechovce vznikne výbušná směs, dojde k výbuchu. Výbuch je

tedy v tomto případě o chvilku zpožděný. Nezapomeňte před zapálením vodíku odstranit

Erlenmeyerovu baňku!!! Pokus provádějte pod dohledem lektora.

3 VLASTNOSTI METHANU (ZEMNÍ PLYN)

3.1 Pomůcky a chemikálie

Širokohrdlá Erlenmeyerova (kónická) baňka (200-250 cm3), skleněná na konci zúžená

trubička 15-25 cm, sleněná tyčinka, PE (gumová) hadička, špejle, ochranný štít; jar, nebo jiný

prostředek na mytí nádobí, glycerol, destilovaná voda.

3.2 Postup

Připravíme si širokohrdlou Erlenmeyerovu (kónickou) baňku (200-

500 cm3). Naplníme ji asi do poloviny směsí, kterou připravíme z 1

dílu Jaru, 10 dílů destilované vody a 0,25 dílů glycerinu. Připravíme

skleněnou trubičku na konci zúženou. Tu napojíme hadičkou místo

kahanu na vývod zemního plynu (obr. 7). Necháme plyn

probublávat do roztoku v baňce.

Obr. 7 Plnění bublin methanem

Page 27: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

27

Vzniká bohatá pěna, která se buď samovolně odděluje od baňky a pozvolna se ve vzduchu

vznáší, pokud se pěna neoddělí sama, oddělíme ji pomocí skleněné tyčinky. Po přiblížení

hořící špejle dochází k jejímu vzplanutí.

POZOR!!! Při zapalování bublin nesmí být v blízkém okolí nikdo z přihlížejících a rovněž se

nenahýbáme nad zapalované bubliny a nepřibližujeme se vlasy ani jinými hořlavými

látkami k zapalovaným bublinám.

4 PŘÍPRAVA A VLASTNOSTI AMONIAKU

4.1 Pomůcky a chemikálie

Dvě promývačky, PE (gumová) hadička, balonek; kyselina chlorovodíková - HCl (konc.),

hydroxid amonný – NH4OH (konc.).

4.2 Postup

Propojte hadičkou dvě promývačky podle obr. 8 a na promývačku s HCl nasaďte gumový

balonek.

Obr. 7 Aparatura pro vývoj chloridu amonného

POZOR! Napojení proveďte přesně podle obrázku. Nesmíte obrátit zapojované

promývačky! Zapojení nechte před zahájením pokusu zkontrolovat lektorovi.

Do promývačky za balonkem vám vedoucí kroužku nalije cca 30 cm3 konc. kyseliny

chlorovodíkové a do druhé promývačky cca 30 cm3 koncentrovaného hydroxidu amonného.

Pak opatrně pumpujte pomocí balonku do promývaček vzduch. Uvolňovaný plynný

chlorovodík reaguje s hydroxidem amonným za vzniku chloridu amonného.

Pokus provádějte v digestoři za asistence a dohledu lektora.

HCl NH4OH

Page 28: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

28

5 PŘÍPRAVA A VLASTNOSTI KYSLÍKU

5.1 Pomůcky a chemikálie

Frakční baňka, dělící nálevka, hadička, preparační válec (popř. skleněný odměrný válec) - 250 ml, spalovací lžička, špejle, hodinové sklo, zátky, zápalky, kahan, pH papírky; 15% roztok peroxidu vodíku - H2O2, oxid manganičitý (burel) - MnO2, síra - S, hořčíková – Mg páska.

5.2 Příprava kyslíku

Sestavte aparaturu pro vývoj plynu (obr. 9). Do frakční baňky dejte lžičku oxidu manganičitého a přidejte asi 10 cm3 vody. Do dělicí nálevky nalejte asi 30 cm3 15% roztoku peroxidu vodíku. Z dělicí nálevky přikapávejte do baňky peroxid. V baňce se vyvíjí kyslík, který jímejte do preparačního válce. O naplnění válce kyslíkem se přesvědčte pomocí doutnající špejle. V místě, kam dosahuje hladina kyslíku, doutnající špejle vzplane. Jakmile špejle vzplane, ihned ji vytáhněte. Když je válec naplněn kyslíkem, přikryjte jej připravenou zátkou nebo hodinovým sklem a použijte k dalšímu pokusu.

Obr. 8 Aparatura pro vývoj kyslíku (převzato z protokolů studentů FPE ZČU Plzeň, obor chemie 2014)

5.3 Reakce kyslíku se sírou

Pokus provádějte v digestoři. Vezměte spalovací lžičku, vytřete ji křídou, dejte do ní na

špičku lžičky síry, nad kahanem síru roztavte a pak nahnutím spalovací lžičky zapalte. Hořící

síru ihned ponořte se spalovací lžičkou do válce s kyslíkem. Síra reaguje s kyslíkem za vzniku

plynné látky. Jakmile síra dohoří, spalovací lžičku vyjměte a opět uzavřete válec zátkou nebo

hodinovým sklem. Do válce pak přidejte asi 5 cm3 destilované vody, uzavřete zátkou a obsah

válce asi 30 s protřepávejte, aby se plyny obsažené ve válci rozpustily ve vodě. Pak pomocí

pH papírku změřte pH roztoku.

Page 29: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

29

5.4 Reakce kyslíku s hořčíkovou páskou

Vezměte spalovací lžičku, asi 6-8 cm hořčíkové pásky na konci zahněte a zavěste ji za kličku

na konci drátu. Nad kahanem pásku zapalte. Hořící pásku ihned ponořte se spalovací lžičkou

do válce s kyslíkem. Hořčík reaguje s kyslíkem za vzniku bílé látky, která se usazuje na

stěnách válce. Jakmile hořčík dohoří, spalovací lžičku vyjměte a opět uzavřete válec zátkou

nebo hodinovým sklem. Do válce pak přidejte asi 5 cm3 destilované vody, opět uzavřete

zátkou a obsah válce asi 30 vteřin protřepávejte, aby se látky obsažené ve válci rozpustily ve

vodě. Pak pomocí pH papírku změřte pH roztoku.

LITERATURA

1. Spurná, M., Švehlík, Z.: Praktické cvičení z didaktiky chemie. Univerzita Palackého,

Olomouc 1976.

2. Čtrnáctová, H. a kol.: Chemické pokusy. Prospektrum, Praha 2000.

3. http://www.vscht.cz/fch/pokusy/

4. http://www.studiumchemie.cz/pokus.php?id=104

Page 30: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

30

6 OTÁZKY A ÚKOLY

DOPLŇTE DO TEXTU ZJIŠTĚNÉ POZNATKY:

POKUS č. 1

V pokusu jsme zjistili, že připravený oxid uhličitý je …………………......………….(skupenství) ,

……………........………..……….(barva), …………...……………………… (lehčí nebo těžší) než vzduch,

……….………………………….(zápach). Pokus 1a dokazuje, že oxid uhličitý má vliv na hoření

………………………..................................................……........…… . Z pokusu 1b vyplývá, že u svíčky

hoří těkavé a hořlavé ……………………………… , které vznikají ………………...................…………………

parafínu, který svíčku tvoří. Oxid uhličitý vznikal reakcí uhličitanu vápenatého s kyselinou

chlorovodíkovou. Pokuste se zapsat tuto reakci chemickou rovnicí:

................... + ................... .................... + ................... + ...................

POKUS č. 2

V pokusu jsme zjistili, že vodík je …………........………. skupenství, ……………………..………. barvy,

………………………………… (lehčí nebo těžší) než vzduch, ……….……………….........…………(zápach).

Pokus 2a i 2b dokazuje, že vodík tvoří se vzduchem …….................…………………směs.

Vodík vznikal reakcí zinku s kyselinou chlorovodíkovou. Pokuste se zapsat tuto reakci

chemickou rovnicí:

....................... + ……………….. ………………. + …………………..

Vodík následně reagoval se vzduchem. Pokuste se zapsat tuto reakci chemickou rovnicí:

....................... + ……………….. ……………….

Page 31: Multioborový workshop pro ZŠ BIOLOGIE – FYZIKA – CHEMIE · 2015-04-28 · PRAKTICKÁ VÝUKA PŘÍRODOVĚDNÝCH PŘEDMĚTŮ NA ZŠ A SŠ CZ.1.07/1.1.30/02.0024 Tento projekt

CHEMIE PLYNY A JEJICH VLASTNOSTI

31

POKUS č. 3

Hlavní složkou zemního plynu je………………...…….… ,který je …....………........………. skupenství,

………..……………..………. barvy, ………………………….........……… (lehčí nebo těžší) než vzduch,

……….……………….........…………(zápach).

Pokus č.3 dokazuje, že metan tvoří se vzduchem…………………………………….…směs .

Methan reagoval se vzduchem. Pokuste se zapsat tuto reakci chemickou rovnicí:

....................... + ……………….. ………………. + …………………..

POKUS č. 4

V pokusu jsme zjistili, že amoniak je skupenství ……………………………. , ve vodě

………………………………………(vycházíme z toho, že čpavek, který jsme použili, je vodný roztok

amoniaku), ………..……………..………. barvy, ………………………….........………....…………(zápach).

Amoniak reagoval s chlorovodíkem. Pokuste se zapsat tuto reakci chemickou rovnicí:

................................ + ……….......……….. ………….......…………….

POKUS č. 5

Kyslík je ………….............………. skupenství, ……………………..………. barvy, …………………………………

(lehčí nebo těžší) než vzduch, ……….……………….........…………(zápach). Se sírou se slučuje na

plynný ……………………………… . Jeho vlastnosti jsou………………………………(barva),

………………………………….(zápach), ve vodě se ………………………………(rozpouští, nerozpouští).

Vzniklý roztok vykazuje reakci………………………………… (podle změřeného pH). S hořčíkem se

slučuje kyslík na …………………………. . Tato látka je ve vodě ………………………………(rozpustná,

nerozpustná). Vzniklý roztok vykazuje reakci………………………………… (podle změřeného pH).