Інформація для вчителів
Застосування
Рисунок 1
Кальцій - реакційноздатний лужноземельний метал. З водою він реагує з утворенням кальцій гідроксиду, а якщо його нагрівати на повітрі, утворюється суміш кальцій оксиду й кальцій нітриду. У тваринному й рослинному світі кальцій має дуже велике значення, бо, наприклад, кістки й черепашки складаються зі сполук кальцію. Кальцій утворює переважно йонні сполуки, найпоширеніші йони - це йони Ca2+ - . Породотвірні мінерали - це, наприклад, польовий шпат і вапняк. Крім того, кальцій належить до п'яти найпоширеніших елементів земної кори і трапляється там виключно у сполуках.
Інша інформація для вчителя (1/6)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
Датчик використовують для вимірювання концентрації йонів кальцію в рідинах. Передавання даних вимірювання відбувається через Bluetooth. Щоб користуватися датчиком, спершу треба приготувати активаційний розчин і калібрувальний розчин.
Інша інформація для вчителя (2/6)
Навчальна мета
Учні мають виробити розуміння відмінностей у вмісті кальцію в питній воді та в різних зразках гірських порід.
Завдання
- Визначення вмісту кальцію в 1%-му розчині кальцій хлориду.
- Порівняння вмісту кальцію в питній воді.
- Порівняння вмісту кальцію у двох зразках гірських порід.
Інша інформація для вчителя (3/6)
Приготування активаційного розчину:
Спершу приготуйте маточні розчини відповідно до інструкції з експлуатації:
- 1M
- 4M
Приготуйте активаційний розчин із такими концентраціями:
- 1mM
- 80 mM
Інша інформація для вчителя (4/6)
- Перед використанням електрод треба щонайменше на 2 години занурити в активаційний розчин. При цьому нижня частина електрода не повинна торкатися дна посудини (електрод можна постійно зберігати в активаційному розчині).
- Після цього електрод обполіскують деіонізованою водою.
- Підсилювальний розчин потрібен і для калібрувального розчину, і для виконання вимірювань. Приготуйте підсилювальний розчин відповідно до інструкції з експлуатації.
Інша інформація для вчителя (5/6)
Калібрування:
Виконайте 2-точкове калібрування за допомогою measureAPP. Для 1-ї точки вимірювання використайте 350 мг/л, а для 2-ї точки вимірювання - 3500 мг/л. Для рівномірного перемішування скористайтеся магнітною мішалкою. Приготуйте калібрувальний розчин відповідно до інструкції з експлуатації.
Інша інформація для вчителя (6/6)
Вказівки:
- Датчик можна використовувати лише в рідинах зі значенням pH 4…10. Використання поза цим діапазоном призводить до хибних вимірювань і, можливо, до пошкодження чутливого елемента.
- Вимірювальний електрод перед калібруванням і вимірюванням має бути занурений у відповідні розчини на 60 секунд за незмінних температури, буферного розчину і швидкості перемішування.
- Перед зміною проб електрод слід повністю очистити, а залишки води обережно витерти, щоб уникнути перехресного забруднення між пробами.
- Після використання електрод очистити деіонізованою водою й обережно висушити. Після цього надіти захисний ковпачок, однак стежити, щоб нижній кінець електрода не лежав на дні захисного ковпачка.
Правила безпеки
На цей дослід поширюються загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Кальцій - один із п'яти найпоширеніших складників земної кори. Там він, утім, трапляється лише у сполуках кальцію. Дуже поширена в природі сполука кальцію - вапняк. Крім того, сполуки кальцію є важливою опорною речовиною живих організмів, як-от у кістках, зубах, яєчній шкаралупі, черепашках равликів, мушлях і коралах.
Завдання
- Визнач концентрацію йонів кальцію в 1%-му розчині кальцій хлориду.
- Порівняй вміст кальцію в різних пробах води (водопровідна вода, негазована мінеральна вода тощо).
- Порівняй виміряні значення для водної проби ґрунту над строкатим пісковиком і над вапняком.
Рисунок 3
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Calcium Ion - давач із йоноселективним електродом для кальцію, 0,4 ... 4000 мг/л (Bluetooth) | 12915-00 | 1 |
| 2 | measureAPP - безкоштовне вимірювальне програмне забезпечення для всіх пристроїв | 14581-61 | 1 |
| 3 | Калій хлористий, 250 г | 30098-25 | 3 |
| 4 | Кальцій хлорид гексагідрат 250 г | 48020-25 | 1 |
| 5 | Лабораторна пляшка з різьбою, боросилікат, 1000 мл, GL 45 | 34167-00 | 6 |
| 6 | Мірний циліндр, 100 мл | 36629-00 | 1 |
| 7 | Мірна колба, 1000 мл, NS24/29 | 36552-00 | 1 |
| 8 | Мірний циліндр, високий, BORO 3.3, 25 мл | 47328-00 | 1 |
| 9 | Мірна піпетка, 1 мл | 36575-00 | 1 |
| 10 | Наповнювач для піпеток, сферичний, 3 клапани, макс. 100 мл | 47127-02 | 1 |
| 11 | Захисні окуляри «Modern Style», один розмір, унісекс | 39314-00 | 1 |
Складання (1/2)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання (2/2)
Cobra SMARTsense-Calcium-Ion Sensor
- Для цього досліду ти використовуєш Cobra SMARTsense - Calcium Ion Sensor. Увімкни свій Cobra Cobra SMARTsense - Calcium Ion Sensor.
- Для вимірювання йонів у досліджуваних середовищах їх спершу треба змішати з підсилювальним розчином (у співвідношенні 1:50). Для зразків гірських порід перед тим 50 г проби змішують із 500 мл дистильованої води.
- З'єднай кальцієвий електрод із BNC-роз'ємом датчика.
- Для вимірювання йонний електрод повністю занурюють у вимірюване середовище до вимірювальної головки.
- Відкрий застосунок «measure» і вибери Calcium-Ion Sensor як датчик.
Виконання (1/3)
- Виміряй вміст NaCl у 1%-му розчині кальцій хлориду
- Запусти вимірювання на 5 хвилин у застосунку «measure».
- Збережи вимірювання.
- Відкрий вимірювання в розділі «Manage/Мої вимірювання» і виведи середнє значення.
- Запиши середнє значення.
Рисунок 3
Виконання (2/3)
- Виміряй вміст кальцію в різних питних водах (водопровідна вода, негазована мінеральна вода).
- Запусти вимірювання на 5 хвилин у застосунку «measure».
- Збережи вимірювання.
- Відкрий вимірювання в розділі «Manage/Мої вимірювання» і виведи середнє значення.
- Запиши середнє значення.
Виконання (3/3)
- Порівняй виміряні значення проби ґрунту над ділянкою строкатого пісковику зі значеннями над ділянкою вапняку.
- Для цього спершу змішай 50 г проби з 500 мл дистильованої води, перш ніж додати підсилювальний розчин.
- Запусти для кожної проби вимірювання на 5 хвилин у застосунку «measure» і збережи вимірювання.
- Відкрий вимірювання в розділі «Manage/Мої вимірювання» і виведи середнє значення.
- Запиши середнє значення для кожного вимірювання.
Рисунок 4: крейдяні скелі на Рюгені
Протокол
Завдання 1
Питання
Питання
Рисунок 5
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Перетягни слова у правильні поля! Нестача кальцію може мати багато причин, наприклад через те, що прищитоподібні залози перестали працювати, або як наслідок шлунково-кишкових розладів. До нестачі кальцію можуть призвести також підвищене виведення кальцію і нестача ____. Іншими причинами можуть бути, наприклад, ____ або вік. Доросла людина зазвичай потребує близько ____ мг кальцію на добу. Оскільки засвоюється лише третина спожитої кількості, відповідно слід споживати бл. ____ мг на добу.
Завдання 4
Питання
