Урок по экологии в 9–10 классе «Жёсткость воды, её определение и устранение»

Пособие практических работ по экологии

Цель: усвоение умений самостоятельно в комплексе применять знания, умения и навыки, осуществлять их перенос в новые условия практической и исследовательской деятельности

Задачи:

Образовательные: освоение содержания экологического образования, смысл которого заключается в понимании естественных законов природы и их соотнесение с «искусственными законами» развития социума.

Развивающие: развитие ключевых компетентностей школьников на примере содержания экологического образования; развитие исследовательских умений учащихся по оценке состояния различных компонентов окружающей среды.

Воспитательные: формирование системы базовых ценностей (жизнь, здоровье, человек, сохранение биологического разнообразия, культурного наследия и др.), создание условий для творческой самореализации и саморазвития школьников.

УУД

Регулятивные: организовывать своё рабочее место под руководством учителя; определять план выполнения заданий на уроке, оценивать результат своей деятельности.

Коммуникативные: выработанные умения и навыки экологически грамотного поведения в окружающей среде, с другими людьми, гармоничное взаимодействие и устойчивое развитие в системе « Природа - Общество».

Планируемые результаты

Познавательные: осмысление учащимися ценностей феномена жизни, ценности каждой формы существования жизни; ценности существования человека, его здоровья, социо-космической значимости; формирование ключевых компетентностей на содержании экологического образования;

Предметные: формирование природосообразного стиля поведения человека в окружающей среде, базирующегося на знании законов взаимодействия человека с окружающей средой; развитие экологического мышления –предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития окружающей среды;

Личностные: развитие экологического мышления – гибкого вероятностного мышления, предполагающего способность к установлению причинно-следственных связей, системному анализу действительности, моделированию и прогнозированию развития, окружающей среды; развитие исследовательских умений по оценке и системному анализу состояния окружающей среды.

Метапредметные: связи с такими учебными дисциплинами как биология, химия, физика, география - будут способствовать более высокому уровню владения навыками по данному курсу и реализации задач пред профильной подготовки школьников.

Тип урока –- исследование, на котором экспери­мент служит наглядным пособием

Форма –практико-ориентированная деятельность учащихся

Методы:, частично-поисковый, исследовательский, проведении учащимися экспериментов.

Приготовление модельных растворов и образцов

Мутность воды. Обучающимся раздают пробирки с водой различной мутности. Можно использовать воду с добавлением различных веществ (молока, почвы и т.д.). Обучающиеся должны научиться пользоваться мутномером и определять показатель мут­ности, пользуясь соответствующей картой-инструкцией.

Изучение запаха. Для приготовления растворов используют конические или плоскодонные колбы на 250 мл. Приготовленные растворы разливают в пронумерованные пробирки до половины высоты и закрывают пробками. Пробирки ставят в штативы.

Вода с временной жесткостью. В стакан с известковой во­дой пропускают углекислый газ из аппарата Киппа (или другого прибора) до появления осадка, а затем его растворения.

Вода с постоянной жесткостью. В колбе на 250-500 мл с дистиллированной или чистой кипяченой водой растворяют 1,0 г

хлорида кальция. Если останется осадок, то его надо отфильтро­вать либо декантировать (слить жидкость с отстоявшегося осадка).

Вода, загрязненная нефтепродуктом (жиром). В 0,5 л теп­лой или горячей воды наливают 1 чайную ложку растительного масла, интенсивно перемешивают. Используют мутный раствор, который может иметь масляную пленку. Аналогично можно при­готовить раствор из реального нефтепродукта, используя отрабо­танное карбюраторное масло, керосин и др. малолетучие нефте­продукты.

Вода, загрязненная механическими примесями. В 0,5 л воды помещают 1 чайную ложку измельченной почвы, строительного мусора, твердых атмосферных выпадений и т.п. Смесь интенсивно перемешивают. Используют мутный раствор, содержащий види­мые глазом взвешенные частицы.

Вода, содержащая ионы меди и железа. В колбу на 500 мл наливают дистиллированную или чистую кипяченую воду на 3/4 ее объема. Добавляют по 2-3 мл 5%-ных растворов солей сульфата меди, сульфата железа, хлорида железа. Хорошо перемешивают содержимое.

Жёсткость воды, ее определение и устранение

В природе вода, прежде чем попасть в колодец или водопровод­ную сеть, просачивается сквозь почву и насыщается в ней раствори­мыми и малорастворимыми солями-минералами. Природные воды содержат сульфаты и гидрокарбонаты металлов, главным образом кальция (Са2+) и магния (М§2+). Кроме указанных, к солям жесткости относят также соли стронция (8Г+), цинка (2П2+) и др. В поверхност­ных и грунтовых природных водах из перечисленных катионов в за­метных концентрациях присутствуют практически исключительно кальций и магний. Величина жесткости воды может варьироваться в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года, погодных условий.

Суммарная жесткость воды, т.е. общее содержание растворимых солей кальция и магния, получила название «общей жесткости».

Ввиду того, что солями жесткости являются соли разных катио­нов, имеющие разную молекулярную массу, концентрация солей же­сткости, или жесткость воды, измеряется в единицах эквивалентной (молярной) концентрации (см. п. 3.11) - количеством моль/л или ммоль/л. При жесткости до 4 ммоль/л вода считается мягкой; от 4 до 8 ммоль/л - средней жесткости; от 8 до 12 ммоль/л - жесткой; более 12 ммоль/л - очень жесткой (встречается и другая классификация воды по степеням жесткости).

Допустимая величина общей жесткости для питьевой воды и источников централизованного водоснабжения составляет не бо­лее 7 ммоль/л (в отдельных случаях - до 10 ммоль/л).

Для хозяйственно-бытовых нужд требуется мягкая вода или вода с очень незначительной жесткостью, т.к. при кипячении же­сткой воды образуется накипь, в ней плохо развариваются продук­ты. К тому же жесткая вода вызывает образование камней в поч­ках, печени, желчном пузыре, нарушает кальциевый баланс в ор­ганизме, что приводит к заболеваниям костей, крови. При стирке тканей в жесткой воде образуются нерастворимые соединения (стеараты кальция), которые осаждаются на поверхности нитей и постепенно разрушают волокна

Жесткость воды - одно из важнейших свойств, имеющее большое значение при водопользовании. Если в воде находятся ионы металлов, образующие с мылом нерастворимые соли жирных кислот, то в такой воде затрудняется образование пены при стирке белья или мытье рук, в результате чего возникает ощущение жест­кости. Жесткость воды пагубно сказывается на трубопроводах при использовании воды в тепловых сетях, приводя к образованию на­кипи. По этой причине в воду приходится добавлять специальные «смягчающие» химикаты. Например, при питании паровых котлов жесткой водой образуется накипь, которая затрудняет нагревание воды, вызывает увеличение расхода топлива, ускоряет изнашива­ние стенок котла.

Общая жесткость воды в озерах и реках тундры, например, со­ставляет 0,1-0,2 ммоль/л, а в морях, океанах, подземных водах достигает 80-100 ммоль/л и даже больше (Мертвое море). В таблице приведены значения общей жесткости воды некоторых рек и водоемов России.

Значения общей жесткости воды некоторых рек и водоемов России

Из всех солей, относящихся к солям жесткости, выделяют гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды. Содержание других раство­римых солей кальция и магния в природных водах обычно очень незначительно

Жесткость, обусловленная хлоридами или сульфатами, назы­вается постоянной, т.к. эти соли устойчивы при кипячении воды.

Различают:

временную, или карбонатную, жесткость, обусловленную присутствием в воде гидрокарбонатов. Она устраняется кипячением;

постоянную, или некарбонатную, жесткость, обусловлен­ную присутствием в воде всех прочих солей магния и кальция. Она устраняется добавлением соды, фосфатов на­трия и др. химикатов.

Гидрокарбонаты при кипячении воды (точнее, при температу­ре более 60°С) разлагаются с образованием малорастворимых кар­бонатов:

Са(НСО3)2=СаСО3 4+Н2О+СО2

В природных условиях приведенная выше реакция обратима, од­нако при выходе на поверхность подземных (грунтовых) вод, обла­дающих значительной временной жесткостью, равновесие сдвигается в сторону образования СО2, который удаляется в атмосферу. Этот процесс приводит к разложению гидрокарбонатов и выпадению в осадок СаСО3 и МдСО3. Таким путем образуются разновидности карбонатных пород, называемые известковыми туфами

В присутствии растворенного в воде углекислого газа проте­кает и обратная реакция. Так происходит растворение, или вымы­вание, карбонатных пород в природных условиях, что является причиной карстовых явлений.

Жесткость воды. Часть 1. Краткая теория.

Жесткость воды.

Как определить жесткость воды

Жесткость воды и способы ее устранения

Ресурсы:

Муравьев А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. - СПб.: Крисмас+, 2003. - 176 с.: ил.

Сайт YouTube: https://www.youtube.com/

Хостинг презентаций

-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html