Проекты по химии

Краткое описание

Школьные проекты по химии

Химия - наука экспериментальная. Теоретическая химия в наше время - это в основном расчеты, т.е., квантовая химия - даже если и найдется школьник-вундеркинд, способный сделать работу в этой области, скорее всего ее будет правильнее отнести к физике. Обучение химии без экспериментов, хотя бы демонстрационных будет довольно скучным. Работы на школьных НПК, насколько мне известно, всегда связаны с экспериментами. Это, очевидно, требует наличия определенных склонностей и умений. Как говорят, химики, человек должен быть не только с головой, но и с руками.

Темой работы может быть синтез новых веществ, синтез или выделение из доступных источников известных веществ, либо анализ – качественное или количественное определение веществ или химических элементов в тех или иных природных или искусственных объектах.

Если необходим научный, нетривиальный, результат, то без участия специалиста в соответствующей области обойтись сложно или даже невозможно. Следует иметь в виду, что результат научного эксперимента принципиально непредсказуем - это значит, в том числе, что не всякий результат можно будет оформить в виде соответствующей работы. Скорее всего, времени и усилий потребуется больше, чем кажется на первый взгляд, что следует учесть при планировании работы. Синтез новых веществ в этом плане, пожалуй, наиболее рискованное занятие из области химии - для такой работы, желательны постоянные занятия вроде кружка с достаточно хорошо оборудованной лабораторией. Воспроизведение классических экспериментов иногда становится даже предметом научной публикации – например, была такая статья по случаю 150-летия расщепления Пастером оптических изомеров винной кислоты. Если вещество и способ его получения известны, стоит попробовать больше одной методики, чтобы было можно их сравнить. Для работ, связанных с синтезом или выделением известных веществ необходимо подтвердить, что получено именно то, что заявлено. Современные аналитические и физические методы исследования веществ школьникам в большинстве случаев недоступны, но для известных веществ может быть достаточно температуры плавления и качественных реакций. Температуру плавления можно определить довольно точно без специальных приборов, положив небольшое количество вещества на резервуар термометра и осторожно нагревая его на электроплитке с закрытой спиралью до расплавления вещества. Для доказательства строения новых веществ необходимо использование современных спектральных (ЯМР, масс-) или дифракционных (рентгеноструктурный анализ) методов и элементного анализа, поэтому такие работы осуществимы лишь с участием сотрудников исследовательских или аналитических лабораторий в качестве руководителей или консультантов работы.

Для работ по синтезу или выделению веществ можно предъявить материальный результат – полученное вещество (бывает, что предъявляется такое требование, чтобы в работе был непременно получен какой-то продукт).

Для аналитических работ крайне желательна хотя бы минимальная подготовка в области метрологии и статистики, да и самих экспериментов для хорошей работы надо больше.

При химических экспериментах нельзя забывать и о мерах безопасности. Работа с некоторыми веществами для детей категорически запрещена, в некоторых других случаях требуется хорошая вентиляция, которая может отсутствовать в школьной, а тем более домашней лаборатории.

Исследовательский проект школьника я считаю успешным, если в нем получен любой определенный результат, даже при отсутствии явной научной новизны. А при ее присутствии и отсутствии грубых ошибок – очень успешным, сверх нормы успешным. Под определенным результатом для химического проекта я подразумеваю, например, надежное определение какой-либо измеряемой величины, установление каких-то свойств вещества или определенным образом полученной смеси веществ, синтез или выделение вещества с подтверждением его состава (строения), качественное или количественное определение веществ или элементов в исследуемых объектах и т.п.

C точки зрения науки проект можно считать весьма успешным, если при его выполнении получены некие важные и неожиданные результаты, которые не были и не могли быть запланированы. Научные открытия никогда не бывают частью календарного плана исполнения проекта. Самое интересное и ценное в науке всегда непредсказуемо. Однако, чтобы разобраться с такими неожиданными находками, как правило, требуется дополнительное время, не предусмотренное в изначальном плане. Поэтому при планировании стоит иметь в виду вероятность таких «осложнений» и предполагаемые сроки выполнения всех этапов увеличить на некоторый процент.