Інформація для вчителів
Опис
Життєздатність коралових рифів сильно залежить від значення pH води.
Збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі має негативні наслідки для навколишнього середовища, зокрема, сприяє посиленню парникового ефекту. Одним з найбільш загрозливих є закислення океанів.
Це явище полягає в тому, що значення рН морської води знижується через поглинання вуглекислого газу з повітря. Оскільки багато організмів, що живуть в океані, мають вапняний скелет, це може призвести до катастрофічних результатів.
Додаткова інформація для вчителів (1/5)
Попередні знання
Поверхня Землі вкрита водою приблизно на 70%, більша частина якої - солона вода. Близько чверті викидів вуглекислого газу людиною поглинається океанами. Це пов'язано з різницею парціального тиску СО2 в повітрі та океані (повітря: високий тиск; океан: низький тиск).
Принцип
Цей експеримент показує учням, що вуглекислий газ, який поглинається водою, призводить до зниження рівня pH.
Додаткова інформація для вчителів (2/5)
Мета навчання
Учні мають усвідомити, що збільшення кількості вуглекислого газу впливає не лише на глобальну температуру, але й на океани. Для цього вони спостерігають за зміною значення рН різних рідин при додаванні CO2 .
Завдання
За допомогою датчика Cobra SMARTsense pH учні мають дослідити значення рН рідин та зміну значення рН при додаванні CO2.
Додаткова інформація для вчителів (3/5)
Додаткова інформація про морську воду
- Значення pH морської води коливається близько 8, залежно від температури та глибини, і, таким чином, знаходиться в слаболужному діапазоні.
- Для цього експерименту в ідеалі потрібна морська вода. Якщо у Вас немає можливості її дістати, можна попросити пробу в зоомагазині, наприклад, під час заміни води в акваріумах для морських риб.
- Просте змішування води і солі - це лише дуже грубе моделювання морської води, оскільки в ній немає хімічної рівноваги, як у морі.
Додаткова інформація для вчителів (4/5)
Закон Генрі
- Розчинність газу, наприклад, вуглекислого газу, в рідині, наприклад, морській воді, описується законом Генрі.
- Він стверджує, що парціальний тиск газу над рідиною пропорційно залежить від об'єму газу усередині цієї рідини.
- Існують різні константи для розрахунку тиску. Вони більше підходять для експериментів на уроках фізики. Важливо розуміти, що вода може поглинати газ, який знаходиться над нею.
Додаткова інформація для вчителів (5/5)
Ще один експеримент для кращого розуміння
- Цей експеримент слід провести самостійно до початку занять. Для цього Вам знадобиться шматочок вапняку (магазин "Зроби сам" або зоомагазин), дистильована вода і трохи розведеної соляної кислоти.
- Спочатку капніть трохи дистильованої води на вапняк. При цьому нічого не відбувається.
- Потім капніть трохи розведеної соляної кислоти на той самий шматок вапняку. Тепер має початися піноутворення.
- Дуже цікаво спостерігати, що відбувається з вапняними утвореннями в морі, коли морська вода продовжує підкислюватися (звісно, у значно повільнішій формі, тому що соляна кислота набагато сильніша за вуглекислий газ).
Інструкції з техніки безпеки
- Хоча довготривале зберігання рН-електродів найкраще здійснювати в 3 М розчині KCL, електрод для вимірювання на відкритому повітрі може протягом короткого часу також зберігатися у захисному контейнері з водопровідною водою.
- За жодних обставин не зберігати в дистильованій воді.
- Ніколи не допускайте висихання рН-електрода.
- Якщо необхідно записати абсолютні значення рН, рН-електрод слід попередньо відкалібрувати, наприклад, за допомогою буферних таблеток рН4 і буферних таблеток рН10.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Життєздатність коралових рифів сильно залежить від значення pH води.
Парниковий ефект впливає на всі види життя на Землі. Океани покривають значну частину планети. Вони також поглинають вуглекислий газ із повітря.
Вплив цього іноді буває доволі серйозним, оскільки багато морських організмів, таких як корали, мають вапняний скелет. У цьому експерименті Ви будете досліджувати, як змінюється pH води при додаванні вуглекислого газу.
Завдання
Cobra SMARTsense pH
Виміряйте значення рН:
- Дистильована вода
- Слабогазована мінеральна вода
- Сильногазована мінеральна вода
- Морська вода
- Дистильована вода, в яку повітря було вдуто соломинкою.
і запишіть свої спостереження.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense pH - Датчик для вимірювання значення pH 0 ... 14 (Bluetooth) | 12921-00 | 1 |
| 2 | Буферний розчин таблетки pH4, 100 | 30281-10 | 1 |
| 3 | Буферний розчин таблетки pH10, 100 | 30283-10 | 1 |
| 4 | Мензурка, низька, 250 мл, пластмаса | 36013-01 | 2 |
| 5 | Промивалка, пластик, 500 мл | 33931-00 | 1 |
| 6 | Вода дистильована 5 л | 31246-81 | 1 |
| 7 | measureAPP - безкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх пристроїв та операційних систем | 14581-61 | 1 |
Підготовка (1/2)
Для вимірювання за допомогою датчиків Cobra SMARTsense необхідне додаток PHYWE measureAPP. Цей застосунок можна безкоштовно завантажити з відповідного магазину додатків (QR-коди дивіться нижче). Перед запуском додатка, будь ласка переконайтеся, що на Вашому пристрої (смартфоні, планшеті, персональному комп'ютері) активовано Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Підготовка (2/2)
Підготовка експерименту
- Переконайтеся, що Bluetooth увімкнено на мобільному пристрої.
- Увімкніть датчик Cobra SMARTsense pH, натиснувши кнопку живлення.
- Відкрийте застосунок PHYWE measureAPP і виберіть датчик для вимірювання pH.
Виконання роботи
- Значення рН вимірюються шляхом занурення датчикіа у відповідну пробу.
- У дистильовану воду, в яку потрібно вдувати повітря за допомогою соломинки, слід додати повітря безпосередньо перед вимірюванням, а не під час вимірювання.
- Опустіть рН-електрод у відповідну пробу, почекайте, доки значення не перестане змінюватися.
- Зчитайте значення рН в PHYWE measureAPP і запишіть їх у протокол.
- Не забувайте після кожного вимірювання промивати рН-електрод дистильованою водою для отримання точних результатів.
Протокол
Завдання 1
Питання
Питання
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Порівняйте виміряні Вами значення рН й обговоріть у класі, які довгострокові наслідки для морської екосистеми слід очікувати від збільшення надходження вуглекислого газу.
