Практикум для прикладного курса Химия в сельском хозяйстве

ГУ «Отдел образования Узункольского района»
КГУ «Узункольская средняя школа №1»















10 класс


с. Узунколь
Лабораторный практикум прикладного курса «Химия в сельском хозяйстве». Лабораторный практикум для 10 класса общеобразовательной школы с русским языком обучения (естественно-математическое направление, биолого-химический профиль).






Автор Райляну Ирина Николаевна
учитель химии, окончила в 1993 году КГУ,
стаж работы 22 года, высшая категория







Рецензенты:
Н.В. Важева, заведующая кафедрой химии КГПИ, кандидат педагогических наук
В.Ю. Дядечко, заведующая кабинетом химии и биологии ГККП «Института повышения квалификации и переподготовки работников образования»






с. Узунколь

Вместо предисловия.
Дорогие друзья, надеюсь, что вы уже освоили основы химии, научились проводить химические опыты по плану и добиваться сформулированного в задании результата.
Данное пособие поможет вам совершенствоваться в умении выполнять химические эксперименты на практических занятиях, применяя знания по химии.
В пособии раскрыто содержание лабораторных работ по курсу «Химия в сельском хозяйстве». При выполнении этих работ не забывайте соблюдать правила безопасной работы с веществами и оборудованием, а также поддерживать порядок на рабочем месте.
Результаты вашей работы следует показать учителю. Ход химического эксперимента, наблюдение и выводы необходимо фиксировать в виде отчета о практической работе в специальных тетрадях для практических занятий по такому плану:
Тема:___________________________________________
Цель____________________________________________
Оборудование____________________________________
Реактивы_________________________________________
Ход анализа.
План последовательных действий:
_____________________________________________
_____________________________________________
________________________________________ и т.д.
Вывод о проделанной работе. Ответы на вопросы.
Выполнение даже части заданий, помещённых в рубрике «Подумайте и ответьте», сможет повысить ваши знания по изучаемому вопросу. Выполнив эти задания, вы сможете сами оценить свои знания и умения.
Знание свойств веществ, умение грамотно обращаться с ними, аккуратность и внимательность в проведении химических опытов – все это, несомненно, пригодится вам и в повседневной жизни. Надеюсь, что, приобщившись к работе в химической лаборатории, вы полюбите и химический эксперимент, и саму химию – этот увлекательнейший предмет и выберите себе дальнейший жизненный путь, связанный с химией или сельским хозяйством. Желаю вам успехов.

Лабораторная работа № 1.1.
Определение содержания крахмала в клубнях картофеля по плотности.
Цель работы:
Научиться опытным путём, определять крахмал в картофельных клубнях, используя метод плотности;
Развивать внимание при наблюдении признаков химических реакций.
Оборудование: стеклянный стакан (большой), ареометр, цилиндр.
Реактивы: вода, хлорид натрия.
Ход анализа.
Приготовьте 20 – процентный раствор хлорида натрия и перелейте его в большой стеклянный стакан.
В раствор поместите 3 - 5 клубней и осторожно приливайте воду до тех пор, пока клубни не будут плавать среди раствора, т.е. когда плотность их будет равна плотности раствора данной концентрации.
Затем, вынув клубни, перелейте раствор в высокий цилиндр и ареометром определите плотность получившегося раствора соли.
В таблице найдите крахмальное число в испытуемых клубнях.
Крахмальное число является суммой количества крахмала и сахара. Чистый крахмал для непроросших, нормально сохраняемых клубней определите путем вычитания из крахмального числа 1,5%, что является обычным содержанием сахара в клубнях (см. таблицу №1).
Подумайте и ответьте.
1.Каким образом можно доказать, что в картофеле есть крахмал?
2.Почему нельзя брать для проведения опыта чистую воду?
3.В каких продуктах питания содержится крахмал?
4.Каково биологическое действие крахмала?
5.Что происходит с крахмалом при гидролизе?







Лабораторная работа №1.2.
Определение содержания каротина в моркови.

Цель работы:
Научиться определять содержание каротина колориметрическим способом;
Продемонстрировать знание характерных свойств некоторых из изученных веществ и умение распознавать эти вещества с помощью качественных реакций;
На примере определения каротина, научиться определять витамины;
Приобретать навыки грамотной работы с мерной посудой, химической посудой и оборудованием.

Оборудование: фарфоровая ступка, терка ( мелкая), пестик, мерный цилиндр, пробирки.
Реактивы: бензин авиационный, дихромат калия К2 Cr2 O7 , этиловый спирт 96%.







Каротин С40 Н56 синтезируют растения. В организме животных и человека он окисляется и превращается в витамин А, необходимый для их жизнедеятельности. Метод анализа основан на извлечении каротина из навески бензином и колориметрическом сравнении полученного окрашенного испытуемого раствора с образцовым.
Приготовление шкалы образцовых растворов.
Для приготовления стандартного раствора 3,6 г K2 Cr2 O7 растворяют в 1 л дистиллированной воды, 1мл раствора соответствует по окраске 0,0208 мг каротина. Берут 20 пробирок. В первую пробирку наливают 0,2 мл, в каждую следующую - на 0,2 мл раствора больше, доливая до 10 мл дистиллированной водой. Пробирки закрывают пробками, несколько раз перемешивают и нумеруют.

Ход анализа.
1.Морковь следует вымыть и насухо вытереть. Корнеплод протрите на мелкой терке. Надо следить, чтобы в пробу не попали зеленые прожилки хлорофилла.
2. Массу перемешайте и возьмите навеску 1 г.
3.Перенесите ее в фарфоровую ступку и добавьте 10 г предварительно промытого и прокаленного песка, прилейте 1-2 мл 96-процентного этилового спирта. Тщательно перетрите массу пестиком.
4. Налейте 5 мл бензина и вновь разотрите.
5. Полученный желтый раствор слейте в мерный цилиндр, придерживая твердую массу пестиком.
Операцию с обработкой бензином (без прибавления этилового спирта) повторите до тех пор, пока в цилиндре не наберется 30 мл вытяжки. (Последние порции уже не красные, а серые.) Смотрите таблицу №2.
6.Из вытяжки возьмите в пробирку 10 мл. и сравните окраску вытяжки в пробирке с пробирками шкалы на фоне белой бумаги.
7. Вычислите содержание каротина в свежей моркови на 30 мл. бензиновой вытяжки по таблице ( 1мл. стандартного раствора дихромата калия соответствует 0,0208 мг. каротина).


Подумайте и ответьте.
В каких случаях проводят химический анализ урожая?
Какие методы используются для определения качества урожая?
Какова биологическая роль каротина? И как его иначе называют?
Какие растения и овощи богаты каротином?

Лабораторная работа № 1.3.
Определение в хлебе крахмала. Качественная реакция на крахмал и каротин.
Цель работы:
научиться методам определения качества урожая с использованием в домашних условиях;
закрепить умения использования лабораторного оборудования,
совершенствовать умение выполнять химический эксперимент по плану и оформлять его в виде отчета.
Реактивы: вода, йод, иодид калия, пирокатехин, рыбий жир, хлороформ.
Оборудование: пробирки, химический стакан, спиртовка, пробиркодержатель, пипетка, спиртовка.

а) Определение в хлебе крахмала.
Ход анализа.
Несколько капель разбавленной настойки йода пипеткой наносят на кусочек белого хлеба. Белый хлеб темнеет из-за наличия в нем крахмала.
б) Качественная реакция на крахмал.
Ход анализа.
В 10мл. воды растворяют 0,5г йода и 0,25г иодида калия. Тонкий срез картофеля опускают в стакан с раствором йода в иодиде калия. Картофель быстро синеет от взаимодействия йода с крахмалом.
в) Качественная реакция на каротин.
Ход анализа.
В 50мл. хлороформа растворяют 10мл. рыбьего жира. К полученному раствору добавляют несколько кристаллов пирокатехина и слегка нагревают. Появляется красно-фиолетовое окрашивание, подтверждающее наличие каротина в рыбьем жире.
Подумайте и ответьте.
Как определить содержание сырого протеина в растениях?
Какова биологическая роль витамина А?
Какие методы используются для определения качества урожая и для высчитывания содержания каротина?
Можно ли повлиять на повышение каротина в овощах?
Какие овощи богаты содержанием каротина?

Лабораторная работа №2.
Качественный анализ минеральных удобрений.
Цель работы:
Научиться готовить к анализу образцы минеральных удобрений;
Овладеть методом определения содержания питательных элементов в минеральных удобрениях;
Научиться составлять план распознавания заданных веществ, выбирать рациональный ход решения задачи;
Отбирать необходимые реактивы и оборудование;
Самостоятельно проводить химический эксперимент;
Совершенствовать умения работать со справочными таблицами.

Реактивы:
1. Дистиллированная вода.
2. 2% раствор хлорида бария.
3. 2% раствор нитрата серебра.
4. 8-10% раствор гидроксида натрия.
5. 1% раствор соляной кислоты или разбавленная в десять раз уксусная кислота (уксусная эссенция).
6. Насыщенный раствор оксалата аммония
7. Древесный уголь.
Подготовка к анализу минеральных удобрений.
Ход анализа
Возьмите пробу удобрения из мешка (щупом).
Взятую пробу (не менее 5) перемешайте, разотрите комки в ступе и пересыпьте в чистую сухую склянку с притертой пробкой.
Перед анализом пробу высыпьте на чистый лист бумаги, перемешайте, распределите тонким слоем и отберите из разных мест необходимое для анализа количество удобрений.
Ход анализа:
Определите цвет, запах, влажность, характер кристаллов удобрения.
Определите степень растворимости. Для этого насыпьте 1-2 г. удобрения в чистую сухую пробирку, добавьте в нее 5-7 мл. дистиллированной воды, встряхните. Отметьте степень растворимости вещества: полностью растворимо, заметно растворимо (растворяется половина взятого количества), слабо растворимо (растворяется меньше половины взятого количества) или нерастворимо (объем взятого удобрения не изменяется). Если удобрение в воде нерастворимо, то его растворяют в кислоте. Реакцию с кислотой ведут в пробирке путем осторожного приливания кислоты к сухому веществу.
В первую пробирку с раствором удобрения прилейте 10-процентного раствора гидроксида натрия в количестве, равном половине объема раствора. Нагрейте жидкость в пробирке,
осторожно понюхайте выделяющийся газ. Затем смоченную дистиллированной водой лакмусовую бумажку опустите в верхнюю часть пробирки, не касаясь ее стенок. Характерный запах аммиака и посинение красной лакмусовой бумажки свидетельствует о том, что удобрение принадлежит к аммонийным солям. Напишите уравнение соответствующей химической реакции.
Во вторую пробирку с раствором удобрения прилейте три капли раствора хлорида бария. Присутствие иона SO4 обнаруживается выпадение тяжелого белого осадка. Для большей убедительности в пробирку с осадком прибавьте слабую соляную или уксусную кислоту (осадок сульфата бария не должен раствориться). Напишите уравнение соответствующей химической реакции.
В третью пробирку прибавьте три капли 2-процентного раствора нитрата серебра. При наличии хлорид-иона получается белый творожистый осадок. При добавлении разведенной азотной кислоты хлорид серебра не растворяется, а осадок фосфата серебра растворяется. Раствор аммиака с осадком хлорида серебра образует растворимую комплексную соль, а фосфат серебра в присутствии раствора аммиака не растворяется. Сульфат-ионы тоже дают осадок с нитратом серебра, но осадок получается белый, тяжелый, кристаллический. Быстро осаждаясь, он занимает значительно меньший объем, чем осадок хлорида серебра, и, кроме того, не растворяется от прибавления раствора аммиака. Напишите уравнение соответствующих химических реакций.
Частично растворимое в воде удобрение отфильтруйте и проделайте с фильтром описанные выше реакции.
К нерастворимому удобрению прибавьте осторожно каплями 1-процентную соляную кислоту. Характерное «вскипание» указывает на присутствие карбонатов. Напишите уравнение соответствующей химической реакции.
Возьмите в петлю, проволоки небольшое количество удобрения и внесите в бесцветную часть пламени горелки. Устойчивое окрашивание пламени в кирпично-красный цвет свидетельствует о присутствии ионов кальция, устойчивое желтое пламя - на присутствие ионов натрия, фиолетовое - калия.
На раскаленный уголь насыпьте немного сухого и некрупного кристаллического удобрения и наблюдайте за быстротой сгорания, цвет пламени и дыма, запахом и осадком после сгорания.
Результаты работы запишите по следующей форме:
Название удобрения, формула
Внешний вид и запах
Растворимость в воде
Реакция с Na OH
Реакция с
BaCl2
Реакция c
AgNO3
Реакция с
HCl
Реакция
на окра-
шивание
пламени
Отношение к раскаленному углю












Подумайте и ответьте.
Какие из удобрений являются простыми, а какие – комплексными?
Как получить наиболее ценное азотное удобрение – нитрат аммония – из воздуха и воды?
Какую опасность для человека и живых организмов представляет избыточное внесение удобрений, особенно нитратов?
По внешнему виду плодов и овощей можно предположить, что в них содержится избыток нитратов?
На складе имеется четыре набора минеральных удобрений:
Сульфат аммония и нитрат аммония;
Аммофос и двойной суперфосфат;
Нитрофоска и аммиачная вода;
Зола и сильвинит.
Напишите химические формулы этих удобрений и укажите, в чем преимущество одного из удобрений в каждой паре перед другим.

Лабораторная работа №3.
Определение физических свойств почвы.
Цель работы:
Усвоить понятие о полевом агрохимическом обследовании почв;
Познакомиться с некоторыми физическими и химическими анализами;
Усвоить понятие о классификации почв;
Выработать навыки работы в полевых условиях на примере определения физических свойств почвы (цвет, влажность, плотность, механический состав, структура, водопрочность структурных агрегатов).
Оборудование: нож или лопатка, миллиметровая бумага или линейка, химический стакан.
Реактивы: вода.





Задачи полевого обследования почв.
Предварительное ознакомление с территории, подлежащей почвенным обследованиям.
Взятие почвенных образцов для почвенного анализа.
Определение основных физических свойств почвы.
Качественное определение некоторых химических элементов почвы.
Определение общей и гигроскопической влаги в почве.
Определение полной полевой влагоёмкости почв.

Запомните!

В зависимости от количества воды, содержащейся в почве, в полевых условиях различают 5 степеней влажности: сухая почва, слегка увлажнённая, влажная, сырая и мокрая.
При определении плотности почвы в поле отмечают 3 степени её состояния: очень плотная, среднеуплотнённая и слабоуплотнённая.
По механическому составу выделяют основные разновидности почв: глинистые, супесчаные и песчаные.
Характеризуя структурное состояние почвы, в ней различают такие формы: комки, призмы и пластинки. Поэтому почвы по структуре бывают зернистые, комковатые, ореховатые, листоватые, плитчатые, столбчатые и призматические. По цвету, они могут принадлежать тому или иному типу: подзол, краснозём, желтозём и чернозём и т.д. Каждой климатической зоне присуще особые цветовые оттенки почв. Так, почвы лесной таёжной зоны имеют светлые серые тона, а лесостепной зоны – серые и тёмно-серые, чернозёмной полосы – темно-серые и чёрные тона, почвы сухих степей – каштановые и бурые. Окраска почв имеет большое агрономическое значение; земледельцы всех континентов с давних времён судили о качестве земель по их цвету. При этом плодородие ставили в зависимость от богатства почв гумусом. Окраска их зависит ещё от присутствия в них гумуса, соединения железа, кремниевой кислоты, извести, каолина. После предварительного объяснения в лаборатории учитель проводит практическую работу в полевых условиях.
Определение структуры почвы
Под структурой почвы понимают способность её распадаться на отдельные частицы, которые называются структурными отдельностями. Они могут иметь различную форму (комки, призмы, пластинки и т. д.).
Для пахотного горизонта большинства почв типична комковатая или зернистая структура. При такой структуре почва распадается на округлые комочки диаметром от 0,5 до 15 мм. Иногда структурные отдельности бывают выражены плохо или могут совершенно отсутствовать (бесструктурная почва).
Ножом или маленькой лопаткой вырежьте образец почвы и подбросьте его на лопате один-два раза, в результате чего образец распадается на структурные отдельности. Рассмотрите их, определите степень однородности, форму, размер, результаты наблюдений запишите в дневник. Для определения размеров можете пользоваться миллиметровой бумагой или линейкой.
Определение водопрочности структурных агрегатов
Очень важно определить не только форму и размер структурных частиц, но и их прочность, те есть способность противостоять размывающему действию воды. Для этого поместите несколько структурных отдельностей в стакан с водой. Если при лёгком взбалтывании они быстро разрушаются, то это свидетельствует о их непрочности, а если сохраняют свою форму, значит, почва обладает водопрочной структурой.
Определение окраски (цвета) почвы
При определении в поле окраски почвы всегда следует обращать внимание на степень влажности и силу солнечного освещения. Одна и та же почва в сухом состоянии имеет тёмно-серую окраску, а во влажном – чёрную, поэтому при записях в дневнике полезно тут же отмечать степень увлажнения почвы, например: «Цвет черный во влажном состоянии или темно-серый в сухом состоянии ». Лучше всего окраску почв определять при высоком стоянии солнца. Правильность полевых определений цвета определяют на образцах, доведённых до воздушно-сухого состояния.
К физическим свойствам почвы относят плотность почвы, механический состав, водопроницаемость, водоудерживающую способность, полевую влагоёмкость и т.д.
Определение плотности почвы. Различают четыре степени плотности почвы в сухом состоянии: очень плотная – лопата или нож при сильном ударе входит в почву на глубину не более 1 см.; плотная – лопата или нож при большом усилии входит на глубину 2 – 3 см, и почва с трудом разламывается руками; рыхлая – лопата или нож входит на глубину 3 – 5 см, и нож легко погружается в почву, она без усилия рассыпается.
Полевой метод определения влажности. При изучении почвы важно знать её влажность, так как она оказывает влияние на цвет, структуру и другие свойства. Влажность почвы зависит не только от количества воды в ней, но и от механического состава, содержания гумуса. В полевых исследованиях различают пять степеней влажности почвы: 1) сухая почва пылит, не холодит руку, присутствие влаги в ней не ощущается; 2) слегка увлажнённая почва холодит руку, не пылит, при подсыхании немного светлеет; 3) влажная почва при подсыхании светлеет и сохраняет форму, при взятии почвы рука ощущает влагу, фильтровальная бумага становится влажной от комочка почвы; 4) сырая почва при сжатии в руке превращается в тестообразную массу, а вода смачивает руку, но не сочится между пальцами; 5) мокрая почва при сжимании в руке выделяет капельножидкую воду, просачивающуюся между пальцами, почвенная масса обнаруживает текучесть.

Подумайте и ответьте.
Какие формы влаги в почве вы знаете?
Почему от почвы зависит урожай культурных растений?
Почему в глинистой или песчаной почве лучше удерживается вода?
Почему почву называют особым природным телом?
Какое значение для растений имеет гигроскопическая влага?

Лабораторная работа №4.
Кислотность почвы и методы ее определения.
Цель работы:
Познакомиться с понятием «кислотность почвы»;
Узнать о формах кислотности почв;
Сформировать понятие pH раствора;
Практически проработать метод определения pH в почвенной суспензии. Составить картограмму кислотности почвы;
Пользуясь составленной картограммой, рассчитывать дозы извести для известкования почв.
Материалы и оборудование: Таблицы: «Зависимость кислотности почв от величины pH», «Отношение различных растений к кислотности почв», «Количество внесенной извести в зависимости от pH солевой вытяжки почв»; 1н. раствор хлорида калия (при массовых определениях целесообразно сразу готовить 5-10 литров). Раствор должен иметь pH 5,5 - 6,0 (устанавливают по комбинированному индикатору). Если pH раствора меньше 5,5, то к нему прибавляют несколько капель раствора 1-процентного КОН; если же pH раствора выше 6,0, то к нему прибавляют несколько капель 1-процентной HCl, пока не доведут значение pH до нужного.
Запомните!!!
В природных условиях pH почвенного раствора колеблется от (в сфагновых торфах и красноземах) до 10 (в солонцовых почвах). Чаще всего кислотность не выходит за пределы 4-8. Щелочную реакцию раствора имеют почвы сухих степей, полупустынь и пустынь и солонцы (pH до 9 и более). Близка к нейтральной (pH 6,5 - 7) реакция почвенного раствора черноземов. Выщелоченные черноземы и серые лесные почвы имеют слабокислую реакцию (pH 5,5 - 6,5), а дерново-подзолистые и некоторые торфяные почвы - кислую или сильнокислую (pH 4,5 и ниже). Кислые почвы занимают в нашей стране значительные площади и широко используются для выращивания зерновых, кормовых, овощных и технических культур.
Ход анализа.
Определение pH почвы.
Приготовить почвенные вытяжки для определения pH. Взять меркой или взвесить пробы почвы, залить их хлоридом калия, перемешать с раствором и оставить суспензии на сутки. Если невозможно продолжить занятие на следующий день, то необходимо плотно закрыть емкости с почвенными суспензиями, чтобы раствор в них не испарился, и оставить до следующего занятия.
Определение pH почв с помощью индикаторной бумаги.
В агрохимической практике применяется индикаторная бумага, с помощью которой легко и быстро определяется pH в почвах и других материалах.
Ход анализа.
Приготовьте вытяжку из почвы. Для этого в фарфоровую чашку (или другую посуду) возьмите пробу почвы 2-3см. и к ней прилейте 5-8 мл. 1н. раствора хлорида калия. Затем содержимое чашки тщательно перемешайте стеклянной палочкой и оставьте на 1-2мин. После этого из коробки выньте одну индикаторную бумажку, возьмите ее руками за концы и быстро опустите в содержимое чашки. Через 1-2 сек. бумажку выньте и посмотрите, какую окраску приобретет на бумажке средняя, меняющая цвет полоска и с какой из (выше или ниже ее лежащих) полосок она совпадет по цвету. Так устанавливают, какому значению pH соответствует изменившая цвет средняя полоска. Например, на бумажке с интервалом pH 3,9 - 5,4 три полоски не изменяют цвет и соответствуют pH 3,9; 4,2; 4,6. В середине бумажки расположена полоска, которая меняет окраску в зависимости от pH исследуемого раствора, а выше находятся три полоски, не меняющие цвета при значениях pH 4,8; 5,1; 5,4. Если окраска середины бумажки не подходит ни к одной из шести полосок, то следует взять индикаторную бумажку из другой коробки и повторить опыт. Такое определение можно проводить непосредственно в поле.


Определение pH с помощью pH-метра.
В последние годы самое широкое распространение получил метод определения pH на pH-метре со стеклянным электродом. Этот прибор имеется во всех агрохимических лабораториях и позволяет определить pH не только в прозрачном отстое или фильтрате, но и в почвенной суспензии.
Ход анализа: Почвенная суспензия готовится так же, как и при определении pH с помощью индикатора. Но при измерении pH на pH-метре удобнее готовить суспензию в стакане на 50-100 мл. с тем, чтобы измерять pH не переливая ее в другую емкость. Перед работой pH-метр настраивают по буферным растворам так, как это написано в инструкции к прибору. После этого электроды промывают дистиллированной водой и погружают в почвенную суспензию. Спустя 1,5 мин. по шкале прибора читают значение pH исследуемой суспензии. Практически с работой pH-метра можно познакомиться во время экскурсии в агрохимическую лабораторию (см. таблицу № 3-4).

Подумайте и ответьте.
Что входит в состав минеральной и органической частей почвы?
Как влияет реакция почвы на рост, развитие и урожай растений?
Чем обусловлена кислотность и щелочность почвенного раствора?
Какие растения хорошо переносят , кислую почву?
На какие группы подразделяется почва в зависимости от её кислотности (рН величины)?
Для чего необходимо известкование почвы?

Лабораторная работа 5-6.
Изучение рН среды почвы на пришкольном участке.
ЧастьI .Взятие почвенных образцов на участке и подготовка их к анализу.
Цель работы.
Провести работу на участке по отбору почвенных образцов.
Познакомиться с методикой отбора смешанных почвенных образцов.
Материалы и оборудование. Буры почвенные или железные лопаты, мешочки и этикетки для почвенных образцов, копия плана обследуемого участка с нанесенными маршрутными ходами, двухметровые вешки, шагомерка или рулетка. При отсутствии этих инструментов расстояние измеряют шагами .Для этой цели на ровном участке почвы проводят линию длиной 100м, затем промеряют её обычным шагом три или пять раз и вычисляют длину шага.
Запомните!!!
При выходе на участок каждый работает на своём элементарном участке. Отмерив на плане расстояние до ближайшей границы любого элементарного участка, определяют его границы на участке. После этого пользуясь вешками и промерами (рулеткой, шагомеркой или шагами), найдите границы всех участков и точки начала маршрутных ходов. Существует распространённый способ отбора смешанных почвенных образцов – метод «конверта». Суть его заключается в том, что из пяти точек элементарного участка берут пять индивидуальных образцов почвы. Точки эти должны быть расположены так, чтобы при мысленном соединении их прямыми линиями получился участок в виде конверта.
Для лучшей ориентации на участке и составления агрохимических картограмм отметьте на плане соответствующими знаками места, откуда взяты образцы. Смешанные образцы упаковывают в плотную бумагу, в полиэтиленовые мешки и приносят в лабораторию.
Часть II. Подготовка почвенных образцов к анализу.
Цель работы: Отработать с учащимися практические приёмы подготовки почвенных образцов к анализу.
Материалы и оборудование. Тара для хранения почвенных образцов (коробки, бумажные или полиэтиленовые пакетики), фарфоровая ступка с пестиком, почвенное сито диаметром отверстий 2 мм, почвенные образцы.
Запомните!!!
Принесенные с участка влажные почвенные образцы могут быть упакованы в картонные коробки, в полотняные мешочки, бумажные пакетики или другую тару. Если почва была упакована в мешочке или картонные коробки, то в них же пробы и сушат, периодически перемешивая их ложкой или шпателем. Почвы,





упакованные в бумагу, рассыпают тонким слоем на листы плотной бумаги или картона. Сушат почву в закрытом помещении.
Высушенные почвенные образцы можно сохранять в мешочках (хлопчатобумажных или полиэтиленовых), картонных коробках или бумажных пакетах.
Нельзя их держать в химической лаборатории, так как почва поглощает пары щелочей и кислот, которые находятся в воздухе лаборатории.
Часть III. Определение физических свойств почвы.
Цель работы:
Узнать о полевом агрохимическом обследовании почв.
Познакомиться с некоторыми физическими и химическими анализами.
Узнать о классификации почв.
Совершенствовать навыки работы в полевых условиях на примере определения физических свойств почвы (цвет, влажность, плотность, механический состав, структура, водопрочность структурных агрегатов).
Определение структуры почвы.
Используйте результаты лабораторной работы №3.
Определение окраски (цвета) почвы.
Используйте результаты лабораторной работы №3.
Определение плотности почвы.
Различают четыре степени плотности почвы в сухом состоянии: очень плотная – лопата или нож при сильном ударе входит в почву на глубину не более 1 см; плотная – лопата или нож при большом усилии входит на глубину 2-3 см, и почва с трудом разламывается руками; рыхлая – лопата или нож входит на глубину 3- 5 см. и нож легко погружается в почву, она без усилия рассыпается.
Часть IV. Определение рН почв с помощью индикаторной бумаги.
Ход анализа.
Приготовьте вытяжку из почвы. Для этого в фарфоровую чашку (или другую посуду) возьмите пробу почвы 2-3 см и к ней прилейте 5-8 мл 1н. раствора хлорида калия. Затем содержимое чашки тщательно перемешайте стеклянной палочкой и оставьте на 1-2 мин. После этого из коробки выньте одну индикаторную бумажку, возьмите ее руками за концы и быстро опустите содержимое чашки. Через 1-2 сек. Бумажку выньте и посмотрите, какую окраску приобретет на бумажке средняя, меняющее цвет полоска и с какой из (выше или ниже ее лежащих) полосок она совпадает по цвету. Так устанавливают, какому значению рН соответствует изменившая цвет средняя полоска. Например, на бумажке с интервалом рН 3,9 - 5,4 три полоски не изменяют цвет и соответствуют рН 3,9; 4,2; 4,6. В середине бумажки расположена полоска, которая меняет окраску в зависимости от рН исследуемого раствора, а выше находятся три полоски, не меняющие цвета при значениях рН 4,8; 5,1; 5,4. Если окраска середины бумажки не подходит ни к одной из шести полосок, то следует взять индикаторную бумажку из другой коробки и повторить опыт. Такое определение можно проводить непосредственно в поле (см. таблицу №4).
Часть V. Составление агрохимических картограмм. Картограмма кислотности почв.
Цель работы:
Познакомиться с понятием «агрохимическая картограмма».
Научиться объяснять различие между почвенной картой и агрохимической картограммой.
Изучить приёмы составления агрохимических картограмм на примере картограммы кислотности почв.
Материалы и оборудование. Копии планов обследуемого участка с нанесённой сеткой элементарных участков, линейка, угольник, простые и цветные карандаши, готовая агрохимическая картограмма кислотности почвы.
Запомните!!!
Картограммой называют почвенную карту или план землеустройства, на который нанесены условными цветами контуры почв, объединяющие площади земель, имеющие определённые значения агрохимических показателей (кислотности, содержания фосфора или калия).
Агрохимические картограммы являются документами при разработке рекомендаций по внесению в почву минеральных и органических удобрений.


Ход работы.
Если смешанные образцы для составления картограммы брали с охватом всей характеризуемой площади, то на экземпляр плана землепользования сеткой элементарных прямоугольных участков выписывают в середину каждого из них результаты анализов. Затем элементарные участки с данными, относящимися к одной группе, закрашивают соответствующим цветным карандашом или краской. После этого участки одного цвета объединяют в общие контуры.
Наблюдения показали, что при систематическом применении удобрений и известкования уже через 4 –5 лет существенно может измениться характеристика почв по содержанию подвижных питательных элементов и кислотности. Агрохимические картограммы наглядно отражают изменения плодородия под воздействием высокой культуры земледелия.

Подумайте и ответьте.
Как изменяется окраска комбинированного индикатора при изменении рН величины почвенной вытяжки?
При помощи какого прибора можно измерить кислотность раствора?
Что такое агрохимическая картограмма?
Как составляют агрохимические картограммы?
Для чего проводят известкование кислых почв?
Для чего необходимо составлять агрохимическую картограмму?

Лабораторная работа №7
Качественное определение химических элементов почвы.
Цель работы:
Углубить теоретические знания о химических элементах, находящихся в почве;
Закрепить знания об ускоренных методах определения веществ;
Углубить знания о методах аналитического анализа почв.
Материал: почва из леса, пришкольного участка и пшеничного поля.
Запомните!!!
Для питания растения имеют важное значение хорошо растворимые соединения почвы. Состав и количество именно этих наиболее подвижных в химическом отношении веществ определяют условия питания растений.
Однако, избыточные количества хорошо растворимых солей создают повышенную концентрацию ионов в почвенном растворе, А это снижает плодородие почвы. Наиболее вредными для растений солями являются карбонат натрия (Na2CO3), хлориды (NaCL, особенно MgCl2 и CaCl2) и сульфат натрия (Na2SO4), а карбонаты кальция (CaCO3), магния (MgCO3) и сульфат кальция (CaSO4) не приносят вреда.
Качественное определение содержания карбонат-иона.
Небольшое количество почвы поместить в фарфоровую чашку и прилейте пипеткой несколько капель 10-% соляной кислоты. Образующийся при реакции Оксид углерода (4) выделяется в виде пузырьков (почва «Шипит»). По интенсивности выделения их судят о более или менее значительном содержании карбонатов. Почву, вскипающую от 10-% соляной кислоты, относят к группе карбонатных почв. В дальнейшем анализ этой почвы проводят по методам, разработанным для карбонатных почв. Поэтому в районах распространения таких почв, определение карбонат-иона, является обязательным анализом и проводят его в поле.
Качественное определение состава водной вытяжки почвы.
В районах распространения засоленных почв и в почвогрунтах парников и теплиц очень важно знать состав солей, обусловливающих засоление почвы.
С этой целью анализируют водную вытяжку почвы.
Приготовление водной вытяжки почвы.
Пробу почвы тщательно разотрите в фарфоровой ступке. Возьмите 25г почвы, перенесите в колбу ёмкостью 200мл и прилейте 50мл дистиллированной воды. Содержимое колбы тщательно взболтайте и дайте отстояться в течение 5 – 10 минут, а затем после кратковременного взбалтывания отфильтруйте в колбу на 100 мл через плотный фильтр или при его отсутствии через двойной фильтр. При фильтровании старайтесь всю почву перенесите на фильтр. Первые мутные капли фильтрата отбросьте. Если при фильтровании водной вытяжки получится мутный фильтрат, повторите фильтрование через тот же фильтр с почвой. Получив прозрачный фильтрат, проведите качественное определение в нём основных катионов и анионов.

Качественное определение хлорид-иона.
Отлейте в пробирку 5 мл. фильтрата, добавьте в него несколько капель 10-%-ой азотной кислоты и по каплям прибавьте 0,1 н. раствор нитрата серебра. При наличии хлоридов нитрат серебра вступает в реакцию. Это можно изобразить уравнением
NaCl + AgNO3=AgCl + NaNO3
Хлорид серебра выпадает в виде белого хлопьевидного осадка, это указывает на присутствие хлоридов в количестве десятых долей процента и более. При содержании сотых и тысячник долей процента хлоридов осадка не выпадает, но раствор мутнеет.


Качественное определение сульфат-иона.
В пробирку налейте 5 мл фильтрата, добавьте несколько капель концентрированной соляной кислоты и 2-3 мл 20-%-го хлорида бария. При наличии сульфатов происходит реакция, и сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка: Na2SO4 + BaCl2= 2NaCl + BaSO4
Это свидетельствует о присутствии сульфатов в количестве нескольких десятых процента и более. Помутнение растворов также указывает на содержание сульфатов (сотые доли процента). Слабое помутнение, заметное лишь на черном фоне, бывает при незначительном содержании сульфатов (тысячные доли процента).
Данные анализа занесите в таблицу ( + - присутствие,а отсутствие-)


Название образца
карбонаты

В водной вытяжке



хлориды
сульфаты
карбонаты

Лесная почва
Почва с пшеничного поля
Почва с пришкольного участка
























Подумайте и ответьте.
Для чего необходимо знать химический состав почвы?
Чем грозят избыточные количества хорошо растворимых солей в почве?
Какие соединения являются самыми вредными для растений? А какие не приносят вреда?
В зависимости от содержания в почве химических элементов, на какие виды можно подразделить почвы?
Фасоль, огурцы, томаты плохо переносят хлорид-ионы. Какие калийные удобрения можно вносить под эти культуры, а какие не следует?

Лабораторная работа №8.
Процессы диссимиляции и ассимиляции.
Исследование воды.

Цель работы:
Научиться простым методам исследования природного материала – воды;
На примерах растений изучить процессы диссимиляции и ассимиляции;
Провести химический эксперимент по исследованию воды с использованием в домашних условиях;
Научиться самостоятельно, делать выводы о проделанной работе и её результатах;
Овладеть умениями прогнозирования результатов работы.
Внимание!!!
Нужно брать растения с разными размерами листьев и одновременно высчитать скорость испарения воды листьями. Земля должна быть влажной. Для исследования воды необходимо брать питьевую, талую, дистиллированную, озерную или речную пробы.
Оборудование: фильтровальная бумага, полиэтиленовый мешочек, стеклянная пластинка, пробирки, пробиркодержатель, спиртовка.
Реактивы: хлорид кобальта, 2% раствор дифениламина, Н2SO4 (конц), комнатный цветок, индикатор.

Ход работы.
Испарение воды листьями.
На одну из веток комнатного растения (пеларгонии) надевают полиэтиленовый мешочек, вложив в нее кусочек фильтровальной бумаги, заранее пропитанной раствором хлорида кобальта и просушенной до ярко – синего цвета. Мешочек завязывают. Для контроля в другой мешочек, кладут такой же кусочек бумаги и завязывают. Через 15 – 20 мин бумажка в мешочке с веткой розовеет, а контрольная остается синей. Порозовение бумажки доказывает испарение воды листьями растения, вследствие чего хлорид кобальта безводный превращается в кристаллогидрат.



Определение в зеленых листьях растений солей азотной и азотистой кислот.

Ход работы.
Кусочек зеленого листа растирают на стеклянной пластинке с тремя каплями 2% раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте (осторожно) появляется ярко – синее окрашивание, так как нитраты и нитриты (окислители) превращают дифениламин в соль синего цвета. Следовательно, в зеленом листе растений содержатся соли азотной и азотистой кислоты.
Исследование воды.
Оборудование: пробирки
Реактивы: вода дистиллированная, 0,5% раствор перманганата калия.
Опыт 1.
В стакан с исследуемой водой опустите красную и синюю лакмусовые бумажки. В чистой воде их окраска не изменяется. Если бумажка покраснеет – реакция среды кислая. Прокипятите такую воду в пробирке и вновь опустите синюю лакмусовую бумажку. Отсутствие покраснения, показывает на наличие в воде углекислого газа, а посинение красной бумажки, исчезающее после кипячения – на присутствие аммиака.
Опыт 2.
Взять две пробирки ,в одну налить 5 – 6 мл дистиллированной воды, в другую – исследуемую воду. В каждую пробирку добавить по капле 0,5% раствора перманганата калия. Исчезновение фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии органических веществ в исследуемой воде.
Подумайте и ответьте.
В чём существенное различие между двумя процессами – диссимиляцией и ассимиляцией?
По каким характерным признакам можно определить переизбыток нитратов в почве или растении?
Какая угроза живому организму от переизбытка нитратов в растениях и овощах?
Для чего необходим свет для растений?
Какие виды поглотительной способности почвы вы знаете? Для чего необходимо это знать?
Как в домашних условиях можно устранить избыток нитратов из корнеплодов картофеля, моркови, листьев салата, петрушки и других перед их употреблением в пищу?

Лабораторная работа №9.
Определение в почве недостатка питательных веществ по внешнему виду растений.
Цель работы:
Раскрыть значение отдельных элементов в жизни растений;
Узнать о поступлении питательных веществ в растение;
Научиться определять внешние признаки «голодания» растений;
Совершенствовать умения подготовки растительных образцов к анализу.

Оборудование: таблицы, где показаны признаки «голодания» растений.
Материал: растения, выращенные в разных условиях:
В тени; в сырой почве, в почве без полива, в почве с навозом, в почве с удобрениями.

Ход анализа.
Снабжение растения азотом.
Характерные признаки голодания:
Бледно-зеленые листья и даже до желто-зеленой окраски;
Пожелтение жилок растений;
Рост побегов ослабляется;
Маленькие размеры листьев;
При длительном остром недостатке окраска листьев переходит в оранжевый и красный цвет.
Снабжение растения калием.
Характерные признаки голодания:
Побурение краев листьев;
В редких случаях голубовато-зеленая окраска;
Отмирание кончиков и краев листьев ( краевой «ожог» листьев)
Развивается бурая пятнистость;
Края листьев закручиваются;
Наблюдается морщинистость;
Снабжение растения фосфором.
Характерные признаки голодания:

Короткие и тонкие побеги;
Окраска листьев темно-зеленая, голубоватая, тусклая;
Засыхающие листья имеют темный, почти черный цвет;
Снабжение растения магнием.
Характерная форма хлороза – у краев листа и между жилками зеленая окраска изменяется на желтую, красную, фиолетовую;
Между жилками появляются пятна различного цвета;
Кончики листьев и края загибаются;
Листья куполообразно выгибаются.
Снабжение растения кальцием.
Характерные признаки голодания:
Листья хлоротичные, искривленные, края закручиваются;
Края листьев неправильной формы;
Опаленность бурого цвета;
Корни ослизняются и загнивают.
Результаты занесите в таблицу.


Название растения


Условия произрастания

Снабжение элементами



азот
калий

фосфор

магний

кальций





Подумайте и ответьте.
Какие вещества необходимы растениям?
Из каких источников они получают эти вещества?
Каков механизм питания растений?
Благодаря каким процессам происходит в почве переход в усвояемую форму веществ, необходимых для питания?
Каким образом можно улучшить питание растений?




Практическая работа №1.
Определение минеральных удобрений.
Цель работы:
Научиться определять минеральные удобрения на основе качественных реакций на катионы и анионы;
Научиться готовить к анализу образцы минеральных удобрений;
Научиться составлять план распознавания удобрений;
Овладеть методом определения содержания питательных элементов в минеральных удобрениях;
Самостоятельно проводить химический эксперимент.
Совершенствовать умения работать со справочными таблицами;
Научиться самостоятельно, выбирать химические реактивы и экономно их использовать.
Оборудование: образцы минеральных удобрений в пронумерованных пакетиках, реактивы для их распознавания, растворы нитрата серебра, хлорида бария, гидроксида натрия, концентрированная серная кислота, медь (стружка), лакмусовая бумажка, дистиллированная вода, проволочка для определения пламени, пробирки, держалка







План работы.
При определении качественного состава минерального удобрения воспользуйтесь следующим логическим порядком действий:
Рассмотреть исследуемое вещество и описать его внешний вид (агрегатное состояние, цвет, запах, гигроскопичность);
Проверить растворимость удобрения в воде;
С помощью индикатора определяют среду водного раствора удобрения;
Некоторые удобрения определяют по поведению в пламени
( проба на пламя);
Проба с соляной кислотой;
Наметить наиболее рациональную последовательность выполнения химических операций при анализе удобрения;
Перечислить изменения, которые произошли с веществами в процессе эксперимента;
Составить уравнения наблюдаемых химических реакций;
Сделать обобщения и выводы на основе проведённых опытов.

Подумайте и ответьте.
Для какой цели удобрения гранулируют? Поясните примерами.
что такое гидропоника?
Приведите примеры микроудобрений.
Поясните, что такое нитрофоска, и к каким удобрениям она относится?

















Справочный материал для учащихся.
Таблица №1. Расчет содержания крахмала в клубнях картофеля по их плотности.


Плотность

Содержание
крахмала
( в %)

Плотность
Содержание
крахмала
(в %)

Плотность
Содержание
крахмала
( в %)


1,095
1,096
1,097
1,098
1,099
1,100
1,101
1,102
1,103
1,104
1,105
1,106
1,107
1,108


17,1
17,3
17,5
17,7
17,9
18,2
18,4
18,6
18,8
19,0
19,2
19,4
19,7
19,9

1,109
1,110
1,111
1,112
1,113
1,114
1,115
1,116
1,117
1,118
1,119
1,120
1,121
1,122


20,1
20,3
20,5
20,7
20,9
21,1
21,4
21,6
21,8
22,0
22,2
22,5
22,7
22,9

1,123
1,124
1,125
1,126
1,127
1,128
1,129
1,130
1,131
1,132
1,133
1,134
1,135
1,136

23,1
23,3
23,5
23,7
24,0
24,2
24,4
24,6
24,8
25,0
25,2
25,5
25,7
25,9



Таблица №2. Содержание каротина.
№ пробирки
Объем
Стандартного
раст-ра
K2Cr2O7
Объем воды
(в мл)
Каротина
(в мг %)
№ пробирки
Объем
Стандартного
раст-ра
K2Cr2O7
Объем воды
(в мл)
Каротина
(в мг %)

1
0,2
9,8
1,08
11
2,2
7,8
11,81

2
0,4
9,6
2,15
12
2,4
7,6
12,88

3
0,6
9,4
3,22
13
2,6
7,4
13,95

4
0,8
9,2
4,29
14
2,8
7,2
15,02

5
1,0
9,0
5,37
15
3,0
7,0
16,10

6
1,2
8,8
6,44
16
3,2
6,8
17,.17

7
1,4
8,6
7,52
17
3,4
6,6
18,25

8
1,6
8,4
8,58
18
3,6
6,4
19,32

9
1,8
8,2
9,65
19
3,8
6,2
20,39

10
2,0
8,0
10,73
20
4,0
6,0
21,47


Растения
Интервал pH, благоприятный для роста
Растения
Интервал pH, благоприятный для роста
Растения
Интервал pH, благоприятный для роста

Люцерна
7,2 - 8,0
салат
6,0-7,0
конопля
6,7-7,4

сахарн. свекла
7,0 - 7,5
капуста
7,0-7,4
хлопчатник
6,5-7,3

озимая пшеница
6,3-7,5
морковь
5,6-7,0
огурцы
6,4-7,5

яровая пшеница
6,0-7,3
помидоры
5,0-8,0
тимофеевка
4,5-7,6

кукуруза
6,0-7,5
лен
5,5-6,5
ячмень
6,0-7,5

чайный куст
4,0-6,0
картофель
4,5-6,3
просо
5,5-7,5

горох
6,0-7,0
соя
6,5-7,5
рожь
5,0-7,7

кормовые бобы
6,0-7,0
люпин
4,6-6,0
овес
5,0-7,5

фасоль
6,4-7,1
брюква
4,8-5,5
гречиха
4,7-7,5

клевер
6,0-7,0
лук
6,4-7,5
редис
5,0-7,3

подсолнечник
6,0-6,8





Таблица 3. Отношение различных растений к реакции почвы.

Таблица 4. Зависимость кислотности почв от величины pH
Значение pH
Степень кислотности почв

ниже 4,5
4,5 - 5,0
5,1 - 5,5
5,5 - 6,0
более 6,0 - 7,0
7,0 - 8,0
сильнокислые
среднекислые
слабокислые
близкие к нейтральным
нейтральные
щелочные







Содержание
Вместо предисловия..3
Лабораторная работа № 1.1.
Определение содержания крахмала в клубнях картофеля по плотности4
Лабораторная работа №1.2.
Определение содержания каротина в моркови5-6
Лабораторная работа № 1.3.
Определение в хлебе крахмала. Качественная реакция на крахмал и каротин..6-7
Лабораторная работа №2.
Качественный анализ минеральных удобрений.7-10
Лабораторная работа №3.
Определение физических свойств почвы.10-14
Лабораторная работа №4.
Кислотность почвы и методы ее определения.14-16
Лабораторная работа 5-6.
Изучение рН среды почвы на пришкольном участке..16-20
Лабораторная работа №7
Качественное определение химических элементов почвы.20-23
Лабораторная работа №8.
Процессы диссимиляции и ассимиляции.
Исследование воды23-25
Лабораторная работа №9.
Определение в почве недостатка питательных веществ по внешнему виду растений25-27
Практическая работа №1.
Определение минеральных удобрений.27-28
Справочный материал для учащихся29-30

Используемая литература.
А.А.Сударкина, И.И.Евсеева, А.Н.Орлова Химия в сельском хозяйстве.- М.: Просвещение, 1982г.
Р.Н.Князева Обучение химии в условиях сельской школы.- М.: Просвещение, 1983г.
А.Н.Орлова, А.А.Сударкина, И.И.Евсеева Изучение факультативного курса «Химия в сельском хозяйстве».-
М.: Просвещение, 1981 г.









13PAGE 15


13PAGE 141015



ВНИМАНИЕ!!!
Работу обязательно проводить в хорошо проветриваемом помещении или в вытяжном шкафу.

ЗАПОМНИТЕ!!!
Замену бензина лучше не производить. Спирт брать только 96 %.

Внимание!!!
При рассмотрении этой темы можно воспользоваться следующим планом.

Внимание!
Запрещается сушить образцы в местах, освещаемых солнечными лучами.

Вспомните!!!
Правила техники безопасности при работе с концентрированными кислотами и некоторыми реактивами ( соли, щелочи).



лабораторный практикум" Химия в сельском хозяйстве"Заголовок 1Заголовок 2Заголовок 3Заголовок 415