Jakie instrumenty są używane w chemii?

Chemia opiera się na czterech głównych grupach instrumentów: wyroby szklane do przechowywania i mieszania substancji, narzędzia pomiarowe dla objętości, masy i temperatury, urządzenia grzewcze i zabezpieczające do uruchamiania reakcji i modele molekularne do wizualizacji struktur, których nie można zobaczyć gołym okiem. Typowe laboratorium chemiczne w szkole średniej wykorzystuje od 30 do 50 różnych typów instrumentów z tych czterech grup, od prostej probówki po cyfrową wagę analityczną z dokładnością do 0,001 grama.

Poniżej znajduje się praktyczny podział tego, co obejmuje każda kategoria, dlaczego szkoły wybierają określone materiały i czym instrumenty dydaktyczne różnią się od sprzętu laboratoryjnego klasy badawczej.

Cztery podstawowe kategorie, których potrzebuje każde laboratorium chemiczne

Przed zakupem jakiegokolwiek pojedynczego przedmiotu warto zobaczyć pełny obraz. Przyrządy do nauczania chemii są zazwyczaj podzielone na cztery grupy funkcjonalne, a dobrze wyposażona sala lekcyjna pozwala na wykorzystanie wszystkich czterech, zamiast przepłacać tylko na jednym.

Szkło chemiczne: najczęściej używane instrumenty

Według audytów szkolnych laboratoriów, w każdej klasie wykorzystuje się najczęściej wyroby ze szkła chemicznego, często stanowiące ponad 60 procent całkowitego czasu pracy z instrumentami. Szkło borokrzemianowe (klasa rozszerzalności 3.3) jest standardem branżowym, ponieważ jest odporne na szok termiczny do około 165 stopni Celsjusza w przypadku nagłej zmiany temperatury bez pękania.

Szkoły zaopatrujące się masowo w wyroby ze szkła chemicznego zazwyczaj łączą produkty borokrzemianowe do zadań związanych z ogrzewaniem ze szkłem sodowo-wapniowym do podstawowego przechowywania, co pozwala obniżyć koszty jednostkowe bez uszczerbku dla bezpieczeństwa instrumentów mających kontakt z otwartym płomieniem.

Przyrządy pomiarowe i monitorujące

Edukacyjny sprzęt pomiarowy zmienia demonstrację jakościową w eksperyment ilościowy. Nowoczesna sala lekcyjna zazwyczaj łączy tradycyjne narzędzia z co najmniej jednym czujnikiem cyfrowym, aby pomóc uczniom porównać ręczne i automatyczne gromadzenie danych.

• Bilans cyfrowy: odczyt do 0,01 g lub 0,001 g dla laboratoriów stechiometrycznych opartych na masie.
• Termometr lub sonda temperatury: zakres od minus 10 do 110 stopni Celsjusza obejmuje większość reakcji w klasie.
• Pehametr lub uniwersalny zestaw wskaźników: stosowane w urządzeniach do miareczkowania kwasowo-zasadowego oraz w urządzeniach do badania gleby lub wody.
• Cylinder miarowy: dokładniejszy niż zlewka do pomiaru objętości cieczy.
• Minutnik i stoper: niezbędne do eksperymentów szybkości reakcji porównujących efekty stężenia lub temperatury.

W przypadku młodszych klas wiele szkół przechodzi na kompaktowe zestawy naukowe, które zawierają pomniejszoną wagę, termometr i zestaw pipet w jednym pudełku, co ogranicza ryzyko stłuczenia i ułatwia przechowywanie między zajęciami.

Modele do nauczania chemii i seria instrumentów

Oprócz fizycznego szkła modele do nauczania chemii pomagają uczniom wizualizować sieci krystaliczne, geometrię molekularną i procesy przemysłowe, których nie da się bezpośrednio obserwować. Poniższy zestaw jest próbką z katalogu dostawców instrumentów i modeli do nauczania chemii stosowanych w programach chemii na poziomie średnim i zawodowym.

Polecana seria modeli nauczania chemii

Wybór modeli procesów strukturalnych i przemysłowych, powszechnie dostępnych wraz ze standardowymi instrumentami do nauczania chemii do demonstracji w klasie.

Model kryształu kowalencyjnego diamentu Struktura kryształu

Model struktury kryształu grafitu Struktura kryształu

Model molekularny węgla 60 (C60). Model molekularny

Model struktury kryształu metalicznego Struktura kryształu

Model wielkiego pieca do produkcji żelaza Model procesu przemysłowego

Sprzęt grzewczy, zabezpieczający i pomocniczy

Żaden zestaw przyrządów do nauczania chemii nie jest kompletny bez wyposażenia, które zapewnia bezpieczne ogrzewanie i obsługę. Jest to również kategoria, w którą szkoły inwestują najczęściej, mimo że ma to bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo w klasie.

Instrumenty laboratoryjne wykraczające poza wyroby szklane

Oprócz naczyń szklanych i sprzętu ochronnego w pełni wyposażona sala chemiczna obejmuje szerszą kategorię instrumentów i aparatury laboratoryjnej, a także narzędzia wspólne dla klas biologii, takie jak mikroskop edukacyjny do badania kryształów, osadów i próbek organicznych w powiększeniu. Stojaki na retorty, zaciski, siatka druciana, szczypce i eksykatory uzupełniają aparat podtrzymujący, który utrzymuje wszystko inne na miejscu podczas eksperymentu.

Jak szkoły powinny wybierać instrumenty do nauczania chemii

Zespoły zakupowe uzyskują najlepszą długoterminową wartość, sprawdzając cztery rzeczy przed zamówieniem szkolnych pomocy dydaktycznych i materiałów eksploatacyjnych na dużą skalę.

1. Klasa materiału: potwierdzić, że wyroby szklane są borokrzemianowe 3.3 w przypadku każdego przedmiotu stykającego się z bezpośrednim płomieniem.
2. Certyfikacja: poszukaj norm produkcyjnych ISO 9001 i, w stosownych przypadkach, raportów z testów CE lub SGS.
3. Dopasowanie programu nauczania: dostosuj modele molekularne i zestawy instrumentów do konkretnego programu nauczania, niezależnie od tego, czy jest to podstawowe wiązanie, czy zaawansowana chemia organiczna.
4. Zasilanie zamienne: faworyzuj dostawców, którzy mogą uzupełniać pojedyncze sztuki szkła, a nie tylko całe zestawy, ponieważ stłuczenie jest na porządku dziennym w działającym laboratorium.

Odpowiednie połączenie oznacza, że ​​w klasie chemii można przez lata organizować spójne i bezpieczne pokazy, w których codziennym narzędziem pracy będą wyroby szklane, przyrządy pomiarowe dostarczające dane, sprzęt zabezpieczający chroniący uczniów i modele dydaktyczne ułatwiające uchwycenie niewidzialnej struktury materii.