Практикум по основам химического анализа
Программно-методическое сопровождение курса по выбору. 9 класс.

Кравченко Любовь Ильинична,
учитель химии МОУ школы 17
г. Полысаево Кемеровской области.

Содержание

Пояснительная записка
Программа
Учебно-тематическое планирование
Фрагменты занятий

Правила техники безопасности. Основное оборудование химического кабинета
Изготовление прибора для получения газов
Определение загрязнённости поваренной соли
Определение количественных соотношений при реакции замещения меди в растворе сульфата меди Cu(II) атомами железа
Анализ хлеба
Экология и мы
Итоговое занятие

Приложение
Список литературы

Пояснительная записка

Курс по выбору «Практикум по основам химического анализа» рассчитан на 9 занятий, 1 час в неделю. Цели курса – создание условий для формирования и развития у обучающихся:

• интеллектуальных и практических умений в области химического эксперимента, которые позволят исследовать явления природы;

• интереса к изучению химии и проведению химического эксперимента;

• творческих способностей;

• коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

Содержание курса качественно отличается от базового курса химии тем, что он расширяет знания учащихся по химии, способствует приобретению практических навыков работы с химическими веществами. Данный курс обеспечен лабораторным оборудованием и необходимыми химическими веществами.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

• работать с простейшим лабораторным оборудованием;

• выполнять лабораторные опыты;

• наблюдать за изменением веществ;

• отбирать необходимые для эксперимента приборы;

• делать выводы.

Перечисленные умения формируются на основе знаний:

• о свойствах солей, кислот, щелочей;

• о способах разделения смесей;

• о правилах пользования химическими реактивами;

• о выполнении правил техники безопасности при работе с разными веществами;

• о цикле познания в естественных науках (факты, гипотеза, эксперимент, следствия).

В процессе изучения курса учащиеся знакомятся с деятельностью таких учёных, как М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев.

На курсах по выбору возможны следующие виды деятельности учащихся: исследовательская деятельность, самостоятельная работа с литературой, устные сообщения учащихся, дискуссия, составление таблиц по данным эксперимента.

Программа

Основное химическое оборудование. (1 ч). Правила техники безопасности. Основное оборудование кабинета химии. Химические реактивы, правила их хранения.

Работа со стеклом. (2 ч). Изготовление прибора для получения газов.

Определение загрязнённости поваренной соли. (1 ч). Чистые вещества и смеси. Способы очистки веществ.

Определение количественных соотношений при реакции замещения меди в растворе сульфата Cu(II) атомами железа. (1 ч). Типы химических реакций. Реакции замещения. Вычисление массы вещества по уравнению реакции.

Анализ хлеба. (2 ч). Определение плотности, влажности, кислотности хлеба.

Экология и мы (1 ч). Экологическое исследование реки Иня, парка им. Суворова.

Итоговое занятие. (1 ч).

Учебно-тематическое планирование

Фрагменты занятия «Правила техники безопасности. Основное оборудование химического кабинета»

Задача: познакомить обучающихся с оборудованием химического кабинета, правилами поведения в кабинете химии, значением курса химии в жизни ученика.

Оборудование: колбы, пробирки, стаканы, воронки, склянки, банки, фарфоровая посуда, оборудование из дерева и металла, нагревательные приборы.

1) Значение курса химии в жизни человека.

2) Основное оборудование кабинета химии.

Перечислите выставленные на столе предметы оборудования хим. кабинета.

3)  Стеклянная посуда:

а) колбы (плоскодонные, круглодонные, конические, Вюрца);
б ) химические стаканы разных емкостей;
в) воронки;
г) стеклянные банки;
д) реторты.

4) Фарфоровая посуда

а) тигель;
б) чашка для выпаривания;
в) ступка с пестиком.

5) Стеклянные трубки и палочки.

Стеклянные трубки и палочки применяются для изготовления разнообразных приборов.

Мытье посуды. Механическое удаление загрязнителей:

а) простое мытье холодной водой или горячей водой с применением ершей;
б) мытье водой с применением кусочков бумаги или другого мягкого материала;

Химические способы мытья посуды:

а) мытье с мылом;
б) удаление осадков соляной кислотой, иногда при нагревании;
в) удаление загрязнений окислением их хромовой смесью.

Грязная посуда может быть причиной неудачи опыта или даже несчастного случая при их проведении.

Оборудование из дерева и металла:

а) штативы школьные;
б) штативы для пробирок;
в) держатели;
г) тигельные щипцы;
д) ложка для сжигания веществ, винтовой зажим, пружинный зажим;
е) весы.

Правила работы с реактивами

а) Реактивы надо держать закрытыми.
б) Не допускать закрывания посуды пробками от других реактивов.
в) При наливании жидкостей склянку держать этикеткой к руке, иначе капли жидкости могут попасть на этикетку и испортить ее.
г) Не оставлять реактивы без этикеток.

Фрагменты занятия «Изготовление прибора для получения газов»

Задачи: познакомить обучающихся правильно обращаться со стеклом, научить их изготовлять прибор для получения газов.

Оборудование: стеклянные трубки разных диаметров, спиртовка, песок, пробки резиновые, пробирки, колбы.

Для работы со стеклом надо выполнять правила по технике безопасности.

Для изготовления приборов и деталей используют легкоплавкие трубки небольшого диаметра от 4-6 мм.

Сгибание трубок. Для придания трубке надлежащей формы ее надо согнуть, начинать сгибать надо тогда, когда трубка без всякого усилия работающего гнется сама.

Сверление пробок. При сверлении резиновых пробок сверло смачивают глицерином или водой. Для сверления пробки ее держат в руке и сначала с узкого конца отмечают место для сверления, затем, слегка нажимая на сверло, начинают его вращать. Когда сверло приближается к концу пробки, ее упирают в небольшую дощечку или старую пробку, при помощи стержня удаляют кусок пробки из сверла.

Монтаж прибора. Как вставлять трубки в просверленные в пробках отверстия.  Трубка должна входить в пробку при умеренном нажиме и вращательном ее движении. Для уменьшения трения трубку можно смочить водой.

Трубку при вставлении в отверстие пробки надо держать около самой поверхности пробки, иначе она легко может сломаться и поранить руку работающего.

После сборки прибор проверяем на герметичность  соединения частей прибора резиновыми трубками.

Фрагменты занятия «Определение загрязнённости поваренной соли»

Задача: научить учащихся практически вычислять загрязненность поваренной соли.

Оборудование: загрязненная поваренная соль, химический стакан на 100мл., воронка, фильтровальная бумага, ножницы, фарфоровая чашка небольших размеров, стеклянная палочка, штатив с кольцом, спиртовка, спички, весы с разновесами, водяная баня.

Без поваренной соли невозможна жизнь растений человека, она обеспечивает важнейшие физиологические процессы в организмах: в крови соль создаёт необходимые условия для существования эритроцитов, в мышцах, обуславливает способность к возбудимости, в желудке образует соляную кислоту, без которой невозможно переваривание и усвоение пищи.

Хлорид натрия широко используется для получения натрия, хлора, соляной кислоты, в медицине для приготовления пищи, для консервирования продуктов питания.

Соль может быть загрязнённой, поэтому её нужно очищать.

Порядок работы

1) Зарисовать название и номер работы подготовить таблицу для записи данных опытов.

2) Взвесить чистую сухую фарфоровую чашку вместе со стеклянной палочкой записать результат.

3) Взвесить эту же чашку с загрязненной солью (4-5 г.) и с палочкой; записать результат.

4) Отмерить в стакан воды на 3 мл на каждый грамм соли.

5) Осторожно высыпать загрязнённую соль в воду и растворить ее.

6) Подготовить фильтр.

7) В кольцо на штативе опустить воронку с фильтром. Под нее поставить взвешенную и очищенную от соли чашку конец воронки нижней частью среза должен касаться стенки чашки.

8) Профильтровать раствор соли, соблюдая правила фильтрования.

9) Чашку с фильтром поместить на водяную баню и нагревать ее до полного высушивания соли.

10) Когда осадок станет сухим, снять чашку с водяной бани, хорошо вытереть и остудить ее до комнатной температуры, взвесить вместе с солью и палочкой. Результат записать.

Высушивание производить несколько раз до получения постоянной массы соли.

11) Вычислить процент загрязненности соли по формуле:

,

где а – масса загрязненной соли в г.; b – масса чистой соли в г.                                                                    

Вместо водяной бани можно использовать стакан с горячей водой.

Фрагменты занятия «Определение количественных соотношений при реакции замещения меди в растворе сульфата меди Cu(II) атомами железа»

Задача: научить получать медь из медного купороса с помощью реакции обмена.

Оборудование: насыщенный раствор сульфата Cu(II), железный гвоздь, отчищенный от ржавчины, весы с разновесом, дистиллированная вода, тонкая нитка.

Порядок работы:

1)  Взвесить чистый железный гвоздь до опыта и записать его массу.

2)  Осторожно опустить на 5 мин. гвоздь на ниточке в раствор соли меди. Записать уравнение.

3)  Вынуть гвоздь из раствора соли меди, обмыть его водой, осушить фильтровальной бумагой гвоздь.

4)  Взвесить гвоздь с налетом меди и массу его записать.

5)  Вычислить, сколько прореагировало железа и сколько выделилось меди.

Один атом меди замещает один атом Fe. Масса железного гвоздя увеличивается на 8 г. (64г–56г);

В данном опыте масса гвоздя увеличилась на (b-a), где b – масса гвоздя после опыта, a – масса гвоздя до опыта.

x – масса выделившийся меди;

y – масса прореагировавшего железа;

Следовательно:

При выделении 64 г. Cu прореагировало 56 г. Fe – разница в массе 8 г.

При выделении x г. Cu прореагировало y г. Fe – разница в массе (b-a) г.

;.

Фрагменты занятия «Анализ хлеба»

Задача: научить проводить анализ выпеченного хлеба (плотность, влажность, кислотность).

Оборудование: эксикатор с серной кислотой, лабораторные технические весы с разновесом, бюкс, сушильный шкаф, мерный цилиндр на 50 мл, коническая колба 150-200 мл, химический стакан на 400 мл, керосин, ржаной хлеб, вода, спиртовой раствор фенолфталеина, щелочь.

Каждый пищевой продукт, производимый в больших количествах, должен удовлетворять определённым требованиям. Это относится к хлебу, как к продукту массового потребления. Важнейшие количественные показатели правильно выпеченного хлеба: плотность 1.25; влажность 49%, кислотность в пределах 9.11 условных градусов, показывающих количество миллиграммов эквивалентов кислот, содержащихся в 100 г хлебного мякиша.

Определение плотности хлеба

Порядок работы

1. 25 г ржаного хлеба (пшеничного) мякиша (без корки) тщательно размять пальцами до образования однородной массы и скатать из неё шарики величиной от горошины до лесного ореха.

2. Взвесить хлебные шарики с точностью до 0,01 г.

3. В мерный цилиндр с делениями до десятых долей миллилитра налить около 30 мл керосина.

4. Осторожно опустить в керосин по одному шарику хлеба. Через 5 минут определить уровень керосина в мерном цилиндре и записать его.

5. Разность между двумя уровнями керосина в цилиндре будет равняться объёму массы хлеба, записать его.

6. Отношение массы хлеба к его объёму даст плотность хлеба.

Определение влажности хлеба. Порядок работы

1) Взвесить пустой бюкс, предварительно просушенный при 100-110ºC и охлажденный в эксикаторе, результаты записать в таблицу.

2) Взять 5 г. ржаного (пшеничного) хлеба, (без корки) мякиша, положить его во взвешенный бюкс, взвесить и результаты записать.

3) Высушить хлеб в бюксе в сушильном шкафу при t 100-110º C до постоянной массы. Перед взвешиванием бюкс с хлебом охладить в эксикаторе над серной кислотой. Результат записать в таблицу.

4) Произвести расчет: разность между вторым и первым взвешиванием равна массе влажного хлеба a. Разность между третьим и первым взвешиванием равна массе сухого хлеба b.

a–b=m;

где m – масса влаги, процент влажности хлеба равен:

Определение кислотности хлеба. Порядок работы

1)                25 г мякиша хлеба взвесить, положить его в мерный стакан, прилить дистиллированной воды до 250 мл и размять хлеб стеклянной палочкой до однородной массы. Дать отстояться раствору до прозрачной жидкости в верхней половине стакана и отфильтровать (примерно 1/3 объёма).

2)                Отобрать пипеткой 50 мл отфильтрованного  раствора в коническую колбу, добавить 2-3 капли фенолфталеина и титровать 0,1н раствором соли.

3)                Вычислить кислотность хлеба. Допустим, что 50 мл кислой жидкости пошло a мл 0,1н раствора щелочи, и на всю жидкость:

.

Это количество щелочи нейтрализует кислоту, содержащуюся в 250 г хлеба. На кислоту, содержащуюся в 100 г хлеба, потребуется:

.

Количество миллиграмм-эквивалентов щелочи в 20a мл содержится:

0,1 мг/экв·20·a мл

Столько же мл/экв кислоты содержится в 100 г хлеба. Это и есть условные градусы кислотности хлеба.

Так как ответ будет всегда 2a, то на практике расчетов не производят, а единственный показатель опыта a удваивают.

Фрагменты занятия «Экология и мы»

Задачи: объяснить влияние факторов экологии на здоровье человека; подвести итоги мониторинга парка имени Суворова и реки Ини.

Оборудование. Диаграммы загрязнения шахты «Полысаевской» и шахты «Заречная»; таблица «Река Иня и парк имени Суворова»; грамзаписи: шум моря, Вивальди «Времена года», голоса розовых слонов; оборудования для анализов воды; химические реактивы для анализа воды.

Ход занятия

Ведущий объявляет тему заседания, цель.

Ведущий.

Всё меньше среди нас людей, равнодушных к проблеме охраны природы. И это не случайно. Слишком часто за неразумное отношение к природе мы расплачиваемся собственным здоровьем. Вот почему сегодня мало просто сохранять природу, речь идёт о глобальной проблеме охраны окружающей среды.

Основными источниками загрязнения воды, воздуха нашего города являются шахта «Заречная», шахта «Полысаевская», автобаза, так как они выбрасывают в атмосферу метан, CH₄, оксид углерода (II) CO, оксид углерода (IV) CO₂, Сероводород H₂S и другие ядовитые вещества. Как же мы можем защититься от этих загрязнений, от этих выбросов?

Ответ.

Нас могут защитить лесонасаждения.

Ученик.

Мы в этом году исследовали лесные насаждения нашего посёлка. Слово предоставляется исследовательской группе. 

Ученик.

Нашу землю часто называют Зеленой планетой, только здесь из всех известных нам планет существует жизнь во всем ее великолепии и разнообразии – в горах пустынях, на морских побережьях, в арктических льдах, но главное сосредоточение жизни на земле –  это леса.

Они дают человеку кров и пищу укрывают от врагов, щедро делятся своими дарами, но они из всех экосистем подвергаются самому жестокому   обращению со стороны людей, их вырубали, сжигали, выкорчевали под пашни строительство участков. В настоящие время не существует уже половины лесов, некогда  покрывавших поверхность планеты. Большая часть их была уничтожена за последние 30 лет и этот процесс продолжает  набирать силу. Международный институт мировых ресурсов  озабочен положением лесного богатства планеты, ученые и общественные деятели ищут пути к спасению  и сохранению лесов.

Рассказ о парке

Парк был основан в 1940 году. Это естественное природное сообщество, в котором растут березы, тополя, рябины, клены боярышник, бузина, калина, шиповник.

Парк находится в центре поселка Полысаево, он примыкает к улицам Счастливая, Аксакова, Копровая, Вахтангова.

Долгое время парк считался любимым местом отдыха.          

В парке были танцевальная площадка, где  устраивались танцевальные вечера, стадион, на котором проводились соревнования по футболу между участниками шахты  «Полысаевская»  в выходные дни в парке играл духовой оркестр здесь был тир, лыжная база, в парке люди шли семьями, чтобы  отдохнуть перед рабочей неделей. Сейчас сквер утратил былую привлекательность, деревья постарели, за ними нет никого ухода (обрезка, формирование крон) сгорела лыжная база, нет и танцевальной площадки.

Жители близлежащих улиц устроили  в парке бытовые мусорные кучи, сквер захламлён, нет лавочек для отдыха, почва под деревьями уплотнена, деревья сохнут, гибнут. Парк находится под угрозой гибели.

По улице Копровая проходит оживлённая автомагистраль, автомобили выбрасывают в атмосферу выхлопные газы, в составе которых катионы тяжелых металлов: Pb⁺², Cu⁺², Sr⁺², Ni⁺², выхлопные газы, всё это губительно действует на деревья, на людей.

Результаты исследования жизненного состояния деревьев в парке имени Суворова

Проведено исследование экологического состояния деревьев в парке имени Суворова шахты «Полысаевская». Данные исследования следующие.

У большинства деревьев наблюдается снижение густоты кроны за счёт преждевременного опадания листвы; в верхней половине кроны 30-40% ветвей усыхающие; 30% листьев повреждены.

Вывод: много деревьев сильно повреждено.

Состояние остальных деревьев:

крона реже на 50% по сравнению со здоровым деревом;
45-50% ветвей мёртвые или засыхающие;
50-60% листьев повреждено.

Вывод: деревья сильно ослаблены.

Экологические проблемы парка имени Суворова

·       Во флористическом составе преобладают сорняки, распространяется самосевом.

·       Нет ухода за растениями.

·       Большая часть деревьев ослаблена, листья повреждены насекомыми, вредителями.

·       Площадь вытаптывания надпочвенного покрова 40%.

·       Нет скамеек для отдыха, нет урн для мусора.

Мы предлагаем следующий комплекс мероприятий, чтобы сохранить парк.

1.       Посадка специальных  устойчивых к вытаптыванию сортов трав.

2.       Регулярная уборка мусора, установка урн для мусора.

3.       Установить необходимое количество скамеек для отдыха.

4.       Организация субботников для уборки мусора жителями.

5.       Шефство над парком имени Суворова.

6.       Развешать гнездовья для птиц.

7.       Организовать подкормку птиц зимой.

Ученик.

Сегодня джинсы являются предметом гардероба каждого нестарого человека. Какое отношение имеют джинсы как и евроденьги к аллергии? Джинсы имеют отношение к никелевой аллергии, связанной с металлической пуговицей-заклёпкой. Кожные высыпания, сопровождающиеся сильным зудом, появляются на месте соприкосновения кожи тела с заклёпкой на изнанке джинсов. Никелевой аллергии подвержена женская половина человечества. Никель часто входит в состав бижутерии, металлических крючков, молний на одежде, пряжек, поясов, браслетов от часов. Никель также входит в состав многих косметических средств. Это контактная аллергия, и избавиться от неё можно только, избегая контакта с аллергеном. В данном случае с никелем. Достаточно защитного слоя, оберегающего вашу кожу от прямого контакта с никелем. Надевайте джинсы, заправив в них футболку или блузку. Часы надевайте не на запястье, а поверх рукава кофты или сорочки. Что касается бижутерии, то лучше не пользоваться ею вовсе. А что же с евроденьгами? Содержание никеля в них резко снижено.

Ведущий.

Вредные выбросы предприятий попадают в воду. Какое влияние на здоровье человека оказывает вода? Речная водопроводная вода может привести к серьёзным нарушениям функции печени и почек. Через месяц потребления воды наблюдается подавление белково-синтетической функции печени, падение веса, затем развиваются дистрофические процессы. Было обнаружено изменение мембран, что напоминает развитие атеросклеротических процессов. Изменение количества иммуноглобулина говорит о нарушении защитных свойств в организме. Вода снижает процессы клеточного иммунитета, вызывает развитие аллергических заболеваний, рака и т. д. По статистическим данным городской больницы № 5 выявлено, что уровень сердечно-сосудистых заболеваний увеличился. Заболевания органов дыхания остался на прежнем уровне, а уровень онкологических заболеваний снизился.

Ребята, какую воду мы пьём? Откуда она поступает? Почему мы не пьём из нашей реки Ини?

Ученик.

Наша исследовательская группа провела мониторинг реки Ини.

Правый приток Оби – река Иня, берущая начало с южного склона Тарадановского увала, представляет собой типичную равнинную реку Кузнецкой степи и лесостепи. Её длина 663 км. Она имеет хорошо разработанную долину со множеством стариц, пойменных озёр и меандр. В Иню впадает несколько рек, текущих с Салаирского кряжа: Большой и Малый Бачаты, Ур, Касьма, Изыла и др. У посёлка Инского, недалеко от г. Белово, на реке Иня построена плотина, что позволило создать здесь водохранилище – так называемой Беловское море – и зону отдыха на его берегу. Водохранилище является прекрасным водным резервуаром для разведения ценных пород рыбы.

Правый берег Ини на значительном протяжении круче и выше левого, по берегам реки наблюдаются террасы. Весной Иня и её притоки сильно разливаются, достигая ширины 3 и более км. Огибая Тарадановский увал западной стороны, Иня делает несколько извилин, и принимает северо-западное направление. Северные отроги Салаирского кряжа поворачивают её на запад, и она уходит в Новосибирскую область, где впадает в реку Обь у Новосибирска.

Куда ты стремишься, куда ты рвёшься, где твоё начало и где твой конец, река Иня?

Иня берёт своё начало с Южных склонов Тарадановского увала и почти все 533 км петляет по густозаселённой лесостепи части Беловского, Ленинск-Кузнецкого и Промышленновского районов, и, набрав силу, уходит в Новосибирскую область. Там её принимает могучая, треть по полноводности после Лены и Енисея, красавица Обь. Живописна долина Ини. Просыпается река от зимнего покоя рано, в середине апреля, а замерзает в начале ноября.

Любят бывать на берегах рыбаки, многим подарила Иня счастливые минуты большой рыбацкой удачи. И сейчас в её ямах разбойничают окуни, в прибрежной осоке греются, притаившись, щуки, а в береговых норах и под камнями набирают жир налимы. О том, что Иня – река окуневая говорят и некоторые названия. Например, в том месте, где Тарасьма впадает в Иню, раскинулось большое село Окунево. Неспроста же назвали его так. Неспроста на её берегу стоит село Лебеди, значит, были эти сказочные птицы и здесь, были  и леса, и не зря называется  – Берёзово, Усть-Сосново. Иня на своём пути собирает воды многих малых рек, стекающих с Салаирского кряжа и его предгорий: Ур, Касьма, Тарсьма, Изылы. Узок в берегах, но глубок Ур. На берегу этой холодной родниковой реки мы не раз разжигали костры, чтобы сготовить ароматную уху. Эти и многие безымянные речки «снабжают» Иню рыбой, а в тальниковых зарослях и прилегающих болотах гнездятся утки. Охотники и рыбаки любят заглянуть сюда.

За последние годы во многих местах Иня потеряла свой красочный и лирический облик. Особенно река пострадала на участках от Грамотеино до Ленинска-Кузнецкого. Здесь густо разрослась промышленность. На её берегах исчезли леса, вырублены рощи. Иня заметно обмелела.

Крайне неблагоприятная экологи­ческая ситуация сложилась в бассейне реки Ини, занимающем юго-западную часть Кузнецкой котловины в пределах кемеровской и Новосибирской областей.

В результате большого количества угледобывающих предприятий, в том числе разрезов, вырубки леса, формирования крупных отвалов горных пород, подработки территории шахтными выработками река Иня испытала большую антропогенную нагрузку и практически утратила своё природное состояние.

Река непрерывно деградирует, ею русло интенсивно засеивается, мелеет. Формируется слой донных отложений преимущественно техногенного происхождения с высоким содержанием тяжёлых металлов, хлорорганических соединений, нефтепродуктов, пестицидов.

Среди крупных рек нашей области более всего не повезло Ине. В какие-то 10-15 лет она растеряла былую мощь, обильные рыбные запасы. Почему же в Ине стало мало рыбы? Река Иня помогает вырабатывать электроэнергию, транспортировать уголь, выращивать урожай, он работает на человека, в этом её беда, на своём пути она вынуждена собирать промышленные стоки промышленный и сельскохозяйственных предприятий. Каждая река способна самоочищаться, и с помощью притоков малых речушек и ручьёв, но это мало помогает Ине, площадь водосбора резко уменьшилась, много промышленных сбросов Моховского и Колмогоровского разрезов, и верховья реки ощущают нехватку свежей воды. Более солидные притоки Мереть, Бачат, Ур ей помогать не могут, они сами задыхается от стоков. На участке Беловского и Ленинск-Кузнецкого районов происходит интенсивное загрязнение реки, в Промышленновском и Топкинском районах она меньше загрязняется, но вода уже такая грязная, что не в состоянии на естественную биологическую очистку.

Водоохранная зона малой реки – это территория, на которой устанавливается специальный режим, чтобы не допускать загрязнения, засорения или истощения реки. Здесь запрещается мыть машины, применять ядохимикаты, располагать склады, площадки, животноводческие комплексы, фермы, устраивать свалки, строить или расширять предприятия, объекты. В пределах зоны выделяется прибрежная полоса, на которой действуют ещё более строгие ограничения: запрещено пасти скот, устраивать лагеря для него, распахивать землю, строить палаточные городки. Ширина этой зоны от 25 до 90 км.

Для восстановления водности и улучшения санитарного состояния малых рек установлен специальный режим: водоохранная зона используется только для сенокоса, пастбищ и посадок леса, прибрежная – только для сенокоса и посадок леса. Лица, нарушающие режим, должны нести материальную ответственность.

Биоиндикация состояния водоёма

Водоём – река Иня. Течение – слабое. Ширина реки – 5-10 м. Береговая растительность – слабо выражена: камыши, рогоз, сусак. Водная растительность: ряска, многокоренник. Дно илистое и песчаное. В тихих заводях прудовики, беззубки.

Экспресс-оценка

Проба № 1-а.

Отношение числа щитков к числу особей 26/20=1,3. 26 – 100%. 26/20 - x%. x=(26/20)x(1000/26)=50%. Вывод: Вода диозагрязнённая.

Проба 1-б.

Отношение числа щитков к числу особей 14/11. 14 – 100%. 14/11-x%.

x=(14/11)x(100/14). Вывод: Вода сильнозагрязнённая.

Проба 1-в.

Отношение числа щитков к числу особей 21/16. 21 – 100%. 16-x%.

x=16x100/21=30%. Вывод: Вода загрязнена.

Меры защиты реки Ини

1.     Периодически поднимать в средствах массовой информации вопрос о бедственном положении реки Ини.

2.     Вести разъяснительную работу среди населения о правильном использовании воды в реке Иня.

3.     Поставить в известность городской комитет по охране окружающей среды о сложном экологическом положении реки Ини.

Ведущий.

Как мы можем доказать, что вредные ядовитые вещества поступают в воду?

Промышленные предприятия и транспорт выбрасывают в атмосферу разные химические соединения. Используя разные методики, мы можем выявить в снеговой воде химические вещества, которые попадают в снег из атмосферы.

Проведение серии опытов по выявлению химических загрязнителей в снегу (см. Приложение).

Фрагменты итогового занятия «Значение химических элементов в жизни человека»

Цель: познакомить учащихся со значением разных химических элементов для жизнедеятельности человека.

План конференции.

I.                 Из истории воды на Земле.

II.              Значение воды в жизни растений, животных, человека.

III.           Крупицы железа.

IV.           Железо на службе человека.

V.              Заключение.

Вступительное слово учителя.

Человеческий ум для удобства делит изучение Вселенной на отдельные части: на астрономию, физику, биологию, геологию, химию… Но природа такого деления не знает. И трудно указать, где в природе начинается физика и кончается астрономия, где кончается биология и начинается химия! Это потому что живое и неживое – единый мир, где всё подчиняется единым законам. Но как произошел этот мир? С чего всё началось? Каково значение веществ в жизни них? Над этим уже давно задумывались люди.

I. Из истории воды на Земле.

1 ученик.

Все живые элементы, находящиеся в живых организмах, принимают активное участие в общем обмене веществ и совершенно необходимы для жизни данного организма.

Эти элементы можно разделить на три группы:

1.                вода;

2.                макроэлементы (которых в организме много);

3.                микроэлементы (которых в организме мало, но без которых существование организма невозможно);

  В каждом организме содержится воды больше, чем всех других химических элементов. Известно, на Земле водород не встречался в свободном состоянии и всегда связан с каким-либо другим элементом. Но полученный химическим путем в свободном виде водород является невидимым газом без цвета и без запаха и самым легким из всех существующих элементов мира. Он гораздо легче воздуха, поэтому, если надуть водородом мыльный пузырь или воздушный шар, они улетят вверх. В прежнее время водородом надували большие воздушные шары для изучения атмосферы.

Особое сходство водород имеет с кислородом. Результатом этого сходства является вода, которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Почти три четверти поверхности земного шара покрыто водой. Материки, как острова, вступают из мирового океана. В виде льда вода покрывает полосы и вершины гор, в виде снега – горные хребты. Материки изрезаны густой сетью рек, речек, ручьев, озер и прудов. Только там, где есть ода, существует жизнь. Мертвые долины и голые скалы оживают только от воды. И почти все мифы древних народов повествуют о том, что, прежде всего, появилось вода, что живой мир возник из воды.

Современная наука также признает, что жизнь возникла в воде. Миллионы лет жили в океанах простейшие растения и животные, пока жизнь не вышла на сушу. Растения покрылись оболочкой и корой, чтобы не испарять много воды, и протянули свои корни глубоко в землю, чтобы не терять связи с источником воды в почве. Так же защитили себя от потери воды и животные: вначале скорлупой и раковинами, как и улитки и раки; потом роговым панцирем и костными пластинами, как насекомые, пресмыкающиеся; а ещё позднее из панцирей и роговых оболочек развились перья и мех, и, в конце концов, появилось такое сложное устройство, как человеческая кожа.

Тысячелетиями жили амфибии попеременно то в воде, то на суше, ока не освоились в сырых местах, где много влаги, и не расселились по материкам вдоль рем и болот. До сегодняшнего дня долины больших рек остаются главным обиталищем животных. И древние человеческие цивилизации возникали и процветали, прежде всего, вдоль больших рек: Нила, Ганга, Хуанхэ, Тигра и Евфрата, Дуная и Рейна, Миссисипи и Миссури, Волги, Дона и Днепра.

В древнем мире тысячи рабов ралли каналы и строили водопроводы для пресной воды. Если человек отправлялся в путешествие, он непременно запасался водой на дорогу. В VI веке н.э. прославленное войско персидского царя Камбиза, которое не мог одолеть ни один враг, бесславно погибло от недоставка воды при переходе через Ливийскую пустыню.

Позднее каждый европейский солдат всегда в походе имел с собой фляжку с водой. Человек без воды может прожить два дня, а верблюд, прославленный «корабль пустыни», не может существовать без воды больше восьми дней. Недаром в Туркменской пустыни возникли поговорки: «Вода дороже алмаза!», «Где иссякнет вода, и страна погибает!».

II. Значение воды в жизни растений, животных, человека.

2 ученик.

Вода, как и азот, совершает в природе два круга кругооборота. Большой круг: из океанов и морей вода испаряется в атмосферу, сгущается в облака и дождем выпадает на землю и с реками – опять в океан. И малый круг: растения всасывают воду из земли, с зеленью и фруктами вода попадает в тело животных и человека, откуда снова возвращается с выделениями и дыханием в воздух и в землю.

Благодаря такому круговороту воды животные, растения и человек могут обитать на суше и все же оставаться водными существами. Если вскрыть верхний покров, кору растения или панцирь животного, то увидишь как бы аквариум, в котором живут миллионы клеточек, наполненных жидкостью и окруженных жидкостью. Они дышат, питаются и выделяют продукты жизнедеятельности всегда в воде и через воду. Вода – основная среда всякого живого организма, также и человека. Стоит только проколоть кожу иголкой, как из этого мельчайшего отверстия выступит капелька жидкости – это кровь. Летом человек выделяет через тысячи пор воду – это пот. Изо рта выделяется другая жидкость – слюна, из глаз – слеза. Почки выделяют с мочой избыток воды из организма. В общем, человека можно сравнить со странствующим аквариумом, наполненным пятьюдесятью литрами воды и тридцатью биллионами живых клеточек.

3 ученик.

Около 60% воды находится в крови человека, в лимфе, пищеварительных соках, в моче, мозговой жидкости, в железах и в клетках тела. Воды в организме больше, чем всех остальных веществ, вместе взятых. Вода – это основная среда живого организма. Мозг содержит 81% воды, а в крови на пять литров крови приходится почти четыре литра воды. В костях – 30% воды, в хрящах – 60%, в печени – 70% , в мускулах – 50 – 75%, в почках – 83% воды. Высохшая мумия человека весит только 8 килограммов.

Вода в нашем теле растворяет вещества и помогает переваривать пищу. Это основная транспортная жидкость организма. Она переносит по кровеносным и лимфатическим сосудам ценный строительный материал к самым отдаленным органам и клеткам и регулирует температуру нашего тела. Без воды наше тело нагревалось бы и охлаждалось неравномерно. Если замерзший человек греет над костром или у печки свои руки, он чувствует, как от рук тепло расходится по всему телу. Это вода в организме легко распределяет поглощенное тепло, уравновешивая температуру.

В человеческом мозгу имеется специальный «питьевой центр», контролирующий и регулирующий беспрерывный обмен воды между отдельными органами. Использованная вода удаляется из человеческого тела через легкие, почки и кожу. В сутки человек в среднем выделяет 3 литра воды. Столько же надо, вводить в организм. В это количество входит и вода, поглощаемая человеком с пищей. Нет ни одного продукта питания, который не содержал бы воды. В хлебе имеется 40% воды, в яйце – 65%, в мясе – 75%, в рыбе – 80%, в молоке 87%, в овощах – 90%. У живых организмов в воде всегда большая потребность. Так, подсолнух (высотой с человека) нуждается ежедневно в одном литре воды, тридцатилетняя береза– в 60 литрах, высокий хмель всасывает 30 000 литров воды в один день. Все теплокровные животные, как и человек, постоянно нуждаются в питьевой воде, кроме воды, заключенной в пище. Хорошо упитанная собака может выдержать голодания до ста дней при условии снабжении её водой. Без воды же она погибнет через десять дней. Холоднокровные животные, такие как лягушка, змея и насекомые в роговом покрове, могут жить без воды неделями. Травоядные животные, питающиеся сочными корнями, могут вообще обходиться без питьевой воды. Нуждаются в питьевой воде сельскохозяйственные животные, например коровы, из организма которых выделяется много воды с молоком, и лошади, теряющее большое количество воды с потом. Животные, обитатели морей и океанов, пользуются соленой водой. Их кишечник обладает способностью задерживать соли морской воды и отдавать в кровь пресную воду.

Вода в живом организме, прежде всего, играет роль растворителя различных веществ, и в ней происходят различные химические реакции. Большинство химических превращений, от которых зависит жизнь организма, связано с участием воды. Особенно много воды в наиболее активно работающих органах: в сером веществе головного мозга, в почках, в сердце, в крови.

Несмотря на то, что ткани животных и растений содержат много воды, она не вытекает при разрезании органов, потому что вода находится в связанном состоянии с частями клеток, главным образом с белками, и в еще большой степени она находится между молекулами и мембранами. Кроме такой связанной воды, есть и свободная вода – в жидкостях организма: в крови, лимфе, пищеварительных соках, в спинномозговой жидкости, в моче. Свободная вода в небольшом количестве содержится и между клетками тканей. При болезнях, особенно при болезнях почек, когда почти делаются неспособными удалять избыток воды из организма, количество межклеточной воды значительно возрастает, – получаются отеки, при которых в организме человека может накопиться много литров свободной воды.

Количество связанной воды в тканях уменьшается с возрастом организма, и в результате ткани сморщивается. С помощью свободной воды к тканям и клетками доставляются питательные вещества, а из клеток и тканей оттекают коечные продукты обмена веществ. 

III. Крупицы железа.

4 ученик.

Удивительно, что мы носим в себе горный хрусталь, черный агат в виде окислов кремния, серу спичечной коробки, мышьяк – самый опасный и распространенный яд средневекового отравления, йод из морских водорослей, поваренную соль из океана, известь мраморной статуи. Удивительно, что в нас перемешаны крупицы доломитовых гротов, пыль медовых гор, серных шахт Сицилии, соляных копей Донбасса и мраморных разработок Каррары и что каждый из этих элементов – необходимая составная часть нашего организма. Без достаточного количества фосфора в организме не было бы многих известных мыслителей и ученых, и вся история человечества была бы другой, не будь у некоторых деятелей на пару кристаллов йода меньше в крови.

Но то, что мы носим в себе железо, тяжелый настоящий металл, в таком количестве, из которого можно сделать вязальную спичу, и что от этих трех граммов железа зависит наша возможность существования больше , чем от всех машин, вместе взятых, что без этой взятой спицы в нашем теле мы не сможем прожить и одной секунды,– самое странное, что мы только знаем о смеси всех химических элементов нашего тела.

5 ученик.

IV. Железо на службе человека.

Когда железа было отрыто в крови человека, весь мир был потрясен этим открытием, и многие были полны самых фантастических ожиданий. Железо у нас в крови! Что может дать? К чему приведет это открытие?! Один стали надеяться, что из крови врагов, собирая ее на полях сражения, можно ковать оружие. Другие предлагали памятные медали прославленных деятелей и ученных из их крови. В каждых пяти литрах крови содержится 3 грамма железа. Ежемесячно без вреда для организма можно терять один литр крови. Как фосфор и сера, железо в крови тоже находится в соединении с белковыми молекулами. Это гемоглобин – красное вещество эритроцитов–красных кровяных шариков.

V. Заключение.

Из всего, что известно до сих пор науке, можно сделать только один вывод – что мир един. Вселенная состоит из одних и тех же химических элементов. Из них построены все планеты, звёзды и все живые организмы на Земле. Основной химический состав живой материи поражает своим однообразием. Все изученные виды – от вирусов до человека – строят своё тело одинаковым образом. И можно сказать, что жизнь на Земле существует только одна форма жизни и что она состоит из удивительно малого числа первичных органических соединений. Такое единство химического состава организма является самым убедительным доказательством общности происхождения всего живого. Крепко связан цепочка жизни: микробы – растения – животные – человек, и крепко связано живое с неживым. Трудно найти границу между живым и неживым. И в этом заключается загадка, которая нас больше всего интересует.

Приложение.

Выявление химических загрязнителей в снегу.

Исследование мутности – содержание в воде взвешенных частиц, различных по происхождению. Эти частицы уменьшают уровень растворённого кислорода, понижают продуктивность фотосинтеза.

1.    Взвесить бумажный фильтр.

2.    Отфильтровать 1 литр воды.

3.    Высушить фильтр.

4.    Взвесить фильтр, определить его массу.

5.    Вычислить разницу массы фильтра до и после высушивания.

Эта разность и есть величина мутности в мг/л. Допустимая мутность 2 мг/л. Мутность в талой воде 1.75 мг/л. результат допустимый.

Опыт 1.

Определение РН воды.

Отобрать пробу снеговой воды и определить РН бумажным фильтром. Значение РН не должно быть выше 9.6 и не ниже 4.5. У нас РН = 9. В этом случае вода становится непригодной для жизни организма.

Опыт 2.

Определение NH₄⁺¹.

К 10 мл пробы приливаем раствор щёлочи NaOH сильной концентрации и подогреваем. В верхней части пробирки помещаем фенолфталеиновую бумагу. При наличии NH₄⁺¹ появляется запах аммиака, а бумага розовеет.

Определение ионов натрия.

Каплю раствора талой воды на медной проволоке вношу в пламя спиртовки. Пламя окрашивается в жёлтый цвет. Это свидетельствует о наличии в талой воде ионов натрия.

Опыт 3.

Определение ионов хлора Cl^–.

К раствору талой воды приливаю раствор нитрата серебра AgNO₃. Появляется осадок белого цвета, что свидетельствует о наличии в талой воде ионов хлора.

Вывод. Исследования талой воды показали, что в ней есть катионы натрия Na⁺,  аммония NH₄⁺¹, анионы Cl^–, твёрдые частицы. Эта вода поступает к корням растений, вызывает заболевания людей, она не пригодна для жизни организма.

Список литературы

1. Андреева Е. В. Химия жизни. – Ленинград: Детская литература, 1967. – 192 с.

2. Астафуров В. И. Основы химического анализа. Учебное пособие по факультативного курса для учащихся 9-10 кл. сред. шк. з-е изд., перераб. М., Просвещение, 1986. – 159 с.

3. Афанасьев М. А., Ахаганянс В. А., Туликова Г. М., Королёв Д. П. Количественные опыты по химии. Пособие для учителей. Изд. 2-е, переработ. М., Просвещение, 1972. – 192 с.

4. Воскресенский П. И., Неймарк А. М. Основы химического анализа. – М.: Просвещение. – 1971. – 190 с.

5. Плетнер Ю. В., Полосин В. С. Практикум по методике обучения химии. – М., Просвещение, 1967. – 266 с.

6. Траубе П. Р., Руденко Е. И. От водорода до… – М.: Наука. – 1993. – 329 с.