Практико-ориентированное задание исследовательского характера, направленное на формирование и развитие естественнонаучной грамотности
учебно-методический материал по химии (9 класс)

Фрагмент урока химии по теме «Жёсткость воды и

 способы её устранения».  9 класс.

«Практико-ориентированное задание исследовательского характера, направленное на формирование и развитие

 естественнонаучной грамотности

   Учитель дает задание учащимся :

  – определить величину жесткости воды в зависимости от объёма

 её    пробы и количества капель раствора титранта.

Учащиеся для выполнения задания

  составляют план:

    1.Сформулировать цель - доказать наличие общей жёсткости воды.

    2. Задача - установить жёсткости воды  в зависимости от объёма анализируемой пробы и количества капель титранта

    3.   Анализировать источник информации « Жесткость воды.» 

                4.  Изучить методику определения «Общей жёсткости  воды»   титрометрическим методом с помощью тест-комплекта ЗАО «Кристмас +»

     и  осуществить опыты.

             5. Оформить результаты эксперимента в таблицы

            6. Сформулировать выводы.

                                 « Жесткость воды.»

   В природе вода, прежде чем попасть в колодец или естественный водоем, просачивается сквозь почву и насыщается в ней растворимыми и малорастворимыми солями-минералами. Природные воды содержат сульфаты и гидрокарбонаты металлов кальция и магния. К солям жесткости относят соли стронция, цинка.

   В поверхностных и грунтовых природных водах присутствуют исключительно кальций и магний. Величина жесткости воды может изменяться в широких пределах в зависимости от типа пород и почв, слагающих бассейн водосбора, а также от сезона года, погодных условий.

   Суммарная жесткость воды, т. е. общее содержание растворимых солей кальция и магния, получила название «общей жесткости».

   Концентрация солей жесткости, или жесткость воды,

 измеряется – количеством ммоль/л.

        При жесткости до 4 ммоль/л вода считается мягкой;

        от 4 до 8 ммоль/л – средней жесткости; от 8 до 12 ммоль/л – жесткая;

           более 12 ммоль/л – очень жесткая.

        Допустимая величина общей жесткости для питьевой воды составляет       не более 7 ммоль/л.

   Для хозяйственно - бытовых нужд требуется мягкая вода или вода с очень незначительной жесткостью, т. к. при кипячении жесткая вода образует накипь, в ней плохо развариваются продукты.

   Жесткая вода вызывает образование камней в почках, печени, желчном пузыре, нарушает кальциевый баланс в организме, что приводит к заболеваниям костей, крови. Жесткость воды – одно из важнейших свойств, имеющее большое значение при водопользовании.

   Если в воде находятся ионы металлов, образующие с мылом нерастворимые (стеараты кальция) соли жирных кислот, то в такой воде затрудняется образование пены при стирке белья и мытье рук, в результате возникает ощущение жесткости.

Различают: - временную, или карбонатную, жесткость, обусловленную присутствием в воде гидрокарбонатов. Они устраняются кипячением

   В природных условиях эта реакция обратима, однако, при выходе на поверхность подземных (грунтовых) вод, обладающих значительной, временной жесткостью, равновесие сдвигается в сторону образования CO2, который удаляется в атмосферу;

        - постоянную или некарбонатную, жесткость, обусловленную присутствием в воде всех прочих солей магния и кальция. Она устраняется добавлением соды, фосфатов натрия.

   Метод определения общей жесткости применяется с помощью тест-комплекта «Общая жесткость»  как сумма массовой концентрации катионов кальция и магния. Он основан на реакции солей кальция и магния с реактивом (раствором титранта) – трилоном Б (двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты)

Методика определения «Общей жёсткости воды».

        Оборудование:

• Мерная склянка -3 штуки
• Пипетка – капельница – 3 штуки

              Часы

Реактивы:

• Анализируемая вода
• Раствор титранта

                                       Технология проведения опыта:

1. Три мерные склянки ополосните несколько раз анализируемой водой. В склянку налейте до метки анализируемую воду (2,5; 5,0 или 10,0 мл);

2. Добавляйте пипеткой – капельницей к пробе раствор титранта по каплям.

3. Добавляйте раствор титранта постепенно, непрерывно перемешивая содержимое пробирки встряхиванием, до изменения цвета раствора (от розового до сиренево-синего).  После добавления очередной капли наблюдайте за окраской раствора не менее 10-20 сек.;

4. Определите величину общей жесткости воды в зависимости от объема пробы и количества капель раствора титранта.

1 капля титранта соответствует:

      – при объеме пробы    2,5 мл. – 2,0 ммоль/л.;

      – при объеме пробы    5,0 мл. – 1,0 ммоль/л.;

      – при объеме пробы   10,0 мл – 0,5 ммоль/л .

При необходимости повторите определение.

После проведения анализа склянки для титрования и пипетку промойте чистой водой, склянку с раствором титранта герметично закройте .

                                             Результаты эксперимента

                               учащиеся  по группам  заносят  в таблицы.

                  Группа № 1            Таблица 1.

                                                   Группа № 2        Таблица 2

                                                     Группа № 3                             Таблица 3

                                                          Выводы

                       На основании результатов данного исследования:

- определена общая жёсткость анализируемой воды – средняя жёсткость,

в сравнении с допустимой величиной общей жесткости для питьевой воды составляет  не более 7 ммоль/л.

- по методике определения «Общей жесткости» доказана зависимость жёсткости воды от объёма пробы воды и количества капель титранта.

- данный  метод определения «Общей жесткости»  имеет практическое применение в домашнем водопользовании питьевой воды.