Důkaz uhličitanu ve vodním kameni
Metodický list pro učitele Časový harmonogram a) doba na přípravu - 10 minut b) doba na provedení - 10 minut
Pomůcky a) chemikálie - ocet b) potřeby - varná konvice zanesená vodním (kotelním) kamenem - kádinka c) přístroje - rozhraní Vernier GO!Link - CO2 Gas Sensor – čidlo měření oxidu uhličitého - počítač s programem Logger Lite - počítač s programem ProScope - BT-HR2 ProScope HR2 – digitální mikroskop Informace o nebezpečnosti použitých chemikálií
Přípravné kroky -
nechat zanést varnou konvici vodním (kotelním) kamenem odměřit 200 ml octa
1
Interaktivní výukový materiál související s pokusem -
viz prezentace - Uhličitan vápenatý - prezentace.pptx
Použitá literatura: KARGER, I. a kol. Chemie I pro 8. ročník základní školy a nižší ročníky víceletých gymnázií. Olomouc: Prodos, 1999. ISBN 80-7230-027-3. BENEŠ, P. a kol. Základy chemie 1 pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. 1. vydání. Praha: Fortuna, 1993. ISBN 80-7168-043-5. LOS, P. a kol. Nebojte se chemie 1. díl - chemie pro základní a občanskou školu. 1. vydání. Praha: Scientia, 1994. ISBN 80-85827-69-7.
Metodika pokusu Cílem této úlohy je dokázat, že vodní kámen je tvořen uhličitany, které dokážeme působením slabé kyseliny octové (octem), kdy bude unikat oxid uhličitý. Měření oxidu uhličitého provedeme v počítači v programu Logger Lite za pomoci CO2 Gas Sensor - čidla měření oxidu uhličitého. Výstupy RVP: porovná vlastnosti a použití vybraných prakticky významných oxidů, kyselin, hydroxidů a solí a posoudí vliv významných zástupců těchto látek na životní prostředí Cílová skupina: žák ZŠ - 8. ročník Náročnost: nízká Klíčová slova: vodní (kotelní) kámen, oxid uhličitý, uhličitan vápenatý Poučení o bezpečnosti práce ke konkrétnímu pokusu Aktivitu lze provádět buď demonstračním způsobem v hodině chemie, nebo ji mohou žáci provádět samostatně – vedlejším efektem je pak upevňování měřících a praktických dovedností. 2
Pracovní postup: -
-
připojíme USB senzor spustíme program ProScope a do USB portu počítače připojíme základní jednotku digitálního mikroskopu. Dojde k jeho automatickému rozpoznání. mikroskop přiložíme k vodnímu kameni před začátkem chemické reakce na obrazovce se začnou vykreslovat krystaly vodního kamene – krystaly uhličitanu vápenatého pozorování mikroskopem ukončíme spustíme program Logger Lite a do USB portu počítače připojíme redukci a CO2 Gas Sensor dojde k automatickému rozpoznání senzoru a objeví se připravený prázdný graf v kádince odměříme 200 ml octa ocet vlijeme do varné konvice zanesené vodním kamenem přiložíme čidlo měření CO2 a spustíme měření tlačítkem (zelená šipka) na grafu se začne vykreslovat hodnota unikajícího CO2 naměřené hodnoty (počáteční a nejvyšší naměřenou) zaznamenáme do tabulky
Závěr: Přítomnost hydrogensolí ve vodě má vliv na tvrdost vody. Přechodná tvrdost vody je způsobena hydrogenuhličitanem hořečnatým a hydrogenuhličitanem vápenatým. Tyto látky lze odstranit povařením, přičemž vzniknou nerozpustné uhličitany. Přechodná tvrdost vody způsobuje, že ve varných nádobách vzniká tzv. vodní (kotelní) kámen – převážně uhličitan vápenatý a uhličitan hořečnatý. Důkaz uhličitanů provedeme reakcí octa (což je 8% roztok kyseliny octové) s uhličitany. Vzniknou rozpustné soli a oxid uhličitý. Oxid uhličitý dokážeme čidlem měření oxidu uhličitého.
3
Ukázka naměřených hodnot:
Graf měření oxidu uhličitého
Tabulka měření: naměřená hodnota oxidu uhličitého (v %) - na začátku měření - nejvyšší naměřená hodnota
0,30 9,15
4
Pedagogicko-podpůrné činnosti Lze zdůraznit mezipředmětové vztahy a přesah do vzdělávacích předmětů: Přírodopis -
geologie – horniny a nerosty
Kontrolní materiál pro zpětnou vazbu
Otázky pro zpětnou vazbu: 1. 2. 3. 4. 5.
Jaké jsou chemické způsoby odstranění vodního kamene? Čím je převážně tvořen vodní kámen? Jak se provádí důkaz uhličitanu? Napište vzorec uhličitanu vápenatého. Zapište chemickou rovnici reakce uhličitanu vápenatého a kyseliny chlorovodíkové (vznikne chlorid vápenatý + oxid uhličitý + voda)
Řešení: 1. 2. 3. 4. 5.
kyselinou chlorovodíkovou, kyselinou citronovou, kyselinou octovou, octem uhličitanem vápenatým kyselinou chlorovodíkovou nebo octovou, unikají bublinky oxidu uhličitého CaCO3 CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + CO2 + H2O
5
Fotodokumentace
Digitální mikroskop
CO2 Gas Sensor – čidlo měření oxidu uhličitého 6
Rozhraní Vernier GO!Link
Měření oxidu uhličitého
7
Protokol o provedeném pokusu -
číslo protokolu Ch 21/8 ověření provedeno a zapsáno v třídní knize 8. třídy dne 18. 6. 2014
Autoři pokusu: Ing. Marie Smičková, Mgr. Jitka Slavíčková Autor prezentace: Ing. Marie Smičková
Uvedený pokus je reálný v podmínkách ZŠ.
8
