Zvyšování kvality výuky v přírodních a technických oblastech CZ.1.07/1.1.28/02.0055
Půdy – vlastnosti II. (laboratorní práce)
Označení: EU-Inovace-Př-9-39 Předmět: přírodopis Cílová skupina: 9. třída Autor: Mgr. Miroslav Jílek Časová dotace: 1 vyučovací hodina Forma: práce ve dvojicích Anotace: Tuto laboratorní práci je vhodné zařadit jako doplňující pří probírání učiva o vlastnostech půd.
Cíl: zopakovat, procvičit a prověřit získané znalosti o vlastnostech půd, zjišťovat propustnost různých druhů půd pro vodu, reakcí půdy s kyselinou chlorovodíkovou přibližně určit obsah uhličitanů v půdě a pomocí pH senzoru Vernier zjistit kyselost půdy. Motivace: Vyučující využije k rozhovoru znalostí žáků o vzniku půd a jejich vlastnostech z předcházející laboratorní práce. Teorie: Propustnost půdy pro vodu - je jednou z důležitých vlastností určujících kvalitu půdy. Je ovlivněna velikostí půdních částic a zejména jílů vodu zadržovat. Půdní reakce - je základní chemickou vlastností půd. Označuje se také jako kyselost půd. Závisí na výskytu volných iontů vodíku v půdním roztoku. Značí se symbolem pH a číslem od 0 do 14. Čím je koncentrace vodíkových iontů vyšší, tím je půda kyselejší a pH nižší. Kyselost půdy závisí především na typu a chemickém složení matečné horniny, na které se půda vyvinula. Požadavky kulturních rostlin na půdní reakci jsou různé. Některé snáší nižší hodnotu pH. Většině rostlin se ale daří pouze tehdy, je-li pH půdy kolem neutrální hodnoty. Kyselé půdy se musí neutralizovat vápněním. Obsah uhličitanů v půdě - hlavním zástupcem uhličitanů v půdě je uhličitan vápenatý a uhličitan hořečnatý. Jejich přítomnost lze dokázat reakcí půdního vzorku s 10% HCl nebo 8% octem. Hodnotí se množství uvolněného oxidu uhličitého, které je přímo úměrné obsahu uhličitanů ve vzorku.
Úkol č. 1: Propustnost půdy pro vodu Pomůcky: 3 odměrné válce o objemu 500 ml, voda v kádince, 3 suché vzorky půd rozdílné zrnitosti (např. půda jílovitá, písčitá a kompostová), stopky Postup: 1. Žáci vezmou 3 odměrné válce o objemu 500 ml a naplní je do výšky asi 5 cm od horního okraje jednotlivými vzorky půd. 2. Pomocí kádinky nalijí na vzorky půd ve válcích vodu. Její hladinu udržují asi 2 cm nad zeminou. 3. Stopkami měří dobu, kdy dojde k prosáknutí vody až na dno odměrných válců. 4. Žáci vyvodí závěr, která půda je nejvíce propustná pro vodu.
Úkol č. 2: Důkaz obsahu uhličitanů v půdě Pomůcky: 3 Petriho misky, 3 suché vzorky půd, lžička, pipeta, 10% HCl Postup: 1. Žáci si připraví 3 Petriho misky. Na každou Petriho misku dají jeden vzorek suché půdy. 2. Pomocí pipety nakapou na vzorky půd několik kapek 10% HCl a pozorují probíhající reakci. Žáci pozorují nepřetržitě slabší nebo silnější šumění, uniká oxid uhličitý. S využitím srovnávací tabulky orientačně určí množství uhličitanů v půdě. 3. Na závěr rozhodnou, která půda obsahovala nejvíce uhličitanů a proběhlou reakci vyjádří chemickou rovnicí. obsah uhličitanů v půdě reakce s HCl pod 1%
žádné šumění
1 – 2%
slabé šumění
3 - 4%
silné krátce trvající šumění
přes 5%
silné dlouho trvající šumění
Úkol č. 3: Zjištění půdní reakce - stanovení pH půdy pomocí pH senzoru Vernier Pomůcky: 3 vzorky půd, destilovaná voda, počítač, rozhraní Vernier Go!Link, pH senzor Vernier PH-BTA, 3 kádinky, odměrný válec, lžička, skleněná tyčinka, digitální nebo rovnoramenné váhy se závažím Postup: 1. Žáci naváží 3 vzorky půd po 20 g. Každý vzorek půdy dají do jedné kádinky. 2. Pomocí odměrného válce odměří 50 ml destilované vody a přilijí ji do každé z kádinek s půdním vzorkem. Takto připravené suspenze promíchají skleněnou tyčinkou a nechají stát. 3. Po usazení půdních částeček žáci zjistí pH jednotlivých vzorků půdy z půdního výluhu pomocí pH senzoru Vernier PH-BTA. 4. Na počítači žáci spustí program Logger Lite. pH senzor zapojí pomocí rozhraní Go! Link do USB portu počítače. V programu Logger Lite vidí okamžitou hodnotu kyselosti půdního výluhu. Pro lepší názornost si okno zvětší na celou obrazovku. Tak mohou
měření sledovat všichni žáci. 5. Žáci ponoří do kádinky s půdním výluhem čidlo kyselosti. Po ustálení si hodnotu kyselosti vzorku půdy zapíší do tabulky v pracovním listu. 6. Stejně změří pH ostatních vzorků půdy. S využitím srovnávací tabulky určí půdní reakci jednotlivých vzorků půdy. 7. Před každým měřením žáci opláchnou čidlo v čisté vodě. Rovněž po skončení měření žáci opláchnou čidlo čistou vodou a uloží ho do skladovacího roztoku.
pH
půdní reakce
do 4
velmi silně kyselá půda
4,1 - 4,5
silně kyselá půda
4,6 - 5,2
kyselá půda
5,3 - 6,4
slabě kyselá půda
6,5 - 7,5
neutrální půda
nad 7,6
alkalická půda
Závěrečné zhodnocení:
Pracovní list: Půdy – vlastnosti II.
Jméno žáka: Třída: Datum:
Úkol č. 1: Propustnost půdy pro vodu Pomůcky: 3 odměrné válce o objemu 500 ml, voda v kádince, 3 suché vzorky půd rozdílné zrnitosti (např. půda jílovitá, písčitá a kompostová), stopky Postup: 1. Nachystejte 3 odměrné válce o objemu 500 ml a naplňte je do výšky asi 5 cm od horního okraje jednotlivými vzorky půd. 2. Pomocí kádinky nalijte na vzorky půd ve válcích vodu. Její hladinu udržujte asi 2 cm nad půdou. 3. Stopkami měřte dobu, kdy dojde k prosáknutí vody až na dno odměrných válců. 4. Rozhodněte, která půda je nejvíce propustná pro vodu.
Vypracování: vzorek půdy půda č. 1
písčitá
č. 2
jílovitá
č. 3
kompostová
čas prosáknutí vody ke dnu válce (s)
Závěr: Voda prosakuje různými druhy půd různou rychlostí. Čím je půda hrubozrnnější, tím propouští vodu …................... .
Úkol č. 2: Důkaz obsahu uhličitanů v půdě Pomůcky: 3 Petriho misky, 3 suché vzorky půd, lžička, pipeta, 10% HCl Postup: 1. Připravte si 3 Petriho misky. Na každou Petriho misku dejte jeden vzorek suché půdy. 2. Pomocí pipety nakapejte na vzorky půd několik kapek 10% HCl a pozorujte probíhající reakci. S využitím srovnávací tabulky orientačně určete množství uhličitanů v půdě. 3. Na závěr rozhodněte, která půda obsahovala nejvíce uhličitanů, a proběhlou reakci vyjádřete chemickou rovnicí.
obsah uhličitanů v půdě reakce s HCl pod 1%
žádné šumění
1 – 2%
slabé šumění
3 - 4%
silné krátce trvající šumění
přes 5%
silné dlouho trvající šumění
Vypracování: vzorek půdy
č. 1
č. 2
č. 3
půda z …................ reakce s HCl množství uhličitanů Chemická rovnice proběhlé chemické reakce: …........................................................................................................................................
Závěr: Reakcí půdy s kyselinou chlorovodíkovou docházelo k úniku oxidu …......................., což se projevovalo slabším či silnějším ….......................... .
Nejvíce uhličitanů obsahovala půda …....................... . Při nedostatku uhličitanů v půdě je šumění slabé nebo vůbec nenastane. V tomto případě je třeba půdu …..................... . Úkol č. 3: Zjištění půdní reakce - stanovení pH půdy pomocí pH senzoru Vernier Pomůcky: 3 vzorky půd, destilovaná voda, počítač, rozhraní Vernier Go!Link, pH senzor Vernier PH-BTA, 3 kádinky, odměrný válec, lžička, skleněná tyčinka, digitální nebo rovnoramenné váhy se závažím Postup: 1. Navažte 3 vzorky půd po 20 g. Každý vzorek půdy dejte do jedné kádinky. 2. Pomocí odměrného válce odměřte 50 ml destilované vody a přilejte ji do každé z kádinek s půdním vzorkem. Takto připravené suspenze promíchejte skleněnou tyčinkou a nechte stát. 3. Po usazení půdních částeček zjistěte pH jednotlivých vzorků půdy z půdního výluhu pomocí pH senzoru Vernier PH-BTA. 4. Na počítači spusťte program Logger Lite. pH senzor zapojte pomocí rozhraní Go! Link do USB portu počítače. V programu Logger Lite vidíte okamžitou hodnotu kyselosti půdního výluhu. Pro lepší názornost si okno zvětšete na celou obrazovku. 5. Ponořte do kádinky s půdním výluhem čidlo kyselosti. Po ustálení si hodnotu kyselosti vzorku půdy zapište do tabulky v pracovním listu. 6. Stejně změřte pH ostatních vzorků půdy. S využitím srovnávací tabulky určete půdní reakci jednotlivých vzorků půdy. 7. Před každým měřením opláchněte čidlo v čisté vodě. Rovněž po skončení měření opláchněte čidlo čistou vodou a uložte ho do skladovacího roztoku.
pH
půdní reakce
do 4
velmi silně kyselá půda
4,1 - 4,5
silně kyselá půda
4,6 - 5,2
kyselá půda
5,3 - 6,4
slabě kyselá půda
6,5 - 7,5
neutrální půda
nad 7,6
alkalická půda
Vypracování: vzorek půdy
č. 1
č. 2
č. 3
půda z …...... hodnota pH půdní reakce
Závěr: Kyselé půdy se neutralizují …................................... .
Použité zdroje: ČERNÍK, V. - MARTINEC, Z. - VÍTEK, J. Přírodopis 4:Mineralogie a geologie se základy ekologie. Praha: SPN, 2004. 87 s. ISBN 80-7235-261-X ZAPLETAL, J. - JANOŠKA, M. - BIČÍKOVÁ, L. - TOMANČÁKOVÁ, M. Přírodopis 9. Olomouc: Prodos, 2000. 96 s. ISBN 80-7230-069-5 VALIŠ, J. a kol. Přírodopis 8. Praha: SPN, 1983. 157 s. BAER, H. Biologické pokusy ve škole. Praha: SPN, 1960. 241 s. DYTRTOVÁ, J. a kol. Praktické činnosti: Pěstitelství. Praha: Fortuna, 1997. 111 s. ISBN 80-7168-448-1
