Кислотные дожди

Практическая работа № 4. «Кислотные дожди»
В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение
атмосферы. Одним из последствий такого загрязнения являются кислотные
дожди. При горении серы, например, содержащейся как примесь в каменном
угле, образуется серный газ. Под действием высокой температуры он
разрушается и становится сернистым газом. При взаимодействии газа с водой
он образует кислоту. Серный газ образует серную кислоту, а сернистый газ менее сильную сернистую.
Серная и сернистые кислоты - это только 2 соединения из класса кислот.
Различные кислоты в небольших концентрациях входят в состав всех
организмов - часто об этом могут сказать даже названия этих соединений:
лимонная, щавелевая, яблочная кислота (при этом все 3 названные кислоты
будут встречаться не только в лимоне, яблоке и щавеле, но и в организмах
почти всех растений, грибов, животных и человека). В желудке человека
также содержится соляная кислота. Но в больших концентрациях кислоты
опасны для живых организмов и могут вызывать ожоги.
Свое название кислоты получили за кислый вкус: ученые-алхимики
первыми обнаружили эти соединения. В то время основными измерительными приборами были органы чувств человека, поэтому они пробовали все
полученные вещества на вкус. Вкус у кислот соответствует названию,
например, лимон кислый именно благодаря наличию лимонный кислоты. Но
многие кислоты особенно в больших концентрациях опасны, поэтому в
современной химической лаборатории никто ни в коем случае не пробует
химические реактивы на вкус, а для определения кислотности веществ
используют специальный прибор рН-метр. Он измеряет кислотность среды в
особых единицах рН. Нейтральная среда имеет значение pН=7, у
концентрированных сильных кислот вроде серной или находящейся у нас в
желудке соляной кислотность составляет 1 - 2 единицы рН. Шкала рН
является обратной шкалой: чем выше значение рН, тем меньше кислотность.
В рамках предлагаемой работы интересно сравнить кислотность водопроводной воды, природных водоемов, осадков и сопоставить полученные
данные с кислотностью некоторых газированных напитков.
Цель: Познакомить учащихся с одним из типов загрязнения окружающей
среды - кислотными дождями.
Задачи: научить учащихся пользоваться электронным измерителем
кислотности, познакомить с методом отбора проб в природе; показать, как
возникают кислотные дожди.
Оборудование: нетбук Intel «Аквариус», электронный кислотности (pНметр), пробирки, сера, маркер.
Ключевые понятия: загрязнение окружающей среды, кислотные дожди,
осадки, кислотность, кислота, рН-метр, сера, серный газ, сернистый газ,
серная кислота, сернистая кислота, контроль.
Особенности работы: Данная работа частично может быть выполнена как
демонстрационная на столе учителя или под тягой.
Ход работы
I. На экскурсии соберите в пробирки образцы воды из природных водоемов, с
помощью обычного ведра или осадкоприемника возьмите образцы
осадков, если на улице есть снег, соберите образцы снега. Старайтесь
отбирать образцы из чистых мест и водоемов и из загрязненных участков
(например, рядом с дорогой). необходимо отбирать не менее 1 и не более 5
- 6 мл жидкости, избегайте луж с бензиновыми пленками, гак как они
могут привести к поломке измерительного оборудования. Не забывайте
подписывать маркером место сбора воды на пробирке.
2. На уроке в чистую пробирку наберите 5 мл воды из крана. Эта пробирка
будет контролем. В научных экспериментах часто применяют метод
контроля для того, чтобы определить, имеются ли действительные
различия между экспериментом и проводимым опытом.
3. Возьмите чистую пробирку. Положите на дно пробирки небольшой
кусочек кристаллической или пластической серы, с помощью лучинки
подожгите серу. При этом все равно надо соблюдать меры безопасности:
проводить эксперимент при открытом окне или под тягой, не дышать
газом, выделяющимся из пробирки. В нашем эксперименте горение
быстро закончится, так как для горения необходим кислород, а в пробирке
находится небольшое количество кислорода.
4. Как только горение закончится, добавьте в пробирку 1 - 2 мл воды из
крана, размешайте содержимое пробирки.
5. В одну или несколько чистых пробирок налейте газированный напиток.
6. Подключите электронный измеритель кислотности (рН-метр) к компьютеру. Опустите измеритель в пробирку с водопроводной водой.
Запустите программу «Биология. Практикум». На экране компьютера
начнется запись измерений (если этого не происходит, нажмите на зеленую кнопку «Р1ау»). После 20 - 30 с измерений график изменения рН
выйдет на прямую. Зафиксируйте полученное значение (высвечивается
под графиком в нижней части экрана, также можно экспортировать
полученные данные в электронную таблицу Excel, предпочтительно
определить среднее значение). Проведите последовательно измерения
кислотности во всех пробирках с образцами, полученные данные занесите
в таблицу.
7. Сравните кислотность раствора сернистой кислоты и водопроводной
воды, заметны ли отличия? Нанесите значения рН на карту окрестностей с
указанием места забора проб. Сравните эти цифры с рН водоемов и
осадков. Ответьте на вопросы: есть ли в вашей местности загрязнение
атмосферы сернистым газом? В каких местах оно сильнее? Почему?
Сделайте выводы.
Место сбора образцов
Значение рН
Контроль
7,1
Раствор сернистого газа в воде (опыт)
6,31
Газированный напиток
2,21
Вода из Лианозовского пруда
6,69
Снег, взятый на спортивной площадке
7,16
(чистый, в месте, которое далеко от
дороги)
Снег, взятый у дороги
7,26
Контроль (вода из под крана)
Вода из пруда
Снег, взятый на спортивной площадке (чистый, в месте, которое далеко от
дороги)
Снег, взятый у дороги
Раствор сернистого газа в воде (опыт)
Напиток «Лаймон фреш»
Выводы: Если сравнить кислотность раствора сернистой кислоты и
водопроводной воды, то раствор сернистой кислоты имеет более
выраженные кислые свойства, это видно из графиков 1 и 5. Мы нанесли на
карту окрестностей района Лианозово места забора проб и значения рН
водоемов и осадков. Наиболее сильное загрязнение наблюдается у дороги,
здесь значение рН снега имеет наиболее выраженные кислые свойства (см
графики 1,2,3)
pH=6,69
pH=7,16
pH=7,26
Карта окрестностей района Лианозово с обозначением мест забора проб и
значениями рН