Урок экологии на тему «Обнаружение тяжёлых металлов в почвах и водоёмах» (9–10 классы)
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 –- демонстрация, на котором эксперимент служит наглядным пособием
Форма – форм практико-ориентированной деятельности учащихся
Методы:, частично-поисковый, исследовательский, проведении учащимися экспериментов.
Пробы почвы берут заблаговременно из различных мест, нумеруя взятые образцы. Работа может проводиться индивидуально или группой обучающихся. Далее пробы почвы подготавливают: отбирают инородные включения, камни, сушат, разминают и (желательно) просеивают через сито с ячейкой 2 мм или дуршлаг. Возможен вариант, при котором обучающимся раздают стаканы с взвешенной и высушенной почвой (20-30 г). Целесообразно использовать модельные образцы почвы.
При отборе пробы почвы с загрязнениями с выделенного участка полезно отметить особенности расположения участка (наличие свалок мусора, автострады, пониженности рельефа и т.д.) для заключений о зависимости кислотности почвы от различных факторов.
Высушивание почвы на воздухе проводится в кювете или на поддоне в течение 1-2 суток в зависимости от температуры в помещении.
Приготовление раствора хлорида калия для почвенной вытяжки
Для работы требуется не более 500 мл раствора хлорида калия с концентрацией 1 г-моль/л (1н.). 74,5 г КС1 (1 г-моль) содержится в 1 литре раствора, в 500 мл - 37,25 г.
На технических весах взвешивают 37,25 г хлорида калия, вносят его в мерную колбу на 500 мл. В колбу наливают на 1/2 ее объема дистиллированную либо чистую кипяченую воду, перемешивают содержимое до растворения соли, наливают воду до метки.
Обнаружение соединений тяжелых металлов (меди, железа, свинца) в почвах и водоемах
В качестве модельных загрязнений воды используют 5%-ные растворы сульфата меди, сульфата железа, хлорида железа, ацетата свинца. В качестве модельных загрязнений почвы используют вытяжки из соответствующих модельных образцов почвы либо работают с водными растворами
Учащиеся должны записать уравнения реакций обнаружения соединений тяжелых металлов. Обнаружение проводится следующим образом.
В пробирку наливается 3-4 мл раствора ацетата свинца, добавляется 1 мл раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок.
В пробирку наливается 3-4 мл раствора ацетата свинца, добавляется 1 мл раствора иодида калия. Выпадает желтый осадок.
В пробирку наливается 3-4 мл раствора ацетата свинца, добавляется 1 мл раствора хромата калия. Выпадает желтый осадок.
Цель работы: ознакомление с методами обнаружения тяжелых металлов в окружающей среде.
Информация. В земной коре и в почве встречаются все химические элементы, в том числе так называемые «тяжелые» металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь, железо и др. В результате деятельности человека уже на протяжении многих десятков и сотен лет происходит поступление тяжелых металлов в биосферу, что привело к значительному увеличению содержания этих элементов в окружающей среде. Загрязнение водоемов, почвы и продуктов питания тяжелыми металлами представляет серьезную угрозу для здоровья людей.
Проводимые в данной работе эксперименты позволяют ознакомиться с качественными реакциями на ионы распространенных в почвах и водоемах тяжелых металлов - свинца, меди, железа и обнаружить их наличие в реальных и смоделированных пробах воды и почвы
Оборудование из комплекта: воронка стеклянная, колба коническая на 50 мл, палочка стеклянная, пробирки - 10 шт., стакан на 50 мл, фильтр бумажный, штатив для пробирок, тест-системы «Феррум-тест», «Купрум-тест».
Оборудование из кабинета: штатив металлический ШЛХ с кольцом, чаша выпарительная № 1, спиртовка.
Реактивы и материалы: растворы солей 5%-ные: роданида калия или аммония, железистосинеродистого калия, железосинеродистого калия, ацетата свинца, йодида калия, хромата калия, хлорида калия или натрия, раствор азотной кислоты (1:3), раствор уксусной кислоты (1:3), раствор аммиака (10%).
Модельные растворы, содержащие свинец (ацетат свинца), медь (сульфат меди), железо II (сульфат железа) и железо III (хлорид железа).
Вариант 1. Обнаружение ионов свинца
Ход работы
1.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора свинца и добавьте 1 мл раствора хлорида натрия. Опишите наблюдаемое.
2.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора свинца и добавьте 1 мл раствора йодида калия. Опишите наблюдаемое. Закончите уравнение реакции
3.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора свинца и добавьте 1 мл раствора хромата калия. Опишите наблюдаемое. Закончите уравнение реакции:
Вариант 2. Обнаружение ионов меди
Ход работы
1.Прокалите в пламени металлическую петлю из нихромовой проволоки докрасна,
опустите петлю в пробирку с раствором меди и вновь внесите ее в пламя. Наблюдайте
характерное зеленое окрашивание пламени.
2.В пробирку налейте на 1/4 ее высоты раствор меди, прилейте в нее 2-3 мл (избы-
ток) раствора аммиака, перемешайте содержимое пробирки.
3.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора меди и добавьте 1 мл раствора железистосинеродистого калия. Опишите наблюдаемое.
Вариант 3. Обнаружение ионов железа
Ход работы
В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора железа (III) и добавьте 1 мл раствора железистосинеродистого калия. Опишите наблюдаемое.
2.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора железа (III) и добавьте 1 мл роданида калия или аммония. Опишите наблюдаемое
3.В пробирку пипеткой налейте 3-4 мл модельного раствора железа (II) и добавьте 1 мл раствора железосинеродистого калия. Опишите наблюдаемое.
Вариант 4. Определение наличия ионов тяжелых металлов в воде и почве
Ход работы
Проведите исследование наличия ионов тяжелых металлов в воде из водоема и почвы, взятой вблизи автомагистрали, по одной или нескольким приведенными выше реакциям, по вашему усмотрению.
Определение ионов в воде проводите непосредственно в пробе воды из водоема. Для определения их в почве необходимо приготовить кислотную вытяжку из почвы (выполняется в присутствии учителя).
1.Поместите в стакан на 50 мл почву на 1/3 его высоты.
2.Залейте почву раствором азотной кислоты (1:3). Хорошо перемешайте содержимое стакана палочкой с резиновым наконечником в течение 3-5 мин.
3.Отфильтруйте или декантируйте содержимое стакана в колбу на 50 мл.
4.Проводите обнаружение ионов тяжелых металлов в фильтрате. Повторите тестирование фильтрата, используя тест-системы «Феррум-тест» и «Купрум-тест».
Портативный анализатор тяжелых металлов в почве
АНАЛИЗАТОР РТУТИ РА-915+
Определение тяжелых металлов в воде в домашних условиях
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
