Опыт № 1. Анализ почвы[8]

Цель работы: Определить характер среды (кислая, щелочная, нейтральная) различных видов почв и сделать вывод об их пригодности для выращивания различных с/х растений.

Форма работы: фронтальная (демонстрационный эксперимент).

Оборудование и реактивы: лабораторный штатив с муфтой и кольцом, воронка, фильтровальная бумага, пробирка, стеклянная палочка, 2 химических стакана, датчик рН, цифровая лаборатория «Архимед».

Настройка параметров измерения:

1) частота измерений – каждую секунду;

2) число замеров – 500

Приготовление почвенного раствора. В химический стакан поместите почву. Прилейте дистиллированную воду, объём которой должен быть в 3 раза больше объёма почвы. Хорошенько перемешайте стеклянной палочкой.

Приготовьте лабораторный штатив. Наденьте муфту на стержень штатива так, чтобы винт, закрепляющий её, был справа от стержня штатива. Закрепите в муфту кольцо так, чтобы стержень кольца поддерживал не только винт, но и муфта. Поместите в кольцо воронку.

Приготовьте бумажный фильтр. Смочите фильтр водой, чтобы он плотнее прилегал к стенкам воронки и чтобы сухой фильтр не впитывал фильтруемую жидкость. При фильтровании жидкость наливайте на фильтр по палочке тонкой струёй, направляя её на стенку воронки, а не на непрочный центр фильтра, чтобы его не разорвать. Подставьте под воронку химический стакан и профильтруйте подготовленную смесь почвы и воды. Почва останется на фильтре, а собранный в пробирке фильтрат представляет собой почвенную вытяжку (почвенный раствор).

В почвенную вытяжку поместите датчик рН и начинайте регистрацию данных. Эксперимент проделайте не менее 3-х раз.

Результаты измерений: занесите полученные данные в таблицу 6 «Кислотность почв» и сделайте вывод об их пригодности для выращивания различных с/х растений.

Таблица 6 - Кислотность почв

Опыт 2. Коррозия металлов

Данныйэксперимент может быть проведён на элективном курсе «Химия и экология», в рамках подготовки к ученическим конференциям и в урочной деятельности в 9 классе при изучении темы «Металлы» на уроке № 13 «Общие понятия о коррозии металлов» (Приложение 1).

Цель работы: изучить влияние продуктов коррозии на развитие водных растений, используя при этом возможности цифровой лаборатории «Архимед» (насадка рН-метр).

Форма работы: фронтальная (демонстрационный эксперимент).

Опыт 1. Влияние продуктов коррозии металлов на развитие водных растений

Опыт закладывают за 4 дня до урока (можно на предыдущем уроке). Значения рН регистрируют в одно и тоже время один раз в день. Полученные по водородному показателю данные представляют учащимся в виде графика. А сами опытные образцы демонстрируют на уроке.

Реактивы и оборудование: вода, железный гвоздь, кусочек меди (цинка, олова), водоросли; 3 химических стакана.

Ход работы: Три химических стакана вместимостью 100 мл наполняют водой и помещают в них водоросли. Во 2-й стакан опускают гвоздь, в 3-й – гвоздь и кусочек меди (цинка, олова), а 1-й стакан оставляют в качестве контрольного. В течение 4 дней делают контрольные замеры pН воды во всех стаканах, проводят обнаружение ионов металлов (Fe2+, Fe3+, Zn2+, Cu2+, Sn2+).

Наблюдения:

Через 5 дней можно наблюдать резкое изменение pН воды во 2-м и 3-м стаканах по сравнению с контрольным, а также внешнего вида растений: они буреют, сильно ослизняются, отмирает корневая система.

Ход опыта: Четыре химических стакана вместимостью 50 мл наполняют водой и:

В стакан № 1: помещают водоросли – контрольный образец

В стакан №2: помещают водоросли и железный гвоздь

В стакан № 3: помещают водоросли и железный гвоздь, с медной проволокой

В стакан № 4: помещают водоросли и железный гвоздь, с цинковой стружкой

· В течение 4 дней делают контрольные замеры pН воды во всех стаканах

· Значения рН регистрируют в одно и тоже время один раз в день.

· Полученные по водородному показателю данные представляются учащимся в виде графика.

· Сами опытные образцы растений демонстрируют на последнем элективе.

Наблюдения:

Через 5 дней можно наблюдать изменение pН воды во 2-м, 3-м,4-м стаканах по сравнению с контрольным, а также внешнего вида растений: они буреют, сильно ослизняются. ( таблица 7)

Таблица 7 - Водородный показатель при прохождении процессов коррозии металлов в воде

Теоретическое обоснование процесса

Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлических материалов, происходящее под химическим воздействием окружающей среды [42].

В результате электрохимической коррозии окисление металла может приводить как к образованию нерастворимых продуктов (например ржавчины), так и к переходу металла в раствор в виде иона. Ржавчина представляет собой гидратированный оксид железа – Fe2O3· xH2O. Ржавление протекает под воздействием воды и кислорода. Это электрохимический процесс, при котором одни частицы железа играют роль катода, а другие – анода.

Важнейшими окислителями, вызывающими электрохимическую коррозию являются кислород и ионы водорода.