Образовательная программа дополнительного образования обучающихся «Химия глазами юриста» , 10 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение

лицей № 6

Ворошиловского района Волгограда

Образовательная программа

дополнительного образования обучающихся

«Химия глазами юриста»

для 10 класса

Автор- составитель:

учитель химии и биологии высшей

квалификационной категории

Иванова Ольга Ивановна

2013 - 2014 учебный год

I. Пояснительная записка

Программа дополнительного образовательного курса «Химия глазами юриста» носит предметно-ориентированный характер и предназначена для обучающихся 10 классов как один элемент профориентационной работы. Именно в 10классе в нашем лицее начинается изучение юридических дисциплин. Лекции и занятия ведутся преподавателями Академии МВД.

Дополнительный образовательный курс «Химия глазами юриста» хорошо вписывается в схему юридического образования обучающихся лицея.

Цели:

- создать условия для творческой самореализации и удовлетворения познавательного интереса обучающихся, устранить пробелы в знаниях, а также получение знаний по общим сведениям о веществах как носителях криминалистической информации о расследуемом событии;

- познакомить с современными возможностями физических и физико-химических методов исследования состава и структуры объектов в криминалистической экспертизе.

Задачи:

- закрепить, систематизировать, углубить и расширить знания обучающихся о сущности количественного и качественного анализа, как одного из основных методов криминалистических исследований;

- сформировать представление у обучающихся о новых методах исследования объектов: весовой анализ, объемный анализ, титрование, метод нейтрализации, метод осаждения и др.;

- развивать исследовательские навыки обучающихся в экспериментальных работах.

Отличительной особенностью данной программы является ее соответствие профильному направлению нашего лицея. Курс «Химия глазами юриста» призван выработать у обучающихся на базе уже имеющихся предметных знаний по химии систему знаний, умений и навыков по использованию технических средств, методов качественного и количественного анализа. Это большое подспорье для обучающихся, особенно в рамках одночасовой программы по химии и двух практических работах за весь год обучения в 10 классе.

Изучая качественный анализ, обучающиеся должны познакомиться с гидролизом, законом действующих масс, двойными и комплексными солями. Изучив теоретические вопросы, они приступают к ознакомлению с аналитическими группами катионов и анионов. Обучающиеся проводят качественные реакции на ионы каждой аналитической группы и выполняют контрольные анализы. Особое внимание уделяется техническому анализу – разделу аналитической химии. Назначение этой темы – дать обучающимся знания, привить умения и навыки, необходимые для работы криминалистами. Криминалистическая экспертиза (исследование) веществ и материалов является одним из направлений в криминалистической технике. Металлы и сплавы, продукты питания и волокна, лакокрасочные материалы, стекло, нефтепродукты, наркотические средства, обнаруживаемые на месте преступления, несут определенную криминалистическую информацию о расследуемом событии.

Научный уровень современного школьного курса химии позволяет в доступной форме познакомить обучающихся с методами качественного и количественного анализа веществ, поэтому программа предусматривает достаточно подробное изучение этих видов анализа веществ, а также дает теоретические знания об основных носителях криминалистической информации. Эти сведения особенно важны для тех обучающихся, кто ориентирован на поступление в ВУЗы юридического направления. В нашем учебном учреждении (юридический лицей) процент таких обучающихся достаточно высок и образовательный курс «Химия глазами юриста» востребован.

Программа курса рассчитана на один год обучения (34 часа учебного времени). Форма проведения – групповая, наполняемость группы – не более 15 человек.

На занятиях используются различные методы и приемы: лекции, беседы, семинары, практикумы и т.д.

1.2 Планируемый результат обучения.

Обучающиеся должны знать:

- основные способы извлечения сведений о материалах и веществах как носителях криминалистической информации о расследуемом событии;

- различные методы качественного и количественного анализа, применяемые для исследования предложенных образцов и материалов;

- правила проведения качественного и количественного анализа образцов.

Обучающиеся должны уметь:

- проводить предварительный анализ веществ и материалов с использованием естественнонаучных методов исследования,

- выполнять практические работы по предложенным темам.

Формы подведения итогов реализации дополнительной программы «Химия глазами юриста»:

- защита рефератов или проектов по выбранным темам; выставки рефератов в рамках предметных недельестественно-научныхдисциплин в лицее,

- выступления на лицейских учебно-исследовательских конференциях, конкурсе им. В.И. Вернадского и т.д.

1.3 Формы и методы работы с обучающимися:

Методы: наблюдение, эксперимент, теоретическое моделирование (построение и обоснованное доказательство гипотез), рассказ, беседа.

Формы: лекция, беседа, семинар, конференция, конкурс творческих работ (рефератов, проектов, презентаций), организация обучающимися демонстрационных опытов для младших лицеистов.

II. Тематический план.

III. Содержание программы

Тема 1. Материалы и вещества – носители криминалистической информации

Криминалистическое исследование веществ, материалов - одно из направлений в криминалистической технике. Классификация экспертиз веществ, материалов и изделий. Теоретические проблемы криминалистического исследования веществ, материалов и изделий. Взаимосвязь КИМВИ с другими видами криминалистических экспертиз. Основные правила упаковки объектов относящихся к КИМВИ. Общие положения методики исследования вещественных доказательств.

Тема 2. Приемы и методы исследования материалов и веществ. Качественный анализ

Введение. Способы и условия выполнения аналитических реакций. Аппаратура и посуда. Техника выполнения отдельных операций: нагревание, выпаривание, осаждение, фильтрование, промывание и растворение осадков. Аналитические группы катионов и анионов (общий обзор).

Практические работы . Анализ катионов по группам ( I-VI аналитические группы катионов). Анализ растворов, содержащих катионы всех шести групп. Анализ анионов по группам. Анализ растворов, содержащих анионы всех трех групп. Анализ неизвестного твердого вещества.

Тема 3. Количественный анализ, как один из методов криминалистических исследований

Общий обзор методов количественного анализа

Практические работы. Весовой анализ. Объемный анализ, титрование Метод нейтрализации. Метод осаждения. Окислительно-восстановительный метод

Тема 4.Технический анализ, как один из методов криминалистических исследований

Технический анализ - раздел аналитической химии.

Практические работы. Отбор и разделка проб. Ситовой и газовый анализ. Анализ воды (определение временной, постоянной и общей жесткости, прозрачности, цвета воды, запаха и вкуса воды, определение щелочности или кислотности воды, определение органических соединений в воде, определение солей железа в воде) . Методы определения влаги в органический продуктах. Анализ смазочных масел (определение вязкости, температуры застывания, плотности масла).

Тема 5. Анализ органических веществ, как один из методов криминалистических исследований

Фракционная перегонка. Определение температуры кипения, температуры размягчения органических веществ (по методу кольца и шара). Хроматография.

Практические работы. Определение температурыплавления и затвердевания органических веществ.Определениечисла формальдегида в мочевиноформальдегидной смоле, содержание фенола в смоле. Определение фтора, хлора, кремния в полимерах. Бумажная хроматография аминокислот.

Тема 6. Анализ пищевых продуктов

Практические работы. Анализ мяса (определение аммиака, сероводорода, определение свежести). Анализ рыбы (испытание лакмусовой бумажкой, проба на сероводород). Анализ молока и молочных продуктов (определение плотности, загрязненности, кислотности, определение сухого остатка в молоке). Анализ хлебопродуктов (определение кислотности, плотности, влажности хлеба, съедобных и несъедобных примесей в муке).

Тема 7.Технический анализ металлов, как один из методов криминалистических исследований

Цели и методы технический анализ металлов.

Практические работы. Определение металлических покрытий. Определение металла с помощью паяльной трубки. Определение азота фтора, хлора, кремния и фосфора в полимерах. Определение углерода, кремния, фосфора, серы и никеля в стали.

IV. Средства реализации программы

Материально-технические: химическое оборудование, химическая посуда, химические реактивы, образцы металлов, мяса, молока, хлеба, полимеры и т.д.;

дидактические: раздаточный материал: схемы, таблицы;

методические: учебные пособия, рабочая тетрадь для выполнения заданий, обобщение педагогического опыта коллег, разработки программ.

V. Литература

1. Программа для внешкольных учреждений и общеобразовательных школ «Химические кружки», издание 2-ое переработанное, М «Просвещение» 1975г.

2. Митричев В.С. Криминалистическая экспертиза материалов, веществ и изделий. Саратов, 1980г.

3. Назначение и производство судебной экспертизы.(Пособие для следователей, судей, экспертов. Юридическая литература. М. 1988г.)

4. Химия в криминалистике. Статья, перевод с венгерского. М. Мир,№3 1990г.

5. Росинская Е.Р. Профессия – эксперт., М., Юрист, №1 1999г.

6. Чернобельская Г.М., Дементьев А.И. Введение в химию. Мир глазами химика. 7класс. Учебное пособие для обучающихся общеобразовательных учебных заведений. М., 2003г.

7. Антонова С.С. Из опыта организации и проведения летней научно-исследовательской экспедиции обучающихся. Эксперимент в условиях модернизации образования. Сборник научных трудов. М.,2003г.

8. Аранская О.С. Образовательный проект «Химия и охрана окружающей среды». [Текст] //Химия в школе. – 2004. -№7. – С. 68

9. Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. [Текст] //Экология человека – 2003 г. - № 4. – C. 35

10. Габриелян О.С. Химический эксперимент в школе. 8 класс: учебно метод. пособие. [Текст] / О.С. Габриелян, Н.Н. Рунов, В.И. Толкунов – М.: Дрофа, 2005. -115 с.

11. Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды. [Текст] //Химия в школе. – 2001.

- №5. – С. 77

Приложение

Тема 2.1. Анализ анионов по группам. Общая характеристика анионов

Анионы подразделяются на III аналитические группы. В I группу входят анионы СО₃^2-, HPO₄^2-, SO₄^2-,SO₃^2-,CrO₄^2- и другие Групповой реагент для I группы анионов BaCl_2, который осаждает их в нейтральной и слабощелочной среде, образуя белые осадки.

Во II группу входят анионы Cl­^-, Br^-, J^-, S^-, CNS^-, CN^- и другие. Они осаждаются групповым реагентом AgNО₃ из слабокислых растворов.

В III группу входят анионы NO₃^-, NO₂^-, CH₃СОО^-, ClO₃^-, MnO₄^- и другие. Соли бария и серебра III группы анионов растворимы в воде и групповой реагент у них отсутствует.

Реакции анионов I группы.

При действии на анионы I группы раствором BaCl₂ образуются осадки, растворимые в различных кислотах. Этим воспользуемся при обнаружении анионов I группы.

1. СО₃^2- + BaCl_­2 → BaСО₃ ↓ +2Cl^-

К 2-3 каплям СО₃^2- приливают, 2-3 капли BaCl₂ образуется белый осадок растворимый в уксусной кислоте с выделением газов:

↓ BaСО₃+2CН₃СООН → Ba(CН₃СОО)₂ + H₂O + СО₂ ↑

2. HPO₄^2-  + BaCl₂ → BaHPO₄↓ + 2Cl^-

Осадок гидрофосфата бария растворяется в сильных кислотах без выделения газа:

↓ BaHPO₄ + 2НCl → BaCl₂ + H₃PO₄

3. Сульфат кислоты тоже образуют с BaCl₂ белый осадок, но не растворимый ни в каких кислотах.

SO₄^2- + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2Cl^-

К 2-3 каплям SO₄^2- приливают 2-3 капли раствора ВaCl₂. Образуется белый осадок не растворимый в кислотах.

Реакция анионов II группы

II группа анионов (Cl^-, J^-) образуют с AgNO₃ осадки белого и жёлтого цветов.

Сl^- + AgNO₃ → AgCl ↓+ NO₃^-

К 2-3 каплям ионов Cl^- приливают 2-3 капли раствора AgNO₃. Образуется белый осадок. Если к осадку прилить 3-4 каплиNH₄OH осадок растворяется, образуя аммиачный комплекс:

AgCl ↓ + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂] Cl + 2H₂O

2. J^- + AgNO₃ → AgJ↓ + NO₃^-

К 2-3 каплям ионов J^- приливают, 2-3 капли AgNO₃ образуется жёлтый осадок не растворимый в NH₄OH

Чтобы убедиться, что J^- присутствует, используют его реакцию с Pb(NO₃)₂

2J^- + Pb(NO₃)₂ → PbJ₂ ↓ + 2NO₃^-

К 2-3 каплям ионов J^- приливают 2-3 капли Pb(NO₃)₂ образуется осадок ярко жёлтого цвета.

Реакция анионов III группы

Анионы III группы (NO₃^- ,NO₂^-и CH₃СОО^-) не имеют группового реагента и их можно открывать дробным методом, т.е. открытию одного иона не мешает другой.

Реакция открытия анионов NO₃^-

Реакция с сульфатом железа.

2NO₃^- + 2Fe²⁺ + 8H⁺ → 2Fe³⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

К 2-3 каплям NO₃^- добавляют 2 шпателя сухой соли FeSO₄ и 3-4 капли концентрированной серной кислоты. Образуется газ NO который, окисляясь кислородом воздуха из бесцветного переходят в бурый:

2NO + O₂ → NO₂ ↑

Реакция открытия анионов CH₃СОО^-

Реакция открытия ионов CH₃СОО^- хлоридом железа (III)

FeCl₃ + 3CH₃СООNa → Fe (CH₃СОО)₃ + 3NaCl

К 2-3 каплям ацетат ионов приливаем 1-2 капли хлорида железа. Образуется раствор красноватого цвета.

Тема 2.2. Анализ смеси анионов трёх групп.

1. К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 2-3 капли BaCl₂. Если образуется белый осадок, то присутствует анионы Iгруппы. К осадку приливают 3-4 капли уксусной кислоты. Если осадок растворяется с образованием газа СО₂, значит присутствуют анионы карбоната. Если осадок не растворяется, то приливают 2-3 капли азотной кислоты. Если осадок растворится, то присутствуют анионы гидрофосфата, если не растворится, присутствуют сульфат ионы.

2. Открытие анионов II группы.

К 2-3- каплям контрольной смеси приливают 2-3- капли AgNO₃. Если образуется осадок, то присутствуют анионы IIгруппы. К осадку приливают 3-4 капли гидроокиси аммония. Если осадок полностью растворяется, то присутствуют анионы хлора. Если осадок не растворяется то его, центрифугируют, раствор переливают в другую пробирку и добавляют 2-3 капли азотной кислоты. Если вновь образуется осадок белого цвета, значит присутствуют ионы хлора.

Для определения ионов йода к 2-3 каплям контрольного раствора приливают 2-3 капли нитрата свинца. Если образуется осадок ярко-жёлтого цвета, то присутствуют ионы йода.

3. Анализ III группы анионов.

Ионы нитрата и ацетата определяют по реакциям указанным выше, т.е. нитрат ион действием FeSO₄ и концентрированной серной кислотой, а ацетат-ион действием хлорида железа.

Тема 2.3. Анализ катионов по группам.

В I группу входят катионы NН₄⁺, К⁺, Na⁺, Mg²⁺ и др.

Многие их соли хорошо растворимы в воде, особенно их сульфаты, хлориды, карбонаты, что немаловажно маловажно для анализа. В отличие от других групп катионы I группы не имеют группового реагента. Ко II группе катионов относятся Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺ и другие. Сульфаты, фосфаты, оксалаты и карбонаты II группы катионов мало растворимые в воде. Групповым реагентом II группы катионов является Н₂SО₄, которая ocаждает их в виде сульфатов CaSО₄, BaSО₄и SrSО₄ ( или (NH₄)₂СО₃,

который в присутствии аммонийной буферной смеси (рH=9.2) ocаждает их в виде карбонатов CaСО₃, BaСО₃ и SrСО₃).

К III группе катионов относятся Ag⁺,Pb²⁺, Нg²⁺. Групповым реагентом III группы катионов является HCl. Хлориды не растворяются в воде.

К IV группе катионов относятся Al³⁺,Zn²⁺,Cr³⁺,Sn⁴⁺. Групповым реагентом IV группы катионов является избыток NаОН+ 3% Н₂О₂. Гидроксиды не растворяются в воде, но растворяются в избытке щелочи.

К V группе катионов относятся Fe²⁺,Fe³⁺, Мg²⁺,Mn²⁺. Групповым реагентом V группы катионов является избыток концент.NН₄ОН. Гидроксиды не растворяются ни в воде, ни в избытке щелочи и аммиака.

К VI группе катионов относятся Cu²⁺,Co²⁺,Ni²⁺. Групповым реагентом VI группы катионов является избыток концент.NН₄ОН. Гидроксиды не растворяются в воде и в избытке щелочи, но растворяются в избытке концент.NН₄ОН.

Тема 2.4. Анализ сухой соли

I. Растворение сухой соли.

Часть сухой соли переносят в пробирку, приливают четверть пробирки воды и тщательно встряхивают. Если соль не растворяется, то вначале его растворяют в уксусной, далее в азотной кислоте.

II. Анализ катионов.

1. Если соль состоит из катионов III группы, образование осадка с сульфидом аммония, то определение проводят согласно анализу смеси III группы катионов.

2. Если не образуется осадок с (NH₄)₂S, то катион или I или IIгруппы. В этом случае проверяют наличие II группы действием карбоната аммония. При образовании белого осадка проводят реакции открытия бария и кальция.

3. Если при действии карбоната аммония не образуется белый осадок, значит присутствуют катионы только I группы и проводят открытие катионов аммония, магния и калия.

III. Открытие анионов.

Это определение проводят по методу анализа смеси анионов трех групп, что указано было выше.

Примечание. 1.Классификаций катионов представлена кислотно-основная. В данном приложении практический материал дан в избытке для двух часов практики. 2. В зависимости от уровня подготовки обучающихся в группе или от каких-либо других причин можно изменить соотношение практических и теоретических занятий.

Тема 2. Химическая идентификация веществ 


2.1. Техника и методика выполнения реакций и основных операций при проведении качественного анализа.
Для химической идентификации веществ используют химические методы определения их качественного состава, основанные на реакциях образования осадка определенного цвета, формы и свойств, окрашенного растворимого соединения или окрашенного продукта окислительно-восстановительной реакции, а также газа со специфическими физическими и химическими свойствами.
В основу данного практикума положен полумикрометод, при проведении которого используются жидкие вещества и растворы – от двух до пятнадцати капель (1-2 мл), а масса проб кристаллических веществ должна составлять не более0,1г(несколько кристалликов).
Химические реакции обнаружения различают по технике и методике выполнения и способу наблюдения. Реакции можно выполнять «мокрым» и«сухим» путем. Реакции, выполняемые «мокрым» путем, проводят преимущественно в пробирках и результат наблюдают визуально. При этом исследуемое вещество предварительно растворяют в воде, кислоте или щелочи. Если вещество нерастворимо, его сплавляют, например, со щелочью, а затем уже полученный сплав растворяют в воде или кислоте. Реакции «сухим» путем иногда используют для анализа твердых веществ, но чаще для проведения предварительных испытаний. 
Для обнаружения ионов можно использовать реакции, в результате которых образуются соединения с характерной формой кристаллов. Такие реакции называются микрокристаллическими. При анализе микрокристаллоскопическим методом каплю исследуемого раствора помещают на чистое и сухое предметное стекло, рядом помещают каплю реагента и соединяют их стеклянной палочкой. Под микроскопом наблюдают форму и цвет образующихся кристаллов.

При проведении многих реакций по определению качественного состава вещества требуется нагревание, выпаривание, осаждение, отделение раствора от осадка и промывание осадка.

 Нагревание и выпаривание. Нагревать растворы в пробирках на открытом пламени горелки нельзя. Поэтому пробирки с раствором нагревают в водяной бане, т.е. в сосуде, заполненном кипящей дистиллированной водой.

Выпаривание растворов для их концентрирования или упаривания досуха проводят в фарфоровых чашках или тиглях. Рекомендуется выполнять эту операцию на песочных банях или электронагревателях под тягой. Растворение сухого остатка следует проводить после охлаждения чашки или тигеля, иначе произойдет разбрызгивание.

Осаждение. Для получения осадка к нескольким каплям исследуемого раствора, обычно в центрифужной пробирке, прибавляют пипеткой указанное число капель реагента, предварительно создав нужные условия. После сливания исследуемого раствора и реагента содержимое пробирки необходимо тщательно перемешать и, если нужно, нагреть на водяной бане.

Реакции осаждения имеют двоякую цель: обнаружение веществ или отделение одних веществ от других, содержащихся в растворе. В первом случае необязательно, чтобы реакция прошла полностью. Часто бывает достаточно одной капли реагента, чтобы судить о присутствии или отсутствии того или иного вещества. Во втором случае, наоборот, необходимо, чтобы проводимая реакция прошла до конца. Для проверки полноты осаждения после центрифугирования выделившегося осадка к прозрачному раствору прибавляют каплю реагента. Если раствор остается прозрачным, осаждение полное. В противном случае операцию осаждения повторяют.

Отделение раствора от осадка. Осадок от раствора чаще всего отделяют центрифугированием с помощью электрических центрифуг. Если имеется большое количество жидкости, а осадок и другие твердые вещества не представляют интереса, можно с помощью пипетки отобрать часть раствора для дальнейшего анализа. Для отделения осадка от больших количеств жидкости прибегают к фильтрованию.

При пользовании центрифугой необходимо соблюдать следующие правила. Для центрифугирования следует использовать конические колбы, по возможности одинаковые по размеру и форме. Жидкость в пробирку наливать так, чтобы уровень ее был на 6-8мм ниже края во избежание попадания жидкости в гильзу центрифуги. Для сохранения баланса каждая пробирка, содержащая пробу, должна быть уравновешена другой пробиркой, содержащей приблизительно равный объем воды. Предохранительную крышку центрифуги нельзя поднимать до ее полной остановки.

При центрифугировании осадки собираются в коническом конце пробирки. Прозрачный раствор сливают с осадка или отбирают пипеткой.

Промывание осадка. Осадок после отделения раствора пропитан им и содержит имевшиеся в растворе компоненты. Для достижения полного разделения осадок необходимо промыть. Обычно применяют дистиллированную воду. Если осадок способен переходить в коллоидное состояние, его промывают раствором электролита (коагулятора). Достаточно промыть осадок 2-3 раза. Нередко рекомендуется промывать осадки горячей жидкостью. Для промывания осадка в пробирку добавляют 10-15 капель промывной жидкости, тщательно перемешивают смесь стеклянной палочкой, помещают пробирку в водяную баню. После нагревания в течение 1 часа полученную смесь центрифугируют, центрифугат отделяют.

Тема 2. Практическая работа №2. Качественный анализ неизвестного твердого вещества
Получить у преподавателя образец карбоната для анализа. Измельчить его растиранием в фарфоровой ступке, так как измельченное вещество легче растворяется и при измельчении достигается равномерное смешение составных частей объекта. Размельченный образец разделить на две части. К одной прилить до 2/3 объема 2M HCl, а вторую часть сохранить на случай повторения анализа. Растворение минерала с выделением СO₂свидетельствует о том, что анализируемая соль представляет собой карбонат. 

В отдельных порциях полученного раствора провести обнаружение катионов Fe²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Pb²⁺ и аниона CO₃^2- в следующей последовательности:

1. Обнаружение катионов железа(II). К 1-2 каплям раствора добавить 1-2 капли раствора гексацианоферрата (III) калия К₃ [Fe(CN)₆]. Наблюдается ли образование синего осадка, являющегося аналитическим сигналом присутствия ионов железа(II) в растворе? 


2. Обнаружение катионов цинка(II). К 4-5 каплям раствора прибавить 1-2 капли раствора гидроксида натрия. Если образуется осадок, то продолжать добавление раствора NaOH до растворения осадка. Присутствие или отсутствие каких ионов подтверждает наблюдаемое явление? 

3. Обнаружение катионов меди(II). К 2-3 каплям раствора добавить большой избыток раствора аммиака до рН>9. Что происходит? Появляется ли синяя окраска, являющаяся подтверждением присутствия в растворе аммиачных комплексов меди (II)?

4. Обнаружение катионов свинца(II). На предметном стекле к капле исследуемого раствора прибавить каплю 2М CH₃COOH и каплю 0,1М КI. Образуются ли желтые кристаллы, имеющие форму треугольников или шестиугольников (микрокристаллоскопическая реакция) (рис.1). 



Рис. 1. Кристаллы PbI₂

Приложение№3.

В качестве иллюстрации практического применения знаний, полученных обучающимися на занятиях курса «Химия глазами юриста», предлагаю практическую часть учебно-исследовательской работы Ивановой Татьяны и Цветковой Дарьи, представленной на Международной научно-практической конференции Ассоциированных школ ЮНЕСКО «Мир вокруг нас».

Глава 2. Опытно- экспериментальная (практическая) часть.

2.1. Изучение органолептических свойств талой воды.

Для проведения данного исследования нами были определенны следующие участки для забора проб снега: (Приложение1)

1) Территория парка им. С. Филиппова Ворошиловского района г. Волгограда.
2) Обочина автомобильной дороги около лицея № 6 г. Волгограда.
3) Промышленная зона завода Красный Октябрь г. Волгограда.

Снег можно исследовать так же, как и воду. Для этого пробы снега мы вначале растапливали, а затем проводили исследования.

На первом этапе исследования нами был проведен визуальный осмотр различных проб талой воды, который показал, что взвешенные частицы в своем составе имеют пробы талой воды № 2 (в ней наибольшая масса сухого осадка - 50 г/л) и проба № 3. Проба талой воды № 1 выглядит практически прозрачной. (Предполагаем, что загрязнение снега вдоль автомагистрали связано с поступлением частиц - сажи, каучука, кремния и др., содержащихся в выхлопных газах, а также из состава автопокрышек, истираемость которых в зимнее время резко возрастает. Ещё одним источником загрязнения талой воды может служить химический и механический вынос битумных, масляных и других минерально-органических соединений с днищ автомобилей) [1,с.46].

На следующем этапе нашей работы мы исследовали физические свойства талой воды.

Опыт № 1. Прозрачность талой воды.

Цель: Выявить степень прозрачности талой воды.

Оборудование и реактивы: стеклянный мерный цилиндр с прозрачным дном, стандартный печатный текст.

Ход работы:
1) Цилиндр с прозрачным дном устанавливаем на печатном тексте.

2) В цилиндр тонкой струйкой приливаем пробу воды до тех пор, пока текст становится непригодным для чтения.
3) Отмечаем высоту столба читабельности печатного текста в сантиметрах.

4) Оцениваем прозрачность воды и заносим данные в таблицу.

Так как прозрачность питьевой воды должна быть не меньше 30 см, делаем вывод: наименьшая прозрачность в пробе № 2. (Предполагаем, что уменьшение прозрачности талой воды свидетельствует о её антропогенном загрязнении).

Опыт № 2. Определение мутности талой воды (т.е. определение в ней взвешенных частиц).

Цель: Определить наличие взвешенных частиц, вычислить массу примесей в 50 мл пробы.

Оборудование и реактивы: мерный стакан, пробирки, воронка, фильтры, стеклянная палочка, разновесы.

Ход работы:
1) Собираем установку для фильтрования воды. Воду размешиваем и пропускаем через фильтр.
2) После полного прохождения воды через фильтр, отмечаем характер осадка на фильтре в различных пробах.

3) Высушиваем фильтр с осадком и взвешиваем.
4) Результаты заносим в таблицу.

Вывод: наибольшее количество взвешенных частиц обнаружено в пробе № 2.

2.2. Исследование качества талой воды методом химического анализа.

Далее в ходе проведения работы исследуем качество талой воды методами химического анализа.

Опыт №1. Определение жесткости талой воды.

Цель: Сравнить жесткость талой воды в различных пробах.

Оборудование и реактивы: мерный цилиндр, коническая колба, стеклянная палочка, мыльный раствор.

Ход работы:

1) Мерным цилиндром наливаем 10 мл исследуемой воды в коническую колбу.
2) Добавляем 1 мл мыльного раствора в колбу, продолжаем добавлять раствор, пока не появится устойчивая (до 30 сек) пена.

3) Результаты заносим в таблицу.

Вывод: Максимальная жесткость талой воды выявлена в пробе № 3.
(Так как жесткость воды измеряется суммой ионов Ca²⁺и Mg²⁺в 1 л воды, следовательно, в пробе № 3 содержание этих ионов максимальное).

Опыт № 2. Определение кислотности талой воды.

Цель: Определение уровня pH талой воды с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Оборудование и реактивы: планшет с ячейками, стеклянная палочка, универсальный индикатор с определительной шкалой, пробы талой воды.

Ход работы:

1) С помощью стеклянной палочки переносим по 1 мл воды в ячейки планшета.

2) Опускаем полоски универсального индикатора в ячейки с водой.
3) Сравниваем полученные данные с определительной шкалой.
4) Результаты заносим в таблицу.

Вывод: Минимальный уровень pH в пробах № 2 и № 3, что свидетельствует о их максимальной степени кислотности.

Опыт № 3. Качественное определение хлорид - ионов с приближенной количественной оценкой.

Цель: Определить концентрацию хлорид - ионов в пробах талой воды.

Оборудование и реактивы: пробирка, образцы воды, 10 % раствора нитрата серебра (AgNO₃) в пузырьке - капельнице.

Ход работы:

1) В пробирки поочередно наливаем 5 мл исследуемой талой воды.

2) Добавляем в каждую из пробирок по 3 капли 10 % раствора AgNO_3.
3) Результаты заносим в таблицу.

Вывод: наибольшее содержание хлорид - ионов в пробе № 2 (проба взята вблизи автомагистрали).

Опыт № 4. Обнаружение катионов свинца в пробах талой воды..

Цель: Обнаружение катионов свинцаPb²⁺в пробах талой воды.

Оборудование и реактивы: пробирки, 10 % раствор K₂CrO₄ в пузырьке - капельнице, образцы талой воды.

Ход работы:

1) В пробирки помещаем по 10 мл исследуемой талой воды.

2) В каждую из пробирок добавляем по 1млK₂CrO_4.

3) Результаты заносим в таблицу.

Вывод: Катионы Pb²⁺содержатся только в пробе № 3 (промышленная зона завода Красный Октябрь).

Список литературы

Алексеев С.В., Груздева Н.В., Гущина Э.В. Экологический практикум школьника: Методическое пособие для учителя. [Текст] /C.В.Алексеев, Н.В.Груздева, Э.В.Гущина.– Самара: Корпорация «Федоров», Издательство «Учебная литература», 2006. – 144с.

Аранская О.С. Образовательный проект «Химия и охрана окружающей среды». [Текст] //Химия в школе. – 2004. -№7. – С. 68

Артемов А.В. Сравнительный анализ антропогенного загрязнения снежного покрова и гидросферы урбанизированных ландшафтов. [Текст] //Экология человека – 2003 г. - № 4. – C.35

Габриелян О.С. Химический эксперимент в школе. 8 класс: учебно метод. пособие. [Текст] / О.С. Габриелян, Н.Н. Рунов, В.И. Толкунов – М.: Дрофа, 2005. -115 с.

Исаев Д.С. Анализ загрязнений воды. [Текст] //Химия в школе. – 2001.

-№5. – С. 77

Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Школьный практикум. Следим за окружающей средой нашего города. [Текст] / – С.Е.Мансурова,

Г.Н. Кокуева. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001г. – 112 с.

Пахомова Т.Н., Пахомов В.И. Эколого-краеведческая работа с учащимися в природе. [Текст] // Первое сентября – 2004 г. - № 16-18.

- С. 23

Турлакова Е.В. Определение показателей качества воды. [Текст]// Химия в школе. – 2001.- №7. – С. 64 –70

Фадеева Г.А.. Химия и экология. 8-11 классы: Материалы для проведения учебной и внеурочной работы по экологическому воспитанию. [Текст] /Г.А. Фадеева. – Волгоград: Учитель, 2005. -122 с.

10) Федорова М.З., Кучменко В.С., Воронина Г.А. Экология человека: культура здоровья. [Текст]/ М.З.Федорова, В.С. Кучменко, Г.А. Воронина. – М.: Вентана-Граф, 2007 г.- 276 с.

11) Ширина В.Н. Химия: проектная деятельность учащихся. [Текст] /

В.Н. Ширина. - Волгоград: Учитель, 2007. -105с.

12) Ширина В.Н. Химия. 9 класс: сборник элективных курсов. [Текст] / В.Н. Ширина. – Волгоград: Учитель, 2006.- 120 с.

13) Экологический мониторинг. [Текст] / под ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: Академический проект, 2006. – 416 с.

II. Ресурсы Интернета

http://www.km.ru

http://www.popmech.ru

www.ecjsystema.ru.

http://talvoda.ru/talaya-voda/chem-polezna-talaya-voda/

http://www.ekologos.ru

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/44943-obrazovatelnaja-programma-dopolnitelnogo-obra