Jak projektować doświadczenia?

Bez zbędnych ceregieli weźmy się za wyjaśnienie, jak dobrze opisać doświadczenie.

Na pewno opis powinien mieć trzy główne części, o dodatkach pomyślimy potem. Nie są one obowiązkowe i niektórym wcale nie ułatwiają zadania:

Opis czynności

Tutaj wprost opisujemy po kolei co robimy. Przygotowujemy taki czy inny odczynnik, włączamy palnik, doprowadzamy mieszaninę do wrzenia i tym podobne. Na pewno nie powinno się tutaj znaleźć nawet słowo o tym, jakie implikacje ma doświadczenie. To zazwyczaj nie sprawia zbyt dużego problemu. Co się jednak dzieje, gdy jakąś czynność należy wykonać dopiero wtedy, gdy reakcja osiągnie określony stopień? Tutaj zazwyczaj pojawiają się pewne wątpliwości. A teraz przykłady (wyrwane z kontekstu i nieco przypadkowe - tutaj nie zależy nam na roztrząsaniu, czy dane odczynniki faktycznie ze sobą reagują, tylko na tym, żeby to dobrze opisać. Uściślam, gdyby się jakiś mądry znalazł):

Dodajemy kilka kropel kwasu siarkowego, gdy cały wodorotlenek przereaguje z tlenkiem.

Źle. Opisując doświadczenie na tym etapie zakładamy, że nie wiemy do końca co się właściwie dzieje w probówkach. I na pewno nie widzimy molekuł. Bo fakt jest taki, że reakcji nie widać, widać tylko jej objawy i to właśnie je należy uwzględniać. Trochę tak, jakbyśmy wcale nie byli chemikami, tylko zwyczajnymi ludźmi, którzy widzą, że coś zmienia barwę, ale nie wiedzą, co ani dlaczego.

Dodajemy kilka kropel kwasu siarkowego, gdy osad ulegnie rozpuszczeniu

Dobrze. Każdy jest w stanie ocenić, kiedy osad się rozpuści i jest to jednoznaczny moment.

Dodajemy kilka kropel przezroczystej cieczy, kiedy biały proszek z dna zlewki zniknie

Źle. Za dużo magii. Brzmi, jakbyśmy dodawali łzy jednorożca, gdy skrzaty ukradkiem wyniosą jakiś proszek. W chemii nic nie znika, nawet zabarwienie. Osad się rozpuszcza, a barwa się zmienia. Odczynniki, które mamy na stole można śmiało nazywać, przecież mają etykiety, i "zwykły człowiek", którym się na czas opisu doświadczenia stajemy, jest w stanie je przeczytać.

Obserwacje

Czyli to, co widzimy. Należy pamiętać, że nie widzimy molekuł ani samej reakcji - to jest częsty błąd popełniany w tej sekcji. Znów - opisujemy wszystko z punktu widzenia zwykłego, ale inteligentnego człowieka, który z łatwością jest w stanie stwierdzić, że wydzielił się brunatny gaz, ale nie ma pojęcia, że jest to dwutlenek azotu. Tak samo powie, że ma ostry, nieprzyjemny zapach, ale na pewno nie powie, że śmierdzi, bo tak mówią dzieci. Widać różnicę? Poza tym obserwacje muszą być w ścisłym związku z opisem czynności. Napisanie, że roztwór najpierw był malinowy, potem bezbarwny, a potem znowu malinowy do niczego nas nie zaprowadzi. Należy napisać, że po dodaniu fenoloftaleiny roztwór przybrał malinowe zabarwienie, następnie odbarwił się, gdy dodaliśmy kilka kropli kwasu, zaś po dodaniu zasady malinowe zabarwienie powróciło. Wtedy widać, co po czym nastąpiło i jakie działanie wywołało jaki efekt. Jest to kluczowe, gdy potem na podstawie takiego opisu chcemy wysnuć jakiekolwiek wnioski.

Wnioski

I tutaj nareszcie możemy być chemikami - hura! Tak, to jest ten fragment, w którym w końcu można napisać, że ten bezbarwny gaz to był azot, że roztwór był zasadowy i że złoto nie reaguje z kwasem solnym. Trzeba również uwzględnić na jakiej podstawie do tego doszliśmy. Skąd wiesz, że właśnie tak było? Wnioski muszą być tak napisane, by same były w stanie obronić się przed takim pytaniem. I nie ma zmiłuj.

Dodatki

Gdy już wszystko jest dokładnie opisane można się pokusić o dodatki. Na pewno przyda się:

• Spis odczynników i sprzętów laboratoryjnych, których będziemy używać. To dosyć prosta kwestia, więc nie będę się tutaj rozdrabniać z tłumaczeniem. Wierzę, że każdy jest w stanie wypisać potrzebne rzeczy.
• Rysunki. Nie każdy umie pięknie rysować, to fakt, ale aparatura laboratoryjna nie ma aż tak skomplikowanych kształtów, by nawet mało uzdolniony człowiek sobie z nią nie poradził. A często narysowanie aparatury oszczędza mnóstwo czasu i kłopotu przy opisie czynności. Zamiast pisać krok po kroku jak zmontować dany układ (gdy na przykład musimy przeprowadzić jakąś destylację), wystarczy napisać, że należy "zmontować układ jak na załączonym rysunku". I pięć linijek z głowy. Jeśli ktoś naprawdę nie czuje się na siłach z rysowaniem chłodnic, zawsze znajdą się programy chemiczne, które mają funkcje rysowania aparatury i w tej kwestii odsyłam do Źródeł, gdzie zamieściłam krótki spis programów, których sama używam.
  Pozostaje jeszcze kwestia jak konkretnie rysować i który fragment wybrać. To już jest trochę trudniejsze i gdy się człowiek zapomni, łatwo popełnić błędy.
  Na pewno nie można na jednym rysunku umieszczać kilku procesów na raz. Jeśli najpierw trzeba do zlewki dodać kilka odczynników, a potem ogrzewać ją przez pewien czas, to na pewno nie można narysować dodawania odczynników i ogrzewania na raz. Za to można narysować zlewkę na trójnogu i do znajdującej się w niej cieczy (czy co tam grzejemy) dać strzałkę i spis wszystkiego, co tam wlaliśmy. Jeśli doświadczenie jest bardziej rozbudowane dobrym pomysłem jest wykonanie kilku rysunków, aczkolwiek nie należy przesadzać. Ani umieszczać na rysunku nadmiaru informacji. Przebieg całego doświadczenia jest w opisie, zaś rysunki mają jedynie pomagać, a nie stanowić główną część.

To by było na tyle, jeśli chodzi o to, jak projektować doświadczenia. Mam nadzieję, że napisałam wszystko jasno i przystępnie, i co najważniejsze - tekst ten był pomocny.