Книга учителя к курсу «Экология Москвы и устойчивое развитие»

Вид материала

Книга

Содержание Сбор беспозвоночных животных Стадия вызова Стадия осмысления Цель – ознакомить школьников с методами химического анализа воды. Ход урока 2. Определение содержания взвешенных частиц 3. Определение жёсткости воды Первый способ 4. Определение хлоридов 5. Качественное определение катионов и анионов методами химического анализа 6. Все полученные данные занесите в сводную таблицу 16 Групповая работа. Стадия рефлексии.

Подобный материал:

• Курс лекций для учителя Москва 2007 г. Удк, 313.39kb.
• Хасанова Гульжан Шариповна Вметодических указаниях изложен перечень вопросов, составляющих, 382.55kb.
• Программа учебного курса «экология москвы и устойчивое развитие» для 10 классов средних, 707.86kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 1496.04kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 603.29kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 1495.64kb.
• Учебное пособие для учащихся 10 (11) классов «Экология Москвы и устойчивое развитие», 603.23kb.
• Программа курса «экология москвы и устойчивое развитие», 88.4kb.
• Курсовая система и профессиональная переподготовка, 94.46kb.
• Программа учебного курса «Экология Москвы и устойчивое развитие», 736.74kb.

Сбор беспозвоночных животных

Для отлова водных беспозвоночных животных используют сачок и банку. Дополнительно осматривают водные растения, камни и коряги.

Для отбора донного грунта применяют пластиковую ёмкость объёмом 3 – 5 л, верхнюю часть ёмкости срезают, а в дне делают небольшое отверстие для прохода воды.

Ёмкость вкручивают дном вверх в мягкий донный грунт на глубине 10 – 15 см, после чего аккуратно переворачивают и вытаскивают на берег.

Вынутый грунт необходимо промыть в сите. Сито можно изготовить самим, натянув на круглую или прямоугольную рамку синтетическую сетку. Важно, чтобы ячейки сита были не крупнее 1 – 1,5 мм, иначе сквозь них уйдёт слишком много водных организмов. Сито с вынутым грунтом наполовину погружают в воду и встряхивают энергичными, но аккуратными движениями до тех пор, пока вода в нём станет относительно прозрачной. Оставшихся в сите животных вместе с крупными частицами грунта вытряхивают в светлый плоский пластиковый контейнер или тазик с 2 – 3 сантиметровым слоем воды и приступают к определению.

Для получения достоверных данных об обитателях небольшого водоёма необходимо отобрать не менее 5 подобных проб. Кроме банки, для сбора организмов нужно использовать сачок. Диаметр сачка должен быть не менее 25 – 30 см, а длина матерчатого конуса в 2,5 раза больше. Для изготовления сачка можно использовать плотную бязь или марлю. Сачок насаживается на рукоятку длиной 1.5 – 2 метра. Сачком в воде описывают плавные «восьмёрки». При этом конус сачка должен всегда оставаться расправленным. В быстрой реке вести сачок нужно против течения. После нескольких взмахов сачок вынимают, и пойманные организмы вытряхивают в контейнер или тазик. Если в сачок попало значительное количество грунта, его необходимо промыть в сите или в самом сачке.

Обязательно следует поискать животных на растениях, камнях и корягах, поднятых со дна водоёма. При подъёме предметов лучше прямо под водой положить их в сетку сачка, иначе в процессе подъёма многие животные могут быть утеряны. Растения, камни и мелкие коряги из сачка перекладывают в контейнер и внимательно осматривают со всех сторон.

Стадия вызова

Коллективная работа. Учитель знакомит школьников с методикой сбора беспозвоночных, а также видами беспозвоночных животных, которые могут быть использованы для биоиндикации.

Стадия осмысления

Индивидуальная работа. Школьники самостоятельно знакомятся с методикой оценки качества водоёма, рабочей шкалой.

Стадия рефлексии

Групповая работа. Для определения собранных беспозвоночных нужно внимательно рассмотреть весь находящийся в контейнере или тазике материал. Собранных животных пинцетом вынимают из контейнера и кладут в небольшие ёмкости с водой (например, в чашки Петри, баночки из-под лекарств). Разные животные (пиявки, двустворчатые моллюски, личинки насекомых) распределяются в разные баночки. Особенно важно отсадить отдельно крупных животных (моллюсков) и хищников. Для ловли мелких животных можно использовать пипетку. Когда все организмы будут распределены по банкам, можно приступать к определению их видовой принадлежности. Определение может быть проведено при помощи любого ключа-определителя (например, определительные таблицы учебного полевого центра «Экосистема»), а также на основании рисунков и описаний беспозвоночных, представленных в варианте 1.


Урок № 58

Практическая работа № 6

«Оценка качества воды методами количественного и качественного анализа»

Цель – ознакомить школьников с методами химического анализа воды.

Задачи:

• закрепить навыки работы с лабораторным оборудованием (лабораторным штативом, горелкой, весами и др.),
  
• совершенствовать умения применения качественных реакций для определения катионов и анионов;
  
• научить учащихся применять полученные знания в ходе лабораторного анализа.
  

Данный урок можно провести как практическую работу. Однако учителю накануне необходимо будет взять пробу воды из ближайшего водоёма. Обычно для оценки качества воды методами химического анализа достаточно двух литров воды. Исследование воды необходимо провести в течение суток с момента отбора пробы.

Оборудование и материалы:

• пробирки;
  
• пипетки (20 штук);
  
• бюксы или другая герметически закрывающая посуда;
  
• стаканчики стеклянные от 50 до 100 мл;
  
• штативы для пробирок (10 штук);
  
• горелка спиртовая;
  
• шпатели (10 штук);
  
• весы аналитические;
  
• сушильный шкаф;
  
• наборы химических реактивов для анализа качества воды (при наличии в школе могут быть использованы тест-индикаторы для экспресс-анализа (например, в наборе «Пчёлка»), а также датчики рН, входящие в наборы «Архимед», «Умник»).
  

Ход урока

Стадия вызова

Коллективная работа. Опираясь на знания, полученные в курсе химии, школьникам предлагается обсудить ответы на следующие вопросы:

• Какие качественные реакции для определения наличия катионов и анионов им известны?
  
• Что такое жёсткость воды, содержанием каких ионов она обусловлена?
  

Стадия осмысления

1. Индивидуальная работа. Учащиеся знакомятся с методиками оценки качества воды.

1. Определение водородного показателя (pH)

Для водоёмов хозяйственного и бытового назначения значения рН находится в пределах от 6,5 до 8,5.

Желудочный сок рН=1

Раствор питьевой соды рН=9

Кока-кола рН= 3

Хозяйственная сода рН=13

Молоко рН=6

Раствор сахара рН=7

Нашатырный спирт рН=11.

Водородный показатель (рН) воды можно определить при помощи индикаторов, сравнивая их окраску со шкалой.

2. Определение содержания взвешенных частиц

Этот показатель качества воды определяется путём фильтрования определённого объёма воды через бумажный фильтр и последующего высушивания осадка на фильтре в сушильном шкафу до постоянной массы.

1. Для анализа возьмите 500 – 1000 мл воды.
   
2. Фильтр перед работой взвесьте.
   
3. После фильтрования осадок с фильтром высушите до постоянной массы при 105 Сº, охладите в бюксе или в другой герметически закрывающейся посуде и взвесьте. Взвешивание желательно проводить на аналитических весах.
   
4. Содержание взвешенных веществ в мг/л в испытуемой воде определяют по формуле (4):
   

(m₁ - m₂)  1000/V (4),

где m₁ – масса бумажного фильтра с осадком взвешенных частиц, мг;

m₂ – масса бумажного фильтра до опыта, мг;

V – объём воды для анализа, мл;

ПДК взвешенных частиц в водоёмах составляет 10 мг/л.

3. Определение жёсткости воды

Жёсткость воды обусловлена наличием растворимых солей кальция и магния. Различают временную и постоянную жёсткость воды. Временная жёсткость иначе называется устранимой или карбонатной. Она обусловлена наличием гидрокарбонатов кальция и магния. Постоянная (некарбонатная) жёсткость вызвана присутствием других растворимых солей (хлоридов, сульфатов) кальция и магния. Под общей жёсткостью воды понимают временную и постоянную жёсткость.

Временную жёсткость воды можно легко устранить путём кипячения. При этом образуются нерастворимые карбонаты кальция и магния, которые выпадают в осадок, образуя накипь.

Постоянную жёсткость воды можно устранить при добавлении карбоната натрия. Карбонат натрия осаждает ионы кальция и тем самым смягчает воду. Для смягчения воды могут быть использованы также ионообменные смолы. При этом жёсткая вода пропускается через специальные колонки. Ионы кальция и магния поглощаются ионообменной смолой, а вместо них из смолы выделяются ионы, не создающие жёсткости (обычно ионы натрия).

Определение жёсткости воды можно провести двумя способами.

Первый способ. К 100 мл воды добавьте раствор карбоната натрия (соды). Если вода жёсткая, то выпадет осадок карбоната кальция или магния.

Второй способ заключается в добавлении мыла к воде и наблюдении образования пены. Жёсткая вода мешает мылу проявлять свои моющие свойства. При смешивании мыла с мягкой водой оно легко в ней растворяется с образованием мутного раствора со слоем пены на поверхности. Если же мыло добавить к жёсткой воде, ионы кальция и магния реагируют с мылом, образуя нерастворимые соединения, которые выпадают в виде хлопьев или клейкого налёта.

4. Определение хлоридов

Концентрация хлоридов в водоёмах источниках водоснабжения допускается до 350 мг/л.

Хлориды попадают в водоёмы со сбросами хозяйственно бытовых и промышленных сточных вод, а также при использовании в зимнее время антигололёдных составов. Содержание хлоридов в воде является очень важным показателем при оценке санитарного состояния водоёма..

1. В пробирку налейте 5 мл исследуемой воды и добавьте три капли 10% раствора нитрата серебра.
   
2. Приблизительное содержание хлоридов определите по характеру осадка или помутнению (см. таблицу 13).
   

Таблица 13. Определение содержания хлоридов

Осадок или помутнение	Концентрация хлоридов, мг/л
Опалесценция или слабая муть	1 –10
Сильная муть	10 – 50
Образуются хлопья, но осаждаются не сразу	50 – 100
Белый объёмный осадок	Более 100

5. Качественное определение катионов и анионов методами химического анализа

Качественный анализ воды можно провести при помощи следующих реакций (табл. 14 и 15).

Таблица 14. Качественные реакции для анализа катионов

Что определяется	Что добавляется	Признаки реакции	Наличие или отсутствие определяемого иона	Уравнение реакции
Соли аммония	Щёлочь (гидроксид калия или натрия) при нагревании	Запах аммиака
Соли меди	Щёлочь (гидроксид натрия или калия)	Голубой осадок
Соли железа (III)	Роданид калия или аммония	Кроваво-красное окрашивание
Соли кальция и магния	Карбонат натрия или калия	Белый осадок

Таблица 15. Качественные реакции для анализа анионов

Что определяется	Что добавляется	Признаки реакции	Наличие или отсутствие определяемого иона	Уравнение реакции
Хлориды	Нитрат серебра	Белый осадок
Сульфаты	Нитрат или хлорид бария	Белый осадок
Карбонаты	Соляная или серная кислота (при нагревании)	Выделение углекислого газа

6. Все полученные данные занесите в сводную таблицу 16

Таблица 16. Сводная таблица по результатам исследований

рН воды	Содержание взвешенных частиц, мг\л.	Жёсткость воды, мг/л.	Концентрация хлоридов, мг/л.	Наличие катионов (указать, какие присутствуют)	Наличие анионов (указать, какие присутствуют)

2. Групповая работа. Класс делится на пять групп. Первая группа проводит оценку рН и содержания взвешенных частиц в воде; вторая – оценивает жёсткость воды и содержание хлоридов; третья – качественный анализ катионов; четвёртая – анионов. Если школьники испытывают затруднения в написании уравнений химических реакций им следует обратиться к учебникам химии 9 класса.

Стадия рефлексии.

Коллективная работа. Школьники представляют результаты исследований, а также ответы на вопросы, данные на стадии вызова. Полученные результаты заносят в таблицу 16 и делают вывод о качестве воды.

Приложение к работе ( при наличии соответствующего оборудования).

Оценка экологического состояния водной среды