位於亞利桑那州弗拉格斯塔夫市的BASIS弗拉格斯塔夫特許學校的化學研究小組每周開會,以開發科學研究項目,並學習不同的儀器和化學技術。在長達一年的課外小組中,11人th和12th年級學生扮演現實世界中的科學家,他們選擇一個主題,定義一個問題,並完成全麵的研究。

在學科專家Tom Talasek老師博士的協助下,學生小組開展了“從高級化學實驗室廢水中回收銅”的研究和相應的調查。學生研究人員包括詹姆斯·多恩、索菲·富勒、艾莉森·格雷澤、帕特裏克·許、貝瑟尼·萊恩、格蕾絲·馬丁、安德斯·尼米、丹妮卡·皮特紮克和梅根·史密斯。他們的目標是開發一種低成本的電化學方法,使用大多數高中常見的設備從溶液中提取銅。目前,銅必須收集並提交到危險廢物處理設施,這對學校來說成本很高。

學生們的研究指出,諸如電凝和電滲析等去除方法,以及吸收、膠結、膜過濾和光催化,都被用於工業應用。然而,學生們希望為高中實驗室找到一種更具成本效益和實用的技術。

數據收集實驗

學生們開展了一項調查,他們使用銅電極和硝酸銅溶液評估回收效率。在調查過程中,他們專門監測了銅的濃度、溫度和電流。學生們使用遊標SpectroVis®Plus分光光度計日誌記錄器®收集和分析濃度數據,a遊標不鏽鋼溫度探頭讀取溫度,並讀出電源的數字以確定電流。

塔拉塞克說:“遊標技術既複雜又直觀,所以學生們不需要花大量的課堂時間學習如何使用它。”“這也讓他們有機會使用數據收集技術,否則他們可能無法測試。他們在大學或商業環境中也能找到這種儀器,這是很重要的。”

在研究的最初試驗中,純銅被溶解在硝酸中。溶解後,銅含量下降到所用方法和設備的檢測限以下。當學生們用黃銅測試這種方法時,也得到了類似的結果。然而,後來在更高電壓下進行的實驗揭示了恢複問題,學生們假設這與電極的電蝕刻有關。

塔拉塞克說:“正如在研究中常見的那樣,學生們了解到事情並不總是按計劃進行。”“他們知道,他們必須適應和微調這個過程。”

下載結果

在AP和榮譽課程中實踐學習

Talasek使用遊標技術,包括把計數器旋光計,融化站-他的AP和榮譽化學和法醫課程。他教室裏的大部分技術都是通過各種資助獲得的,這些資助表彰了他創新的教學實踐。

塔拉塞克說:“我試圖在我的教學中融入實踐學習。“例如,我希望我的學生能夠真正理解科學過程,並了解它是如何工作的,而不僅僅是閱讀一個AP問題。這對他們來說真的很有價值。”

關於教育者

Tom Talasek博士
基礎旗杆
弗拉格斯塔夫阿茲

湯姆·塔拉塞克博士在亞利桑那州北部的一所K-12特許學校BASIS Flagstaff擔任了三年的學科專家教師。他教授榮譽化學和AP化學、法醫和有機化學。他還領導著學校的課外化學研究小組。