Інформація для викладачів
Опис
Будівельна штукатурка
Будівельний гіпс може бути виготовлений із сульфату кальцію, що містить воду. При нагріванні гіпс відщеплює кристалізаційну воду і перетворюється на так званий "гемігідрат" CaSO₄·0,5H₂O. Цей будівельний гіпс можна дуже добре використовувати як будівельний матеріал, оскільки після додавання води він знову виділяє кристалізаційну воду і швидко твердне у вигляді тонковолокнистих, з'єднаних між собою кристалів гіпсу.
При змішуванні гіпсу завжди слід уникати утворення бульбашок повітря, інакше утворяться так звані гіпсові грудки. Гіпс складається з суміші гіпсового порошку і води. Якщо пропорція змішування не є оптимальною, не можна додавати більше води або гіпсового порошку, оскільки це призведе лише до утворення грудочок.
Додаткова інформація для викладачів (1/2)
Попередні знання
- Цей експеримент розроблений як вступний експеримент до теми "Виробництво будівельного гіпсу".
- Оскільки його мета - дати базові уявлення про речовини, попередні знання не потрібні.
Принцип
- При нагріванні до 100 °C гіпс відщеплює кристалізаційну воду і перетворюється на так званий "гемігідрат" CaSO₄·0,5H₂O.
- Після додавання води він знову поглинає кристалізаційну воду і швидко твердне, утворюючи тонковолокнисті кристали гіпсу, які переплітаються між собою. Під час затвердіння гіпс (як в'язка, пластична маса) легко піддається обробці.
Додаткова інформація для викладачів (2/2)
Мета навчання
- Після додавання води обпалений гіпс можна затвердіти і, таким чином, використовувати як будівельний матеріал.
- Цей процес ґрунтується на поглинанні кристалізаційної води і, як наслідок, регресії (відновленні) кристалічних структур.
Завдання
- У цьому експерименті гіпсовий порошок змішується з водою і утворюється гіпсова маса.
- Потім досліджується процес затвердіння. Учні помічають, що під час процесу затвердіння виділяється теплота реакції. Процес затвердіння є екзотермічним процесом.
Інструкції з техніки безпеки
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
- Пил не повинен потрапляти в очі! Не вдихати пил! Одягніть захисні окуляри!
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Зауваження щодо проведення експеримента
- Термометр повинен бути ретельно покритий парафіном або мастилом, щоб його можна було витягти з гіпсу, що твердіє.
- Не використовуйте термометри зі сферичним стрижнем.
Інформація для учнів
Мотивація
Будівельна штукатурка
Гіпс - це важливий будівельний матеріал. Термін "гіпс" означає як складний дигідрат сульфату кальцію (гіпс, що містить воду), так і "безводний" сульфат кальцію (також відомий як гемігідрат). Гемігідрат - це типова будівельна штукатурка.
При додаванні води гіпсовий порошок знову поглинає кристалізаційну воду і швидко твердне, перетворюючись на тонковолокнисті, пов'язані між собою кристали гіпсу. У цьому експерименті досліджується процес затвердіння гіпсової маси. Зокрема, досліджується температурна крива процесу затвердіння.
Завдання
- Як використовують гіпсову масу як будівельний матеріал?
- Змішайте гіпсовий порошок з водою, щоб отримати гіпсову масу.
- Що Ви спостерігаєте під час процесу затвердіння? Дайте відповідь на запитання праворуч.
- Дайте гіпсу застигнути і запишіть свої спостереження.
Дослідіть процес затвердіння гіпсової суміші
Питання
Матеріал
| № | Матеріал | Пункт №. | Кількість | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Ступка з товкачиком, 70 мл, порцеляна | 32603-00 | 1 | |
| 2 | Мензурка, висока, 50 мл | 46025-00 | 1 | |
| 3 | Навчальний термометр, -10...+110 °C | 38005-02 | 1 | |
| 4 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 | |
| 5 | Скляний стрижень, l=200 мм, d=5 мм | 40485-03 | 1 | |
| 6 | Шпатель для сипучих матеріалів, сталевий, l=150 мм | 47560-00 | 1 | |
| 7 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 | |
| 8 |
| 30180-25 | 1 |
Додаткові матеріали
| № | Матеріал | Кількість | |
|---|---|---|---|
| 1 | Пластиковий стаканчик | 2 | |
Виконання роботи (1/2)
- Розітріть перепалений гіпс у ступці на дрібний порошок (рис. вгорі праворуч).
- Покладіть цей порошок у пластиковий стаканчик (рис. вгорі ліворуч) і додайте кілька крапель води за допомогою піпетки (рис. внизу праворуч).
- Перемішайте суміш скляною паличкою до однорідної пасти (рис. внизу праворуч). Дайте їй постояти близько 30 хвилин.
- Тим часом налийте трохи парафіну в склянку і занурте в нього стрижень термометра так, щоб він був повністю покритий парафіном.
Виконання роботи (2/2)
У другий пластиковий стаканчик покладіть 4 шпателі гіпсу і змішайте його з кількома краплями води, щоб утворилася густа паста. Дістаньте термометр з парафіну, покладіть його в гіпсову суміш і вимірюйте температуру кожні 30 секунд протягом приблизно 10 хвилин, записуючи значення.
Протокол
Завдання 1
Що Ви спостерігаєте, коли додаєте воду до гіпсу?
Яку температурну криву Ви отримуєте в процесі затвердіння?
Спостереження за змішуванням гіпсу та води
Спостереження за температурною кривою
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Поясніть свої експериментальні спостереження. При ____ води до випаленого гіпсу відбувається процес, ____ випаленню. У цьому процесі сульфат кальцію знову кристалізується через реабсорбцію кристалізаційної води. Кристали ____ один з одним, що зумовлює ____ гіпсу. Випалений гіпс або гіпсовий порошок схоплюється, поглинаючи воду, і ____, але при цьому він ____.