Aké nástroje sa používajú v chémii?

Chémia sa opiera o štyri hlavné skupiny nástrojov: sklenený tovar na zadržiavanie a miešanie látok, meracie nástroje pre objem, hmotnosť a teplotu, vykurovacie a bezpečnostné zariadenia pre reakcie pri behu a molekulárne modely na vizualizáciu štruktúr, ktoré nie je možné vidieť voľným okom. Typické stredoškolské chemické laboratórium používa 30 až 50 rôznych typov nástrojov v týchto štyroch skupinách, od jednoduchej skúmavky až po digitálne analytické váhy s presnosťou na 0,001 gramu.

Nižšie je praktický rozpis toho, čo každá kategória zahŕňa, prečo si školy vyberajú konkrétne materiály a ako sa učebné nástroje líšia od laboratórneho vybavenia na výskumnej úrovni.

Štyri základné kategórie, ktoré potrebuje každé chemické laboratórium

Pred zakúpením akejkoľvek jednotlivej položky vám pomôže vidieť úplný obraz. Nástroje na vyučovanie chémie sú vo všeobecnosti usporiadané do štyroch funkčných skupín a dobre vybavená trieda si zachováva pracovný pomer vo všetkých štyroch, a nie nadmerne míňať len na jednu.

Chemické sklo: Najčastejšie používané nástroje

Chemické sklo predstavuje najväčší podiel denného používania v každej triede, často viac ako 60 percent celkového času manipulácie s prístrojmi podľa auditov školských laboratórií. Borosilikátové sklo (trieda rozťažnosti 3,3) je priemyselným štandardom, pretože odoláva teplotným šokom až do zhruba 165 stupňov Celzia pri náhlej zmene teploty bez praskania.

Školy, ktoré nakupujú chemické sklo vo veľkom, zvyčajne miešajú borosilikátové predmety na úlohy súvisiace s vykurovaním so sodnovápenatým sklom na základné skladovanie, čo znižuje jednotkové náklady bez ohrozenia bezpečnosti nástrojov, ktoré sa dotýkajú otvoreného ohňa.

Meracie a monitorovacie prístroje

Vzdelávacie meracie zariadenie je to, čo mení kvalitatívnu demonštráciu na kvantitatívny experiment. Moderná trieda zvyčajne spája tradičné nástroje s aspoň jedným digitálnym senzorom, ktorý študentom pomáha porovnávať manuálny a automatizovaný zber údajov.

• Digitálna váha: čitateľné na 0,01 g alebo 0,001 g pre laboratóriá hmotnostnej stechiometrie.
• Teplomer alebo teplotná sonda: rozsah od mínus 10 do 110 stupňov Celzia pokrýva väčšinu reakcií v triede.
• pH meter alebo univerzálna sada indikátorov: používané v acidobázickej titrácii a jednotkách na testovanie pôdy alebo vody.
• Odmerný valec: presnejšie ako kadička pre merané objemy kvapaliny.
• Časovač a stopky: nevyhnutné pre experimenty s reakčnou rýchlosťou porovnávajúce účinky koncentrácie alebo teploty.

Pre mladšie ročníky mnohé školy prechádzajú na kompaktné vedecké súpravy, ktoré spájajú zmenšenú súpravu váh, teplomeru a pipety do jedného puzdra, čo znižuje rozbitie a zjednodušuje skladovanie medzi triedami.

Modely a prístroje na výučbu chémie

Popri fyzikálnom skle, modely výučby chémie pomáhajú študentom vizualizovať kryštálové mriežky, molekulárnu geometriu a priemyselné procesy, ktoré nie je možné priamo pozorovať. Nižšie uvedený súbor je ukážkou z dodávateľského katalógu nástrojov a modelov na výučbu chémie používaných v stredoškolských a odborných programoch chémie.

Odporúčaná séria modelov výučby chémie

Výber modelov štrukturálnych a priemyselných procesov bežne skladovaných spolu so štandardnými nástrojmi na výučbu chémie na ukážky v triede.

Model diamantového kovalentného kryštálu Kryštálová štruktúra

Model štruktúry grafitových kryštálov Kryštálová štruktúra

Molekulový model uhlíka 60 (C60). Molekulárny model

Model kovovej kryštálovej štruktúry Kryštálová štruktúra

Model vysokej pece na výrobu železa Model priemyselného procesu

Vykurovacie, bezpečnostné a podporné zariadenia

Žiadna súprava nástrojov na výučbu chémie nie je kompletná bez vybavenia, ktoré zaisťuje bezpečné vykurovanie a manipuláciu. Toto je tiež kategória, do ktorej školy najčastejšie neinvestujú, napriek tomu, že priamo ovplyvňuje bezpečnosť v triede.

Laboratórne prístroje nad rámec skla

Okrem skleneného riadu a bezpečnostných zariadení plne vybavená chemická miestnosť čerpá zo širšej kategórie laboratórnych nástrojov a prístrojov a nástrojov zdieľaných s triedami biológie, ako je vzdelávací mikroskop na skúmanie kryštálov, precipitátov a organických vzoriek pri zväčšení. Stojany na retorty, svorky, drôtené pletivo, kliešte a exsikátory dopĺňajú podporné zariadenie, ktoré drží všetko ostatné na mieste počas experimentu.

Ako by si školy mali vyberať nástroje na vyučovanie chémie

Tímy obstarávateľov získajú najlepšiu dlhodobú hodnotu tým, že pred objednaním školských učebných pomôcok a potrieb vo veľkom skontrolujú štyri veci.

1. Trieda materiálu: potvrďte, že sklo je borosilikátové 3.3 pre akýkoľvek predmet, ktorý sa dotýka priameho plameňa.
2. Certifikácia: vyhľadajte výrobné normy ISO 9001 a prípadne správy o testovaní CE alebo SGS.
3. Zhoda v učebnom pláne: zosúladiť molekulárne modely a súpravy nástrojov so špecifickými osnovami, či už ide o základnú väzbu alebo pokročilú organickú chémiu.
4. Náhradná dodávka: uprednostňujte dodávateľov, ktorí môžu doplniť zásoby jednotlivých kusov skla, a nie iba kompletné súpravy, pretože rozbitie je v pracovnom laboratóriu rutinou.

Správna kombinácia znamená, že učebňa chémie môže vykonávať konzistentné a bezpečné demonštrácie po celé roky so sklom ako každodenným ťažným koňom, meracími prístrojmi poskytujúcimi údaje, bezpečnostným vybavením chrániacim študentov a vyučovacími modelmi, vďaka ktorým je neviditeľná štruktúra hmoty ľahko uchopiteľná.