شیمی سمپاد : دوره اول راهنمایی
- 5. جایخوددررااطالعاتازوس��يعییهمحدودوبودههانآکاربردوخواص،موادیهمطالععلم»«ش��يمی
را آن خواص راحتی به بتوان ماده یهسازند اجزای با آشنايی بدون که داشت انتظار توانینم اما .اس��ت داده
ماده ساختار از مقدماتی شناختی به ،دهيدیم قرار مطالعه مورد شيمی عنوان با که کتابی نخستين در .شناخت
.رسيدخواهيد
خطاهای،گيریهاندازهایشروهمچونمفاهيمیباآموزانشدانآشنايیجهتفقطکتابازفصلنخستين
ضرورتیهانآزمودربخشاينمطالبسنجشواستشدهارائه...ونتايجگزارشچگونگی،آزمايشگاهی
در که چرا ،داد خواهيم قرار بررسی مورد را شيمی علم ابتدايی مفاهيم ،کتاب اين از فصل دومين در .ندارد
یهتاريخچبيانازپسسومفصلدر.شويدآشنا...وعنصر،مولکول،اتمنظيرهايیفتعريبااستالزمابتدا
،اتمی عدد همچون جديدتری مفاهيم با و پردازيم می هانآ یهسازند اجزای بررسی به ،ها اتم از مختصری
قرار ارزيابی مورد عنصره��ا تناوبی جدول نيز کتاب یهادام در .ش��د خواهيد آش��نا ايزوتوپ و جرمی عدد
یهآماد ،کتاب اين یهمطالع از بعد رودیم انتظار .شوندیم معرفی آن در موجود عناصر از برخی و گيردیم
.باشيدشيميايیگوناگونهایشواکنوموادشناخت
کامليادگيریوآموزشبرایمناسبشرايطامکانحدتاکهاس��تش��دهطراحیایهگونبهحاضرکتاب
تا اندهشد مطرح گوناگونی هایشآزماي ،کتاب از فصل هر در .کند فراهم ش��ما برای را ش��ده ارائه مطالب
تمام مورد در آنکه ضمن .يابند دس��ت ش��ده ارائه هایثبح از بهتری درک به هانآ انجام با آموزان دانش
وجودشمابرایآزمايشگاهدرشانمانجاامکاناگرحتیتااستشدهدادهنيزمناسبیتوضيحهاشآزماياين
عالمت از هاشآزماي از برخی در .يابيد دس��ت نظر مورد هایهنتيج به بتوانيد مطالب اين یهمطالع با ،ن��دارد
خاصموردیيامادهبارابطهدراحتياطداشتننظردرلزومیهدهندنشانکهاستشدهاستفادهدهندههشدار
.)بود خواهند شماراهنمای بهترين ارجمند معلمين موارد اين (در است
هایهنکتواندهش��دنوش��تهرنگرُپصورتبهاندهداش��تمطالعههنگامدربيش��تریتوجهبهنيازکهکلماتی
برای گوناگون هاینتمري و هالمثا از نيز موارد برخی در .اندهگرفت قرار کادر يک داخل در مهم آموزش��ی
که اندهشد برگزيده ایهگون به کتاب در موجود تصويرهای و هالشک .است شده استفاده مطالب بهتر درک
یهخالص ،فصل هر انتهای در .باشند نيز کتاب زيبايی و عّوتن موجب ،شيمی آموزش فرآيند به کمک ضمن
از.اندهشدگرفتهنظردرشماخودآزمايیبرایمختلفیمسائلوهاشپرسنيزآنیهادامدروداردقرارهابحث
.اندهيافتادامهپيشرفتهمسائلتاوشدهآغازترهسادمواردازهاشپرساين،کتابهایلفصتمامدرًاتقريبطرفی
آموزانشدانومحترمهمکارانیهکليازلذا.نيس��تنقصازخالیوکامل،حاضرکتابکهاس��تبديهی
ياری اثر اين کيفی سطح ارتقای در را ما ،خود یهسازند پيشنهادهای و نظرها بيان با تا شودیم تقاضا گرامی
.فرمايند
مقدمه
سپاسبا
تأليف و گردآوری گروه
د
- 7. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
2
متفاوتنظرهايوکنيممطرحراهاييلسؤانيزداريمکههاييهمش��اهديهدربارباشدالزمش��ايد
:مثال عنوان به .کنيم مقايسه يکديگر با را )مخالف حتي (و
زياديکمککنيميمزندگ��يآندرماکهدنياي��ي ش��دنبهتر و گيري ش��کلبه مختلفعلوم
از استفاده و کرده حل را موجود مش��کالت خود هايهمشاهد از اس��تفاده با دانش��مندان .کننديم
زيادي مزاياي اينکه بر عالوه موضوع اين .کننديم پذير امکان را جديدي هاييفناور و ه��اشرو
مهمترين از يکي زيست محيط آلودگي .داشت خواهد همراه به نيز را مش��کالتي ،دارد ما براي را
درمشکلاينکردنبرطرفبرايهمچناندانش��مندانوايمهش��دمواجهآنباکهاس��تمواردي
.هستندتالش
تجربي علوم شناخت به ما نياز ×
روبرو مختلفي مس��ائل با مان زندگي در ما
ازي��که��رم��ورددرباي��دوش��ويميم
انجام را درس��تي گي��ري تصمي��م ه��انآ
توانديم گوناگ��ون علوم ش��ناخت .دهيم
.کند کمک ما به هايگير تصمي��م اين در
رژيم با ارتباط در است ممکن مس��ائل اين
يا و کار ،مس��افرت و نقل و حمل ،غذايي
.باشند مان فراغت اوقات
هستيد؟ موافق کودکان به زدن واکسن با شما آيا •
خودرو ي��ک که دارند تصمي��م ش��ما يهخان��واد آي��ا •
يک کدام شما نظر به ،است طور اين اگر کنند؟ خريداري
خواهند زيس��ت محيط براي را ضرر کمترين خودروها از
داشت؟
ازبعضيمصرفباارتباطدرک��هبديخبرآخرينآي��ا•
مصرفيغذاهايرويبر،استرسيدهش��مابهغذاييمواد
است؟ بوده گذار تأثير شما
يهنماين��د انتخ��اب ب��راي گي��ري رأي در ش��ما آي��ا •
کرد؟ خواهيد شرکت خود يهمدرس آموزانشدان
با توانيم را هاشپرس از بعضي
هاشپرس اين .داد پاس��خ علم کمک
»تواني��م...؟يم «چط��ور ب��ا ًالمعم��و
از ديگر برخي اّما .ش��ونديم ش��روع
اعتقادهااساسبرکههستندهاشپرس
و اند گرفته ش��کل مردم باوره��اي و
دقيقي پاس��خ ه��انآ ب��ه ت��وانينم
و دانش��مندان (که جامعه تم��ام .داد
)هس��تند هانآ بين در ه��م محقق��ان
هاييش��پرسبهدادنپاس��خدنبالبه
»بايد...؟ما«آياصورتبهکههس��تند
.شونديممطرح
نهايتدراّما.شنيدخواهيدمتفاوتيهايبجوا،هاش��پرساينازيکهرپرس��يدنباحتمطوربه
ايجاد باعث کودکان به زدن واکس���ن که دارند عقيده مردم از بعضي
اين اّما .ش���وديم هانآ در پردازي خي���ال و روحي ه���اييبيمار
!است شده مطرح ،محدود مورد چند براساس فقط گيري نتيجه
- 8. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
3
هاييخپاس مبناي بر بايد نيز گيري تصميم اين البته .کنيد گيري تصميم بايد که هس��تيد ش��ما خود
قابل ًالاص علمي نظر از هاخپاس از بعضي متأس��فانه (چون هستند قبول قابل علمي نظر از که باش��د
.)نيستندقبول
هانآ اطالعات که شونديم مطمئن کردن نظر اظهار از قبل ،موفق دانشمندان
.هستند معتبر و صحيح که است شواهدي داراي
اطالعاتهمانآوريعجمبهديگريشخصاگريعني.هستندشدنتکرارقابلمعتبرنتايجوشواهد
.کرد اعتماد نتايجي چنين به توانيم ترتيب اين به .رسيد خواهد مشابهي نتايج به بپردازد
مثال
از حاصل آلودگي که بگيريد تصميم اس��ت ممکن
آن به نزديک ک��ه اي رودخانه در را کارخان��ه يک
تجهيزاتيبهصورتايندر.کنيدبررسيداردجريان
تاباش��ندحس��اسکافييهاندازبهکهداريداحتياج
کنند گيريهانداز را هايآلودگ مقدار دقت به بتوانند
.کنند فراهم را معتبري شواهد و
سادگيبهکردنمشاهدهاّما.استعلموواقعيدنيايبينارتباطيپل،مختلفهايهپديديهمشاهد
.نيست کنيديم فکر شما که چيزي آن
(البته بيننديم نيز را مش��ابهي چيزهاي ،کننديم نگاه س��اده اتفاق يک به نفر دو وقتي حتم طور به
به که آهني درب يک مثل ايهپديد مورد در ��اّما .)!ندارند قبول را موضوع اين فوتبال طرف��داران
با که بينديم را زيبايي رنگ فقط نفر يک دارد؟ وجود هاييتحال چه اس��ت ش��ده رنگ تازگي
آهن قطعه يک ديگر شخص که حالي در ،اس��ت داده بهتري يهجلو آن به و دارد هماهنگي خانه
که باشيد داشته توجه بايد بنابراين .اس��ت ش��ده محافظت آن از زدن زنگ مقابل در که بينديم را
.دارند بستگي نيز شما دانش و اطالعات به بينيديم که چيزهايي
مشاهده×
نتايج ،کنيد تعيين کارخان��ه از آن عبور از قب��ل را رودخانه در موج��ود مواد مقدار اگر ح��ال
در رودخانه در موجود مواد مقايسه از توانيديم راحتي به زيرا .آوريديم بدس��ت را ارزش��ي با
.کنيد پيدا دست نظر مورد هاييآلودگ مقدار به )کارخانه از آن عبور از بعد و (قبل حالت دو
- 9. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
4
يهعقيد توضيح براي توانيديم شما
.کنيد استفاده موجود هايهنظري از خود
،دارند وجود مهمي متغيرهاي چه تحقيق يک انجام در ببينيد اينکه براي
.داريد احتياج کردن مشاهده به
مثال
ه��ايتکربنا واکن��ش س��رعت خواهي��ديم کني��د ف��رض
مواداسيدهاوهات(کربناکنيدبررسيرقيقاسيديکبارامختلف
.شدخواهيدآشناهانآباآيندهدرکههستندمصرفيپرشيميايي
اسيديکآبليموواستکربناتيکمرمرسنگ،نمونهعنوانبه
آزمايشي يهلول نوع ،واکنش اين يهمش��اهد براي .)باشد مي
يک از تواني��ديم .اس��ت تأثير ب��دون کنيديم اس��تفاده ک��ه
.کنيد استفاده ضخيم يا نازک آزمايش يهلول
باعث)کوچکهايهتکياپودرصورت(بههاتکربناتماسسطحمقدارکهببينيدتوانيديماّما
مختلف هايتکربنا پودر از يا بايد آزمايش هر در .شوديم متفاوتي هايهنتيج آمدن دست به
ازاس��تفادهاّما،دهيدقراراس��تفادهموردکوچکهايهتکصورتبهراهانآياکنيداس��تفاده
ياکمتأثيرتوانديممواردايندرکوچکياختالفهر.نداردايراديمتفاوتآزمايشهايهلول
.باشد داشته شما آزمايش يهنتيج روي بر را زيادي
بود معلوم قشنگ !ا اِا
!شده رد خط از توپ
!!آخه؟ندیدیچطوری
نیمحداقل!نخیر
! بود مونده متر
!شوديم همراه تعصب با کردن مشاهده اوقات گاهي
فرضيه ي��ک ش��دن س��اخته باع��ث کار اي��ن
انجامدرخوديهفرضيازتوانيديمبعد.شوديم
اين بررسي براي .کنيد استفاده بيني پيش يک
و مدارک آوريع��جم به توانيديم بيني پيش
اس��ت ممکن که بپردازيد گوناگوني ش�واهد
نتوانندش��ايدياوکنندتأييدراش��مابينيپيش
هايهمشاهدبايدابتدا،کندتوجيهراشماهايهمشاهدنتواندتئورييکاگر.دهندانجامراکاراين
،هستنددرستحتمطوربههانآاگر.کنيدکنترلدقتبهراهانآودهيدقراربررسيموردراخود
پيشرفتباعثکهاستهاييشروازيکياين.کندتغييرموجودتئوريکهباشدالزماستممکن
.است شده زمان طول در علوم
- 10. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
5
مثال
،روبرو شکل مانند آزمايش��ي در که کنيد فرض
ب��اراواکن��شي��کدرش��دهآزادگازحج��م
.کنيديمگي��ريهاندازس��رنگيکازاس��تفاده
در اّما ،کنيديم تکرار مرتبه چند را آزمايش شما
دماياس��ت ممکنهاشآزماياين انجام هن��گام
.دهديم تغيير را شده آوريعجم گاز حجم موضوع اين .کند تغيير اتاق
داشت؟ خواهد آمده دست به هايمحج بر تأثيري چه ،يابد افزايش اتاق دماي اگر •
يک يا و جالب آزماي��ش ،جديد تحقيق ي��ک ش��روع يهنقط توانديم کردن مش��اهده طرفي از
.باشدتازهيهمطالع
:کنيدبررسينيزراهايگيرهاندازصحتبايدآزمايشهنگامدر
ريزيهبرنامنيزدهنديمانج��امخودنظرات برايکههايييگيرهاندازم��ورددربايددانش��مندان
هانآنتايجتکرار(امکانهستنداعتمادقابلهايگيرهاندازاينآياکهبفهمندوباشندداشتهمناسبي
اندازهاستالزمکهراچيزيًا(واقعباشنديمارزشمندشدهانجامهاييگيرهاندازآياو)داردوجود
خير؟يا)گيرنديم
مقدارهاي بين ناچيزي هايتتفاو ،کنيديم تکرار مرتبه چندين را آزمايش يک شما وقتي هميشه
آزمايشچنددر يکسان ًالکام ش��رايط در متغير يکگيريهانداز زيرا.داردوجودآمدهدس��تبه
.استسختيبسيارکار
کردن گيريهانداز ×
سرنگ
مرمرسنگ
محلول
اسيدی
رقيق
،گيريهانداز يک صحت
.دهديم نشان را واقعي مقدار به آن نزديکي ميزان
مثال
و مجهز ت��رازوي ي��ک از اس��تفاده ب��ا ک��ه اس��ت طبيع��ي
وزن از آم��ده دس��ت به نتايج ديجيتالي قيم��ت گران ًانس��بت
در ،اس��ت ترکنزدي واقع��ي مق��دار به جس��م يک ک��ردن
)دار (ش��اهين ايهکف دو ت��رازوي ي��ک از اگ��ر که حال��ي
- 11. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
6
به که اس��ت مهم طرفي از .آيدينم دس��ت به جالبي نتايج ًالاحتما ش��ود اس��تفاده قيمت ارزان
صورتاينغيردرزيرا،کنيدتوجهآنازاستفادهمورددرترازويهسازندشرکتدستورالعمل
در مختلف افراد توسط جسم يک جرم مقدار اگر .شد نخواهد انجام مناس��بي هاييگيرهانداز
کهگوييميم،آورنددستبهمشابهينتايجافراداينوشودگيريهاندازمتفاوتيهايهآزمايشگا
هستندنيزبيشتري حساسيت دارايترتقيمگرانترازوهاي.استبوده پذير تکرار جرممقدار
.کننديم تعيين نيز را يکديگر با ماده چند جرم در جزئي هايتتفاو و
:دارد زيادي اهميت نيز گيريهانداز يک دقت
:هستند يکديگر از متفاوت مفهوم دو صحت و دقت ،علمي نظر از که باشيد داشته توجه اّما
شرايط در اگر .است کوچکي بندي درجه هايسمقيا داراي دقيق ابزار يک
.آمد خواهد دست به يکساني نتايج ،شود استفاده دستگاه اين از يکسان ًالکام
مثال
مجهزترازوييکباًالقب(کهراآهنگرم 2/51ًادقيقاستش��دهخواس��تهآموزشدانيکاز
اين مرتبه 4 ترازو هر از استفاده با او .کند وزن مختلف ترازوي دو از استفاده با )است شده وزن
.است کرده وزن را آهن مقدار
واقعیمقدارب ترازوی
آ ترازوی واقعیمقدار
45
45
50
5055 55
داده تري صحي��ح يهنتيج »«ب ت��رازوي
شده انجام هاييگيرهانداز (ميانگين است
(چون نيس��ت دقيق اّما )اس��ت گرم 2/51
اختالف يکديگر با آمده دس��ت به نتايج
.)دارند زيادي
اس��ت داده را دقيقي نتاي��ج »«آ ت��رازوي
يکديگرب��هآمدهدس��تب��هه��ايم(جر
.نيستندصحيحاّما)هستندنزديک
- 12. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
7
که زماني ًامخصوص .کني��د تکرار را خود هاييگيرهانداز ک��ه اس��ت الزم هاقتحقي از بعضي در
صحت به شود تکرار آزمايش بايد که دفعاتي تعداد .باش��د دش��وار نظر مورد پارامتر گيريهانداز
به را آزمايش بايد باشيم داشته نياز بيش��تري صحت به قدر هر واقع در .دارد بس��تگي نظرمان مورد
.کنيمتکراربيشتريتعداد
مثال
انجامراآزماي��شکهش��خصي،لّواتصوي��ردر
چندينراآزمايشاو اگر.استدقتيب،دهدمي
را خطاهايي تصادفي صورت به کند تکرار مرتبه
تصادفي خطاي خطاها نوع اين به .داشت خواهد
.گوينديم
.دارد بيشتري دقت او همکار تصوير دومين در
درس��تي به را بورت داخل مايع حجم نيز او اّما
درس��تحجمديدنبرايبايدزيرا،خواندينم
کرداس��تفاده آنانحناي پايينس��طحازمايع
.)بورتدرموجودمايعش��کلمنحني(س��طح
خواهداش��تباهدچارگيريهاندازتکراربانيزاو
)(تکنيکي روش�ي خط�اي خطاها اي��ن به .بود
.شوديمگفته
.معلومه،باباآره
.بينميمدارمخودم
مايعحجمکهمطمئنيتو
ًادقيق بورت اين داخل
بود؟24cm3
کجا از
!بدونم
روبروي از بايد .ببينم کن صبر
يادمفقط.ببيني��ممايعس��طح
س��طح باالي از بايد نيس��ت
پايين از ي��ا بخونم مقدارش��و
کنی؟يم فکر چی ت��و !اون
يا و دستگاه اس��ت ممکن يعنی .هس��تيم نيز ش�خصي خطاي داراي خود هايشآزماي انجام در ما
.کنيماشتباهکارانجامهنگامدرخودماناّما،باشدنقصبیوس��المکامالمايهاس��تفادموردابزار
.بيايند وجود به جا بی تعصب حتی يا و دقتی کم علت به است ممکن خطاها اين
خطاها
- 13. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
8
غيرعاديهايهنتيجبهبايدآزمايشانجامهنگامدر
نتايج س��اير با هايگيرهانداز اي��ن .کرد توج��ه نيز
از خارج در و ندارن��د هماهنگ��ي آمده دس��ت به
که صورتي در .گيرن��ديم قرار ه��انآ يهمحدود
علت کنيد سعي بايد داشتيد غيرعادي يهنتيج يک
حذفرانتيجهاينتوانيديمسپس.کنيدپيداراآن
.کنيد
وظريفآزمايشيککردنطرح،علميهايش��پرسازبعضيبهدادنپاس��خبرايراهبهترين
.استطرفانهيب
عادي غير هايهنتيج
آزمايش طراحي ×
مثال
موجود(اسيدرقيقاسيدهيدروکلريکوفلزيهايتکربنابينواکنشخواهيديمکنيدفرض
توليد اکسيد دي کربن گاز هاشواکن اين تمام در .دهيد قرار بررس��ي مورد را )معده داخل در
:که دهيد پاسخ پرسش اين به بخواهيد شايد .شوديم
باشند؟ گذار تأثير واکنش اين انجام سرعت روي بر است ممکن عواملي چه
بر متغير عنوان به تواننديم که گوناگوني عوامل از فهرستي است بهتر سؤال اين به پاس��خ براي
:مثال عنوان به .کنيد تهيه راباشندتأثيرگذارشيمياييواکنشسرعت روي
فلزي کربنات تماس سطح • کربنات نوع • دما •
اسيد نوع • اسيد غلظت •
متغيرها اين از يک��ي انتخاب با توانيد م��ي
که کنيد تصور .کنيد آغاز را خود بررسي
اس�يد از مختلفي هايتغلظ کاراينبراي
اين نتيجه در .دهيديم قرار استفاده مورد را
.بودخواهدشمامستقل متغير بيانگرپارامتر
)cm3حسب(برواکنشدرشدهآزادگازحجم
)ثانيه حسب (بر زمان
يهاستوان
مدرج
ليترميلی 50
هيدروکلريک
رقيقاسيد
هايهتک
مرمرسنگ
گيريهانداز سه ميانگين از آمده دست به منحني
منحنی رسم در غيرعادی يهنتيج
شودينم گرفته نظر در
- 14. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
9
منظور اين براي کني��د؟ قضاوت ش��ده انجام واکنش س��رعت مورد در خواهيديم چگونه اّما
توليد براي ني�از مورد زمان خواهيديم ک��ه کنيد تصور .دارد وج��ود متفاوتي هايشرو ني��ز
زمان اين به حالت اين در .کنيد گيريهانداز را اکس�يد دي کربن گاز از مشخصي حجم ش�دن
.شوديمگفتهوابسته متغير
يک فقط آن انجام مدت ط��ول در بايد ،باش��د معتبر و قبول قابل آزمايش يک که اين ب��راي
که کنيد س��عي بايد حال .)اس��ت اس��يد غلظت مقدار مورد اين در (که دهيد تغيير را پارامت��ر
کهناميميمکنترل قابل متغيرهاي رامتغيرهااين.داريدنگهثابتامکانحدتارامتغيرهايهبقي
.باشند استفاده مورد کربنات نوع و اسيد نوع ،تماس سطح مقدار ،دما شامل توانند مي
متغيرها مقدار انتخاب
عنوانبهآزمايشچنداستالزمکارابتدايدر
هانآبراساسبتوانيدتادهيدانجامگرميدست
چقدر آزماي��ش هر در کنيدک��ه مش��خص
ترتيب اين به .شوديم توليد اکسيد دي کربن
ازاي ب��ه مث��ال عن��وان ب��ه که فهمي��د م��ي
ي��ک در کربن��ات و اس��يد از مق��دار چ��ه
ن��ه و کوت��اه خيل��ي (ن��ه مطل��وب زم��ان
توليداکسيدديکربن20cm3)طوالنيخيلي
.شوديم
کردنرقيقبراي.کنيدتعييننيزراخوداستفادهموردهايتغلظيهمحدودتوانيديمهمچنين
نگاه يکسان را اسيدي هايلمحلو نهايي حجم بايد البته ،کنيد اس��تفاده آب از توانيديم اس��يد
پنجبهحداقل،کنيدرس��مآمدهدس��تبهاطالعاتازمناس��بمنحنييکاينکهبراي.داريد
اختالفهمباکافييهاندازبهبايدهاتغلظاينطرفياز.داريداحتياجاسيدازمختلفغلظت
را جالبي نکته منحني از قسمت يک اگر .نباشد نزديک هم به خيلي هانآ مقدار و باشند داشته
تغييراتوکنيداستفادههمبهنزديکغلظتچندازناحيههماندرتوانيديم،دهدنشانشمابه
تعداد از که باشد الزم غيرعادي نتايج بررسي براي شايد .کنيد بررسي تري جزئي صورت به را
.شوداستفادهنيزبيشتريهايشآزماي
آوردن دست به براي مناسب يهمحدود انتخاب
بيشترين بايد هميشه .است مهم بسيار اطالعات
را ايد آورده دست به که اعدادي مقدار کمترين و
.کنيد گزارش )هانآ واحد نوشتن (با
- 15. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
10
را متغير يک راحتي ب��ه توانيم هاقتحقي از بعض��ي در
آزمايشيکتاداشتنگهثابتراهانآسايرودادتغيير
ازديگربرخيدراّما.ش��ودانجاماعتمادقابلودرس��ت
دش��وار کاري متغيرها تم��ام کردن کنت��رل ،ه��اقتحقي
.است)غيرممکنحتي(و
!ناعادالنههايشآزماي
اطالعات کردن ارائه يهنحو ×
محيط هواي وآب مانند شرايطي گياهان رشد بر ش��يمياييکودهاي اثر بررس��ي درمثال عنوان به
موردگياهانيه��همکهکرددقتبايداّما.کني��مکنترلراهانآتواني��مينمماک��هداردوج��ود
زيادي تعداد از بايد همچنين .باشند داشته قرار )هوايي و آب نظر (از مش��ابهي شرايط در آزمايش
جدول
ًالمعمو .کنيد ثبت جدول يک در را آمده دست به اطالعات توانيديم تحقيق يک انجام هنگام در
قرارجدولس��تونلينّوادر)دهيديمتغييرراآنمرحلههردرخودتاناختياربا(کهمس��تقلمتغير
دومستوندر)استگيريهاندازرويبرمستقلمتغيرتأثيريهدهندنشان(کهوابستهمتغير.گيرديم
.شوديم داده قرار
توضيح ًالقب (که را رقيق اس��يد هيدروکلريک و فلزي هايتکربنا بين واکنش اگر مثال عنوان به
:کرد استفاده آمده دست به هايهنتيج ثبت براي زير جدول از توانيم ،بگيريد نظر در )شد داده
آمده دست به اطالعات ارزيابي
کهاطالعاتيباش��يدداش��تهخاط��رب��ه
.باش��ند معتبر بايد کنيديم آوريع��جم
را آزمايش ک��ه اس��ت الزم همچني��ن
به بتواند ت��ا کني��د ط��رح اي گونه ب��ه
.دهد پاسخ شده مطرح هايشپرس
:وابستهمتغير
)ثانيه حسب (بر گاز 20 cm3 کردن جمع براي نياز مورد زمان
:مستقلمتغير
)گراد سانتي يهدرج حسب (بردما
براي گياه نوع يک از نمونه
.شود اس��تفاده تحقيق انجام
را گياه يک فق��ط اگر زيرا
يکوشيمياييکودباهمراه
اس��تفاده بدون را ديگر گياه
پرورش ش��يميايي ک��ود از
به قبولي قاب��ل نتايج ،دهيم
.آوردنخواهيمدست
عادالنه ًالاص اين ،نه
..!!چرا؟؟آخه!نيست
که من
!!!ندارمشکايتيهيچ
- 16. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
11
دوبينارتباطتوانيديمنموداريککردنرسمبا
افقيمحوردرمستقلمتغير.دهيدنشانرامتغير
عمودي محور نيز وابسته متغير و گيرد مي قرار
مقابل نم��ودار به .دهد مي تش��کيل را نمودار
:کنيدتوجه
:کنيد توجه شده داده نمودار به
مس��تقلمتغيرعنوانبه»فلز«نوعمورداي��ندر
توانينم که است طبيعي .اس��ت شده انتخاب
(مانند پيوس��ته متغير يک صورت به را فلز نوع
چنيندر.گرفتنظردر)همسرپشتعددهاي
صورتبهراخ��ودنتايجتواني��ديمش��رايطي
.دهيد نشان اي ميله نمودار
نمودار
باشيدداشتهپيوس��تهمتغيريکاگر.داردبس��تگيش��مامس��تقلمتغيرنوعبهش��دهرس��منمودار
خودنتايجتواني��ديم)باش��دش��دهگزارشهمس��رپش��تومش��خصعددهايصورتبه(که
گيريهاندازع��دديصورتبهمس��تقلمتغيرزيرا.دهيدنش��انپيوس�ته منحني يکصورتبهرا
دهيد انجام گراد سانتي يهدرج 60و 50،40،30،20دماهاي در را آزمايش است ممکن .شوديم
.)کنيد انتخاب نيز را دماها اين بين در دماهايي توانيديم (البته
)ثانيهحسبگاز(بر20cm3کردنجمعبرایالزمزمان
50
100
150
200
)ثانيهحسب(برواکنشپايانزمان
)گراد سانتی يهدرج حسب (بر دما
روی منيزيم کلسيم
فلزنوع
آهن
50
100
150
200
250
300
0
350
)ثانيه حسب (بر گاز 20 cm3 کردن جمع براي الزم زمان
ميانگينمقدار سومآزمايش دوم آزمايش لّوا آزمايش )گراد سانتي درجه حسب (بر دما
قسمت چند به را دوم ستون توانيم ،دهيد انجام مرتبه چند دما هر در را آزمايش اين بخواهيد اگر
:کردتقسيمديگر
- 17. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
12
آمده دست به اطالعات در اي نقطه الگوهاي
متغي��ر دو بي��ن يه��رابط ن��وع ب��ه ت��وانيم نم��ودار ي��ک دي��دن ب��ا اوق��ات گاه��ي
ک��ه دارن��د وج��ود ش��يمي در نموداره��ا اي��ن از مختلف��ي ه��ايهنمون .ب��رد پ��ي
:ازعبارتند
که اس��ت اي محدوده در تنها متغيرها بي��ن ارتباط
ممکن ارتباط اين و دهيديم قرار بررسي مورد شما
ادامه يا و شدهقطع محدوده اين از خارج در اس��ت
در محدوديت ي��ک عامل اين واقع در .کن��د پيدا
کنت��رل ديگ��ر روش ي��ک ب��ا را خ��ود نتاي��ج •
آزاد گاز حج��م گيريهانداز ج��ايهب ًلا�مث .کني��د
ظ��رف ج��رم کاه��ش مق��دار از تواني��ديم ش��ده
.کنيد اس��تفاده واکن��ش س��رعت يهمحاس��ب براي
راش��ماآزمايشديگريافراداگرآي��اکهببيني��د•
ترتيب اين به رسند؟يم مشابهي نتايج به ،دهند انجام
.خيريااستتکرارپذيرشمانتايجکهشوديممشخص
آمده دس��ت به اعداد ميانگين از کنيد س��عي
.کنيد اس��تفاده نم��ودار رس��م براي آزماي��ش در
کنديم پيدا افزايش شما کار دقت صورت اين در
.شدخواهندمعتبرترشمااطالعاتو
از خارج در و دهي��د ادامه را ش��ده رس��م خطي نمودار توانيديم البته .بود خواهد ش��ما بررس��ي
هايبينپي��شاينم��ورددرتوانيدينم��اّما،بپردازي��د بين�ي پي�ش ب��هگي��ريهاندازيهمح��دود
.باشيدمطمئنًالکام
طرفياز.دهيدقراربررسيموردراآزمايشيکدرخودهاييگيرهاندازاعتباروارزشبايدشما
:کنيد استفاده نيز زير هايشرو از توانيديم خود کار ارزش بهبود و افزايش براي
(مثل ديگر مرجع يک در که را خود آزمايش با مش��ابه آزمايش��ي از آمده دس��ت به اطالعات •
.کنيدبررسي،داردوجود)اينترنت
تحقيقکليارزيابي×
دهندهواکنشيهمادغلظت
زمان
چي هر ،خدا واي
،باشهبيشترشيب
!بيشتره هم سرعت
ی رابطه
مستقيم
خطی
يهرابط
غيرمستقيم
خطی
ی رابطه
مستقيم
خطیغير
شدهتوليدگازکلحجم
سوختیيهمادجرم سوختنزمان مادهغلظت
شمعجرم
واکنشسرعت
- 18. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
13
جامعهرويبرهاقتحقييهنتيجتأثير×
بررسيبهمثالعنوانبه.هستندمندعالقهجامعهمورددرعمومييهمطالعبهدانش��مندانازبعضي
:پردازنديمزيرموارد
• ،مختلف صنايع و هاوخودر از حاصل هاييآلودگ
• ،غذايي مواد بودن سالم
• ،جديد مواد هاييويژگ و خواص
• .آشاميدني آب بودن خالص
مانند هاييهرس��انتوس��ط راهانآ از حاصلنتايج ودارنداهميت ما برايهاقتحقياين از کدامهر
درس��تحدچهتااطالعاتايناّما.ش��نويميموبينيميمهاهروزنامياواينترنت،راديو،تلويزيون
کنيم؟اطمينانهانآبهتوانيميمآياهستند؟
مقدار ترتيب اين به تا کند استفاده انگيز هيجان تيتر يک از روزنامه يک است ممکن اوقات گاهي
چنين در هانآ هايقتحقي يه��نتيجکه بيننديم دانش��مندان اوقات بيش��تر !ببرد باال را خود فروش
جزئيخطريکاستممکن.استواقعيتازدوروشدهنوشتهآميزاغراقصورتبههاييهروزنام
مهمقدرآنعلميکاريکدرجزئيپيشرفتيکياوشوددادهنشانبزرگخطريکصورتبه
!دهديم تغيير را دنيا تمام حاال همين پيشرفت اين کنيم فکر که شود داده جلوه
گذار تأثيرجامعه يک افراد اختيار در اطالعات گرفتنرقراروي برکهدارندوجودزيادي عوام��ل
کردن برطرف براي يا و شود بزرگي رسوايي ايجاد باعث موضوع يک است ممکن گاهي .هستند
عموم اختيار در هاعموضو اين است ممکن بنابراين .باشند نياز مورد زيادي هايههزين ،مشکل يک
.نرسند همه اطالع به کامل طور به حداقل يا و نگيرند قرار
يهنتيج شدن پذيرفته در نيز دانش��مند يک ش��هرت
يکبهمردمًالمعمو.داردزي��اديتأثيراوتحقيق��ات
گاهيطرفياز.کننديماطمينانبيشترمعروفدانشمند
غلطاطالعاتدادنارائهباعثداشتنتعصبنيزاوقات
مثال عنوان به .شوديم درست اطالعات نپذيرفتن يا و
يهکارخانيکتحقيقاتيهنتيجراحتيبهتوانيمآيا
هايگرنکنديمادعاکهپذيرفتراغذاييموادتوليد
ًالکام کارخان��ه اي��ن غذايي م��واد به ش��ده اف��زوده
کنندگانمصرفآياطرفيازهستند؟سالموضرربي
دارند عقي���ده معترض اف���راد از بعض���ي
ک���ه کش���اورزي محص���والت از اس���تفاده
باعث ،اندهش���د اصالح ژنتيک���ي نظر از
.شوديم زيست محيط به رساندن آسيب
داراي آب هاييبطر
.هستندسميشيمياييمواد
يهادام 2020 س�ال ت�ا زمين کره آلودگ�ي
.کنديمغيرممکنرازمينيهکردرزندگي
توانديم جديد داروي اين
.کند درمان را سرطان
- 19. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
14
؟دهنديم نظر آن مورد در تعصب بدون هميشه کاال يک
ياوخودنتايجباخوبمنتق��ديک مانندوکنيدعمل دقتبا چطور که بگيريد ي��ادبايدنيز ش��ما
شونديماستفادههاشآزمايدرکهوس��ايليصحتودقتبخواهيدش��ايد.ش��ويدمواجهديگران
انجاممحلچگونهمحققاناينکه.باشدمهميعامل،نمونهيهاندازاس��تممکن.کنيدبررس��يرا
توانديم نيز کننديم تکرار را هاشآزماي اي��ن مرتبه چند و کننديم انتخاب را خود ه��ايشآزماي
.باشد داشته تأثير شده ارائه اطالعات به شما اطمينان روي بر
کمک با که اندهيافت دس��ت جديدي کشف به کردند ادعا ش��يميدان دو 1989س��ال در
هايشواکن اندهتوانس��ت که بودند مدعي هانآ !ش��د خواهد برطرف جهان در انرژي بحران آن
را درخورش��يد ش��ده انج��ام ايههس��ت
.دهندانجامخوددرآزمايشگاه
از»«فليش��منو»«پنزک��هدانش��منددواي��ن
گفتنديم ،بودن��د آمريکا در يوتا دانش��گاه
«همجوشي انجام امکان به آزمايشگاه در که
بيشتريمطالبهمجوشيمورددرًا(بعد»سرد
.اندهکرد پيدا دست )گرفت خواهيد ياد را
ترتيب خبري کنفرانس يک فليش��من و پنز
يههمبهراخوديهتازکشفآندرتادادند
در که هاييک��ش البته .کنند معرفي جه��ان
به زود خيلي داشتند وجود هانآ ادعاي مورد
ازقبلخبريکنفرانساين.شدندتبديليقين
علمي يهمجل يک در هانآ کار شدن چاپ
.بود شده برگزار
علم دنياي در کار اين .بودند نداده ارائه نيز دانشکده يا دانشگاه يک در را خود کار حتي هانآ
کننديمارسالعلمييهمجليکبرايراخودجديدکارهايدانشمندانًالمعمو.نيستمنطقي
دانشمندان ساير ابتدا ،چاپ از قبل اّما .بدهند نظر آن مورد در و ببينند را آن نيز محققان س��اير تا
.خير يا هستند انجام قابل ًاواقع آيا که شوند مطمئن تا کننديم کنترل را کارها اين
جديد يهنظري يک پذيرفتن :عمل در شيمي ×
بسازند هاييهدستگا تا اندهکرد زيادي تالش دانشمندان
بتوانند تا کند توليد 50,000,000 ºC ب���ه نزديک دمايي که
شده انجام تغييرات (مانند ايههست همجوش���ي امکان
اندهنتوانس���ت تاکنون اّما ،کنند فراهم را )خورش���يد در
نظر از که کنند توليد هزينه کم روش���ي با را انرژي اين
زماني کنيد تصور حال .باش���د قبول قابل نيز اقتصادي
استفاده با را انرژي اين که کردند ادعا شيميدان دو که
يهبقي اندهکرد توليد خود آزمايشگاه در ساده ابزار يک از
!بودند شده زدهتشگف چقدر دانشمندان
- 20. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
15
باکردندسعي ديگردانش��مندان،ش��دمطرح دانش��مند دو اين کار جزئيات اينکه از بعد
همان در که کردنديم ادعا پنز و فليشمن .آورند دست به را هانآ نتايج ،مشابه آزمايش��ي انجام
دانش��مندان س��اير اّما .اندهآورد دس��ت به انرژي زيادي بس��يار مقدار ،کار انجام از مرتبه لينّوا
اينکهجاآناز.استنامعتبرش��دهمطرحداليلکهدادندنش��انونرس��يدندايهنتيجچنينبه
دانشمندان طرف از وقت هيچ سرد همجوشي و بود نادرست بنابراين ،نبود پذير تکرار آزمايش
.نگرفتقرارتأييدمورد
اعتقاد محققان از بعضي هم هنوز ص��ورت هر به
کرد برطرف را انرژي مش��کل توانيم که دارند
واقعا البته .ش��د جهان در زيادي تحول باع��ث و
هايشآزماي با بتواند کس��ي روزي است ممکن
نکتهاينبايداّما،شودکاراينانجامبهموفقخود
بايد شده ارائه اطالعات که داش��ت نظر در نيز را
مورد مختلفي افراد توس��ط ًاحتم و باش��ند معتبر
.بگيرندقرارسنجشوبررسي
فصل يهخالص
علوماينزيرا،شوندآشناهانآکارچگونگيباوبشناسندرامختلفعلومکهدارندنيازمردم•
.باشند گذار تأثير هانآ زندگي در تواننديم
ش��ونديم مطرح »توانيم...؟يم ما «آيا صورت به که هاييش��پرس به توانديم مختلف علوم
.دهندپاسخ
اوقات گاهي .دهند قرار سنجش مورد را مختلف متغيرهاي بين ارتباط تواننديم دانش��مندان •
تغيير را )مس�تقل (متغير متغير يک بايد کار اين براي .کننديم اس��تفاده خاصي هايشآزماي از
تأثير مورد در نظر اظهار براي .داشت نگه ثابت را )کنترل قابل (متغيرهاي متغيرها س��اير و داد
.کردگيريهاندازرا وابسته متغير بايد،مستقلمتغيرکردنتغيير
)کنيم اعتماد هانآ به تواني��ميم (يعني معتبر هانآ داليل که ش��وند مطمئن بايد دانش��مندان
.است )بدهد پاسخ شده مطرح پرسش به توانديم (يعني ارزشمند و
،گذاريس��رمايهمثالعنوانبه.گذارنديمتأثي��رعلومرويبراجتماعيش��رايطازبرخ��ي•
را مختلف عل��وم اس��ت ممکن نيز سياس��ي فش��ارهاي حتي و محققان ش��هرت ،مندي عالقه
.دهند قرار خود تأثير تحت
مطمئنديگهحاال
ازتونميمکهشدم
يهلولاينداخل
!ببينمخورشيدآزمايش
نظرم به ،آره
با حق بايد
!!باشهتو
•
•
- 21. راهنمايي لّوا سال يشيم تكميلي محتواي
16
:کنيد رُپ مناسب )(هاي کلمه با را خالي جاهاي -1
نزديک واقعي مقدار به چقدر گيريهانداز آن که دهديم نشان ما به گيريهانداز يک ............... )آ
.است
کممقدارهايگيريهاندازدردستگاهآنتواناييکهدهديمنشانمابهدستگاهيک...............)ب
.است ايهانداز چه تا متغير يک از
را خود نتايج ................. توانيميم ديگران هايشآزماي با خودمان آزمايش نتايج يهمقايس از )پ
.کنيممشخص
،باش��ندنزديکيکديگربهش��ونديمارزيابيآزمايشيکدرمتغيرعنوانبهکهاعدادياگر)ت
.کنيم رسم .................. يک صورت به را نتايج توانيميم
آزمايش طول در و کنيميم انتخاب بررسي براي را آن ما که است متغيري ، ................ متغير )ث
.دهيميمتغيير
.گيريميم نظر در ثابت را .................... متغيرهاي تمام آزمايش يک در )ج
ترازوييکازترگبزربرادر.کنندتعيينراس��نگقطعهچندجرمکهدارندتصميمبرادردو-2
ترازوييککمکباترککوچب��رادروکنديماس��تفادهکاراينبراي)دارن(ش��اهيايهکفدو
:است زير صورت به هانآ آزمايش نتايج .کنديم تعيين را هاگسن جرم ديجيتالي
سنگقطعهيهشماربرادر توسط آمده دست به جرم
)کيلوگرم(برحسبترگبزر
برادر توسط آمده دست به جرم
)کيلوگرم(برحسبترککوچ
11/51/67
232/95
32/52/41
444/09
چرا؟ اند؟هآورد دست به تري صحيح هايهنتيج برادر دو اين از يک کدام )آ
.دهيد توضيح را خود پاسخ اند؟هکرد استفاده يکساني بندي درجه مقياس از برادر دو هر آيا )ب
کردتعيينراهاگس��نقطعهجرمديجيتاليترازويي��کازاس��تفادهبابرادردواينخواه��ر)پ
برادرنتايجبي��ناختالفعلتآيا.بودن��دکيلوگ��رم4/13و2/45،2/99،1/71ترتي��بب��هک��ه
اس��تممکنش��مانظربهباش��د؟تصادفيخطاهايبهمربوطتوانديمخواهرشب��ات��رککوچ
باشد؟افتادهاتفاقيچه
هاشپرس×
- 22. ما زندگي در تجربي علوم تأثير لّوا فصل
17
که بفهمد فلزي کربنات چند دادن ح��رارت با کرد س��عي آزمايش يک انجام با آموزيشدان -3
قطعهيک،کربناتمنيزيمپودرازمساويهايمجراو.شونديمتجزيهترتراحهانآازيککدام
کربناتشدنتجزيههنگامدر.برداشتراکربناتمسپودروکربناترويپودر،کربناتکلسيم
.شديم آزاد اکسيد دي کربن گاز ،حرارت اثر بر
تغييرسياهبهرنگکم س��بز از ماده اين رنگ،داد حرارتراکربناتمسآموزشداناينوقتي)آ
نظربه.نشدايجادآنرنگدرتغييريهيچواکنشايناثربراّماشدتجزيهنيزکربناتمنيزيم.کرد
است؟ شده انجام واکنش يک که بفهمد توانست چطور او شما
)کنيد توجه شده داده شکل به :(تذکر
شوند؟يم تجزيه ترعسري هاتکربنا اين از يک کدام که بفهمد توانديم چطور او -1 )ب
دارد؟ احتياج گيريهانداز براي ايهوسيل چه به کردن قضاوت براي او -2
.دهيد توضيح بود؟ خواهد دقيق او قضاوت شما نظر به آيا -3
دهد؟ انجام توانديم را کاري چه خود آزمايش اعتبار افزايش براي آموزشدان اين -4
قصد آموزشدان اي��ن دهديم نش��ان که دارد وجود س��ؤال صورت در ايهنکت چ��ه -1 )پ
دهد؟ انجام را عادالنه و منصفانه آزمايش يک تا است داشته
درستي به آموزشدان اين دهديم نشان که دارد وجود س��ؤال صورت در ايهنکت چه -2
آزمايش اين نتايج روي ب��ر توانديم چگونه موضوع اين ش��ما نظر به اس��ت؟ نکرده کنترل را آن
بگذارد؟تأثير
دارد؟ نام چه آزمايش اين در مستقل متغير )ت
.ببريد نام را آموزشدان اين آزمايش در وابسته متغير )ث
کند؟ استفاده نموداري نوع چه از توانديم خود نتايج دادن نشان براي آموزشدان اين )ج
کربنات
آزمايشمورد
آهک آب
حرارت