Chemie a světlo

Cílem této soupravy je představit dětem přírodní vědy z jiného úhlu pohledu a prostřednictvím zábavných barevných a světelných pokusů jim umožnit co nejnázorněji pochopit vyučovanou látku na vlastnoručně prováděných pokusech.

Ke každému pokusu je přiložena návodová karta s detailním a srozumitelně napsaným postupem pro maximální usnadnění přípravy a samotné práce studentům. Obsah soupravy Chemie a světlo (Student) je tedy navržen tak, aby vyhovoval aktuálním požadavkům bezpečnosti a aby provedení samotných pokusů bylo pro studenty co nejjednodušší. Pro efektivní práci je jeden kufr soupravy Student určen pro jednoho žáka či do dvojice.

Celá souprava je kompaktně sbalená v plastovém kufříku, návodové karty jsou zpracovány graficky i obsahově velmi pěkně a srozumitelně (Obrázek 1). Vždy je označeno, co je obsaženo v sadě a co musí učitel (student) připravit z vlastních zásob.

Pokusy jsou jednoduché a efektní, souprava je sestavena dle norem a je metodicky propojena s RVP. K sadě obdržíte příručku pro učitele. Doplňující informace lze vyčíst na přehledně vytvořeném webu.

Obr. 1: Návodové karty a příručky pro učitele

V sadě jsou obsaženy návody a chemikálie na tyto experimenty:
•    peroxyoxalátová chemiluminiscence,
•    experimenty s hydrogely (fluorescenčně obarvenými),
•    fotochemický modrotisk – kyanotypie,
•    fotosyntetický tisk,
•    pyroluminiscence,
•    pokusy s fosforescencí a fluorescencí.

Každý pokus má kapacitu na 100–150 opakování (výjimkou je kyanotypie: 1000 A4 tisků a pyroluminiscence: 50 opakování). Sama jsem si vyzkoušela jednoduchý pokus s pyroluminiscenční směsí (roztok trimethyl-boritanu v methanolu). Na Obrázku 2 vidíte hoření tekutiny v kalíšku (vlevo) a „tančící“ plamen par ve sklenici (uprostřed a vpravo):

Obr. 2: Pyroluminiscence trimethyl-boritanu v methanolu

Celkově se mi zpracování sady moc líbí, vše je pečlivě označeno a vyladěno. Jako učitel bych jistě pro sadu našla uplatnění a pomohla tím zvýšit zájem studentů o chemii. Přesto však mám jeden faktický poznatek, nebo spíše poznámku k zamyšlení.

Celková cena této sady uvedená v e-shopu je 7 999 Kč (9 679 Kč včetně DPH a dopravy). Pro zajímavost jsem vyhledala přibližné ceny chemikálií a pomůcek v sadě, kdyby si ji člověk chtěl sestavit sám. Vše je uvedeno v Tabulce 1.

Celková cena za celá balení chemikálií: cca 10 000 Kč. Tolik tedy musíte investovat, kdybyste si produkty chtěli koupit sami v nejmenších možných baleních. Vystačí vám však na několik obdobných sad.

Přepočítáme-li cenu chemikálií na množství, které máme v krabici, dojdeme k částce 2 400 Kč, což už je značně odlišné a představuje na první pohled úsporu.

ALE… Přičteme-li opravdu krásné zpracování, štítky, návody, web a velké množství času, které by učitel sháněním chemikálií strávil, rozhodně se tato sada vyplatí. Nehledě na nutnost syntézy nebo náhrady divanillyl-oxalátu, který jsem ani pod systematickým názvem nenašla nikde ke koupi.

Jelikož je téma luminiscence obsahem mého doktorátu, musím se pozastavit nad vymezením některých pojmů. Student na střední škole tím asi tolik ovlivněn nebude, nicméně ráda uvádím věci vždy na pravou míru a nespoléhám na to, že „většina studentů nikdy nepůjde tak moc do detailu.“ Uvádím to zde pouze jako poznámku k zamyšlení, jelikož tyto definice nejsou jednotné, což mi osobně dost vadí a preferuji proto nejlogičtější variantu vysvětlení.

Na luminiscenci se můžeme dívat z pohledu dějů při emisi a excitaci. Z fyzikálního hlediska může návrat elektronu z excitovaného stavu proběhnout buď za změny spinu elektronu a multiplicity (většinou singlet-triplet) nebo bez. Bavíme se o fluorescenci (zářivý přechod bez změny multiplicity) nebo o fosforescenci (zářivý přechod se změnou multiplicity). Takto se dělí luminiscence např. dle Lakowicze⁴.

Z hlediska jiného děje excitace, můžeme luminiscenci klasifikovat na fotoluminiscenci, chemiluminiscenci, triboluminiscenci, radioluminiscenci apod. Tedy dle způsobu, jakým byla látka excitována.

Nejčastěji se vysvětlují fluorescence a fosforescence na příkladu fotoluminiscence (excitace fotonem). A proto často dochází k tomu, že fluorescenci a fosforescenci řadíme pouze pod kategorii fotoluminiscence, logicky však ke změnám multiplicity může docházet nezávisle na způsobu excitace.

Bohužel toto, svým způsobem zavádějící rozdělení, kdy jsou fluorescence a fosforescence uvedeny jako děje spadající jen pod fotoluminiscenci, můžeme najít v často citované knize B. Valeura⁵. I tady však nemůžeme řadit fluorescenci, fosforescenci a např. chemiluminiscenci vedle sebe. V případě textů k této sadě je naznačeno, že fluorescence a fosforescence stojí vedle chemi- a pyro- a bioluminiscence. Ale fluorescenční a fosforescenční děje probíhají i v rámci chemi- a pyroluminiscence, stejně tak u bioluminiscence a ostatních.

Za sebe tedy rozhodně udílím kladné hodnocení. Doporučuji ji všem středoškolským učitelům. Máte-li dostatek finančních prostředků, tato sada se určitě stane oblíbenou pomůckou vašich studentů.

Zdroje:

1. Erigo. Souprava Chemie a světlo – Student:https://www.chemieasvetlo.cz/soupravy/souprava-student/.
2. LAKOWICZ, Joseph R. Principles of fluorescence spectroscopy. 2nd ed. Moskva: Mir, 1986.
3. VALEUR, Bernard. Molecular fluorescence: principles and applications. New York: Wiley-VCH, c2002. ISBN 352729919X.
4. Jarošová, Petra. Návodové karty a příručky pro učitel. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Uveďte původ-Zachovejte licenci 3.0 Česká republika.
5. Jarošová, Petra. Pyroluminiscence trimethyl-boritanu v methanolu. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Uveďte původ- Zachovejte licenci 3.0 Česká republika.