Τα μέταλλα και οι Ιδιότητές τους

Μια από τις σπουδαιότερες κατηγορίες υλικών σωμάτων που πολύ εύκολα αναγνωρίζουμε είναι τα μέταλλα. Όπου κι αν κοιτάξουμε γύρω μας, στις πόλεις, στη θάλασσα, στην εξοχή βλέπουμε παντού στοιχεία του τεχνικού μας πολιτισμού. Χρησιμοποιήθηκαν κυρίως στη βιομηχανία, ενισχύοντας την οικονομική αλλά και στρατιωτική δύναμη των λαών. Αυτό όμως, που προκάλεσε καλλιτεχνικά συναισθήματα στον άνθρωπο, ήταν η λαμπρότητά τους. Έτσι δημιουργήθηκαν κοσμήματα και νομίσματα. Η δημιουργία και χρήση τους θετική, κάποια όμως αποτελέσματα, αρνητικά. Μεγάλοι σταθμοί για την ανάπτυξη αυτή αποτέλεσαν η ανακάλυψη και η χρησιμοποίηση από τον άνθρωπο της φωτιάς, του τροχού και των μετάλλων.

Ας δούμε όμως σειρά ερωτημάτων που συχνά μας θέτουν και που θα προσπαθήσουμε να λύσουμε μέσα από μια σειρά εύκολων και ελκυστικών πειραμάτων:

• Ποιά είναι τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα με τα οποία μπορούμε να περιγράψουμε και να διακρίνουμε τα ΜΕΤΑΛΛΑ από τα άλλα υλικά;

• Ποιές είναι οι ιδιότητες των μετάλλων που μπορούν να προσδιορισθούν χωρίς να μεταβάλλεται η σύσταση των ουσιών που αποτελούν τα ΜΕΤΑΛΛΑ;

• Άραγε τα ΜΕΤΑΛΛΑ συμμετέχουν σε μεταβολές – φαινόμενα που συνοδεύονται με σχηματισμό νέων ουσιών;

• Τί είναι τα κράματα; Γιατί ο άνθρωπος καταφεύγει στην ανάμειξη μετάλλων;

• Πού οφείλεται η μεγάλη ανάπτυξη της βιομηχανίας και της τεχνολογίας;

Μέσα από μια μοναδική πειραματική επίδειξη, τα μέταλλα σε πρωταγωνιστικό ρόλο, αντιδρούν με αμέταλλα στοιχεία. Μέσα από υπέρλαμπρες καύσεις φτιάχνουμε μαγειρικό αλάτι και επιδεικνύουμε τον πρόδρομο των φωτογραφικών flash.

Γιατί άραγε χρειάζονται τόσες προφυλάξεις για να διαλύσουμε ένα κομματάκι νατρίου (Na) στο νερό; Γιατί πρέπει να αποφεύγεται η επαφή του με τον αέρα; Γιατί πρέπει να φυλάσσεται σε δοχεία με πετρέλαιο; Το νάτριο είναι μέταλλο μόνο με τη χημική έννοια της λέξης και βέβαια, καθόλου με τη σημασία του καθημερινού λόγου. Δεν είναι ούτε άκαμπτο ούτε ελαστικό, ίσα ίσα, είναι εύπλαστο σαν το κερί. Δεν είναι λαμπερό γιατί αντιδρά σε λίγα δευτερόλεπτα με τον αέρα και σκεπάζεται από μια άσκημη γκριζωπή μεμβράνη. Με ακόμα μεγαλύτερη ταχύτητα αντιδρά με το νερό, πάνω στο οποίο επιπλέει, χορεύοντας ξέφρενα και εκλύοντας αέριο υδρογόνο, (είναι δυνατόν μέταλλα να επιπλέουν;)

Έτσι, δραστικά μέταλλα παίζουνε πίνγκ-πόνγκ κατά την επαφή τους με το νερό, ενώ θεαματικές εκρήξεις σαν πυροτέχνημα, πραγματοποιούνται με καυτά μέταλλα όταν ψύχονται απότομα απ’αυτό. Γιατί άραγε δεν πρέπει να χρησιμοπoιούμε νερό για την κατάσβεση πυρκαγιών που περιέχουν μαγνήσιο; Πώς εξηγείται να κινδυνεύει να καεί επαγγελματίας πυροσβέστης, την ώρα που ρίχνει νερό στη μηχανή ενός αυτοκινήτου που έχει πάρει φωτιά;

Άραγε μπορούμε να χρωματίσουμε τη φλόγα του λύχνου με διαφορετικά χρώματα; Τί είναι η πυροχημική ανίχνευση των μετάλλων και που χρησιμοποιείται;

Μπορούμε να έχουμε «Χρυσό και Άργυρο ... με λίγη Αλχημεία»; Πώς νομίσματα του ενός, των δύο ή των πέντε λεπτών του ευρώ μετατρέπονται σε ασημένια και κατόπιν σε χρυσά; Γιατί τα πρώτα νομίσματα στην αρχαία Ελλάδα ήταν κατασκευασμένα από χαλκό και χρυσό; Γιατί ο χαλκός και τα κράματά του συνεχίζουν να επιλέγονται στην κατασκευή των νομισμάτων; Γιατί τα κέρματα του ενός ,δύο και πέντε λεπτών κατασκευάζονται από χάλυβα, το γνωστό μας ατσάλι, ωστόσο επικαλύπτονται από λεπτό στρώμα χαλκού;

Αυτά και πολλά άλλα ερωτήματα θα απαντηθούν μέσα από πειράματα, καταδεικνύοντας για μια ακόμη φορά πως η εργαστηριακή διδασκαλία είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους που ενεργοποιεί το ενδιαφέρον και βοηθά τους μαθητές να διαμορφώσουν συνδέσμους μεταξύ της διάστασης του πραγματικού κόσμου και των παρατηρήσιμων στοιχείων του, με τη διάσταση του εννοιολογικού κόσμου των επιστημονικών ιδεών.