Čudesni svijet kave, čaja i čokolade

Okvirni plan rada

[osnovne informacije]

Trajanje: 6 dana (+ 1 dan za izlaganje)

Broj djece: 4-6

Prikladno za dobnu skupinu: 10-15 godina

[opis radionice]

Cilj radionice:

Otkriti s djecom kemijsku pozadinu kave, čaja i čokolade. Ekstrakcija kofeina iz svakog od njih, te usporedba rezultata. Intuitivno i praktično shvaćanje pojmova gustoće, polarnosti, topljivosti i miješanja tekućina, difuzije (sve potrebno za shvaćanje principa ekstrakcije), kiselosti i bazičnosti.

Izvori informacija:

Wikipedia - http://en.wikipedia.org/wiki/Caffeine

Dobar uvod u samu strukturu kofeina, njegovu uporabu, porijeklo, sadržaj...

Summer Research Program for Science Teachers - http://www.scienceteacherprogram.org/chemistry/Paul00-2.html

Opis ekstrakcije kofeina iz listića čaja, dosta detaljno, trebaju manje prilagodbe za rad s djecom

Sonora enviromental research institute - www.seriaz.org/downloads/4-caffiene.pdf

Opis ekstrakcije kofeina iz kave, također dosta detaljno, uz teorijski uvod

How to: chemistry - http://chemistry.about.com/cs/howtos/ht/buildavolcano.htm

Izrada 'vulkana' – opis neutralizacije, kiselina i baza, a jako interesantno djeci

http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=15147530

Ekstrakcija teobromina

http://www.lec.csic.es/~julyan/papers/Silica_gardens/

Silikatni vrt, dobro za objašnjavanje kiselina i baza, topljivosti... atraktivno

Izvođenje radionice:

Izvedba je podijeljena u 6 dana:

1. i 2. dan: upoznavanje s djecom, objašnjenje pojmova: molekularna struktura tvari (uzmemo predmet i prerežemo na pola, pa opet, pa opet...), kiseline i baze (primjeri iz kućanstva, limun, ocat, soda bikarbona, plus HCl i NaOH, silikatni vrtovi), neutralizacija (izrada 'vulkana'), indikatori (posebno čaj, kava, kao indikatori, ispitivanje prije spomenutih kiselina i baza), pojam polarnosti (zamislimo da se molekula sastoji od djece i voditelja, te užetima simuliramo kemijske veze; djeca se raspoređuju u različite oblike i vuku, više djece vuče samo jedno dijete... ako se mjesto gdje su užad pričvršćena (jedan od voditelja) pomakne, 'molekula' je polarna) i otapanja sličnog u sličnom (voda i sol, voda i ulje), polarnost vode (tanki mlaz vode se otklanja staklenim štapićem), gustoća i difuzija (pokus s obojenim ledom(smrznuti sok od višnje J ), led isprva pluta na vodi, a kako se otapa, boji vodu ispod sebe, za difuziju još i kuhanje voćnog čaja) Istraživanje o kavi na internetu.

3. dan: radionica o kavi. Djeca prezentiraju što su našli o povijesti i svojstvima, rasprava o utjecaju kave na živa bića. Ekstrakcija kofeina iz kave (cijela kuhana zrna, instant kava, mljevena kava, kava s dodatkom čokolade i vanilije). Istraživanje o čaju na internetu.

4.dan: radionica o čaju. Djeca prezentiraju što su našli o povijesti i svojstvima, rasprava o utjecaju čaja na živa bića. Ekstrakcija kofeina iz čaja (crni, zeleni i bijeli čaj, voćni čajevi, čaj od mente... djeca biraju iz kojeg čaja ekstrahiraju). Djeca mjere tlak i puls prije pijenja čaja i poslije pijenja čaja. Kofein ekstrahiran prošlog dana se daje zlatnim ribicama (MALENA količina), uočavaju se promjene. Istraživanje o čokoladi na internetu.

5.dan: radionica o čokoladi. Djeca prezentiraju što su našli o povijesti i svojstvima, rasprava o utjecaju čokolade na živa bića. Uvođenje teobromina kao drugog alkaloida u čokoladi. Ekstrakcija kofeina (razne vrste čokolade, opet djeca biraju), moguća ekstrakcija i teobromina prilagodbom pH (ekstrahira se u kiselom). Usporedba čokolada s različitim sadržajem kakaa, rasprava o njihovoj gorčini i povezivanje s bazičnošću. Pokazivanje da kakao maslac ima više kristalnih struktura (otapanje čokolade na suncu i zatim smrzavanje; pojavi se bijela masa na površini). Djeca za zadatak imaju potražiti recept za pravljenje čokolade.

6.dan: priprema izlaganja. Rasprava s djecom o proteklih 5 dana, ponavljanje naučenog, priprema izlaganja za roditelje. Pravljenje čokolade (i degustacija ;) )

[materijali]

Popis materijala:

- Više vrsta čajeva, kave i čokolada

a.) Uvod

  1. Epruvete sa stalcima, kapaljke, plastične žlice
  2. jedna čaša po djetetu (obična kućanska, za silikatni vrt)
  3. vodeno staklo ( staklena voda ) – 1-2 L
  4. destilirana i obična voda
  5. soli metala koji rade netopljive hidrokside (Co, Ni, Fe, Cu...)
  6. soda bikarbona, ocat, limunska kiselina, HCl, NaOH
  7. brašno (za vulkan)
  8. prehrambene boje ili sirup od višnje (za vulkan i obojeni led)
  9. ulje
  10. 5-6 komada užeta, dulja od 2-3 m
  11. plastične čaše koje mogu držati vruću vodu ili staklene čaše

b.) Ekstrakcije ( po sudioniku, ako nije drukčije navedeno)

  1. lijevak za dokapavanje (300-500 mL) – za samu ekstrakciju
  2. stalak
  3. metalni prsten s klemom - za slaganje aparature
  4. čaša ili erlenmeyerica od 250 mL x2 - jedna za kuhanje onog što ekstrahiramo, jedna za ispuštanje otpadnog sloja iz lijevka
  5. čaša od 100 (150) mL - za spremanje i uparavanje otopine čistog kofeina
  6. stakleni štapić
  7. lijevak - za prelijevanje u lijevak za dokapavanje
  8. grijaća kapa ili ploča - za kuhanje onog što ekstrahiramo
  9. destilirana voda i diklormetan - nepolarno i polarno otapalo za ekstrakciju
  10. Na2CO3 - doda se u polarno otapalo da pojača odvajanje
  11. digestor - za uparavanje diklormetana; HLAPIVO, ZAPALJIVO, OTROVNO, pristupati s oprezom

c.) ostalo

  1. bojice i olovke
  2. dnevnici rada za djecu
  3. kute, naočale, rukavice
  4. stolnjaci (pokrovni papir za stol) i salvete
  5. plastični tanjuri (za degustaciju ;))

Mentori:

Matea Vlatković, PMF-KO

Ivana Brekalo, PMF- KO

Kratki opis radionice

Sudionice radionice su kroz šest dana uronile u zanimljiv svijet kave, čaja i čokolade. Istražili smo lako vidljiva, vanjska svojstva ovih namirnica, te iz njih izvukli neke zaključke o kemijskoj strukturi i svojstvima. Raspravljali smo o učinku kave, čaja i čokolade na živa bića, te o uzroku svih tih učinaka, kofeinu. Izvukli smo kofein iz svake od namirnica, te ga priredili u obliku kristala. Uspoređivali smo različite vrste kava, čajeva i čokolade, da bismo vidjeli koje od njih imaju najviše kofeina, a koje sadrže i neke druge zanimljive tvari.

Kako bismo lakše obradili sve potrebne pojmove i postupke, izveli smo i više zabavnih eksperimenata. Tako smo, među ostalim, izgradili svoje vlastite vulkane, uzgajali šarene kristalne vrtove, te pravili ukusnu čokoladu.

Sedmoga dana su sudionice sve što su naučile prezentirale svojim roditeljima i drugim gostima, te ih počastile domaćom čokoladom i vrućim napicima.