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LABORATORIO DI SCIENZE

 

SPECIALE ECLISSI marzo 2015

In ognuna delle nostre sedi c'è un'aula adibita a laboratorio scientifico: le attività sono varie e legate all'iniziativa dei nostri docenti di Scienze. Le esperienze proposte si avvalgono anche di strumentazione specifica, ma in particolare si cerca di dare risalto all'utilizzo di materiale di uso quotidiano per avvicinare i ragazzi a riconoscere fenomeni chimici, fisici e naturali nella vita di tutti i giorni.

Le linee metodologie alla base delle nostre attività sono:

  • Favorire l'attività di laboratorio, inteso come luogo in cui si confrontano idee, si progettano e si realizzano esperienze, si costruisce una conoscenza condivisa.
  • Inserire le diverse attività all'interno di un percorso articolato dove le conoscenze acquisite costituiscono il presupposto per sviluppi successivi.
  • Far emergere (e valorizzare) ciò che i ragazzi già sanno per favorire, attraverso la rielaborazione di idee preesistenti, il graduale sviluppo di conoscenze.
  • Cercare di coinvolgere i ragazzi in tutte le fasi del lavoro (progettazione, realizzazione dell'esperienza, verifica ed interpretazione dei risultati), programmando lo svolgimento di attività in piccoli gruppi.
  • Integrare l'attività di laboratorio con la discussione, prevedendo una continua interazione tra momenti pratici ed esplorativi e momenti in cui attraverso il confronto e la condivisione di idee i ragazzi elaborano nuove ipotesi interpretative

Video sul Laboratorio di Via Volterra

 

LA CANDELA

Materiale: piatto, candela galleggiante, becker, acqua, inchiostro, accendino
Procedimento: versare un po’ d’acqua (colorata con l'inchiostro) nel piatto, poi mettere la candela sul piatto, accenderla e capovolgere il becker sulla candela.
Osservazioni: dopo pochi istanti la candela si spegne e l’acqua entra nel becker.
Conclusioni: finchè la fiamma è accesa, l’aria si scalda e si dilata, quando tutto l’ossigeno è stato consumato la fiamma si spegne e l’aria, raffreddandosi, si contrae creando uno spazio vuoto che viene riempito dall’acqua che entra grazie al “becco” del becker.

In alcuni libri  viene spiegato che è il consumo di ossigeno (e non la contrazione termica dell’aria) a creare il vuoto riempito dall’acqua ma questa conclusione è errata perché in una combustione al consumo di ossigeno corrisponde la formazione anidride carbonica. Per evidenziare il vuoto ecco una variante dell’esperienza:

Materiale: piatto, candela galleggiante, barattolo di vetro a bordo liscio, acqua, inchiostro, accendino
Procedimento: ripetere il procedimento ma al posto del becker usare il barattolo di vetro e farlo aderire bene sul fondo.
Osservazioni: dopo pochi istanti la candela si spegne e l’acqua NON entra nel barattolo.
Conclusioni: come in precedenza quando la fiamma si spegne, per contrazione termica, si forma un vuoto che NON viene riempito perché l’acqua non riesce a passare sotto il bordo del barattolo. Nel barattolo si forma del vuoto che lo fa rimanere attaccato al piatto.

 

L’ACQUA CHE SI ROMPE

Materiale: vaschetta, acqua, borotalco o segatura, sapone liquido
Procedimento: versare dell'acqua nella vaschetta poi spargere uniformemente il borotalco sulla superficie dell’acqua per rendere visibile la tensione superficiale. Immergere un dito nell’acqua come per bucarne la superficie. Appena si toglie il dito, l'acqua si "richiude" tornando nella situazione iniziale. La superficie appare omogena. Se ci si sporca il dito con un po’ di sapone e si ripetere il gesto, stavolta rimangono dei buchi ben visibili nell'acqua o la superficie, addirittura, "si spacca".
Osservazioni: La prima volta l’acqua si richiude non appena si toglie il dito e la tensione superficiale rimane intatta; la seconda volta, ogni volta che immergo il dito, il borotalco si allontana e l’acqua si “spacca”.
Conclusioni: il sapone è un tensioattivo, cioè una sostanza che rompe la tensione superficiale dell’acqua e le permette di togliere meglio lo sporco unto  che l’acqua da sola non riesce a togliere. Senza il sapone l’acqua non si buca perché la tensione superficiale è forte e si riforma sempre la pellicola sull’acqua; il sapone rompe la tensione superficiale e la superficie dell’acqua appare bucata o spaccata.

BARCA A SAPONE

Materiale: vaschetta, acqua, cartoncino triangolare (barca), sapone liquido
Procedimento: riempire la vaschetta di acqua, poi appoggiare in un angolo della vaschetta la barca che rimarrà ferma. Sporcarsi il dito con un po’ di sapone e immergere il dito nell’acqua dietro la barca.
Osservazioni: la barca parte e si muove verso il lato opposto della vaschetta
Conclusioni: all’inizio la barca è ferma perché è bloccata dalla pellicola formata dalla tensione superficiale che agisce su tutta la superficie dell’acqua; poi il sapone (che è  un tensioattivo) rompe la tensione superficiale nel punto in cui si immerge il dito e la barca è attirata dalla parte opposta della vaschetta dove c’è ancora tensione superficiale.

 
 

INDICATORI DI ACIDITÀ

Gli indicatori sono dei composti chimici che in una soluzione assumono un colore diverso in base al grado di acidità o di basicità della soluzione stessa. Soluzioni acide (come l’aceto o il limone) hanno un sapore prevalentemente aspro e hanno caratteristiche chimiche opposte alle soluzioni basiche (come il bicarbonato, le uova, il sangue ed in generale i detersivi) che hanno un sapore amaro e sono viscide al tatto.
Gli indicatori misurano quindi il pH (grado di acidità) di una soluzione.
Abbiamo alcune provette in cui è stata versata una soluzione di aceto (acqua e aceto), aggiungendo alcuni indicatori osserviamo che in ambiente acido la FENOLFTALEINA rimane incolore; il METILARANCIO è appunto arancione e IL BLU DI BROMOTIMOLO  è giallino. Mettendo nelle provette una base forte come l’idrossido di sodio, le caratteristiche acide della soluzione si attenuano fino a che la soluzione non diventa del tutto basica e il cambiamento di pH è testimoniato dal mutamento di colore (viraggio) dell’indicatore: in ambiente basico la FENOLFTALEINA diventa viola; il METILARANCIO giallino e IL BLU DI BROMOTIMOLO diventa blu, con i colori tanto più intensi quanto più è basica la soluzione.

 

INSETTO STECCO

Bacillus rossius è il nome scientifico dell’insetto stecco italiano, presente in quasi tutta la penisola. Si nutre di rovo, ma all’occorrenza anche di rosa. Fa parte dell’ordine dei FASMIDI (fantasmi) per la capacità di mimetizzarsi  in natura assumendo la forma di un rametto di rovo. Per  ingannare i predatori, questi insetti, quando vengono infastiditi iniziano ad ondeggiare per imitare un rametto mosso dal vento e, se presi in mano mentre ondeggiano, spesso si fingono morti (tanatosi).
L’insetto stecco si può riprodurre in due modi:

  1. Normale riproduzione sessuale che richiede la presenza di un maschio e di una femmina: i figli avranno, pertanto, un patrimonio genetico che deriva per il 50% dal padre e per l’altro 50% dalla madre.
  2. Per PARTENOGENESI: le femmine producono comunque le uova. Se queste non vengono fecondate da un maschio (piuttosto rari in natura), le uova si schiudono comunque dando vita ad un insetto (femmina) che sarà un clone della madre (patrimonio genetico al 100% della madre).

Questa doppia modalità di riproduzione assicura la diffusione della specie in ogni situazione: è importante puntualizzare, però, che nel primo caso è anche garantita la variabilità genetica e quindi la biodiversità che  è alla base dei processi evolutivi, mentre nel secondo caso la specie si diffonde mantenendo però inalterato il materiale genetico (maggior rischio di estinzione dal punto di vista evolutivo).
I maschi sono più piccoli, più “magri” ed esclusivamente marroni, le femmine sono più grandi, più “grosse” e possono assumere tanti colori: verde, beige,  marrone, rossastro.