Creu plastig allan o startsh tatws

Yn y gweithgaredd hwn, mae dysgwyr yn defnyddio startsh tatws i gynhyrchu plastig. Mae tair fersiwn o’r dull ar gael: fersiwn tu allan i labordy y gellir ei chynnal mewn amrywiaeth o gyd-destunau; fersiwn syml mewn labordy gan ddefnyddio cynhwysion sydd i’w cael gartref; a’r arbrawf gwreiddiol sy’n defnyddio asid hydroclorig gwanedig a sodiwm hydrocsid. Gall y dysgwyr fynd ymlaen i ymchwilio i weld sut mae ychwanegu ‘plastigydd’ yn effeithio ar briodweddau eu polymer.

Gall y myfyrwyr naill ai ddechrau gyda thatws neu gyda startsh tatws masnachol. Mae’r rhan ymarferol yn syml, y prif berygl yw bod y gymysgedd yn berwi’n sych.

Os byddwch chi’n dechrau gyda thatws, mae echdynnu’r startsh yn cymryd tua 15–20 munud a’r broses o greu’r ffilm blastig yn cymryd tua 20 munud. Mae angen pestl a morter mawr i echdynnu digon o startsh i wneud digon o blastig i orchuddio dysgl Petri. Os nad yw’r rhain ar gael, gall y myfyrwyr ddefnyddio un llai ac ychwanegu at y startsh maen nhw’n ei echdynnu gyda startsh tatws sydd ar gael yn fasnachol.

Arbrawf syml gan ddefnyddio cynhwysion sydd i’w cael gartref

Offer a pharatoi

Yn dibynnu ar faint y grŵp a faint o offer sydd wrth law, mae’r sesiwn ymarferol yn cymryd 10-25 munud i’w chwblhau, ac mae’r arbrawf yn addas i’w gyflawni mewn parau neu grwpiau o dri. Mae’r plastig yn cymryd tua saith diwrnod i sychu, felly awgrymir eich bod yn rhoi cynnig ar yr arbrawf ymarferol ymlaen llaw ac yn mynd â samplau parod gyda chi i’w trafod.

Gellir prynu’r holl gynhwysion o archfarchnad neu ar-lein. Gellir cynnal yr arbrawf mewn cegin, ystafell ddosbarth (gyda chyfleusterau gwresogi digonol), gofod economeg y cartref neu labordy.

Bydd angen:

• Dŵr
• Startsh tatws
• Glyserin llysiau (a elwir hefyd yn glyserin neu glyserol)
• Finegr
• Llwy de neu glorian labordy os oes un ar gael
• Llwy fwrdd neu silindrau mesur os oes rhai ar gael
• Bowlen neu ficer
• Sbatwla neu roden wydr
• Padell neu ficer
• Lliw bwyd (dewisol)
• Stôf neu dröydd plât poeth
• Papur gwrthsaim
• Ffoil tun
• Sbectol ddiogelwch neu gogls

Dull

Os ydych chi mewn labordy, gallwch ddefnyddio gwydrau, cloriannau a silindrau mesur. Os nad ydych chi, gallwch ddefnyddio mesurau pobi. Rhestrir y ddau ddull isod.

Nid mewn labordy

1. Mesurwch un llwy fwrdd lefel o startsh tatws a’i roi mewn powlen.

2. Ychwanegwch saith llwy fwrdd o ddŵr ato a’i gymysgu.

3. Ychwanegwch ddwy lwy de o finegr i’r fowlen.

4. Ychwanegwch ddwy lwy de o glyserin i’r fowlen a’i gymysgu.

5. (Dewisol – ychwanegwch ddau ddiferyn o liw bwyd a’i gymysgu).

6. Arllwyswch y gymysgedd i mewn i badell, rhowch y badell ar y stôf dros wres canolig-uchel a’i droi’n barhaus.

7. Cymysgwch gyda sbatwla plastig nes bod y gymysgedd yn tewhau. Peidiwch â gadael i’r gymysgedd ferwi’n sych.

8. Pan fydd yn ymdebygu i jeli, arllwyswch ar bapur gwrthsaim gyda ffoil oddi tano.

9. Defnyddiwch y sbatwla i ledaenu’r gymysgedd i tua 8 modfedd mewn diamedr, a cheisio cael yr un trwch drwyddo.

Mewn labordy

1. Mesurwch 15g o startsh tatws a’i roi mewn bicer.

2. Ychwanegwch 100 cm³ o ddŵr at y bicer a’i gymysgu.

3. Ychwanegwch 10 cm³ o finegr at y bicer.

4. Ychwanegwch 10 cm³ o glyserin at y bicer a’i gymysgu.

5. (Dewisol – ychwanegwch ddau ddiferyn o liw bwyd a’i gymysgu).

6. Rhowch y bicer ar blât poeth (neu ddull gwresogi cyfatebol, yn dibynnu ar argaeledd) ar wres canolig-uchel a’i droi’n barhaus.

7. Cymysgwch gyda rhoden wydr nes bod y gymysgedd yn tewhau. Peidiwch â gadael i’r gymysgedd ferwi’n sych.

8. Pan fydd yn ymdebygu i jeli, arllwyswch ar bapur gwrthsaim gyda ffoil oddi tano.

9. Defnyddiwch y sbatwla i ledaenu’r gymysgedd i tua 8 modfedd mewn diamedr, a cheisio cael yr un trwch drwyddo.

Gadewch y plastig i sychu am o leiaf 7 diwrnod. Peidiwch â’i adael yn unman lle gall ddioddef gwres eithafol, neu mae’n debygol o gracio.

Diogelwch a pheryglon

Darllenwch ein canllawiau iechyd a diogelwch safonol a chofiwch gyflawni asesiad risg cyn cynnal unrhyw arbrawf ymarferol.

• Cofiwch ddiogelu eich llygaid (gyda sbectol ddiogelwch neu gogls) bob amser.
• Mae’r plât poeth neu’r badell yn berygl llosgi.
• Mae’r gymysgedd yn gallu llosgi gan ei fod yn mynd yn boeth iawn.
• Gall biceri a rhodenni gwydr eich llosgi a malu.
• Defnyddiwch y symiau lleiaf o gemegau.
• Peidiwch â bwyta plastig tatws.
• Gwaredwch y plastig tatws yn eich gwastraff compostadwy.

Cemeg gefndirol a chwestiynau

Mae awgrymiadau ar gyfer trafodaeth a nodiadau sy’n esbonio’r cemeg gefndirol ar gael yn y nodiadau addysgu.

Dull labordy llawn

Dyma’r dull gwreiddiol ar gyfer yr arbrawf ymarferol, sy’n cynnwys ymchwiliad i weld sut mae ychwanegu ‘plastigydd’ yn effeithio ar briodweddau’r polymer.

Offer a pharatoi

• Offer amddiffyn llygaid
• Gratiwr
• 4 x Bicer, 400 cm³
• Pestl a morter mawr
• Bicer, 250 cm³
• Gwydr oriawr mawr
• Llosgydd Bunsen
• Mat gwrth-wres
• Trybedd
• Rhwyllen
• Rhoden droi
• Dysgl Petri neu deilsen wen
• Papur dangosydd cyffredinol
• Pibedau
• Silindr mesur, 25 cm³
• Silindr mesur, 10 cm³
• Hidlydd te, os oes un ar gael
• Clorian, os oes un ar gael (dewisol – gweler nodyn 5 isod)

Cemegion

• Asid hydroclorig gwanedig, 0.1 M, tua 10 cm³
• Sodiwm hydrocsid gwanedig, 0.1 M (LLIDUS), tua 10 cm³
• Tatws, 100 g
• Dŵr wedi’i ddistyllu, tua 500 cm³
• Mynediad at:
  • Startsh tatws, naill ai wedi’i echdynnu yn y rhan gyntaf neu 2.5 g o startsh tatws wedi’i brynu (gweler nodyn 6 isod)
  • Lliw bwyd
  • Propan-1,2,3-triol (glyserol), 2 cm³

Iechyd, diogelwch a nodiadau thechnegol

• Darllenwch ein canllawiau iechyd a diogelwch safonol.
• Cofiwch ddiogelu eich llygaid bob amser.
• Asid hydroclorig gwanedig, HCl(aq) – gweler HazCard HC047a CLEAPSS a Llyfr Ryseitiau RB043 CLEAPSS.
• Sodiwm hydrocsid gwanedig, NaOH(aq), (LLIDUS yn y crynodiad hwn) – gweler HazCard HC091a CLEAPSS a Llyfr Ryseitiau RB085 CLEAPSS.
• Os yw’n anodd cael gafael ar glorian, gofynnwch i’r myfyrwyr ddefnyddio sbatwla orlawn o startsh yn hytrach na 2.5 g.
• Hyd yn oed os yw myfyrwyr yn echdynnu eu startsh eu hunain, mae’n werth bod â rhywfaint o startsh tatws masnachol rhag ofn nad ydyn nhw’n echdynnu digon.
• Os oes cwpwrdd sychu ar gael, mae’n ddefnyddiol ar gyfer sychu’r ffilmiau plastig. Mae’n cymryd tua 90 munud ar 100°C.

Gweithdrefn

Echdynnu’r startsh

1. Gratiwch tua 100 g o datws. Nid oes angen plicio’r tatws, ond dylai fod yn lân. Rhowch y tatws yn y morter.
2. Ychwanegwch tua 100 cm³ o ddŵr wedi’i ddistyllu at y morter, a malu’r tatws yn ofalus.
3. Arllwyswch yr hylif drwy’r hidlydd te i’r bicer, gan adael y tatws ar ôl yn y morter.
4. Ailadroddwch gamau 2 a 3 ddwywaith yn rhagor.
5. Gadewch y gymysgedd i setlo yn y bicer am bum munud.
6. Arllwyswch y dŵr o’r bicer, gan adael y startsh gwyn a ddylai fod wedi setlo yn y gwaelod. Ychwanegwch tua 100 cm³ o ddŵr wedi’i ddistyllu at y startsh a’i droi’n ysgafn. Gadewch iddo setlo unwaith eto ac yna arllwyswch y dŵr, gan gadw’r startsh ar ôl.

Gwneud y ffilm blastig

1. Rhowch 22 cm³ o ddŵr yn y bicer ac ychwanegwch 4 g o’r slyri startsh tatws o’r cam blaenorol (neu 25 cm³ o ddŵr a 2.5 g o startsh tatws masnachol), 3 cm³ o asid hydroclorig a 2 cm³ o propan-1,2,3-triol.
2. Rhowch y gwydr oriawr ar y bicer a chynheswch y gymysgedd gan ddefnyddio’r llosgydd Bunsen. Dewch â’r gymysgedd yn ofalus i’r berw ac yna berwch ef yn ysgafn am 15 munud. Peidiwch â’i ferwi’n sych. Os yw’n edrych fel y gallai ferwi’n sych, stopiwch gynhesu’r cymysgedd.
3. Dipiwch y rhoden wydr yn y gymysgedd a’i ddotio ar y papur dangosydd i fesur y pH. Ychwanegwch ddigon o doddiant sodiwm hydrocsid i niwtraleiddio’r gymysgedd, gan brofi’r pH ar ôl pob ychwanegiad gyda phapur dangosydd. Fwy na thebyg bydd angen i chi ychwanegu tua’r un faint o asid ag a wnaethoch chi ar y dechrau (3 cm³).
4. Yna gallwch chi ychwanegu diferyn o liw bwyd a’i gymysgu’n drylwyr.
5. Arllwyswch y gymysgedd i ddysgl Petri wedi’i labelu neu deilsen wen a’i daenu gyda’r rhoden wydr fel bod gorchudd cyfartal.
6. Ailadroddwch y broses, ond heb y propan-1,2,3-triol.
7. Labelwch y cymysgeddau a gadewch iddyn nhw sychu. Mae’n cymryd tua diwrnod ar reiddiadur neu silff ffenestr heulog, neu ddau ddiwrnod ar dymheredd ystafell. Fel arall, defnyddiwch gwpwrdd sychu. Mae’n cymryd tua 90 munud ar 100°C.

Nodiadau addysgu

Gellir defnyddio’r gweithgaredd hwn fel gweithgaredd ymarferol i ategu’r gwaith addysgu am bolymerau neu blastigau. Gellir ei ddefnyddio i gyflwyno gwaith pellach ar fiopolymerau a bioblastigau a/neu gellir ei ddefnyddio fel enghraifft o effeithiau plastigyddion. Defnyddir proses debyg mewn diwydiant i echdynnu startsh, sydd wedyn yn cael ei ddefnyddio mewn nifer o gynhyrchion gan gynnwys bwyd a phecynnu.

Os yw myfyrwyr yn echdynnu eu startsh tatws eu hunain yna gallant ddefnyddio hwnnw. Slyri gwlyb yw startsh tatws yn hytrach na phowdr sych, felly mae angen tua 4 g gyda thua 22 cm³ o ddŵr. Os nad oes ganddyn nhw ddigon yna gallant ychwanegu ychydig o startsh tatws wedi’i brynu at y cymysgedd.

Os yw’n anodd cael gafael ar glorian, gofynnwch i’r myfyrwyr ddefnyddio sbatwla orlawn o startsh yn hytrach na 2.5 g.

Os yw’n anodd cael gafael ar silindrau mesur 10 cm³, gofynnwch i’r myfyrwyr ddefnyddio gwerth pedwar chwistrelliad o bibed o asid hydroclorig a thri chwistrelliad o propan-1,2,3-triol.

Os oes gennych chi gwpwrdd sychu, dylai’r cymysgedd sychu mewn tua 90 munud ar 100°C.

Rhybuddiwch y dysgwyr i beidio â gadael i’r cymysgedd ferwi’n sych; mae’n gallu ‘popio’ ac yn gallu neidio allan o’r bicer. Am y rheswm hynny, dylai’r dysgwyr wisgo offer amddiffyn llygaid yn ystod pob cam.

Er bod defnyddio lliw bwyd yn ddewisol, mae’n gwella’r cynnyrch ac mae’r lliw yn gwneud i’r ffilm blastig edrych yn debycach i blastig. Dim ond un diferyn sydd ei angen neu mae’r ffilm yn troi’n rhy dywyll.

Os bydd y myfyrwyr yn defnyddio gormod o ddŵr yna ni fydd eu polymer yn ymsolido ac yn aros yn hylif.

Mae startsh wedi’i wneud o gadwyni hir o foleciwlau glwcos wedi’u cysylltu â’i gilydd. Yn fanwl gywir mae’n cynnwys dau bolymer: amylos sy’n gadwyn syth, ac amylopectin sy’n ganghennog. Pan gaiff startsh ei sychu o hydoddiant dyfrllyd mae’n ffurfio ffilm oherwydd bondio hydrogen rhwng y cadwyni. Fodd bynnag, mae’r amylopectin yn atal y broses o ffurfio’r ffilm. Mae adweithio’r startsh ag asid hydroclorig yn chwalu’r amylopectin, gan ffurfio ffilm fwy boddhaol. Dyma’r cynnyrch mae’r myfyrwyr yn ei wneud heb propan-1,2,3-triol. Gall cadwyni syth y startsh (amylos) alinio gyda’i gilydd ac er bod hyn yn gwneud ffilm dda, mae’n frau oherwydd bod y cadwyni’n rhy dda am alinio. Gall rhannau o’r ffilm droi’n grisialog, sy’n achosi’r breuder.

Dylai’r myfyrwyr allu gweld gwahaniaeth yn y ddwy ffilm maen nhw’n eu gwneud. Mae’r un heb y propan-1,2,3-triol yn llawer mwy brau, mae’r un gydag ef yn dangos mwy o briodweddau plastig.

Mae ychwanegu propan-1,2,3-triol yn gwneud gwahaniaeth oherwydd ei briodweddau hydrosgopig (denu dŵr). Mae dŵr sydd wedi’i rwymo i’r propan-1,2,3-triol yn mynd i mewn rhwng y cadwyni startsh ac yn atal y strwythurau crisialog rhag ffurfio, sy’n ei rwystro rhag bod yn frau gan arwain at briodweddau tebycach i blastig, gan weithredu fel plastigydd. Gellir esbonio hyn i’r myfyrwyr heb sôn am ddŵr – sef bod y propan-1,2,3-triol yn gweithredu fel plastigydd.