פיתוח היוזמה : יונת שמאי

1. מעבדה רמה III פיתוח היוזמה : יונת שמאי

2. הקדמה ניסוי ברמה III הוא הרחבה של הניסוי המתקדם ( מעין מיני-מחקר). התלמידים בוחרים בעצמם את הנושא שהם רוצים לחקור, מרחיבים את ידיעותיהם על הרקע המדעי של התופעה או התהליך שבחרו לחקור ומתכננים שתי סדרות של פעילויות חקר ברמה II מלא.

3. המטרה של ניסויים ברמה 3 • פיתוח סקרנות ועניין בכימיה מעבר לחומר העיוני • הפיכת הכימיה לרלוונטית בחיי יום יום • פיתוח כישורי מידענות • פיתוח כישורי חקר וכלי עבודה מחקריים • פיתוח מיומנויות חשיבה ברמה גבוהה • פיתוח היכולת ללימוד עצמאי ולעבודה עצמאית • פיתוח מיומנויות של עבודה בצוות. • גיוון מעבדות החקר

4. הרציונאל • סטנדרטיזציה של מעבדה ברמה III • הפיכת ביצוע מעבדות ברמה III ל"אפשרית" • הגשת הצעות שונות למחקר (שנוסו ע"י מורים) • איסוף חומרי רקע עבור המורה • איסוף מקורות מידע -(אתרי אינטרנט רלוונטים ) • הגשת תוצאות בדיקות מעבדה מקדימות עבור המורה ( ריכוזים/כמויות וכו' שנבדקו ) • התאמה של המחוון למעבדות ברמה III • בקשה לשינוי מספר המעבדות המחליפות רמה III

5. התוצרים • מאגר של ניסויים ברמה III המלוויםבדפי הסבר , במקורות מידע , בהצעות עבודה , בבדיקות מעבדה מקדימות. • הנחיות לרישום מקורות מידע . • בניית דף משוב לתלמידים לאחר הפעילות. • בניית דף משוב למורים לאחר הפעילות. • התאמת המחוון לפעילות המעבדה ברמה III.

6. הצגת אחד הפיתוחים : • השן והפלואור : • המרכיב העיקרי של השן הוא הידרוקסיאפטיט 3Ca3(PO4)2*Ca(OH)2 • חומר זה מגיב עם חומצות תוך היווצרות תוצרים מסיסים הוא גם יכול להגיב עם חומצה זרחתית- H3PO4. • האם יוני פלואוריד מעניקים הגנה לשיניים? • ה-pH הנמוך שנוצר בפה בעקבות אכילת סוגים שונים של מזון הוא אחד הגורמים העיקריים לפגיעה בשיניים. • על פי מחקרים לא מעטים, יוני פלואוריד אמורים להגן על השיניים בפני הפגיעה של חומציות המזון. • לצורכי מחקר ניתן להשתמש בקליפות ביצים כתחליף לשיניים (בזכות האנאלוגיה בהרכב הכימי). • אחת השיטות שבהן ניתן לבדוק את מידת הפגיעה בשיניים היא ע"י מעקב אחר נפח ה-CO2שנפלט בעקבות הפעלת חומצות שונות על קליפות ביצים.

7. משתני חקר אפשריים: • 1.הגנה על קליפת ביצה מפני פירוק בחומצה, בריכוזים שונים של נתרן פלואורי. (משך השהייה בתמיסת פלואוריד(0.2 מולר) כהגנה). • 2. השפעת ריכוזים שונים של חומץ על מסת הביצה. • 3. השפעת חומצות שונות על מסת הביצה: חומצה מלחית,חומצה אצטית, חומצה גפרתית , וחומצה ציטרית. • 4. השפעת משחות שיניים שונות על ההגנה על השן מחומצה. • 5. כיצד משפיע נתרן פלואורי על גיר (סידן פחמתי), כדי להשוות להשפעתו על קליפת הביצה.

8. טכניקות מתאימות שנבדקו ( בהתאמה למשתני החקר) • 1. טובלים את הקליפות השקולות בתמיסת נתרן פלואוריNaF בריכוזים: • M1, M0.6, M0.2, M0.1. * (נתרן פלואורי לא מסיס יותר מאשר 1 מולר) • משאירים עד 24 שעות. • מעבירים לחומץ בריכוז מירבי של 0.5% , שוקלים לאחר יום, יומיים, עד 5 ימים . • 2. משרים קליפות ביצה שקולות בתמיסות חומץ בריכוזים שונים: • M 1,M 0.5,M 0.3,M 0.1 • ובודקים מסת הקליפה לאחר יום, יומיים .. • 3. משרים קליפות ביצה שקולות בתמיסות של חומצה מלחית ואצטית 0.6 מולר • חומצה גפרתית 0.3 מולר • וחומצה ציטרית 0.2 מולר 20 סמ"ק מכל חומצה • 4. מכינים תמיסות של 1 גר' משחת שיניים ב-50 מ"ל מים ממשחות שינים שונות • משרים ל 24 שעות, בכל תמיסה חתיכת קליפה שקולה. • מעבירים לחומץ בריכוז 0.5% • שוקלים לאחר 24 שעות • 5. ריכוזי תמיסת הנתרן הפלואוריM : NaF- 0.1,M 0.25,M 0.5,M 1 . • חומצה אצטית בריכוז 0.5 מולר , גירים.(CaCO3)

9. מקורות מידע : 1. http://www.terrificscience.org/lessonpdfs/03DentalChem.pdf 2. קליפה כתחליף שן :http://answers.yahoo.com/question/index?qid=1006011604114 3. השפעת משקאות חומציים על שיניים :http://www.nrg.co.il/online/29/ART1/935/677.html 4. השפעת לעיסת מסטיק אורביט על חומציות בפה : • http://stwww.weizmann.ac.il/g-chem/iton/2/chewingum.html 5. מאמר "גומי לעיסה והעששת",ידיעון כימיה,טכנולוגיה,חברה,חוברת75, עמ' 20-21, 1998.\ 6. השוואה בין קליפת ביצה לשן – בשער • http://www.bashaar.org.il/Question.asp?Question_id=5374 7. הפוטנציאל שבביצה • http://foodenergetics.com/flesh-foods/217-eggs

10. דוגמא לפעילות מעבדה ברמה 3 על כל ההיבטים • ברזל בקונפלקס : • משתני חקר אפשריים: • בדיקת כמות הברזל בסוגי קורנפלקס שונים • בדיקת השפעת נוזלים שונים על מיצוי הברזל • השפעת PH של החומצה על מיצוי כמות הברזל

11. טכניקות ניסוי (בדיקות מעבדה מקדימות ) בדיקת כמות הברזל בסוגי קורנפלקס שונים: • כוס כימית גדולה • 200 סמ"ק נוזל • 100גר' קורנפלקס • סטירר ומגנטאו בלנדר

12. טכניקות ניסוי (בדיקות מעבדה מקדימות )המשך: • בדיקת ההשפעה של נוזלים שונים על מיצוי הברזל: • כוס כימית גדולה 200 מ"ל • סמ"ק נוזל 100גר' • קורנפלקס סטירר ומגנט (או בלנדר) • K ספיישל קלוגס • מיץ מתפוז, חלב, מיץ לימון, מים • נייר PH

13. מקורות מידע : • ניסוי: מיצוי ברזל מדגני בוקר, ידיעון כימיה, טכנולוגיה וחברה, 53. • David A. Katy, CHEMECOLOGY, Pg. 7, Vol 21, No 2, March 1992. • ברזל- • פטרישיה ה. וג'ודית ב., (2000), מזון ומזור- כח הריפוי של התזונה הנכונה. • http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%91%D7%A8%D7%96%D7%9C • http://www.infomed.co.il/vitamin1.asp?vID=4 • http://www.anonymous.org.il/nut-iron.html

14. צרבת : • צרבת היא תחושת צריבה כואבת בוושט, מעט מתחת לעצם החזה. התחושה מתחילה בדרך כלל בבטן ועוברת לצוואר ולגרון. הצרבת נובעת מעלייה של חומצותקיבה בוושט העשוי שלוש שכבות שרירים. הקיבה היא האיבר הרחב ביותר במערכת העיכול. בגוף האדם, היא מונחת מתחת לסרעפת, בחלק העליון של חלל הבטן. pH הקיבה הוא בערך 2. • חומצה HCl- החומצה העיקרית בקיבה היא החומצה המלחית. משמשת כהדמיה לקיבה, חומצה חזקה. ניתן להשתמש בה בריכוז 0.1 M. • סודה לשתיה- NaHCO3, מתפקדת כבסיס בתגובה שנבדוק. • על מנת להתגבר על תופעת הצרבת משתמשים בתרופות שונות (בסיסיות בעיקר), לדוגמא: • תרופה נגד צרבת רני-חומר פעיל עיקרי CaCO3 שתכולתו בטבליה היא 680 מ''ג. • TAMS תרופה נגד צרבת-החומר הפעיל העיקרי, CaCO3. מכיל בכל טבליה 1040 מ''ג,. • גוויסקון תרופה נגד צרבת-החומרים הפעילים העיקריים,NaHCO3CaCO3. מכיל בטבליה 133.5 מ''ג NaHCO3 ,80 מ''ג CaCO3.

15. משתני חקר אפשריים : 1.כיצד משתנה ה PH בתגובה בין התרופה לבין חומצה מלחית 2. השפעת שטח הפנים של התרופה על שינוי PH 3. כיצד סוג התרופה (נגד צרבת) משפיע על pH של קיבה מדומה (מורכבת מ- HCl בריכוז M0.1. (

16. טכניקות מתאימות שנבדקו בהתאמה למשתני החקר : טכניקות מתאימות שנבדקו ( בהתאמה למשתני החקר): • 1/3תרופות:לוסק, גביקסון, רני, טמס ותמיסה של נתרן פחמתי מכל אחד מהחומרים 0.17 גר' • 20 מ"ל תמיסת חומצה מלחית - HCl בריכוז 0.1 מולר לתוכה שופכים את החומר המוצק,כאשר החיישן מודד את ה-PH באופן רציף. 2.התרופה רני, בצורת אבקה, טבלית שלמה, טבלית מחולקת ל-2 ול-4 כל אחת מהטבליות מוספת • לתמיסת חומצה מלחית HCl 0.1 מולר עם חיישן PH שדוגם רצוף.

17. מקורות מידע : 1. אומפרדקס הנוסחה • http://www.rxlist.com/prilosec-drug.htm 2. איך הוא עובד? • http://www.ehow.com/how-does_4926746_prilosec-work.html 3. לוסק • http://www.hanegev.co.il/65888/Losec 4. טמס • http://www.tums.com • הטמס יוצא דופן, הוא מנטרל את החומצה שנוצרת בקיבה, בעוד אומפרדקס ולוסק מונעים את היווצרותה. 5.גביסקון • מכיל נתרן אלגינט,נתרן ביקרבונט, סידן קרבונט • http://www.netdoctor.co.uk/medicines/100001145.html 6.רני - מכיל סידן קרבונט ומגנזיום קרבונט • http://www.netdoctor.co.uk/interactive/search/index.php?category=&q=renni

18. פולפנולים בתה : • פוליפנולים הם אנטיאוקסידנטים. • בתה השחור נמצאים פּוֹלִיפֶנוֹלִים, כדוגמת תֵאַפְלָבִין (theaflavin):החוקרים מאוני' פרדו הגיעו למסקנה כי התה הירוק מעכב את צמיחה ושגשוג תאי סרטן. ישנם גם מחקרים המעידים על כל כי שתיית תה ירוק מפחיתה את רמת הכולסטרול הכללי בדם, כמו גם משפרת את היחס של נשאי הכולסטרול HDL (ליפופרוטאין בעל צפיפות גבוהה) הנחשב לכולסטרול הטוב אשר מוביל את הכולסטרול מהעורקים אל הכבד וצמצום ה LDL (ליפופרוטאין בעל צפיפות נמוכה), זה הנשא אשר מביא את הכולסטרול מהכבד וזורע אותו אל העורקים. • אם כן מדוע התה הירוק מיוחד כל כך? • התה הירוק מכיל פלבונואידים: המהווים כ 30% ממשקלו היבש של העלה, הכולל קטכינים ונגזרותיהם. • סודו של התה הירוק טמון בעובדה שהוא מקור עשיר מאוד בפוליפנולים וקטכינים (CATECHIN) ובעיקר ב- PIGALLOCATECHIN GALLATE הנקרא בקיצור: EGCG. • הקטכינים מסייעים באופן סינרגיסטי לצידם של חומרים נוגדי חימצון כדוגמת הויטמינים E ו C כך פעילותם חזקה ויעילה יותר בבלימת הרדיקלים החופשיים.

19. משתני חקר אפשריים : 1.חימצון פוליפנולים והשפעתם על הצבע של פוליפנולים בסוגי תה שונים 2.השפעת הריכוז של תה שחור על שינוי צבע הפוליפנולים עם צמר ברזל. 3.פוליפנולים בסוגי תה שונים.

20. טכניקות מתאימות שנבדקו בהתאמה למשתני החקר : 1.מכינים תה - מרתיחים את תמיסת התה, במשך כרבע שעה.מוסיפים מחזרים שונים. (למשל עם כמויות שונות של ברזל ) . 2.מכינים תמיסות תה בריכוזים שונים (ע"י החזקת השקית במים החמים למשך זמנים שונים) מוסיפים צמר ברזל . 3.מכינים תמיסות של סוגי תה שונים (תה ירוק, תה שחור, תה רגיל, תה צמחים) מוסיפים מחזר: ( למשל צמר ברזל ).

21. מקורות מידע : 1. פוליפנולים מעבדה : http://cms.education.gov.il/EducationCMS/Units/Mazkirut_Pedagogit/Chimya/YechidatHamaabada/AniBohenAtsmi.htm 2.פוליפנולים בתה : http://lpi.oregonstate.edu/f-w02/tea.html http://carcin.oxfordjournals.org/content/21/11/2035.full.pdf 3.הכימיה של התה (מתורגם לעברית) http://www.angelfire.com/pro/chemist_emily_f/chemistsinabigworld.html 4.כימיה & איפור של תה שחור http://www.gshaly.com/resources/chemistryofblacktea.htm

22. משוב תלמידים

23. המשך משוב תלמידים

24. משוב מורים • בס"ד • חווה דעתך על : • הנושאים לניסויים : פתוחים / מוגבלים .... • הרקע המדעי :I. עד כמה התלמיד צריך לדעתך להיות בקי בו • _________________________________________________ • II. איך אמור הרקע "להגיע" לתלמיד בעזרת המורה ? • ע"י התלמיד בעצמו? • כמה זמן ? : מה הזמן הדרוש לדעתך לכל התהליך? • המחוון : האם מתאים לדעתך לכל שלבי החקר? • מה לדעתך צריך להוסיף/לשנות למחוון? (אם בכלל) • האם לדעתך צריך לשנות את מספר מעבדות רמה II. שמחליף רמה III ? נמק. • שינויים/שיפורים........ • תודה על שיתוף הפעולה , יונת

25. בניית תכנית עבודה לפניכם נושאים כללים/ספציפים המוצעים למעבדה רמה III. • בחרו אחד הנושאים עליהם תרצו לעבוד , נמקו בחירתכם (ידע מוקדם/מה עדיף נושא כללי או ספציפי?) • בנו תכנית עבודה לנושא אותו בחרתם –הציגו בכל שלב מה עושים , התאימו את תכנית העבודה למחוון (אם צריך כתבו שינויים שלדעתכם רצויים במחוון בהתאם לתכנית העבודה)

26. רשימת נושאים נושאים כללים: נושאים ספציפיים: • 1. חלב ומוצריו 1. גבינה • 2. חומצה אסקורבית 2. ויטמין C במיץ תפוזים • 3. יין 3. חמצון יין /חומציות ביין • 4.שיניים 4. השפעת פלואור על שן • 5. תה 5. פוליפנולים בתה • 6. צרבת 6. תרופות שונות לצרבת נוגדי חומצה • 7. ברזל במזון 7. ברזל בקורנפלקס • 8. אבנית 8. בדיקת הסרת אבנית עם חומצות שונות • 9. קורוזיה 9. קורוזיה של ברזל בחומצות שונות. • 10. פולימרים 10. טיטולים כפולימר סופג

27. תודות • לענת פלדנקייז- שסיפקה לי חומרים רבים , ותוצרים אותם יכולתי להציג . • לשרה פוגל – (לבורנטית בביס' בני דרור) שעזרה לי רבות ונתנה לי הרבה עצות טובות. • לטובה אלוני – ( לבורנטית תיכון אביב) • למירה תמיר – מורה בתיכון בראש העין • לזיוה בר דב – על העזרה ,הסיוע והעצות הטובות

28. ולסיום... • "אל תלך במקום שבו יש שביל  לך במקום שבו אין שביל - אך השאר את עקבותיך ".... (ראלף וולדו אמרסון - מדריך ליזמות ). • "כל מקום הוא במרחק הליכה, אם יש לך זמן".         (סטיבן רייט ) • אל תגידו "אי אפשר" צרו "אי של אפשר"