Исследование воды озера Мулдаккуль. Галиакберова И. И. Урок исследование

Исследование воды озера Мулдаккуль.
Галиакберова И. И.
учитель химии
и экологии
Гимназия им. Т. Кусимова с. Аскарово Абзелиловского района

Вода!
Ты сама жизньты самое большое богатство в мире.
Антуан де Сент-Экзюпери

Цели:
1) Обобщить знание о воде, как самом распространенном веществе на Земле.
2) Расширить представления о ее свойствах, роли в природе и жизни человека.
3) Способствовать пониманию необходимости бережно относится к водным ресурсам.
4) Развивать умения самостоятельно работать с дополнительной литературой.
5) Закрепить умения при выполнении опытов и составлении уравнений химических реакций.
Задачи:
1) Экологическое образование и воспитание
2) Формирование личности с целостным восприятием мира, с высоким уровнем экологической культуры.
3) Стремление к практической деятельности по изучению и сохранению природного окружения.
Проблематика:
Изучение родного края.
Исследование воды села Аскарово и Абзелиловского района.
Место: с. Аскарово Абзелиловский район Республика Башкортостан.
Методы и приемы;
Урок – исследование.
Оборудование и реактивы;
Стакан с водой из озера Мулдаккуль, пробирки, спиртовка, спички, графитовый стержень, растворы нитрата бария, нитрата серебра, ортофосфата натрия, прибор для прверки электрической проводимости растворов.
Ход урока.
Вводное слово учителя химии.
О роли воды в природе ярко и точно сказал академик И. В. Петрянов-Соколов: «Разве водаэто только жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, ( это вода».
«Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это только вода».
Тучи, облака, туман, несущие влагу всему живому на земной поверхности,( это ведь тоже вода.
Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снежные покровы, застилающие почти половину планеты, ( и это вода.
«В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности только вода».
Прекрасно, невоспроизводимо многообразие красок солнечного заката, его золотых и багряных переливов; торжественны и нежны краски небосвода при восходе солнца. Это обычная и всегда необыкновенная симфония цвета обязана рассеиванию и поглощению солнечного спектра водяными парами в атмосфере.
Это великий художник вода Безгранично многообразие жизни. Оно всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды.
До сих пор перед учеными стоят вопросы:
- Почему, существуя несколько миллионов лет, состав воды остается постоянным?
- почему при охлаждении вода расширяется?
- Почему создает в проростках давление 400 атмосфер?
- Почему по стволам деревьев поднимается вверх, минуя земное притяжение?
- Почему существует в трех агрегатных состояниях?
- Является уникальным растворителем?
- Имеет большое поверхностное натяжение?
- Мягкий, но точит камни?
На дом были даны вопросы, на которые надо было найти ответ, пользуясь дополнительной литературой.
План.
Нахождение в природе.
Кем и когда был доказан состав воды.
Физические свойства воды.
Теплоемкость.
Агрегатные состояния воды.
Вода – растворитель. Вода – в жизни растений.
Вода в жизни животных.
Вода в жизни человека.
Круговорот воды в природе.
Град образуется из капель воды, а снежинки – из кристаллов льда. Почему снег – белый, а море – синее?
«Серебряная вода»
Пресная вода.
Загрязнение воды.
1.Нахождение в природе.
Посмотрим на глобус. Наша планета названа Землей по явному недоразумению: на сушу приходится ј ее площади, а все остальное вода! Правильно было бы назвать планету Вода!
Ясно, что вода является самым распространенным веществом. На Земле не существует соединения минерала, горной породы, живого тела, которое ее не содержало бы.
2. Кем, когда и при помощи каких методов был доказан качественный и количественный состав молекулы воды?
«Лавуазье доверено,
Чтоб было все проверено,
С Лапласом выполнял эксперимент.
Все проанализировал,
Он воду синтезировал
И доказал: она не элемент».
И доказательство того, что водане элемент, а также для подтверждения состава воды А.Лавузье и химик Ж.Менье осуществили знаменитые опыты по разложению воды.
«Работы продолжение
Он видит в разложении
Воды в стволе, нагретом докрасна.
И это путь единственный
Для утвержденья истины:
На газы разлагается она».
Из сказанного ясно, что основе изучения качественного и количественного состава вещества лежат два метода: синтез и анализ. Давайте вспомним их сущность.

взрыв
Н2 + О2(( Н2О (пар) (синтез),
Н2О (( Н2( + О2( (анализ).
3. Назовите физические свойства воды
Вода при нормальных условияхжидкость без запаха, бесцветна, не имеет вкуса, не ядовита; кипит при температуре 1000 С и замерзает при 00 С. При температуре 40 С плотность воды равна 1г/см3. При охлаждении плотность воды увеличивается, пока температура не достигнет 40С, затем плотность уменьшается. В связи с этим в больших водоемах вода, имеющая температуру 40 С, как самая тяжелая, опускается на дно, а более холоднаянаходится ближе к поверхности. И хотя зимой поверхность водоема скована льдом, на дне температура всегда равна 40С. Это свойство воды позволяет рыбе зимовать в замерших водоемах, прудах и озерах. Лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, т. К. его кристаллическая решетка содержит пустоты, и очень всплывает на ее поверхность, что очень важно для обитателей водоемов, особенно зимой.
4. Теплоемкость.
Вода обладает исключительно большой теплоемкостью, поэтому она медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.
Земля давно остыла и превратилась в безжизненный камень, если бы не вода, которая поглощает и возвращает очень много тепла, тем самым «выравнивает» климат. А от космического холода предохраняют те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере в облаках и в виде паров. Один поэт написал так о капле дождя: «Она жила и по стеклу текла.
Но вдруг ее морозом оковало,
И неподвижной льдинкой капля стала,
И в мире поубавилось тепла».
Какая ошибка здесь допущена?
Поэт забыл закон сохранения и превращения энергии. Убавилась внутренняя энергия капли воды. При отвердевании капля воды отдает теплоту «в мир».
5. Говорят, что водаоборотень. Почему ее так называют? Благодаря чему вода на нашей планеты находится в трех агрегатных состояниях?
Существовании воды на Земле в трех агрегатных состоянияхгазообразном, жидком и твердомобязано одному важному счастливому обстоятельству: вращению Земли вокруг Солнца на среднем расстоянии 149,6 млн км. Если бы путь от Земли до Солнца составлял менее 134 млн км, то вся вода океанов, морей и рек испарилась бы. Увеличение расстояния между Землей и Солнцем более чем на 166 млн км привело бы к исчезновению жидкой воды на нашей планете она полностью превратилась бы в лед, вода может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. В газообразном состоянии вода находится в атмосфере, в жидком и твердом в гидросфере.
6. Вода – растворитель. Вода – в жизни растений.
Вода хороший растворитель. В воде растворяются минеральные соли почвы. В поисках воды и минеральных солей корни проникают в толщу земли, порой на большую глубину. Например, корень верблюжьей колючки уходит на глубину до 15 м, достигая грунтовых вод. Рекорды проникновения в глубь земли принадлежат корням вяза 110 м и инжира 120 м.
«А меж растениями царствует война.
Деревья, травы вверх растут задорно,
А корни их в земле, неся свой труд,
За почву и за влагу спор ведут».
Я напомню о стебле. Ведь именно он является трубопроводом, по которому проходят органические и минеральные вещества. Также стебель берет на себя роль «кладовой», наполненной «на черный день» самым ценным для растения, без чего невозможна жизнь, ( влагой.
Вода необходима для прорастания семян, а для папоротника вода является ограничивающим фактором. Без нее происходит оплодотворения.
Существуют растения, для которых вода среда обитания. У самого берега растут влаголюбивые растения осока, лютик; в водоеме на небольшой глубине камыш, тростник. Их корни и нижние части стеблей погружены в воду, а верхняя возвышается над водой. На большой глубине произрастают кувшинка белая, кувшинка желтая; на поверхности небольшое растение ряска. В водоемах много разнообразных водорослей. Морские водоросли океанов иногда называют «легкими» планеты, т.к. они выделяют до 80 проц. Кислорода.
7. Какое значение вода имеет в жизни животных?
Вода имеет большое значение и в жизни животных. Основные процессы жизнедеятельности животных, как и растений, тесно связаны с водой. Кровь, слюна, желудочный сок содержат воду. Вода, испаряясь, способствует охлаждению тела. Поскольку на испарение воды расходуется много тепла, то молекулы, достигшие «скорости убегания» и переходящие из воды в воздух, уносят с собой большое количество тепловой энергии. Многие живые организмы используют это свойство для охлаждения тела. Тепловая одышка собак может служить примером охлаждения путем испарения. Закон диалектики: единство живой и неживой природы.
Вода является средой обитания и для животных.
Хорошим примером могут служить рыбы, которые имеют плавники, обтекаемую форму тела, слизь, но, самое главное, благодаря органам дыхания жабрам осуществляется газообмен.
Щука выполняет роль «санитара», т.к. в первую очередь уничтожает больных и слабых рыб. Речной рак живет на дне водоемов только с чистой водой и является своеобразным индикатором ее загрязненности индикатором ее загрязненности. Моллюски, процеживая воду через свое тело, очищают ее; их называют животными-фильтрами.
Цапли, аисты имеют длинные тонкие ноги, шею и клюв. Эти особенности строения дают им возможность добывать корм, сохраняя тело от намокания. Наряду с этим у них есть особый пух, который превращается в порошок, покрывающий перья. Порошок и жироподобное вещество копчиковой железы, которым птицы смазывают перья, делает их тела не смачиваемыми водой. Серая утка, утка-кряква и другие утки имеют форму тела плоскодонной лодки, короткие ноги с плавательными перепонками, широкий клюв. По краям клюва расположены поперечные роговые пластинки, образующие цедильный аппарат. Смазанное выделениями копчиковой железы их плотное оперение не смачивается водой.
8. Вода в жизни человека.
Жизнь человека тесно связана с водой и зависит от нее. Тело человека содержит много воды, она составляет более половины его массы 65 процентов. Вода входит в состав крови, пищеварительных соков, слез и других жидкостей. Вода обязательный компонент каждой живой клетки. Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности человека:
( осуществляет транспортировку питательных веществ и кислорода,
( выводит продукты распада,
( участвует в дыхании и терморегуляции, т.е. поддерживает температуру тела.
Она является основной средой и растворителем. Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в свой организм воды примерно в два раза больше, чем питательных веществ. Пот
·еря человеком воды на 12-15 процентов приводит к нарушению обмена веществ, а потеря ее до 25 процентов к гибели.
В организмах происходит процесс обновления воды. В кактусах, например, полностью вода обновляется в течение 28 лет, у человека одного месяца, у черепахи одного года, у верблюда трех месяцев. Без воды человек может прожить три дня, в то время как без пищи 30-50 дней.
Вывод: вода входит в состав клеток и организмов; является хорошим растворителем; в водном растворе проходят жизненно важные химические процессы; вода участвует в процессах жизнедеятельности организмов дыхании, обмене веществ; является средой обитания для многих организмов. В зависимости от климата суточная потребность человека в воде составляет 2,5-6 л. Если суточная потребность в воде человека принять равную 2,5 л, а продолжительность жизни70 лет, то количество поглощенной воды составляет - 60 тыс. л. Население земного шара каждые сутки потребляет 7 млрд м 3 воды. Вода – это единственное богатство нашей планеты, которое не имеет заменителей. Для своих нужд человек использует только пресные поверхностные и подземные воды, которые требуют предварительной очистки.
Все это еще раз подтверждает закон единства живой и неживой природы.
9. Круговорот воды в природе.
Вода является не только важным веществом в жизни живых организмов, но и важным компонентом природы, т.к. без круговорота воды жизнь невозможна.
Учащиеся рассказывают о круговороте воды в природе (рис.5.). Так совершается вечный круговорот воды в природе. При этом она переходит из одного состояния в другое, перемещается по земному шару из одних районов в другие. Главная силаэто солнечное тепло и сила тяжести. Под влиянием тепла вода испаряется, а при недостатке тепла вода конденсируется из пара. Круговорот воды является связывающим звеном в природе.

10. Град образуется из капель воды, а снежинкииз кристаллов льда. Почему снег белый, а море синее?
Слой снежинок преломляет солнечный луч и отражает все его семь цветов, поэтому снег белый. Море синее, потому что толща воды поглощает шесть цветов солнечного луча, а преломляет и отражает один синий.
В зависимости от климата суточная потребность человека в воде составляет 2,5-6 л. Если суточная потребность в воде человека принять равную 2,5 л, а продолжительность жизни70 лет, то количество поглощенной воды составляет - 60 тыс. л.
Население земного шара каждые сутки потребляет 7 млрд м 3 воды. Вода – это единственное богатство нашей планеты, которое не имеет заменителей. Для своих нужд человек использует только пресные поверхностные и подземные воды, которые требуют предварительной очистки.
11. Серебряная вода. Вода, которая хранится в серебряных сосудах, называется серебряной и имеет лечебные свойства, это было известно с древнейших времен.
В древней Индии накаленные серебряные стержни погружали в воду, и потом ее использовали для обмывания ран. Позже в церемониях, когда крестили детей, применяли «святую воду». В нее до крещения опускали серебряный крест и выдержали некоторое время. Немного «ионов» серебра переходило в воду. В такой воде погибали микроорганизмы
12. Пресная вода. На долю пресной воды приходится только 3%. Большая часть пресной воды (85%) находится на полюсах Земли в виде ледников и айсбергов. В ХV1 в. Елизавета 1, королева Англии, объявила премию за изобретение дешевого способа опреснения морской воды. Премия пока еще никому не вручена. В настоящее время для получения из морской воды 1 км3 требуется 7 млн т условного топлива или 2,8 т ядерного горючего.
13. Загрязнение воды.
Большое количество пресной воды используют в промышленности и сельском хозяйстве. В результате чистой, пресной воды становится все меньше. Послушаем сообщение о роли промышленности в загрязнении гидросферы. Недостаток чистой воды ощущается уже сейчас во многих странах. Однако это не потому, что запасы воды истощаются. Над водой нависла угроза загрязнения. Заводы, фабрики, электростанции потребляют и одновременно загрязняют ее различными продуктами отходов. Со сточными водами предприятий в реки и озера попадают разные ядовитые вещества. В такой воде гибнет все живое: рыба раки растения. Загнивающие воды отравляют воздух, становятся источниками тяжелых заболеваний. Река «болеет», ее воды не могут быть использованы человеком.
Воду надо беречь! Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы.
С целью экономии чистой воды использованную воду очищают для повторного употребления.
Воды Абзелиловского района.
Географическая часть представлена правобережными притоками р. Урал - Большой и Малый Кизил, Янгелька. На территории района берет начало крупный приток реки Урал - Сакмара. Питание рек преимущественно снеговое. Снеговые воды составляют 60-80% речного стока, дождевые – 2-12%, подземные – 13-38%. Большая часть его (65-75%) приходится на апрель – июнь и особенно на половодье (апрель – май), на июль – ноябрь падает всего 10-28%, а на декабрь – март, т.е. на зимнюю межень – 5-8% стока. Вскрытие рек обычно наблюдается в первый и второй декадах апреля. Ледостав устанавливается во второй – третьей декадах ноября.
Самая большая река в районе – Большой Кизил. Она начинается на восточном склоне хребта Уралтау. Длинна реки 186 км, площадь бассейна 1936 кв.км.
Река Малый Кизил берет начало с восточного склона хребта Уралтау. длинна ее 109 км, площадь бассейна 1204 кв.км.
Обе реки впадают в реку Урал. Эти реки не удовлетворяют потребность района в орошении, так как многие ручьи в летний период пересыхают, поэтому целесообразно на базе этих рек построить водохранилища, только в этом случае можно использовать их воды для орошения.
В настоящее время очень заметно скрывается отрицательное воздействие человека на водные ресурсы района. С развитием сельского хозяйства и промышленности (г. Магнитогорск использует для питья воды р. М. Кизил и Янгелька) непрерывно увеличивается забор вод на орошение и водоснабжение. Общее водопотребление на эти цели уже достигло 2,4 куб.км из общего речного объема в 35 куб.км в год. Цифра, казалось бы, небольшая – около 7% годового стока рек Башкортостана. Однако забор вод сопровождается их одновременным загрязнением и сбором в реки неочищенных вод.
В результате нерациональной хозяйственной деятельности человека наблюдается
Единственное направление в решении проблемы охраны вод – это бережное отношение к окружающей среде, переход на замкнутую систему водоснабжения, сокращение вплоть до полного прекращения сбора неочищенных вод.
ОЗЕРА. На территории района 22 озера, общей площадью 6 786 га. Цепь озер вытянулась в восточной части района в мередиальном направлении.
Возникновение современных озер в районе самым тесным образом связано с историей речной сети восточного склона Южного Урала. Если история речной сети охватывает мезозойскую и кайнозойскую эры, по истории современных озер (Маузды, Улянды, Суртанды) укладывается в рамки четвертичного периода, наиболее точно, начиная со среднего плиоцена (10-13 млн. лет назад).
В районе известно несколько минеральных источников и минерализованных озер. Среди них практическое значение имеет озеро Мулдаккуль (площадь – 2,5 кв.км.).
Озеро Мулдаккуль расположено в предгорной степи между рекой Уралом и хребтом Крыктытау в 4 км к востоку от д. Михайловка. Еще в 1771 году известный путешественник И.П. Фальк установил, что « вода в этом озере весьма соленая и никакая рыба в нем не водится». Иловые грызи, залегающие на дне, имеют высокие целебные свойства, и используется для лечебных целей в санатории Яктыкуль.

Исследовательская часть.

Сегодня мы на уроке исследуем воду озера Мулдаккуль
Определение состава сложный и длительный процесс, поэтому для исследования предлагаем учащимся образец воды, содержащий только важнейшие ионы: Na+, SO2-4, Mg2+, Cl.

Проводит учитель на демонстрационном столе.
Хлорид натрия вместе с другими солями содержится в морской воде, соленой даже на вкус. Так как соли электролиты, значит, вода озера Мулдаккуль раствор электролита.
Проверим это на опыте.
Опускаем электроды в стакан с водой из озера Мулдаккуль и включаем прибор в электрическую сеть: лампочка загорается ярким светом. Эксперимент доказал, что вода проводит электрический ток, значит, в ней содержатся ионы.

Остальные опыты ученики проделывают сами.
2 опыт. Определение ионов Na+.
Так как все соли натрия растворимы, обнаружить их в лабораторных условиях можно только по цвету пламени. На графитовом стержне вносим каплю исходного раствора в пламя. Отмечаем появление желтой окраски пламени.
3 опыт. Определение ионов SO42-
Используем реактив, содержащий катионы бария, например нитрат бария. Приливаем раствор нитрата бария в стакан с исследуемым образцом. Сначала наблюдается лишь помутнение раствора, но с течением времени формируется белый мелкодисперсный осадок. Фильтруем полученную смесь. Пока происходит фильтрация, составляем сокращенное ионное уравнение осуществленной реакции.
В о п р о с . Каких ионов теперь нет в фильтрате? (Сульфат-ионов.)
4 опыт. Определение ионов Мg2+.
Необходим реактив, содержащий ортофосфат-ионы РО3-4 ( ортофосфат натрия. Приливаем раствор ортофосфата натрия в полученный фильтрат. Наблюдаем помутнение, образование полупрозрачной взвеси. Через некоторое время формируется белый осадок. Фильтруем полученную смесь. Пока происходит фильтрация, учащиеся составляют сокращенное ионное уравнение этой реакции.
В о п р о с . Каких ионов теперь нет в фильтрате? (Катионов магния.)
5 опыт. Определение ионов Сl-.
Реактив на хлорид-ионы катионы серебра. В фильтрат приливаем раствор нитрата серебра, палочкой взбалтываем полученный осадок для усиления зрительного эффекта. Признак реакции выпадение белого творожистого осадка. Учащиеся записывают сокращенное ионное уравнение осуществленной реакции
Выводы:
Таким образом, вода озера Мулдаккуль – соленая.
Интересный закон природы мы смогли потвердить сегодня на урокепостоянство соотношения концентраций важнейших ионов во всех соленых озерах, морях и океанах, независимо от их солености:
с(Na+): c(Cl-): c(Mg2+): = const.

Домашнее задание
Написать уравнения реакций в тетради.
Итог урока.
Учитель. «Вода! Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни; ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чувствами Ты самое большое богатство на свете » - писал Антуан де Сент- Экзюпери.
Литература.
Гааг Н.А. Как привить интерес к уроку химии. Химия в школе, 1991, № 3;
Минлена Э.М. Создание эмоционального настроя учащихся на уроках. Химия в школе, 1989, № 6;
Шарипова Д.Д. Совершенствование гигиенических знаний школьников. Химия в школе, 1989, № 5;
Золотникова Э.Г. Урок окончен – занятия продолжаются. М, - Просвещение,
1992;
Исламов И.Л. География Абзелиловского района. Уфа, - БИРО 2000.
Умнова М.В., Лобода Л. В. Самое необыкновенное вещество в мире Химия в школе №4 2003.

15