Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia)

2. Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) • Nazwa szkoły: • GIMNAZJUM W SIERAKOWICACH • ID grupy: • 96_2_MP_G1 • Kompetencja: • MATEMATYCZNO- PRZYRODNICZA • Temat projektowy: • CZĄSTECZKOWA BUDOWA MATERII • Semestr/rok szkolny: • SEMESTR I/2010

3. JAK ZBUDOWANE JEST to, co nas otacza ?

4. materia

5. Słowo materia z języka łacińskiego oznacza: „tworzywo”, lub „materiał”. Wszystko co nas otacza, co buduje nasz świat to właśnie materia.

6. Podział materii • Materię dzielimy na : • ożywioną i nieożywioną. • Materia ożywiona to: rośliny, zwierzęta i my sami. • Materia nieożywiona to: ziemia, po której chodzimy, woda niezbędna nam do życia, powietrze, metale, drewno, masy plastyczne itp. • Podział materii przedstawia diagram poniżej

7. Jak jest zbudowana materia?

8. Idąc głębiej cała materia zbudowana jest z maleńkich cząstek elementarnych, będących w ciągłym ruchu, w zależności od stanu skupienia. • Materia występuje w trzech stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

9. DOWODY NA ZIARNISTĄ BUDOWĘ MATERII • Materia nie jest lita, ciągła i bez wolnych przestrzeni. Gdyby tak było, to różne jej rodzaje nie mogły by się ze sobą mieszać. Istnieje kilka dowodów- doświadczeń na dowody jej ziarnistej budowy, które pokazują jej nieciągłą, mającą wolne przestrzenie budowę.

10. PROCESY ŚWIADCZĄCE O ZIARNISTEJ BUDOWIE MATERII KONTRAKCJA DYFUZJA ZMIAN STANU SKUPIENIA • To zjawisko zmniejszania objętości materii na skutek wymieszania się substancji, różniących się wielkością cząsteczek. • To zjawisko samorzutnego mieszania się drobin jednej substancji względem innej: gazu w gazie, cieczy w cieczy, ciała stałego w cieczy itp • To przechodzenie substancji z jednego stanu skupienia w drugi pod wpływem temperatury: topnienie, parowanie, zamarzanie, sublimacja, resublimacja

11. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA DYFUZJĘ • Ciała stałe: mają określony kształt. Ich cząsteczki są ciasno upakowane a odległości między nimi są bardzo małe. Dlatego też drobiny nie poruszają się względem siebie. Dyfuzja na granicy dwóch ciał stałych zachodzi bardzo wolno. • Ciecze:odległości pomiędzy molekułami są większe niż w ciałach stałych, ale mniejsze niż w gazach, dlatego też mocniej ze sobą oddziaływują i przemieszczają się względem siebie. • Gazy: cząsteczki gazów rozprzestrzeniają się w całej dostępnej im objętości. Odległości między molekułami są duże, dlatego słabo ze sobą oddziaływują i poruszają się z dużą szybkością względem siebie. • Dyfuzja w gazach zachodzi najszybciej.

12. Przykłady DOŚWIADCZEŃ ŚWIADCZĄCYCH O DYFUZJI I KONTRAKCJI • Badanie zjawiska kontrakcji ciała stałego w ciele stałym • 1.Odczynniki: groch, mak, cylinder miarowy. • 2. Czynności:do cylindra miarowego wsyp groch( do 25 cm3). Następnie wsyp mak ( 20 cm3 ).Zaznacz poziom jaki zajmują przed zmieszaniem, a potem wymieszaj zawartość cylindra i zaznacz objętość mieszaniny. • 3.Obserwacje:po zmieszaniu poziom grochu i maku obniżył się o ok. 5cm3 • Mak wcisnął się pomiędzy ziarna grochu. • 4. Wnioski: objętość mieszaniny zmniejszyła się, gdyż drobiny maku( mniejsze)wcisnęły się pomiędzy większe drobiny grochu wypełniając wolne przestrzenie między nimi. Zjawisko to nazywamy kontrakcją

13. Dyfuzja ciała stałego w ciele stałym • 1.Odczynniki:nadmanganian( VII) potasu, ziemniak • 2. Czynności:na plaster ziemniaka wysyp kilka kryształu KMNO4. • 3.Obserwacje:drobiny KMNO4 nie mieszają się z molekułami ziemniaka. • 4. Wnioski: dyfuzja między ciałami stałymi nie zachodzi w ogóle lub zachodzi bardzo powoli. Dlatego, że ich drobiny nie poruszają się względem siebie i sąciasno upakowane.

14. Dyfuzja gazu w gazie • 1.Odczynniki:odświerzacz do powietrza, powietrze • 2. Czynności:w pomieszczeniu zamkniętym rozpylamy odświeżacz. • 3.Obserwacje:po pewnym czasie zapach rozprzestrzenia się i jest odczuwalny w całym pomieszczeniu. • 4. Wnioski: dyfuzja w gazach zachodzi najszybciej. Drobiny gazów poruszają się bardzo szybko, odbijając się od siebie.

15. Dyfuzja cieczy w cieczy • 1.Odczynniki: sok/atrament/KMNO4, woda, zlewka. • 2. Czynności:do zlewki z wodą dodaj kilka kropli soku. Nie mieszaj. • 3.Obserwacje:po kilku minutach zabarwienie mieszaniny wody i soku zmieniało się w całej objętości zlewki różniąc się intensywnością barwy. Po ok. godzinie cała mieszanina miała jednolity kolor soku • 4. Wnioski: dyfuzja w cieczach zachodzi dużo szybciej niż w ciałach stałych, ale wolniej niż w gazach.

16. CO TO JEST PLAZMA? • Plazma – to zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, złożona zarówno z cząstek naładowanych elektrycznie, jak i obojętnych. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.

17. TEORIE BUDOWY ATOMU • Starożytni filozofowie uważali, że jest pewien koniec podziału materii na coraz to mniejsze części. • Molekułę, której nie da się już podzielić na mniejszą nazywamy atomem. • Z języka łacińskiego :”atomos”- oznacza niepodzielny.

18. TEORIA ATOMISTYCZNO- CZĄSTECZKOWA • Mówi ona,że: • Atomy tego samego pierwiastka chemicznego są identyczne pod względem masy i rozmiarów. • Atomy mają kształt kulisty; • -Atom jest najmniejszą cząstką pierwiastka chemicznego, która ma wszystkie cechy tego pierwiastka. • -Pierwiastek chemiczny jest zbiorem takich samych atomów; • - Atomy łączą się tworząc cząsteczki, które budują związek chemiczny.

19. PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ • Jest to inaczej radioaktywność. Jest właściwością niektórych atomów. Polega ona na samorzutnej przemianie jądra w inne jądra atomu, któremu towarzyszy emisja promieniowania: α, β, γ.Są one szkodliwe dla naszego zdrowia.

20. TRAGEDIA W CZARNOBYLU W 1986 • Szczególny przypadek szkodliwości promieniotwórczości widoczny był w Czarnobylu w czasie awarii reaktora jądrowego, gdzie „niewidoczny „ wróg zabił tysiące osób, a jego szkodliwość jest odczuwalna jeszcze dzisiaj.

21. OD ATOMU DO CZĄSTECZEK, OD CZĄSTECZEK DO ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH, OD ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCHD O SUBSTANCJI, OD SUBSTANCJI DO PORCELANY

22. WYCIECZKA DO ZAKŁADU PRODUKuJącego porcelanę „lUbiana”

23. CEL WYCIECZKI • Celem naszej wycieczki była możliwość zobaczenia w jaki sposób tworzy się materię nieożywioną jaką jest porcelana, której używamy na co dzień.

24. CHEMICZNI DETEKTYWI… • Zaczęliśmy naszą wędrówkę od zapoznania się z rodzajem i budową substratów, z których wykonywana jest porcelana. • Porcelana to wyrób ceramiczny. Z języka greckiego ceramika oznacza: kéramos ‘ziemia’, ‘glina’; kerameoús‘wykonany z gliny’. • Zewnętrzna budowa glinyWewnętrzna struktura

25. GŁÓWNE SKŁADNIKI GLINY • Do otrzymywania ceramiki stosuje się podstawowe surowce naturalne tj. glina, kwarc, skalenie, kaolin. • skaleń kaolin kwarc • Do pozostałych składników należą występujące w przyrodzie lub otrzymywane syntetycznie różnego typu związki chemiczne (m.in. tlenki, węglany, krzemiany, węgliki, azotki, borki, krzemki, siarczki) wielu pierwiastków chemicznych.

26. PROCES POWSTAWANIA PORECLANY • Na proces wytwarzania wyrobów ceramicznych składają się następujące czynności: • - przygotowanie masy do formowania, • - formowanie, • - suszenie, • - wypalanie, • - szkliwienie i zdobienie.

27. PRZYGOTOWANIE MASY • Masę przygotowuje się mieszając ze sobą surowce (uprzednio rozdrobnione i zmielone) na sucho lub z wodą oraz usuwa się z nich powietrze. Do masy dodaje się takie materiały jak: piasek, zmieloną cegłę, zmielone stłuczki wypalonych wyrobów ceramicznych, które zapobiegają pękaniu i zniekształcaniu wyrobów podczas suszenia i wypalania, oraz topniki (np. skalenie, nisko topliwe związki sodu, kredę), ułatwiające zagęszczanie masy podczas wypalania. • Masę przygotowuje się w specjalnych mieszarkach.

28. FORMOWANIE MASY CERAMICZNEJ • Wyroby ceramiczne formuje się (ręcznie lub maszynowo) przez prasowanie, tłoczenie lub odlewanie masy ceramicznej w specjalnych formach gipsowych.

29. Suszenie i wypalanie • Suszenie ma na celu usunięcie wody z uformowanych wyrobów, co umożliwia ich wypalanie oraz zwiększa ich mechaniczną wytrzymałość. • Wypalanie odbywa się w piecach ceramicznych w temp. ok. 900–2000°C, zależnie od rodzaju wyrobów. Podczas wypalania zachodzą w masie ceramicznej procesy, w wyniku których ulegają rozkładowi jedne składniki, a tworzą się nowe. Temperatura wypalania surowych, nie szkliwionych wyrobów porcelanowych wynosi 920–980°C, wyrobów szkliwionych — 1280–1460°C (porcelany twardej 1350–1460°C, porcelany miękkiej 1280–1320°C).

30. Rodzaje pieców stosowanych w wypalaniu • piec komorowy piec tunelowy

31. SZKLIWIENIE CERAMIKI • Wystudzone po pierwszym wypaleniu wyroby (tzw. biskwit) pokrywa się szkliwem i ponownie wypala. Niektóre wyroby poddaje się szkliwieniu przed wypaleniem. Szkliwo podczas wypalania topi się i po ostudzeniu tworzy powłokę, która nadaje wyrobom gładkość i połysk, zwiększa ich wytrzymałość mechaniczną i odporność na działanie czynników chemicznych i wody oraz ułatwia zmywanie.

32. Szkliwoto polewa, glazura, cienka warstwa szkła pokrywająca wyroby ceramiczne, nieprzepuszczalna dla cieczy i gazów, nadająca powierzchni gładkość, barwę, a także zwiększająca wytrzymałość wyrobu; m.in. szkliwo: przezroczyste, matowe, barwione. • Do szkliwienia wyrobów z porcelany stosuje się najczęściej szkliwa skaleniowe.

33. ZDOBIENIE PORCELANY • Wyroby z porcelany zdobi się zwykle farbami naszkliwnymi, gdyż większość farb ceramicznych (barwniki ceramiczne) w wysokiej temp. wypalania ulega zniszczeniu lub stosuje się tzw kalkomanię, którą wykonują osoby ręcznie. • W Lubianie do tej pory uzyskano ok. 1000 różnych wzorów porcelany. Produkuje się także porcelanę z wzorem kaszubskim.

34. Fajans • Fajans- nazwa pochodzi od nazwy miejscowości Faenza we Włoszech. Jest to też wyrób ceramiczny o porowatym czerepie, pokryty glazurą (szkliwem) bogatą w dwutlenek cyny. Fajans służy do wytwarzania naczyń gospodarczych, płytek ściennych, wyrobów artystycznych, dawniej także do wyrobów sanitarnych.

35. SPRZEDAŻ PORCELANY • Udział eksportu w sprzedaży ogółem firmie wynosi ok. - 82%, wysyłki wyrobów do 32 krajów. Głównie do Włoch , Francji, Niemiec, Hiszpanii, Holandii, Belgii, Grecji, USA, Danii, Węgier, Portugalii, Kanady, Szwecji, Finlandii, Wielkiej Brytanii i innych.Oferta to ponad 1000 asortymentów w trzech segmentach: porcelana hotelowa (11 fasonów), porcelana dla domu (cienkościenna - 10 fasonów) i galanteria porcelanowa.

36. ZAKUPY JAKO PODSUMOWANIE WYCIECZKI

37. bibliografia • 1.J. Kulawik, T.Kulawik, M.Litwin: ”Chemia Nowej Ery”, Nowa Era2009. • 2. A. Warchoł: ”Świat chemii- część 1”, ZamKor 2009. • 3. H. Gulińska, J. Haładuda, J.Smolińska: „Ciekawa chemia- część 1”, WSiP 2009. • 4. Encyklopedia PWN. • 5. Strony internetowe: Zakładu Lubiana, grafika.