Zkus být chemikem I. Otisky prstů - daktyloskopie Komentář: Daktyloskopie je velmi levná a poměrně spolehlivá metoda identifikace osob. Daktyloskopické stopy zanechává člověk díky tomu, že kůží vylučuje pot, který zůstává na povrchu předmětů. Daktyloskopie se opírá o tři pravidla: - neexistují dva jedinci, kteří mají absolutně shodné obrazce papilárních linií - obrazce papilárních linií jsou po celý život relativně neměnné - obrazce papilárních linií jsou trvale neodstranitelné a do jisté míry dědičné My se pokusíme zviditelnit, sejmout a zafixovat otisky prstů pomocí práškových kovů, v našem případě speciálně upraveného hliníkového prášku, z hladkého skleněného povrchu. Pomůcky: mikroskopovací skla, hliníkový prášek, indulona, papírové utěrky, speciální štětec, lupa, speciální kriminalistická fólie nebo tmavá lepící páska, velké ploché sklo Pracovní postup: 1. Na palec pravé ruky si nanes malé množství indulony, vetři ji do jeho povrchu a přebytek setři papírovou utěrkou. Poté palec kolébavým pohybem (v jednou směru, nikoli tam a zpátky!) otiskni za mírného tlaku na čisté mikroskopovací sklo. Na štětec nanes velmi malé množství hliníkového prášku a velmi zlehka otisk na skle potři (můžeš opakovaně) a v šikmém světle zkontroluj jeho úplnost. 2. Z odstřižku černé snímací fólie stáhni krycí půhlednou vrstvu, fólii lepivou vrstvou naválcuj na otisk (pod fólií nesmí zůstat bublinky vzduchu) a získaný otisk palce zafixuj (zajisti) staženou průhlednou vrstvou - fólií. Opět pozor na bublinky. 3. Každý ze skupiny si takto vytvoří otisky dva. Jeden si podepíše a druhé otisky ve skupině se promíchají na kupičce. U druhého stolu, s pomocí lupy, se každý pokusí najít svého dvojníka otisku palce hledáme tzv. markanty, jasně totožné papilární linie. Shoda otisku se potvrdí při shodě 10 až 15 markantů.
II. Tajné inkousty Komentář: Ve špionážní praxi se odedávna používalo tajných a neviditelných inkoustů k zaznamenávání a předávání důležitých zpráv. Jejich použití zajišťuje, že zapsaný text není při běžném pohledu viditelný. Příjemce zobrazí neviditelný text jen jemu známým způsobem. Nabízíme vám vyzkoušet si tři odlišné tajné inkousty a jejich zviditelnění. Variant k nim je mnoho stačí znát chemii. Pomůcky: tajný inkoust A, B, C, roztok amoniaku (čpavku), psací potřeby-špejle nebo pero, kancelářský papír, elektrický vařič, UV světlo, Petriho miska Složení inkoustů: Inkoust A je lihový roztok acidobazického indikátoru fenolftaleinu: 1,25 gramu fenolftaleinu v 50 ml čistého 96 % ethanolu. Do roztoku přidáme 10 kapek glycerolu. Inkoust B je lihový roztok chloridu kobaltnatého hexahydrátu princip je založený na různých barvách hydrátu a bezvodé soli: 1 gram CoCl 2.6H 2 O v 90 ml čistého 96 % ethanolu. Přidáme 1ml glycerolu. Původně modrý roztok na papíře zrůžoví (přijme vzdušnou vlhkost) není vidět. Inkoust C je lihový roztok kyseliny salicylové: 5 gramů kyseliny salicylové ve 100ml čistého 96 % ethanolu. Pracovní postup: Na aršíky kancelářského papíru označené identicky A, B, C si příslušným inkoustem napíšeme libovolný text, který následně usušíme na vzduchu a zviditelníme způsoby, popsanými na následujícím pracovním listu:
Inkoust A Odklopíme krycí část Petriho misky a text vystavíme působení par amoniaku - papír položíme přes spodní díl misky. K čemu došlo?... Co se stalo po chvíli?.... Je možné jev opakovat?.....!!! K misce s roztokem amoniaku nečicháme a nepřibližujeme se k ní obličejem!!! Inkoust B Aršík s textem položíme na ploténku vyhřátého elektrického vařiče, zahřátého na stupeň 4. K čemu došlo?... Necháme-li text ležet chvíli na vzduchu, co se stane?.... Je možné jev opakovat?..... Inkoust C Aršík s textem vystavíme působení UV záření lampa, UV zářivky v auditoriu ve 4. poschodí. Jak se text zviditelnil? Popiš své pozorování!...... Pokus se text zviditelnit i některým z předcházejících způsobů. Jde to? Kterým?... Dodatek: Při přípravě inkoustů by bylo samozřejmě možno použít roztoky vodné, v tom případě by nám ale komplikovalo práci zdlouhavé sušení textů.
III. Stanovení obsahu vitamínu C Komentář: V lidském organismu mají vitamíny funkci katalyzátorů biochemických reakcí, vitamín C je navíc významným antioxidantem. Zvykli jsme si doplňovat jeho doporučenou denní dávku ve formě potravinových doplňků. Přesvědčíme se, zda množství vitamínu C, deklarované výrobcem, odpovídá jeho skutečné hodnotě. Použijeme titrační jodometrii. Pomůcky a chemikálie: vitamínové preparáty s různým obsahem kyseliny askorbové ( 100mg, 200mg a 500mg ), roztok jódu v KI (Lugolův roztok), škrobový maz, 10% roztok kyseliny sírové, byreta, titrační nádoba Pracovní postup: Předložené tablety postupně rozpusť (každou zvlášť) v 50ml destilované vody. Nepřipravuj roztoky do zásoby vitamín C se rychle oxiduje a jeho koncentrace v roztoku se s časem snižuje. Z roztoku odfiltruj do odměrného válce 25 ml, roztok přelij do titrační baňky, přidej 5 ml 10% kyseliny sírové a 5 ml škrobového mazu a titruj roztokem jódu do právě trvalého modrého zabarvení z počátku tempem 1 kapka za jednu vteřinu, později 1 kapka za 2-3 vteřiny, ke konci reakce občas zavři kohout byrety a chvíli jen tak míchej. Jakmile se roztok trvale zbarví do modra, odečti na byretě spotřebu roztoku jódu. Vzorek A Vzorek B Vzorek C Spotřeba roztoku jódu Spotřeba roztoku jódu Spotřeba roztoku jódu V ml(cm 3 ) V ml(cm 3 ) V ml(cm 3 ) Podle spotřeby roztoku jódu seřaď vzorky podle obsahu vitamínu C nejsilnější 1, nejslabší 3 větší spotřeba roztoku jódu = větší obsah vit. C. Pro starší žáky a zájemce doplňující úkol: spotřeby roztoku jódu dosaď do následujícího vzorce a vypočítej obsah vitamínu C v jednotlivých preparátech. m = c. V. M m = c. V. M m = c. V. M......... Vysvětlivky: c = koncentrace jódu = 0,05 M, V = spotřeba jódu v ml, M = molární hmotnost vit. C = 176 g/mol.
IV. Polymery známé i neznámé Komentář: V této úloze si budeme všímat jak se některé polymery, plastické hmoty, chovají k odvěkým nepřátelům ohni a vodě. Není to žádný výjimečný analytický postup, neboť hořlavost a rozpustnost látek jsou jejich základní sledované fyzikálně-chemické vlastnosti. Ve škole je možné pohovořit o použití těchto polymerů a o nebezpečích, hrozících při jejich tepelné likvidaci (spalování) a používání. Pomůcky: lihový kahan, vzorky polymerů, kleště, zápalky, destilovaná voda 1. Uchop do kleští vzorek polymeru a vsuň ho do oxidačního pásma (špičky) plamene lihového kahanu. Pozoruj a doplň tabulku: Tab. I Chování polymeru Název polymeru Použij následující pojmy: hoří jasným/čadivým plamenem, po vyjmutí z plamene hoří dál/zháší, plamen má barvu., polymer taje a odkapává/tvoří černý zuhelnatělý příškvarek atd., popiš zápach plynných produktů. K E V L A R P O L Y P R O P Y L E N POLYVINYLCHLORID!!! P O Z O R N A P O P Á L E N Í K A P K A M I R O Z T A V E N É H O P L A S T U!!!
2. Před sebou ve stojánku máš tři zkumavky. Z připravených lahviček odvaž na digitálních váhách přesně 0,15 gramu práškového polymeru podle zadání (lžičky nepřesouvej, každá se používá jen pro daný polymer): Zkumavka č.1 - polyakrylát sodný 5 cm³ 5 cm³ 5 cm³ Zkumavka č.2 - polyvinylalkohol Zkumavky č.3 - polyvinylchlorid K naváženým polymerům přidej 5 cm 3 (ml) destilované vody. Směs ve zkumavkách promíchávej tyčinkou a svá pozorování zapiš do tabulky II. Tab. II Chování polymeru Návrh použití Název polymeru Použij pojmy: polymer se vodě rozpouští/nerozpouští. Polymer vodu vstřebal/absorboval. Podle jeho chování urči jeho možné použití jako: materiál na výrobu pláštěnek, lepidlo, na výrobu vodovodních trubek, náplň do dětských jednorázových plen apod. POLYAKRYLÁT SODNÝ POLYVINYLALKOHOL POLYVINYLCHLORID Do zkumavky s polymerem, který zcela absorboval vodu přidej ještě jednou popř. dvakrát 5 cm 3 vody. Co se s vodou stalo?.... (doplň název polymeru) je tzv. SUPERABSORBENT. Používá se i pod názvem instantní sníh k efektním pokusům.