Эксперименты Эксперимент 1: Измерение pH

Эксперимент 2: Определение pH обычных веществ

Эксперимент 3: Измерение pH природной воды

Эксперимент 4: Измерение pH почвы

Эксперимент 5: Буферность почв

Эксперимент 6: Наблюдение влияния кислотного дождя на рост растений.

Эксперимент 7: Наблюдение за буферными в озерах, прудах и ручьях.

Эксперимент 1: Измерение pH

Этот опыт проиллюстрирует, как измерять приблизительный уровень pH химических веществ в воде при помощи pH- индикатора.

PH- индикатор - химическое вещество, которое изменяет цвет, при контакте с кислотой или основанием.

Материалы:

рH - индикаторная бумага и цветовая карта (pH в пределах 3-12)

Дистиллированная вода.

Уксус.

Нашатырный спирт для домашнего использования или пекарская сода.

3 небольшие чистые чашки или стакана.

3 ложечки для перемешивания.

Сполосните каждую чашку дистиллированной водой, стряхните остатки воды, пометьте чашки 1-уксус, 2-аммиак, 3- вода. Добавьте ½ чашки дистиллированной воды в каждую из 3 чашек.

В чашку «уксус» добавьте ½ чайной ложки уксуса и размешайте чистой ложкой.

Добавьте ½ чайной ложки аммиака в чашку «аммиак» и размешайте чистой ложкой.

Ничего не добавляйте в чашку с водой.

Обмакните чистую, неиспользованную полоску pH бумаги в чашку с уксусом в течение 2 секунд и сразу же сравните с цветовой картой. Запишите приблизительное значение pH и отставьте чашку в сторону. Обмакните чистую, неиспользованную полоску индикаторной бумаги в чашку с нашатырным спиртом, подержите примерно 2 секунды, сразу же сверьте с картой цветов. Запишите приблизительное значение pH и отставьте чашку.

Обмакните чистую, неиспользованную полоску индикаторной бумаги в чашку с водой, подержите примерно 2 секунды, сразу же сверьте с картой цветов.

Вопросы и ответы:

Уксус является кислотой или основанием?

Уксус является кислотой и в этом эксперименте он покажет pH около 4.

Уксус с pH 4 окрашивает индикаторную бумагу в желтый цвет и очень часто индикатор pH красный.

Нашатырный спирт- это кислота или основание?

Нашатырный спирт – это основание, и в нашем опыте он покажет pH около 12.

Основания окрашивают большинство индикаторов pH в синий цвет.

Вы удивились, когда обнаружили, что pH дистиллированной воды не является нейтральным?

Чистая дистиллированная вода была бы нейтральной, но это нелегко.

Получить чистую дистиллированную воду невозможно, поскольку двуокись углерода в воздухе вокруг нас смешивается или растворяется в воде, делая ее несколько кислотной.

pH дистиллированной воды – примерно 5,6 и 7. Чтобы нейтрализовать дистиллированную воду, добавьте около 1/8 чайной ложки пекарской соды или капельку нашатырного спирта, хорошо перемешайте и измерьте уровень pH воды при помощи индикатора pH. Если вода все еще кислая, повторяйте процесс до тех пор, пока уровень pH не достигнет 7.

Эксперимент 2: Определение pH обычных веществ

В этом опыте необходимо применять индикатор для измерения pH некоторых фруктов, обычных напитков и буры. Бура - очищающее вещество, которое некоторые добавляют в стиральный порошок. Многие пищевые продукты и бытовые чистящие средства являются либо кислотой, либо основанием. Кислоты обычно имеют кислый вкус, а основания горьковатый.

Материалы:

PH - индикаторная бумага и цветовая карта (pH от 2 до 12).

3 целых свежих фрукта (лимон, яблоко, апельсин или дыня).

3 напитка (кола, содовая, молоко).

1/8 чайной ложки буры.

Мерные ложки (1/4 и 1/8 чайной ложки).

4 маленьких стаканчика или чашечки.

Инструкции:

Разрежьте каждый фрукт пополам, вытирая нож после каждого фрукта.

Поместите полоску чистой индикаторной бумаги в каждый разрезанный фрукт, оставляя половинку полоски вне фрукта. Подождите пока намокнет (примерно 2 секунды). Сразу же сравните с цветовой картой. Запишите приблизительное значение pH данного фрукта.

Повторите процесс для двух оставшихся фруктов.

Замаркируйте 2 чашки: 1 кола, 2 молоко.

Разлейте каждую жидкость в соответствующие чашки.

Обмакните чистую полоску индикаторной бумаги в колу, сравните с цветовой картой и запишите результаты. Повторите тот же процесс с остальными напитками.

Обязательно используйте чистую, неиспользованную индикаторную бумагу для каждого случая.

Добавьте 1/8 чайной ложки буры в ¼ чашки дистиллированной воды, размешивайте примерно в течение 2 минут. Обмакните неиспользованную полоску индикаторной бумаги в смесь буры и воды, сверьте с цветовой картой и запишите результаты.

Вопросы и ответы:

Является ли сок лимона, яблока и апельсина кислотой или основанием?

Все эти фрукты содержат кислоты и имеют кислый вкус. Лимоны и яблоки имеют pH около 2. Апельсины могут быть немного менее кислыми, чем лимоны и яблоки, но pH индикатор, возможно, недостаточно точен, чтобы показать разницу.

Кола является кислотой или основанием?

Кислота, поскольку она содержит углекислый газ, углекислый газ и вода образуют карболовую кислоту. Уровень pH этого напитка изменяется в зависимости от количества углекислоты и других ингредиентов, содержащихся в ней, но он обычно ниже 4.

Молоко- это кислота или основание?

Молоко может быть слегка кислотным или слегка щелочным, в зависимости от его возраста и способа переработки при получении.

Является смесь буры и воды кислотой или основанием?

Бура содержит сильную щелочь и окрашивает большинство индикаторов в синий цвет. Приблизительное значение pH для смеси бура/вода составляет 9.

Эксперимент 3: Измерение pH природной воды

В этом опыте можно pH водного источника, расположенного поблизости.

Материалы

рH индикаторная бумага и цветовая карта (уровень pH от 2 до 7)

Чистые бумажные стаканчики

Инструкция

Найдите поблизости водный источник: ручей, реку, пруд, озеро.

Пойдите туда и зачерпните в стаканчик воды с поверхности.

С помощью индикаторной pH бумаги измерьте уровень pH.

Вопросы и ответы:

В какой степени вода является кислой?

Вас удивляют полученные результаты?

Обсудите результаты.

Сравните полученный уровень pH с тем, который является вредным для животных и водных обитателей.

Ознакомьтесь со схемой, показывающей, как кислотный дождь может влиять на животных, обитающих в воде.

Trout - форель

Bass- окунь

Perch – окунь

Frogs - лягушки

Salamanders – саламандры

Clams- моллюски

Crayfish- речной рак

Snails- улитки

Mayfly- поденки

Эксперимент 4: Измерение pH почвы

Для этого опыта нам понадобится набрать почвы и измерить ее pH.

Почва - одно из основных условий, влияющих на здоровье растений и животных, живущих в том месте, где вы ее взяли.

Для данного опыта вам понадобится недорогой, pH тест- набор для садовой земли, которую вы можете взять поблизости на лужайке или в саду.

Материалы:

pH тест- набор для садовой земли.

Дистиллированная вода.

2 стаканчика почвы из 2-3 различных мест (некоторая часть почвы понадобится для эксперимента по буферности почв).

инструкция

Выберите 2-3 места, где можно взять почву (сад, лесная местность, городской парк и т.д.)

В каждом месте понаблюдайте за растениями и животными, обитающими на этой земле, особенно за теми, численность которых большая.

Запишите все, что вы увидели. Вскопайте почву, наберите 2 стаканчика почвы и поместите ее в пластиковый пакет для дальнейшего использования. Пометьте каждый пакет. При взятии образцов почвы в том или ином месте пользуйтесь чистым совком.

Измерьте pH каждого образца почвы, следуя инструкции тест- набора для садовой почвы, и запишите приблизительное значение для каждого образца почв.

Некоторые почвы содержат много известняка и являются щелочными. В такой местности люди добавляют в почву сульфаты, чтобы сделать ее менее щелочной.

Эксперимент 5: Буферность почв.

Почва иногда содержит вещества, такие как известняк, которые смягчают кислоты или щелочи. Некоторые соли, содержащиеся в почвах, могут оказывать буферное действие.

Материалы

PH- индикаторная бумага и цветовая карта (уровень pH от 2 до 10)

Примерно два стаканчика почвы с лужайки, из леса, сада, двора и т.д.

Дистиллированная вода.

Белый уксус.

Мерные стаканы и ложки.

Ложка для размешивания.

Большая воронка.

3 кофейных фильтра.

Инструкция

Налейте по одной чайной ложке уксуса в две чашки с дистиллированной водой, хорошо размешайте и проверьте уровень pH с помощью индикаторной бумаги.

рH уксусно/водной смеси должен быть равен 4. если он ниже, добавьте щепотку пекарской соды, хорошо размешайте и проверьте pH снова. Если pH выше 4, то добавьте каплю- другую уксуса и снова проверьте pH.

Положите в воронку 1 кофейный фильтр, наполните фильтр почвой. Не утрамбовывайте почву.

Держите фильтр над бумажным стаканчиком и медленно вливайте уксусно/водную смесь в почву, до тех пор, пока некоторое количество воды не соберется в бумажном стаканчике (фильтр может свернуться быстро, но вам нужно лишь небольшое количество воды).

Проверьте уровень pH с помощью индикаторной бумаги и запишите результаты.

Повторите опыт с другими образцами почв, используя новый фильтр для каждого образца почв.

Вопросы и ответы:

Остается ли pH собранной воды такой же, как в первоначальной смеси? Увеличивается? Уменьшается?

Если pH не изменяется, это значит, что почва не оказывает буферного действия на кислоту. Каждое значение pH выше 4 указывает на то, что почва нейтрализует большее количество кислот. Даже почвы, имеющие буферное влияние могут потерять свою силу, если добавить достаточное количество кислоты. Чем больше кислоты в почве, тем ниже ее буферная способность, тем кислее становится вода из фильтра.

Что можно добавить в почву, чтобы увеличить ее буферную способность?

Можно добавить известняк, но потребуется время от нескольких недель до месяцев, чтобы известняк начал работать в почве.

Эксперимент 6: Наблюдаем влияние кислотных дождей на рост растений.

Кислотный дождь наиболее часто повреждает растения, вымывая питательные вещества и отравляя растения токсичными металлами. Однако он может также оказывать на растения прямое влияние. В этом опыте вы увидите одно из прямых воздействий кислотной воды на рост растений.

Эксперимент займет около двух недель

Материалы:

4 чашки или банки.

Дистиллированная вода.

Уксус.

Мерные стаканы.

2 среза растения филодендрон (1 листик и небольшой кусочек стебля).

2 среза бегонии (1 листик и небольшой кусочек стебля).

Инструкция:

Налейте по 1 чайной ложке уксуса в две чашки с дистиллированной водой, хорошо перемешайте, и проверьте pH с помощью либо индикаторной бумаги, либо с помощью тест- набора для садовой почвы. рH уксусно/ водной смеси должен быть около 4. Если уровень pH ниже 4 , добавьте каплю- другую уксуса и проверьте снова.

Измерьте уровень pH дистиллированной воды, используя pH- индикаторную бумагу. Если уровень ниже 7 , добавьте примерно 1/8 чайной ложки пекарской соды или капельку нашатырного спирта. Хорошо перемешайте и проверьте уровень pH индикатором. Если вода все еще кислая, повторяйте процесс, пока уровень pH не будет достигнут. 7. Если вы случайно добавили слишком много пекарской соды или нашатыря, либо начните снова, либо добавьте пару капель уксуса, размешайте и измерьте pH снова.

Наклейте следующие этикетки на каждую чашку или банку:

• водный филодендрон

• кислый филодендрон

• водная бегония

• кислая бегония

Налейте примерно стакан дистиллированной воды в чашки – водный филодендрон и водная бегония.

Налейте примерно стакан уксусно/ водной смеси в чашки - кислый филодендрон и кислая бегония.

Поместите по одному срезу филодендрона в каждую чашку для филодендрона, так чтобы стебель и часть листика были покрыты жидкостью.

Поместите по одному срезу бегонии в чашки с надписью бегония, покрывая стебель и часть листика жидкостью.

Поставьте чашки туда, где их не прольют и где они имеют доступ к дневному свету.

Примерно через каждые 2 дня проверяйте, покрыты ли растения водой или уксусно/ водной жидкостью. Возможно, вам понадобится еще добавить жидкости, если чашки высыхают.

Через неделю проверьте рост новых корней на каждом растении в дистиллированной воде и соответственно рост корней в кислотной воде.

Через две недели снова проверьте рост корней на растениях.

Вопросы и ответы:

На каком срезе растения корни растут быстрее, в дистиллированной воде или в кислой воде?

Растения в дистиллированной воде растут быстрее, чем растения в кислой воде. Кислотный дождь, как и кислотная вода, может непосредственно вредить растениям, замедлять их рост и замедлять или прекращать рост новых растений.

Эксперимент 7:Наблюдение за буферами в озерах, прудах, ручьях.

В этом эксперименте вы увидите, как известняк действует на кислотность воды. В некоторых местах на дне озер и в почве содержится большое количество известняка, что помогает нейтрализовать эффект от воздействия кислотных дождей. Измельченный известняк иногда добавляют в озера и другие территории, с целью нейтрализации действия кислотных дождей. Таким образом, важные водные системы сохраняются до тех пор, пока источник кислотных осадков не будет уменьшен.

Материалы:

рH-бумага и цветовая карта (pH от 2 до 7).

Уксус.

Дистиллированная вода.

Мерный стакан и ложка.

2 ложки для размешивания.

½ стакана измельченного известняка или известнякового спрея.

Две миски (каждая объемом в 2 стакана).

Пластиковая упаковка.

Инструкция:

Замаркируйте одну миску «уксус», другую миску « уксус и известняк»

Поместите ¼ стакана измельченного известняка в одну миску.

Добавьте по 1 чайной ложке уксуса в две чашки с дистиллированной водой, хорошо размешайте и проверьте уровень pH с помощью индикаторной бумаги. рH уксусно/водной смеси должен быть примерно 4. Если pH ниже, то добавьте щепотку пекарской соды, хорошо размешайте и проверьте pH снова. Если же уровень pH выше 4, то добавьте одну- две капли уксуса и снова измерьте уровень pH.

Вылейте уксусно-водную смесь из одной чашки на известняк в миске и размешайте чистой, сухой ложкой.

Вылейте другую чашку уксусно/водной смеси в другую миску.

Проверьте pH уксусно-водной смеси в чашке с известняком и запишите.

Накройте каждую чашку пластиком, чтобы предупредить испарение.

Каждый день в течение 6 дней помешивайте содержимое каждой миски чистой, сухой ложкой и примерно через 4 часа или позже, (когда осядет известняк), проверяйте pH водной смеси в каждой миске и записывайте результаты.

Вопросы и ответы:

Уменьшился или увеличился уровень pH в чашке «уксус- известняк» в течение 6-дневного периода?

Водная смесь должна стать менее кислотной, изменившись от pH 4 до pH 6, в зависимости от содержания воды в известняке, который вы использовали.

Оказывает ли измельченный известняк буферное воздействие на кислоту?

Да, он нейтрализует ее.

Изменяется ли pH водно- уксусной смеси в другой миске (без известняка) в течение 6 дней?

Уровень рH в миске без известняка не должен изменяться.