Kyselé deště, rozpouštění CO2 ve vodě vzorová úloha (ZŠ)
Jméno ………………………………… Třída …………………………………..
Datum ………………………………..
1 Teoretický úvod Cílem úlohy je zjistit hodnotu pH teplé a studené vody vlivem rozpouštění CO 2 ve vodě. Podobný děj probíhá v přírodě, jde o děj tzv. kyselých dešťů. Hodnota pH je relativním poměrem mezi koncentrací vodíkových kationtů H + a hydroxidových iontů OH-. Voda s pH 7 má stejnou koncentraci obou těchto typů iontů a je považována za neutrální roztok. Pokud je roztok kyselý, koncentrace iontů H+ je vyšší než koncentrace iontů OH-. V zásaditém roztoku převažuje koncentrace iontů OH- nad koncentrací iontů H+. Na pH stupnici od 0 do 14 je 0 nejkyselejší a 14 nejzásaditější. Škála je logaritmická což znamená, že změna pH o jednu jednotku znamená desetinásobnou změnu koncentrace iontů H+. Vlivem rozpouštění některých oxidů (CO2, SO2, NOx) ve vodě, dochází k jejímu okyselení. Tedy voda reaguje s příslušným oxidem za vzniku kyseliny. Například:
V přírodě se s tímto jevem setkáváme při okyselování dešťových kapek či vody v mracích, působením například oxidů dusíku, které vznikají při spalování, dále oxidu uhličitého, či oxidu siřičitého. Tyto oxidy se do ovzduší dostávají působením lidské činnosti, především spalováním plynu při vytápění, dalším zdrojem je automobilová doprava, ale také přírodními procesy jako je sopečná činnost. Pokud je hodnota pH deště nižší než 5,6, jedná se o takzvaný „kyselý déšť“. Za normálních okolností se hodnota pH srážek pohybuje v hodnotách Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030
Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech
5,6 – 6,5. V místech, kde padají velmi kyselé srážky je hodnota pH 4,0. V České republice se pohybuje hodnota pH srážek kolem 4,4 až 4,6. Zajímavostí je, že mlha dosahuje nižší hodnoty pH než kapky deště, a to až k hodnotě 2,0. Kyselé deště jsou nebezpečné z několika hledisek. Jednak působí přímo na organismy, pro které jsou jedem. (zelené rostliny, lesy) Nepřímo působí na organismy ve vodě či půdě, protože okyselováním mění značně podmínky pro jejich život, a organismy velmi často odumírají. V neposlední řadě kyselý déšť způsobuje korozi materiálů, poškozuje stavební konstrukce, sochy, atd.
2 Zadání 1. Změřte vliv rozpouštění plynu CO2 na kyselost studené vody. 2. Vytvořte graf závislosti pH na čase pro studenou vodu. 3. Odpovězte na otázky dle toho, co jste během experimentu pozorovali.
3 Postup práce 1. Do kádinky nalijeme studenou vodu z vodovodu. Zkusme nalít vodu tak, aby nestříkala ven, a aby bylo ponořeno čidlo kyselosti, které do ní pak budeme vkládat. 2. Zapněme si měřící systém ISES na počítači a připojme k němu modul zvaný pH metr. 3. Vložme pH metr do kádinky s vodou a rovněž tam vložme brčko. 4. Nechejme kádinku asi 2 minuty stát, aby se ustálila teplota mezi vodou a okolím a ať z vody vyprchá přebytečný oxid uhličitý, popřípadě se v ní rozpustí. 5. Po ustálení teploty začneme foukat pomocí brčka do roztoku a každých 20 s během následujících 3 minut zaznamenáváme hodnoty pH do tabulky.
Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030
Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech
4 Záznam výsledků a) Tabulka naměřených hodnot Tabulka 1: Naměřené hodnoty pH v časových intervalech; zdroj: autor
Čas (s)
pH studené vody
Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030
Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech
b) Graf závislosti naměřeného pH studené vody na čase. pH
Čas (s)
Graf 1: Naměřené pH studené a teplé vody na čase; zdroj: autor
5 Závěr ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................
Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030
Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech
6 Kontrolní otázky 1. Hodnota pH studené vody po 3 minutách bublání se
zvýšila/ snížila o…………,
koncentrace vodíkových iontů se změnila/nezměnila? 2. Čím se liší bublání do teplé a studené vody? 3. Doplň větu: Oxid uhličitý se rozpouští ve vodě za vzniku…………………………………………….. Rovnice reakce je následující: ……………………………………………………………………………………..
7 Použité literatura BÍLEK, MArtin. Chemické experimenty se systémem ISES. Hradec Králové, 1995. MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 3., přeprac. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005. 240 s. ISBN 80-7182-055-51. ŠLÉGL, Jiří, František KISLINGER a Jana LANÍKOVÁ. Ekologie a ochrana životního prostředí: pro gymnázia. Vyd. 1. Praha: Fortuna, 2002, 157 s. ISBN 80-716-8828-2.
Projekt CZ.1.07/1.1.16/01.0030
Motivace žáků ZŠ a SŠ pro vzdělávání v technických oborech
