Spis treści Metodyka i praktyka szkolna Szanowni Państwo 4 Ciekawostki l Marek Orlik jesiennym wydaniu naszego czasopisma niemało miejsca zajmuje tematyka Nagród Nobla i – dla rów- Wnowagi – tzw. Antynobli. O ile opisywanie kolejnych wyróżnień Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk nie wyma- ga uzasadnień, o tyle Antynoble (czy ściślej - Ig Noble) mogą sprawić wrażenie materiału wręcz humorystycznego, a przez to – może mniej wartościowego. Oczywiście, nie mają one nawet w przybliżeniu takiej wagi jak autentyczne Noble, ale nie znaczy to, iż trzeba je ignorować. Jak nam przypominają Państwo mgr Iwona i Krzysztof Orlińscy - Autorzy opracowania o przyzna- nych dotychczas chemicznych „Antynoblach”, laureaci otrzy- mują je „za osiągnięcia, które najpierw powodują śmiech, ale potem zmuszają do myślenia”. Tym, co charakteryzuje lau- reatów Antynobli jest bowiem niczym nieskrępowana fantazja i pomysłowość, która może niekiedy przerodzić się w drogę do autentycznego naukowego odkrycia, a przykładem jest wspomniany w tym artykule „Ignoblista” z fi zyki, Andre Geim, który najpierw zmusił żabę do lewitacji w polu magnetycznym, 6 Chemiczne IgNoble l Iwona Orlińska, Krzysztof Orliński a w 10 lat później odebrał Nagrodę Nobla z fi zyki (razem z Konstantinem Novoselovem) za przełomowe eksperymenty Otrzymywanie nanocząstek srebra z zastosowaniem z grafenem. Być może to właśnie owa niczym nieskrępowana 12 surowców pochodzenia naturalnego fantazja, nawet na granicy pozytywnie pojmowanego sza- l Agnieszka Kurek, Jakub leństwa, sprzyja niekonwencjonalnym badaniom, odważnym Barbasz, Dagmara Malina hipotezom i w końcu przełomowym odkryciom. Nie znaczy to, że musimy bezkrytycznie wierzyć w „pamięć wody” czy zimną 14 Innowacja pedagogiczna z chemii – chemia a odżywianie fuzję jąder atomowych w temperaturze pokojowej, ale prze- l Ilona Chmiel cież śmiech to zdrowie, a ponadto – całkiem zdrowy sposób na nauczanie… Znaczną część niniejszego numeru zajmują także zadania o bardzo zróżnicowanym stopniu trudności – od propozycji te- Nauka i technika matów dla gimnazjów, pióra p. dr M. Czai, po problemy najtrud- niejsze, wywodzące się z ostatniej Międzynarodowej Olimpiady 16 Fajans i chwila... l Romuald Hassa Chemicznej. W pewnym sensie zestawienie to jest symboliczne – pokazuje, jak długą drogę mogą przebywać uzdolnieni ucznio- 46 Żółto i niebiesko – barwnik elektrochromowy l Marek Ples wie – od elementarnego, wspólnego dla wszystkich, szkolnego wykształcenia po elitarne zawody klasy międzynarodowej. Kolorowa chemia uatrakcyjni każdą lekcję i nie jest ko- nieczne dogłębne zrozumienie obserwowanych przez uczniów eksperymentów, aby zdali sobie sprawę przynajmniej z tego, iż poznają zjawiska ważne i ciekawe, których znaczenie dopiero w przyszłości będą w stanie docenić. Z tą myślą publikujemy opracowanie zespołu krakowskich Autorów, opisujące niezwykle prosty sposób otrzymywania i wykazywania optycznych właś- ciwości nanocząstek srebra, a nikogo dziś nie trzeba przekony- wać, że świat obiektów o skali nano to potężna dziedzina badań. Z kolei Pan mgr Marek Ples konsekwentnie rozwija przed nami świat barwnych związków chemicznych, tym razem na przykładzie błękitu pruskiego i pokazuje w ten sposób, na jakiej zasadzie może działać wyświetlacz oparty na reakcjach redoks. A Pan dr Olimpiady i konkursy Romuald Hassa kontynuuje wprowadzanie nas w świat egzo- tycznych pierwiastków, przywołując tym razem także zasłużoną Propozycja zadań testowych z chemii dla uczniów gimnazjum postać Kazimierza Fajansa, znanego m. in. jako współautora reguł 19 l Małgorzata Czaja Fajansa-Soddye’ego, a przy tym współpracownika wielu znanych, współczesnych mu uczonych. 24 49. Międzynarodowa Olimpiada Chemiczna. Zadania teoretyczne l Marek Orlik, Aleksandra Misicka-Kęsik Życzę Państwu przyjemnej lektury 43 Sprawozdanie z 49. Międzynarodowej Olimpiady Chemicznej w Nakhon Pathom (Tajlandia) 6.-15.07.2017 r. l Marek Orlik, Aleksandra Misicka-Kęsik CZASOPISMO DLA NAUCZYCIELI Nakład 3000 egz. Redakcja Marek Orlik (re dak tor na czel ny – [email protected]) Adres redakcji ul. Warchałowskiego 2/58, 02-776 Warszawa Wydawnictwo Agencja AS Józef Szewczyk, ul. Warchałowskiego 2/58, 02-776 Warszawa, tel. 606-201-244, e-mail: [email protected], CENA 25,00 zł (w tym 5% VAT) www.aspress.com.pl, NIP: 951-134-91-51 Wydawca Jó zef Szew czyk, tel. 606-201-244, [email protected] Prenumerata Prenumerata www.aspress.com.pl/prenumerata-2018/, e-mail: [email protected] Reklama Jędrzej Chodakowski [email protected] Zdjęcie na okładce: Marek Ples Skład i ła ma nie Ve ga de sign Druk i opra wa Paper&Tinta, ul. Ceglana 34, 05-270 Nadma Re dak cja nie zwra ca na de sła nych ma te ria łów, za strze ga so bie pra wo for mal nych zmian w tre ści ar ty ku łów i nie od po wia da za treść płat nych NUMER 5 WRZESIEŃ/PAŹDZIERNIK 2017 330 (LXIII) indeks 354562 ISSN 0411-8634 re klam. www.aspress.com.plChemia w Szkole | 3/2014 | 3 Nauka i technika Fajans i chwila… Wbrew pierwszym skojarzeniom niniejszy artykuł nie będzie poświęcony materiałowi ceramicznemu, ale Kazimierzowi Fajansowi i protaktynowi – jednemu Kryształ protaktynu; https://en.wikipedia.org/wiki/Pro- z pierwiastków chemicznych. tactinium#/media/File:Protactinium.jpg Romuald Hassa niotwórczym pierwiastków następuje 214 214 - — rozgałęzianie). 83 Bi → 84 Po + e + ν e Rozszyfrowując kod izotopów ofnijmy się do roku 1887, radu obecnie powiedzielibyśmy, – przemiana β+ – przemiana ta pro- w którym to w Warszawie, że bizmut-214 ulega przemianie α wadzi do pierwiastka znajdującego w polsko-żydowskiej rodzi- do talu-210, zaś podczas rozpadu β- się w układzie okresowym o jedno nie urodził się Kazimierz Fa- powstaje polon-214. Zjawisko bifur- miejsce wcześniej, przy czym liczba Cjans. W 1909 roku w wieku 22 lat masowa nie ulega zmianie. kacji jest obserwowane dla różnych uzyskał tytuł doktora nauk chemicz- izotopów bizmutu a także innych 15 25 + nych za badania poświęcone stereo- pierwiastków (np. aktyn-227 i polon- 8 O → 7 N + e + νe selektywnej katalizie związków chi- 215) i charakteryzuje się różnymi ralnych. Zagadnienie to nie było już „udziałami procentowymi” obu roz- W roku 1932 roku J. Chadwick nigdy więcej przedmiotem badań K. padów. odkrył neutron, a 5 lat później L. Fajansa. W roku 1912 Kazimierz Fajans W. Alvarez odkrył przemianę pro- odkrył, niezależnie od Fredericka mieniotwórczą – tzw. wychwyt K, Bifurkacja Soddy’ego, prawo przesunięć pro- w której elektron z powłoki K zostaje mieniotwórczych, nazywane na cześć przechwycony przez proton z jądra Podczas rocznego stażu w Man- odkrywców prawem Fajansa-Sod- (w wyniku czego tworzy się neutron chesterze, w laboratorium Ernesta dy’ego. Prawo to opisuje, w jaki spo- i neutrino elektronowe). Przemiana Rutherforda (1910-11) badał zjawi- sób dany typ przemiany promienio- ta prowadzi do pierwiastka znajdu- sko promieniotwórczości. W labora- twórczej warunkuje powstanie okre- jącego się w układzie okresowym torium przebywali wówczas m.in. ślonych izotopów. W oryginale skła- o jedno miejsce wcześniej, przy czym Henry G. Moseley, James Chadwick, dają się na nie dwie prawidłowości: liczba masowa nie ulega zmianie. Hans Geiger i Georg von Hevesy. „1) pierwiastek powstający w prze- Przemianę K ilustruje równanie: W trakcie swoich badań K. Fajans mianie α jest o dwa miejsca 235 235 Np + e- → U + ν ustalił czasy połowicznego rozpadu cofnięty w układzie okresowym 93 92 e izotopów promieniotwórczych w sze- w stosunku do pierwiastka macie- Izotopia regu uranowo-aktynowym i izoto- rzystego, przy czym powstały pów toru. Odkrył zjawisko bifur- pierwiastek ma liczbę masową Prawo Fajansa-Soddy’ego pozwo- kacji dla substancji promieniotwór- o cztery jednostki mniejszą; liło jednoznacznie opisać około trzy- czej nazywanej wówczas radem C: 2) przemiana β prowadzi do pier- stu znanych wówczas i uznawanych „(…) w szeregu uranowo-radowym wiastka przesuniętego w ukła- za osobne pierwiastki, substancji pro- część atomów radu C ulega przemia- dzie okresowym o jedno miejsce mieniotwórczych jako odmian zaled- nie1 β, przekształcając się w rad C’, naprzód, przy czym liczba maso- wie kilku pierwiastków (zajmujących część zaś (mniejsza) w przemianie α wa nie ulega zmianie.” miejsca w układzie okresowym mię- wytwarza rad C”(…)”. Współcześnie prawo Soddy’ego- dzy ołowiem a uranem). Zbiór takich Bifurkacja (od łacińskiego słowa -Fajansa (uzupełnione o przemianę odmian jednego pierwiastka Fajans bifurcus – rozwidlony, rozdwo- β+) zobrazować można przykładowy- nazywał plejadami – odkrył zatem jony; pochodzącego od: bi – dwa mi równaniami: zjawisko izotopii (z greckich słów: oraz furca – widły) polega na dwu- – przemiana α isos – równy oraz topos – miejsce). torowym przebiegu procesu rozpadu Do podobnych wniosków doszedł 214 214 4 (2+) promieniotwórczego, czyli jednocze- 83 Bi → 81 Tl + 2 He kilka miesięcy później F. Soddy – snym przebiegu rozpadu α i rozpadu oficjalnie uznawany za „ojca izoto- β danego izotopu (w szeregu promie- – przemiana β- pii”. Co ciekawe nazwę izotopy pod- 1 Ponieważ elektron (e-) został odkryty w 1897 roku przez J. J. Thomsona, a pozyton (e+) dopiero w roku 1932 przez C. Andersona, należy zatem pamiętać, że ilekroć w tekście jest mowa o przemianie β, to należy tę przemianę rozumieć wyłącznie jako przemianę β- (chyba że podano inaczej). 16 | Chemia w Szkole | 5/2017 Nauka i technika sunęła Soddy’emu Margaret Todd nek elektryczny, a anion F- jest – zaprzyjaźniona lekarka. Analizując mały (133 pm). Jodek galu jest masy atomowe ołowiu powstającego, związkiem kowalencyjnym, gdyż jako trwały produkt końcowy, w róż- kation