Для домашних опытов с углекислым газом достаточно выдоха и газированной воды. Ребёнок увидит, что выдыхаемый воздух занимает место в воде, а в газированном напитке после открытия появляются и выходят пузырьки. При этом сами пузырьки в опыте с выдохом показывают наличие газа, но не позволяют определить его состав.
Подготовьте прозрачные открытые стаканы, воду комнатной температуры, трубочку и небольшую бутылку газированной воды без красителя. Взрослый находится рядом на протяжении всех действий с водой. Не используйте сухой лёд, закрытые сосуды для накопления газа и нагревание. Из стаканов для опытов не пьют.
Наблюдение первое: выдох создаёт пузырьки
Налейте в прозрачный стакан немного обычной воды. Поставьте его на устойчивый стол, чтобы ребёнку не пришлось держать стакан на весу. Опустите один конец трубочки в воду. Покажите сами, как мягко выдохнуть через другой конец: в воде появятся пузырьки, которые поднимутся и лопнут на поверхности.
Перед ходом ребёнка отдельно договоритесь: через трубочку можно только выдыхать; воду через неё не втягивают. Если ребёнок не может уверенно соблюдать это правило, взрослый проводит наблюдение сам, а ребёнок смотрит со стороны. После нескольких коротких выдохов выньте трубочку и спросите, где пузырьки появились и куда двигались.
Вывод здесь простой: выдыхаемый воздух попал в воду и стал видимым как пузырьки. По виду этих пузырьков нельзя доказать, что перед нами именно углекислый газ. Выдох — смесь газов, а этот опыт показывает движение газа через воду. Не называйте прозрачную воду «изменившейся», если никакой перемены цвета или другого заметного признака нет.
Наблюдение второе: газ выходит из напитка
Поставьте рядом два прозрачных открытых стакана. В один налейте обычную воду, во второй взрослый наливает немного газированной воды комнатной температуры. Не заполняйте стаканы до краёв: так проще рассмотреть поверхность и случайно не пролить воду.
Попросите ребёнка сравнить жидкости. В газированной воде пузырьки могут появляться на стенках стакана и подниматься вверх. В обычной воде такой постоянной картины обычно нет. Пусть ребёнок опишет наблюдение своими словами: «На стенке появились маленькие пузырьки; они поднялись и исчезли на поверхности». Это точнее, чем фраза «вода кипит».
Американское химическое общество объясняет, что углекислый газ может быть растворён в газированной воде и выходит из неё после открытия; встряхивание и изменение температуры тоже влияют на его выход. Для домашнего наблюдения достаточно открытого стакана при комнатной температуре. Бутылку специально не встряхивайте: пена затруднит сравнение и может пролиться.
Поставьте стакан на стол на несколько минут и посмотрите снова. Пузырьков может стать меньше. Не нужно ждать, пока исчезнет каждый из них. Цель опыта — увидеть процесс выхода газа, а не установить точное время его завершения.
Наблюдение третье: сравните спокойную и перемешанную воду
Налейте одинаковое небольшое количество газированной воды в два открытых стакана. Один оставьте на столе. Во втором взрослый один раз медленно проведёт чистой ложкой по воде. Сравните, где сразу после этого заметнее подъём пузырьков. Затем уберите ложку и посмотрите, как меняется картина.
Здесь важно не превращать сравнение в соревнование «у кого больше пены». Одинаковое количество воды и одинаковые стаканы помогают видеть разницу, связанную с перемешиванием. Если после наливания оба стакана сильно пенятся, подождите, пока поверхность успокоится, и только потом проведите ложкой по одному из них.
Можно попросить ребёнка сначала предположить, что он увидит, а затем описать результат. Если различие небольшое, так и запишите словами: «В этот раз заметной разницы почти не увидели». Наблюдение не обязано подтверждать догадку. Следующий вопрос — что мешало сравнению: разные стаканы, разное время после открытия бутылки или слишком быстрое наливание?
Как связать три наблюдения
После опытов разложите перед ребёнком три короткие фразы и попросите выбрать, к какому стакану относится каждая:
- «Газ проходит через воду» — к стакану с трубочкой.
- «Газ выходит из напитка» — к стакану с открытой газированной водой.
- «После перемешивания пузырьки могут появляться заметнее» — к паре стаканов.
Так ребёнок различит действия, которые выглядят похоже. В первом случае газ попадает в воду извне вместе с выдохом. Во втором и третьем он уже находится в газированной воде и выходит наружу. Одинаковая форма пузырьков сама по себе не делает все опыты одинаковыми.
Если ребёнок спросит, почему газированная вода получила своё название, можно ответить коротко: при её изготовлении в воду добавляют углекислый газ, часть которого остаётся растворённой до открытия упаковки. Для домашнего занятия не требуется искать газ отдельно или собирать его в другой сосуд.
Что может помешать увидеть результат
В холодной воде наблюдение может выглядеть иначе, чем в воде комнатной температуры. Для этой последовательности берите оба образца из одной бутылки и не меняйте условия посреди сравнения. Не используйте цветной напиток: через него хуже видны мелкие пузырьки на стенках.
Если пузырьков почти нет, проверьте, недавно ли открыта бутылка и действительно ли вода газированная. Долгое хранение открытой бутылки меняет картину. Не пытайтесь «исправить» опыт сильным встряхиванием закрытой бутылки. Возьмите свежий небольшой образец и повторите наблюдение в открытом стакане.
Если ребёнок хочет продолжить занятия с водой, предложите другой вопрос, а не повторение того же стакана: что плавает, что растворяется, что меняет форму струи. Идеи отдельных домашних проверок собраны в статье «Опыты с водой для детей 4–5 лет: пять домашних проверок».
Частые вопросы
Почему пузырьки в опыте с трубочкой не доказывают, что это углекислый газ?
Пузырьки показывают, что через трубочку в воду поступает газ из выдоха. По одной только форме пузырьков нельзя определить, из каких газов состоит выдыхаемый воздух. В этом опыте мы наблюдаем движение газа, а не устанавливаем его состав.
Можно ли заменить газированную воду лимонадом?
Прозрачный газированный напиток позволит увидеть пузырьки, но сахар и цвет могут мешать наблюдению и оставят липкий стол. Обычная газированная вода удобнее для сравнения; из стаканов для опытов не пьют.
Нужно ли закрывать стакан, чтобы газ не исчез?
Нет. Смысл наблюдения как раз в том, что пузырьки выходят из открытой воды. Закрывать сосуд, нагревать его или пытаться накапливать газ для этих опытов не требуется.
Что делать, если ребёнок хочет повторять выдох через трубочку много раз?
Остановите опыт после нескольких коротких выдохов и перейдите к обсуждению того, что уже видно. Если ребёнок начинает втягивать воду через трубочку или теряет внимание к правилу, трубочку убирает взрослый.