في الدرس الأول من الفيزياء للسنة الثانية متوسط درس التلميذ التحولات الفيزيائية والكيميائية: ففي التحول الفيزيائي لا تظهر مواد جديدة، وفي التحول الكيميائي تظهر. وفي الدرس الثاني يدرس الماء من زاوية جديدة: ليس بتغيير حالته (تبخر وتجمد وتكاثف وانصهار، وكلها تحولات فيزيائية)، بل بـتفكيكه كهربائيا. تعرض الصفحة التجربة والملاحظات والاستنتاج، وتنتهي بأسئلة.
وعاء فولتا
وعاء من الزجاج أو البلاستيك له مسريان (قطبان) يصنعان من مادة موصلة كالبلاتين أو الغرافيت، يوصلان بمولد كهربائي. نملأ الوعاء بماء يضاف إليه قليل من حمض أو ملح ليصبح موصلا للكهرباء، ونضع فوق كل مسرى أنبوبا مقلوبا مملوءا بالماء لجمع الغاز الناتج.
سير التجربة
- نغلق الدارة الكهربائية.
- تظهر فقاعات غازية عند المسريين، وتتجمع الغازات في الأنبوبين.
- بعد مدة نلاحظ أن حجم الغاز في أحد الأنبوبين ضعف حجمه في الآخر.
كشف الغازين
| المسرى | الغاز المتجمع | الكشف |
|---|---|---|
| المسرى السالب | ثنائي الهيدروجين (حجمه ضعف الآخر) | يحترق بفرقعة عند تقريب لهب |
| المسرى الموجب | ثنائي الأكسجين | يشعل عود ثقاب به جمرة |
الاستنتاج
- الماء لا يبقى ماء: تفكك إلى مادتين جديدتين مختلفتين عنه هما ثنائي الهيدروجين وثنائي الأكسجين.
- ظهور مواد جديدة يعني أن هذا تحول كيميائي.
- نقول: الماء مادة مركبة تتكون من عنصري الهيدروجين والأكسجين.
ويعبر عن التحول بالكلمات: ماء يعطي ثنائي الهيدروجين وثنائي الأكسجين بفعل التيار الكهربائي.
الفرق عن تغير الحالة
| تغير الحالة (تبخر، انصهار) | التحليل الكهربائي |
|---|---|
| الماء يبقى ماء | الماء يتحول إلى مادتين |
| لا مادة جديدة | ظهور مادتين جديدتين |
| تحول فيزيائي | تحول كيميائي |
أسئلة
- ما دور المولد في التجربة؟ يوفر التيار الذي يفكك الماء.
- ما الغاز الذي حجمه ضعف الآخر؟ ثنائي الهيدروجين.
- كيف نكشف عن ثنائي الأكسجين؟ يشعل عود ثقاب به جمرة.
- لماذا نعتبر التحليل الكهربائي تحولا كيميائيا؟ لظهور مادتين جديدتين.
نصائح
- ارسم وعاء فولتا واكتب أسماء أجزائه.
- احفظ الغاز عند كل مسرى مع كاشفه.
- لا تجرب التحليل الكهربائي في البيت دون إشراف.
أخطاء شائعة
- الخلط بين المسرى الموجب والسالب.
- كتابة أن الماء يتبخر في التحليل.
- نسيان ذكر الكاشف.
أسئلة يطرحها الأولياء
س: كم من الوقت أخصص لمراجعة هذا الدرس؟ ج: عشرون دقيقة يوميًا لمدة ثلاثة أيام تكفي، مع تمرينين في اليوم الرابع للتأكد من الفهم.
س: ابني يعرف الدرس لكنه يخطئ في الاختبار، لماذا؟ ج: غالبًا بسبب التسرع أو عدم قراءة التعليمة جيدًا. درّبه على قراءة السؤال مرتين وتسطير الكلمات المهمة قبل الإجابة، وعلى مراجعة الجواب في آخر الحصة.
س: هل أعتمد على الكتب الخارجية؟ ج: يمكن الاستعانة بها بعد إتقان الكتاب المدرسي، والأهم أن يفهم الطفل لا أن يحل أكبر عدد من التمارين.
كيف أتحقق من أن الدرس قد فهم؟
اطلب من ابنك أن يشرح الدرس لك أو لأخيه الأصغر بكلماته، وأن يعطي مثالًا من عنده، وأن يحل تمرينًا لم يره من قبل. فإذا استطاع ذلك فقد فهم، وإن تردد فعد معه إلى الأمثلة الملموسة ثم أعد التجربة.
لماذا تهمنا هذه التجربة؟
تبين أن الماء الذي نظنه مادة بسيطة هو في الحقيقة مركب من عنصرين، وأن التيار الكهربائي قادر على تفكيك المركبات. وهذه الفكرة هي أساس صناعات كثيرة، كإنتاج غاز الهيدروجين وغاز الأكسجين، وكطلاء المعادن بالكهرباء. وعند كتابة تقرير عن التجربة اذكر الأدوات والخطوات والملاحظات والاستنتاج بهذا الترتيب، ورفق التقرير برسم مسمى لوعاء فولتا فهذا ما يطلبه المعلم عادة في الفروض.
الشرح المصوّر
لمن يفضل المتابعة بالصوت والصورة، تقدم «قناة سارة التعليمية» في فيديو «الدرس الثاني في مادة الفيزياء السنة الثانية متوسط: درس التحليل الكهربائي للماء» هذا الدرس في نحو سبع عشرة دقيقة.