من المعروف أن المختبرات التقليدية الحالية بالمدارس حول العالم تحت الحصار لعدة أسباب منها

ارتفاع تكلفة إنشائها و تجهيزها ، إلى جانب ارتفاع معدل نفاياتها وكيفية التخلص منها وقلة األمن و

السالمة بها . لهذه األسباب تم خالل العقد الماضي في كل من الواليات المتحدة و كندا و بريطانيا و جنوب أفريقيا تطوير أنظمة حديثة لمعالجة هذه

السلبيات منها تقنية علوم الميكروسكيلMicroscale.

و لقد أدى استخدام هذه التقنية إلى حل جميع المشاكل التي تتعلق بالكلفة و األمان و التخلص من

النفايات التي تواجه المعامل التقليدية الحالية . و لقدX أثبتت التجربة أن هذه االجهزة البالستيكية مالئمة جدا

لتدريب المعلمين و الطالب عليها ، فهي أجهزةبسيطة و سهلة االستخدام و رخيصة الثمن.

( جميع أدوات العلب مصنوعة من مواد غير قابلة للكسر و على مستوى1عالي من األمن و السالمة .

أهمية استخدام تقنيةالميكروسيكل

المقدمة تقنية

الميكروسكيلMicroscale

إجراء التجارب المعملية : مفهوم الميكروسكيل باستخدام أجهزة بالستيكية صغيرة الحجم وكميات

قليلة من المواد الكيميائية .

( سهولة حمل و نقل العلب من مكان إلى آخر .2

( إمكانية إجراء كccل التجccارب المقccررة في المرحلccة الثانويccة و الccتي ال3

يستطيع المعلم / المعلمة من إجراءها في مختبر المدرسة الحالي .

( إمكانية إجراء التجارب بالمنزل من قبل المعلم و الطالب .4

( إمكانيccة إجccراء أغلب تجccارب المرحلccة الثانويccة من قبccل المعلم في5

الفصل في بداية الحصة خالل شرحه لموضوع الدرس الخccاص بالتجربccة ،

حيث تستغرق إجccراء أي تجربccة أقcل من عشccرة دقcائق و خاللهccا يشccاهد

الطالب كيفية إجراء التجربة و يسجل النتيجcة بنفسcه . ممcا ينعكس على

رفع مستوى استيعاب الطالب لموضوع الدرس .

( اقتصادية و أكثر أمناX على الصحة و المنشآت .6

( استخدام حقيبة التجارب في إجراء تجارب المرحلccة الثانويccة يسccتهلك7

كميccات ضccئيلة من المccواد الكيميائيccة ممccا يقلccل اقتصccادياX من التكلفccة

الباهظة الستهالك كميات كبيرة منها، و يقلل مخاطرها بشكل كبير خالل

إجراء التجارب عل مقياس الميكرو ، و تعتبر هذه التقنيccة صccديقة للبيئccة

بحكم قلة المخلفات الكيماوية و الناتجة مكن إجراء التجارب بتقنية علccوم

الميكروسكيل.

( تccدريب المعلمين على إتقccان التقنيccات الفنيccة الحديثccة و مسccاعدة8

الطالب على التعلم الذاتي .

( خلccق جccو من المتعccة و اإلثccارة خالل إجccراء التجccارب باسccتعمال علب9

الميكروسccكيل من قبccل الطccالب / الطالبccة ، ممccا يسccاعد الطccالب على

التفكير تمهيداX لتنمية التحصيل المهاري االبتكاري لديهم .

( تبين للدارس أن الحصول على العلم سهل وفي متناول الجميع 10

( تناسب المدارس الصغيرة و المستأجرة .11

(مناسبة لجميع المراحل الدراسية و األعمار المختلفة .12

( تخفيف الضغط على المختبرات المدرسية .13

( إمكانية التأكد من سالمة كواشف التجارب العلمية بالمرحلة الثانويccة14

من قبل محضر المختبر / أو المعلم.

أسماء التجارب التي يمكن إجراؤها باستخدامالحقيبة المقدمة:

الفكرة العلميةاسم التجربة

األدواتالمستخدمة

غاز- 1 تحضير األكسجين

فوق يتحلل أكسيد

أكسيد فوق الهيدروجين ,

الفكرة العلمية واألدوات المستخدمةإلجراء تجارب الصف العاشر

الصفاسم التجربة

أثناء- 1 المتصاعد الغاز وتعرف تحضيرالهيدروجين . أكسيد فوق العاشرتحلل

الكربون- 2 أكسيد ثاني غاز تحضيرعلية . العاشروالتعرف

للذرات- 3 اإللكترونية الترتيباتالعاشرواأليونات .

الخارصين- 4 من جلفانية خلية تكوينلها . المحركة القوة وقياس عشر والنحاس الثاني

يوديد- 5 لمحلول الكهربائي التحليلمن أقطاب باستخدام البوتاسيوم

الجرافيت .عشر الثاني

علية . والتعرف

الهيدروجينH2O2 وجود في

أكسيد ثاني MnO2المنجنيز

مساعد كعاملغاز ويتحرر

األكسجين .

أكسيد ثانيخالل , المنجنيز

شمعة , , أسنانعلب , ثقاب علبةملقط , بالستيكية

ملعقة, .

غاز- 2 تحضيرأكسيد ثانيوالتعرف الكربون

علية .

تتفاعل كربونات

الكالسيومCaCO3 مع

حمضالهيدروكلوري

ويتحرر HClك ثاني غازالكربون أكسيد

.

كربوناتحمض , كالسيوم

الهيدروكلوريك ,علب , جير ماء

بالستيكية ,بالستيكية سرنجة

,

الترتيبات- 3 اإللكترونية

للذراتواأليونات .

الترتيبات اإللكترونية لأليونات

يجب الملونةعلى تحتوي ان

في الكتروناتالمستوى تحت

d عدم مع امتالئه

باإللكترونات .

اختبار أنابيبمحاليل , صغيرة

المركبات , لبعض

الفكرة العلميةاسم التجربة األدوات

المستخدمة

خلية تكوينمن جلفانية

الخارصين والنحاس

القوة وقياسلها . المحركة

التيار الكهربائي

يتم الذيعلية الحصولخلية أي منيحدث جلفانية

سريان نتيجة اإللكترونات

الى األنود منالكاثود .

كبريتات محلول محلول , IIنحاس

خارصين , كبريتاتملحية , قنطرة

قطب , فولتاميترقطب , نحاس

أسالك , خارصينتوصيل ,

التحليل الكهربائي

يوديد لمحلول البوتاسيوم باستخدام

من أقطابالجرافيت

يوديد البوتاسيوم

KI مركب صلب , أيوني

محلوله المائي متعادل

طبقا ويتفكك للمعادلةالتالية :

KI(aq) K+

(aq) + I-(aq)مرور وعند

كهربائي تيار

يوديد محلولأقطاب , بوتاسيوممحلول , جرافيت

دليل , محلول نشا فينولفثالين ,

توصيل , أسالكفولت .9بطارية

تتجه مستمرنحو األيونات

األقطابالمناسبة .

تحضير غاز األكسجين والتعرف علية

العمل : خطوات

العلبة- 1 إلى المنجنيز أكسيد ثاني من صغيرة كمية أضفالبالستيكية .

أكسيد- 2 فوق بمحلول البالستيكية العلبة حجم ثلث امالالهيدروجين .

يتسرب- 3 ال حتى الزجاجية األنبوبة فوهة غلق من تأكدالمتصاعد . الفاز

لهب- 4 بواسطة وأشعله بالملقط األسنان خالل أمسكمن . , وقربة فيه انفخ جيدا الخالل يحترق عندما الشمعة

الزجاجية . األنبوبة فوهةواالستنتاجات : التحليل

الغاز- 1 فوق وضعه تم عندما المتوهج للخالل حدث ماذاالزجاجية . األنبوبة في المتصاعد

اشتعال.............. يزدادالخالل...........................................................

؟- 2 الهيدروجين أكسيد فوق محلول من المتحرر الغاز ما..... األكسجين.................. .........................................O2غاز

خالل- 3 المنجنيز أكسيد ثاني في واضح تغير يحدث هل؟ التفاعل

...............................................................ال................................

لفكرة العلمية واألدوات المستخدمةا

الصف الثاني عشر إلجراء تجارب

التحلل- .4 تفاعل في المنجنيز أكسيد ثاني دور ماحفاز.................... كعامل يعمل

فقط...............................................................

العمل : خطوات

البوتاسيوم- 1 يوديد بمحلول البالستيكية األنابيب إمألقطرات وبضع الفينولفثالين دليل من قطرات له المضاف

النشا . محلول منالشكل- .2 في موضحة هي كما الكهربائية الدائرة كونانبوبة- . .3 كل في يحدث ماذا حظ وال الدائرة إغلق

المشاهدة :الكاثود- .1 قطب عند األحمر باللون المحلول يتلوناألنود- .2 قطب عند األزرق باللون المحلول يتلون

؟ ذلك من نستنتج ماذا

أكبر- ( )1 اختزال جهد له الكاثود قطب عند الماء يختزلالهيدروكسيد أنيونات تركيز ويزداد الهيدروجين غاز وتصاعد

الكاثود . قطب حولالتفاعل : - 2H2O + 2e- H2 + 2OHمعادلة

اليوديد- 2 أنيونات اختزال ( -Iتتأكسد جهد له األنود قطب عنداليود ) ويتكون I2أقل

التفاعل : -2I- I2 + 2e معادلةمعادلة التفاعل الكلي للخلية :

تحضير أثناءالتجربة

االستنتاج

معادلة التفاعل : 2H2O2 2H2O + O2

MnO2

باستخدام أقطاب التحليل الكهربائي لمحلول يوديد البوتاسيوممن الجرافيت

نواتج التحليل الكهربائي لمحلول يوديد البوتاسيوم :

المحلول – في وانتشاره األنود حول اليود تكون أالنشا( ) . محلول باستخدام اليود على الكشف ويمكن

الكاثود – . عند الهيدروجين غاز تصاعد بقلوي – المحلول يصبح ج

هيدروكسيد وتكون الهيدروكسيد أنيونات تركيز زيادة بسببولهذا ، المحلول في وانتشاره الكاثود حول البوتاسيوم

قيمة له .pHتزداد

الترتيبات اإللكترونية للذرات واأليونات

العمل : خطواتفي -1 مالحظاتك سجل ثم التالية األمالح محاليل كون

الجدول .

المحلولاللون

من : لكل اإللكترونية الترتيبات 13Al , 12Mg , 11Naأكتب..............................................................................................................

من لكل اإللكترونية الترتيبات +Al3+ , Mg2+, Na أكتب

..............................................................................................................من لكل اإللكترونية الترتيبات Ni2+ , 28Ni , Fe3+ , 26Fe أكتب

............................................................................................................

تحضير أثناءالتجربة

تحضير أثناءالتجربة

2H2O + 2I- + 2K+ H2 + I2 + 2KOH

تحضير غاز ثاني أكسيد الكربونوالتعرف عليه

التحليل الكهربائي لمحلول يوديدباستخدام أقطاب من الجرافيت البوتاسيوم

تحضير أثناءالتجربة

استنتاجالتجربة

استنتاجالتجربة

تحضير أثناءالتجربة

تحضير أثناءالتجربة

االستنتاج

تكوين خلية جلفانية من الخارصينوالنحاس وقياس القوة المحركة لها .

العمل : خطواتخلية .1 نصف مع القياسية الخارصين خلية نصف صل

. الملحية القنطرة باستخدام القياسية النحاسالشكل ..2 في مبين هو كما الدائرة بقية كونالكهربائية ..3 الدائرة اغلق4.. الفولتاميتر يعطيها لحظية قراءة اول سجل

في الحادثة الكيميائية التفاعالتالخلية:

: اآلنود عندZn Zn2+ +2e-

: الكاثود عندCu2+ +2e- Cu

الكلي : التفاعل معادلة

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cuالكهربائية المحركة القوة احسب

للخلية:

Ecell = Ecath - Eanod

Ecell = +0.34 - 0.76

Ecell = + 1.1 V

الملحية؟ القنطرة وظيفة ماهي

1.. سريعا يختلطا أن دون المحلولين بتالمس تسمحلأليونات ..2 كمخزن تعمل

تكوين خلية جلفانية من الخارصينوالنحاس وقياس القوة المحركة لها .

7

خاللها ..3 من األيونات بهجرة تسمح