Загальна інформація
Опис
Експериментальна установка
Фотосинтез здійснюють усі зелені рослини. На суші це здається цілком реальним, адже рослини поглинають газ і виділяють його. У воді це має певний сенс, якщо пам'ятати, що вода є добрим розчинником. У воді добре розчиняються не лише солі, але й інші рідини, наприклад, етанол. Однак багато газів також є речовинами, які можуть розчинятися у воді. Двоокис вуглецю (CO2) розчиняється у воді у вигляді вугільної кислоти, а кисень (O2) також розчиняється.
Для цього експерименту важливо знати, що гази містяться у воді і що водні рослини поглинають вуглекислий газ і виділяють кисень. У цьому досліді досліджується фотосинтез водних рослин.
Додаткова інформація (1/2)
попередні знання
Рослини поглинають вуглекислий газ, розчинений у воді, і виділяють кисень, здійснюючи таким чином фотосинтез.
Принцип
Цей експеримент ґрунтується на процесі фотосинтезу водоростей і зв'язку між фотосинтезом і тисками газів CO2 і О2.
Додаткова інформація (2/2)
Мета навчання
Цей експеримент підходить як демонстраційний експеримент, так і як практикум для вивчення біології. Датчик Cobra SMARTsense СО2також дозволяє проводити кількісні вимірювання, за допомогою яких досліджується фотосинтетична активність водних рослин. В цьому експерименті показано якісну зміну концентрації CO2 в частинах на мільйон (ppm) в залежності від інтенсивності світла (світлове випромінювання - нормальні умови - темрява).
Завдання
Вимірювання збільшення та зменшення вмісту CO2у повітрі в реакційній посудині з водною рослиною.
Інструкції з техніки безпеки
Переконайтеся, що датчик Cobra SMARTsense CO2 не контактує з водою. Вимірюється концентрація СО2у повітрі.
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Теорія
Як згадувалося на початку, гази також розчиняються у воді. Газ СО2,який присутній у вигляді вуглекислого газу, поглинається рослинами і перетворюється на кисень за допомогою сонячного світла. У цьому контексті цікаво знати, що більша частина CO2 в атмосфері не перетворюється на кисень тропічними лісами або бореальними хвойними лісами, а за це перетворення відповідають ціанобактерії, мікроскопічні водорості.
Для цього експерименту важливо знати, що все перебуває в хімічній рівновазі і, що ця рівновага не жорстка, а динамічна. Це означає: реакція не зупиняється, скоріше хімічна рівновага досягається, коли зворотна реакція протікає так само швидко, як і пряма. Це твердження також стосується і розчинів. У повітрі - О2 і СО2 присутні у вигляді газів, а у воді вони перебувають у розчиненій формі. Якщо вміст СО2у повітрі підвищується, то він завжди розчиняється у воді. Це легко визначити за значенням pH води. Якщо вміст О2у воді збільшується, він, у свою чергу, переходить у повітря, оскільки газовий тиск кисню в повітрі знаходиться в рівновазі з О2у воді. Це дає можливість виміряти фотосинтез водних рослин.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense CO2 - Датчик для вимірювання вмісту вуглекислого газу 0 ... 100000 ppm (Bluetooth + USB) | 12932-01 | 1 |
| 2 | Експериментальна камера, 29 см (11,4 дюйма), підходить для датчиків Cobra SMARTsense | 64837-00 | 1 |
| 3 | measureAPP - безкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх кінцевих пристроїв | 14581-61 | 1 |
Підготовка та виконання роботи
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)
Спочатку налаштовується біокамера шляхом закриття гумовими пробками трьох отворів у верхній частині кришки. Потім у камеру поміщають водну рослину Елодея (Водяна чума) і додається вода доти, доки біокамера не буде повністю заповнена. Далі до смартфона підключається датчик і вибирається "Датчик SMARTsense - CO2" у розділі "Датчики" у measureAPP. Рекомендоване вимірювання - "Безперервне". Крім того, датчик можна "Встановити на нуль", що забезпечує можливість порівняння.
Зверніть увагу! Ніколи не допускайте контакту датчика CO2з водою!
Водяна рослина - Елодея
Виконання роботи (1/3)
Експериментальна установка
Перша частина експерименту проводиться при звичайному освітленні.
Вимірювання можна починати, коли датчик вставлено в посудину через гумову пробку з отвором. Переконавшись, що камера герметична, можна розпочати вимірювання.
Експеримент має тривати кілька хвилин, поки концентрація CO2більше не буде змінюватися.
Друга частина експерименту проводиться при більш яркому освітленні. Для цього можна використовувати настільну лампу або пряме сонячне світло. Перед вимірюванням кришку слід зняти, щоб концентрація CO2 у повітрі знову змінилася.
Повторіть процедуру вимірювання, описану вище.
Виконання роботи (2/3)
Експериментальна установка
Третя й остання частина експерименту проводиться в темряві. Для цього біокамеру можна накрити ковдрою або картонною коробкою.
Вимірювання проводиться так само, як і в перших двох частинах.
Примітка. Для отримання кращих результатів у воду можна додати карбонат у вигляді харчової соди (розпушувача).
Виконання роботи (3/3)
Результат має виглядати приблизно так, як показано нижче. При прямому освітленні концентрація CO2 знижується повільніше. У темряві залишається на тому самому рівні. На лівому рисунку показано результати при нормальному освітленні; середня - при освітленні; права - в темряві. (Масштаби на осі часу не однакові).
Оцінка
Оцінка (1/3)
Питання
Оцінка (2/3)
Питання
Оцінка (3/3)
Питання