Obsah Úvod: ....................................................................................................................................................... 2

1. Voda ..................................................................................................................................................... 3

Úkol č. 1 ............................................................................................................................................... 4

Měření pH vody z různých zdrojů ........................................................................................................ 4

Úkol č. 2 ............................................................................................................................................... 6

Odkyselování vody aerací (provzdušňováním) .................................................................................... 6

Úkol č. 3 ............................................................................................................................................. 10

Měření rozpuštěného kyslíku ve vodě z různých zdrojů ................................................................... 10

Úkol č. 4 ............................................................................................................................................. 14

Vodní rostlina jako producent kyslíku ............................................................................................... 14

Úkol č. 5 ............................................................................................................................................. 17

Měření vodního zákalu ...................................................................................................................... 17

2. Vzduch ............................................................................................................................................... 19

Kyselé deště ....................................................................................................................................... 19

Úkol č. 6 ............................................................................................................................................. 21

Kyselé deště – oxid uhličitý ............................................................................................................... 21

Úkol č. 7 ............................................................................................................................................. 23

Kyselé deště – oxid siřičitý ................................................................................................................. 23

Kyselé deště – oxid dusičitý ............................................................................................................... 25

Úkol č. 9 ............................................................................................................................................. 27

Skleníkový efekt ................................................................................................................................. 27

Úkol č. 10 ........................................................................................................................................... 31

Polétavý prach na jehlicích borovice černé ....................................................................................... 31

3. Půda ................................................................................................................................................... 33

Úkol č. 11 ........................................................................................................................................... 33

Kyselost půd ...................................................................................................................................... 33

Úkol č. 12 ........................................................................................................................................... 36

Život v půdě ....................................................................................................................................... 36

4. Potraviny............................................................................................................................................ 39

Úkol č. 13 ........................................................................................................................................... 39

Výroba domácí zmrzliny .................................................................................................................... 39

Úkol č. 14 ........................................................................................................................................... 43

1

Kyselost nápojů ................................................................................................................................. 43

Úkol č. 15 ........................................................................................................................................... 46

Přepalování tuků ............................................................................................................................... 46

Úkol č. 16 ........................................................................................................................................... 48

Je sladké ovoce ve skutečnosti kyselé? ............................................................................................. 48

5. Domácnost......................................................................................................................................... 49

Úkol č. 17 ........................................................................................................................................... 49

Měření teploty plamene .................................................................................................................... 49

Úkol č. 18 ........................................................................................................................................... 51

Světelnost .......................................................................................................................................... 51

Úkol č. 19 ........................................................................................................................................... 52

Chemické světlo ................................................................................................................................ 52

Úkol č. 20 ........................................................................................................................................... 54

Úspora energie při svícení ................................................................................................................. 54

Zdroje: ................................................................................................................................................... 56

Literatura ........................................................................................................................................... 56

Internetové stránky: .......................................................................................................................... 56

2

Úvod:

Vážení kolegové,

Text, který dostáváte do rukou vám, může pomoci v začátcích práce s měřicím systémem

EdLab. V následujících dvaceti kapitolách najdete podklady k vyučovacím hodinám chemie,

které můžete dle vlastního uvážení využít. Základním mottem úloh je rychlost a názornost.

Pokusy, které jistě znáte ze své praxe, jsou připraveny tak, aby mohl vyučující co

nejefektivnějším způsobem využít systém EdLab. Úlohy jsou koncipovány prioritně jako

demonstrační. Autor předpokládá, že čtenář ovládá základy laboratorní techniky a proto jsou

úlohy popisovány velmi stručně tak, aby si je vyučující případně upravil podle možností

konkrétní školy. Příprava pokusů, které by měly v rámci hodiny žákům přiblížit danou

problematiku a také je vhodně motivovat k zájmu o chemii, by měla trvat pouze několik

minut a některé můžete realizovat takřka on-line. Spolu s teoretickým úvodem a následujícími

úkoly by měla jedna úloha časově obsáhnout přibližně jednu vyučovací hodinu. Vhodné je

připojení měřicího systému k dataprojektoru pro lepší vizualizaci prováděných experimentů.

Kontrolní otázky a úkoly jsou doplňkem, který můžete v závislosti na průběhu vyučovací

hodiny využít. Jde pouze o základní úlohy, které můžete se svými měřícími soupravami

realizovat a vítány jsou jakékoliv úpravy předkládaných pokusů a příprava nových neotřelých

postupů k využití měřicího systému a příslušných čidel. Pokusy jsou popisovány pouze

v rámci využití systému EdLab a na vyučujícím je, zda je doplní činnostmi, které využívá

standardně v rámci demonstračních pokusů či laboratorních cvičení (např. důkaz kyslíku

doutnající špejlí apod.)

Hodně úspěchů a také zábavy přeje autor.

3

1. Voda

Teoretický úvod:

Stav hydrosféry představuje jednu z nejvýraznějších součástí přírodního prostředí. Odráží

totiž aktuální stav zatížení prostředí všemi běžnými lidskými aktivitami, především však

odpady ze sídel, zemědělské a průmyslové činnosti. Pro vyjádření míry zátěže povrchových

vod používáme hodnocení stavu a vývoje kvality sledované vody na základě různých

parametrů a hledisek. Ty se vyvíjejí a mění zejména podle potřeb a účelu hodnocení.,

Kvalitou vody obecně rozumíme ohodnocení souboru jejích vlastností z hlediska její

vhodnosti pro různé druhy využití, z hlediska míry toxicity vody pro organismy či obecně ve

vztahu k přírodnímu prostředí. Bereme přitom v úvahu její rozdílné vlastnosti fyzikální,

chemické či biologické. Na základě kvantifikace těchto jednotlivých vlastností vody hovoříme

o kvalitě vody a o míře její zátěže.

4

Úkol č. 1

Měření pH vody z různých zdrojů

Teoretický úvod: U vodárenských toků nesmí překročit pH pásmo hodnot 6-8, u ostatních toků potom 6-9.

Hodnota pH je také významný ukazatel jakosti pitné vody. Přípustné rozmezí je 6,5 - 9,5.

Nižší pH má voda agresivní, která rozrušuje materiály potrubí a může pak obsahovat více

toxických kovů, při vyšším pH je významně snížena účinnost desinfekce vody. Přímé

zdravotní účinky na kůži a sliznice se projevují až při extrémních výkyvech pH pod 4, nebo

nad 11.

Pomůcky:

Čidlo kyselosti, kádinky (zavařovačky)

Chemikálie:

Postup práce:

Pomocí čidla kyselosti postupně zjistíme pH vzorků vody ze svého okolí. Po každém měření

je vhodné opláchnout čidlo v destilované vodě. Po změření příslušného vzorku zvolíme

„pauzu“ a měření spustíme zase až po vložení čidla do vzorku následujícího. Všechny

výsledky tak budeme mít v jednom grafu.

Poznámky k realizaci:

V rámci pokusu byly použity tyto vzorky (odebrány RNDr. Miroslavem Turjapem z GČT)

Jako srovnávací vzorek - voda pitná Ostrava – Poruba

1. Tekoucí voda, potok Sadový, střed obce Svibice

2. Tekoucí voda, říčka Ropičanka, Český Těšín, cca 100 m od přítoku do Olše

3. Stojatá voda, rybník Český Těšín, cca 100 m od Olše

4. Tekoucí voda, řeka Olše, Český Těšín

5. Malá nádrž – neprůtočná, Český Těšín, park vedle stadionu Frýdecká

5

Obrázky a grafy:

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Prohlédni si graf s výsledky měření a urči, zda zjištěná pH odpovídají přípustným

hodnotám v teoretickém úvodu

2. Najdi na internetu pojem acidifikace vody a vysvětli. Je to jev pozitivní nebo

negativní?

3. Splaškové odpadní vody obvykle reagují

a. Kysele

b. Zásaditě

c. Neutrálně

4. Odpadní vody z domácností, hygienických zařízení, objektů společného stravování,

ubytování apod. se nazývají ……… a jejich pH je …… než 7.

5. Sycené minerální vody mají obvykle reakci

a. Kyselou

b. Zásaditou

c. Neutrální

Pitná

voda

1

2

3

4

5

6

Úkol č. 2

Odkyselování vody aerací (provzdušňováním)

Teoretický úvod

Kyselost přírodních vod způsobuje především rozpuštěný oxid uhličitý (kyselina uhličitá).

Odstranění této kyselosti lze dosáhnout aerací, kdy dochází k postupnému vypuzování

(stripování) plynného oxidu uhličitého z vody. Rovnováha mezi oxidem uhličitým a kyselinou

uhličitou (CO2 + H2O → H2CO3 ) se posunuje zprava do leva, až zůstane jen tzv.

rovnovážné množství oxidu uhličitého, úměrné koncentraci hydrogenuhličitanových iontů

(HCO3-) ve vodě. Odkyselování vody je časovým dějem a jeho rychlost závisí vedle složení

vody na intenzitě aerace.

Pomůcky:

čidlo kyselosti , aerátor, kádinka (libovolná vhodná nádoba)

Chemikálie:

voda (perlivá, jemně perlivá, neperlivá minerálka)

Postup práce:

Asi do poloviny kádinky postupně naléváme vzorky vody. U každého vzorku změříme pH

vody a následně spustíme aerátor (cca na 5 minut). Pozorujeme změny pH, ke kterým dochází

odstraňováním oxidu uhličitého.

Poznámky k realizaci:

Ke změnám pH dochází po spuštění aerátoru takřka okamžitě, dobu měření volte

dle aktuální časové situace

7

Obrázky a grafy:

Perlivá voda

8

jemně perlivá voda

neperlivá minerálka

9

aerace

Kontrolní otázky a úkoly:

1. K odstranění zapáchajících látek z vody (amoniak sirovodík apod.) se používá tzv.

praní vody vzduchem neboli ….. .

2. Ve které části čistírny odpadních vod probíhá intenzivní aerace?

a. Usazovací nádrž

b. Aktivační nádrž

c. česle

3. Aerací se pH vody

a. zvyšuje

b. snižuje

c. nemění

4. S rostoucí koncentrací organických látek, které jsou ve vodě vlivem znečištění se

účinnost aerace:

a. zvyšuje

b. snižuje

c. nemění

5. Má nějaký význam provzdušňování vody na růst sinic ve vodních nádržích?

10

Úkol č. 3

Měření rozpuštěného kyslíku ve vodě z různých zdrojů

Teoretický úvod:

Jedním ze zdrojů kyslíku rozpuštěného v přírodních vodách je atmosférický vzduch.

V důsledku spotřeby kyslíku vodními živočichy, organismy a některými chemickými

pochody, je množství rozpuštěného kyslíku proměnlivé. Plynný kyslík z ovzduší se rozpouští

ve vodě v závislosti na teplotě vody, na barometrickém tlaku, velikosti styčné plochy

s ovzduším, pohybu povrchových vrstev vody, turbulenci a salinitě (slanosti).

Zdroj: PITTER, P. a kol. Hydrochemické tabulky. Praha: SNTL, 1987. 319 s.

V akváriu je optimální obsah kyslíku, při kterém se rybám a rostlinám daří nejlépe, se

pohybuje mezi 5 až 7 mg O2/l vody. (http://www.akvarijni.estranky.cz/clanky/jak-spravne-

pecovat-o-vodu.html)

pomůcky:

kádinka , čidlo kyslíku ve vodě, teplotní čidlo,

chemikálie:

voda z různých zdrojů

11

Postup práce:

Do kádinek postupně nalejeme několik vzorků vody a necháme je stát, aby měly přibližně

stejnou teplotu. Následně měříme ve vzorcích pomocí čidla kyslíku ve vodě obsah

rozpuštěného kyslíku ve vodě v mg.l-1

.

Poznámky k realizaci:

V našem konkrétním měření měly vzorky teplotu cca 22oC.Prvním vzorkem byla voda

z akvária, které bylo zarostlé velkým množstvím vodních rostlin. Druhým vzorkem

byla voda ze školního akvária a jako referenční vzorek byla použita pitná voda

z vodovodu Gymnázia Český Těšín.

Senzor nenamáčejte úplně, jeho rukojeť není vodotěsná.

Obrázky a grafy:

Akvárium zarostlé rostlinami

12

Školní akvárium

akvárium s rostlinami

školní akvárium

13

pitná voda z vodovodu

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Zhodnoť výsledky naměřené v obou akváriích a porovnej je s optimálním množstvím

kyslíku.

2. Najdi a vysvětli, jaké problémy způsobuje v akváriu nedostatek a případný nadbytek

rozpuštěného kyslíku.

3. Zjisti, zda rozpustnost kyslíku ve vodě klesá nebo roste s rostoucí teplotou.

4. Zjisti, zda mají vyšší obsah rozpuštěného kyslíku vody podzemní či povrchové.

Akvárium s rostlinami

školní akvárium

14

Úkol č. 4

Vodní rostlina jako producent kyslíku

Teoretický úvod:

Dalším zdrojem kyslíku rozpuštěného v přírodních vodách je fotosyntetická činnost vodních

rostlin, které část kyslíku spotřebují při vlastním dýchání. Množství uvolněného kyslíku

závisí na druhu rostlin, řas či sinic, délce a intenzitě osvětlení, dostupnosti živin k rozvoji

fototrofů apod.

Ponořené vodní rostliny začínají produkovat kyslík při mnohem nižších intenzitách

světelného - fotosynteticky účinného - záření, než je obvyklé u suchozemských rostlin. Při

velmi nízkých intenzitách osvětlení převažuje dýchání (respirace) rostliny (příjem kyslíku,

výdej oxidu uhličitého) nad fotosyntézou (příjem oxidu uhličitého, výdej kyslíku), rostlina

tedy navenek spotřebovává kyslík a vylučuje oxid uhličitý. Postupným zvyšováním intenzity

záření se zvyšuje i intenzita fotosyntézy a dosahuje úrovně, při které je vyrovnána spotřeba

kyslíku dýcháním a produkce kyslíku fotosyntézou. Navenek je tedy produkce kyslíku i oxidu

uhličitého nulová, stejně jako jejich spotřeba. Úroveň osvětlení, při které nastane tento stav, je

nazývána světelný kompenzační bod.

Zvyšování intenzity osvětlení dále podporuje intenzitu fotosyntézy, navenek rostlina

produkuje kyslík a spotřebovává oxid uhličitý. Vysoké přírůstky světelného záření však již

nevyvolávají odpovídající zvýšení intenzity fotosyntézy a postupně se snižuje účinnost využití

světla rostlinou. Nakonec dochází ke stavu nasycení, kdy rostlina již na zvyšování množství

světla prakticky nereaguje a intenzita fotosyntézy (měřena produkcí kyslíku) dosahuje

maximální hodnoty. Při této hodnotě rostlina pracuje ve stavu svého fyziologického maxima,

které již není možno překročit.

pomůcky:

Čidlo rozpuštěného kyslíku, teplotní čidlo, zavařovací sklenice, vodní

rostl ina , lampa, skleněná trubička (brčko), chemická lžička

chemikálie:

pitná voda, jedlá soda

Postup práce:

Do zavařovací sklenice nalejeme vodu a vložíme do ní vodní rostlinu. Připojíme čidlo

rozpuštěného kyslíku a teplotní čidlo, která vložíme do vody. Následně zapneme lampu,

kterou nasměrujeme na sklenici. Začneme měřit a v průběhu měření pomocí skleněné trubičky

vydechujeme do vody vzduch. Po prvním měření nasypeme do vody lžičku jedlé sody a opět

měříme.

Poznámky k realizaci:

Postup můžeme realizovat jako dva nezávislé pokusy

15

Obrázky a grafy:

fotosyntéza

přidání sody

Vydechování CO2

16

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Proč jsme vydechovali vzduch do vody nebo přidávali jedlou sodu?

2. Jaké látky potřebuje vodní rostlina k produkci kyslíku?

3. Zapiš celkovou rovnici průběhu fotosyntézy

4. Proč mohou zelené rostliny fotosyntetizovat?

17

Úkol č. 5

Měření vodního zákalu

Teoretický úvod

Zákal, tedy sníženou průhlednost vody, způsobují jemně rozptýlené částice různého složení a

původu, např. nerozpustné sloučeniny železa a manganu, jílové minerály, bakterie, plankton,

rozptýlené organické látky (tuky, ropné látky, škrob). Čirost vody patří mezi základní jakostní

ukazatele pitné vody.

Mezní hodnota zákalu pro pitnou vodu činí 5 jednotek NTU (Nephelometric Turbidity

Units). Její překročení může mít nepřímý zdravotní význam (zhoršená účinnost desinfekce

vody chlórem, přítomnost látek umožňujících růst a množení bakterií) a zhoršuje vzhledové a

chuťové vlastnosti vody.

pomůcky:

zákaloměr

chemikálie:

voda z různých zdrojů

Postup práce:

V zákaloměru změříme zákal jednotlivých vzorků a porovnáme.

Poznámky k realizaci:

Dodržujte přesně návod k použití zákaloměru, předejdete nepřesnostem v měření

Obrázky a grafy:

zákaloměr

18

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Porovnej požadavky na jakost podzemní vody a vody z vodovodu. Pro který typ pitné

vody jsou tyto požadavky přísnější a proč?

2. Započítávají se do pitného režimu všechny nápoje, které jsme vypili?

3. Uveď alespoň dva nápoje, které se nezapočítávají do pitného režimu.

19

2. Vzduch

Teoretický úvod:

Vzduch obsahuje 21 objemových % kyslíku, 78 % dusíku a 1 % jiných plynných látek

(zejména oxid uhličitý a argon), dále i vodní pára, částečky prachu, mikroorganismy a různé

průmyslové látky

Ovzduší je pro člověka jednou z nejdůležitějších složek životního prostředí, bez které se

nemůže obejít. Potřeba vzduchu je relativně konstantní a to 10 – 20 m3 vzduchu denně pro

jednoho člověka.

Jak z přírodních, tak i člověkem vytvořených zdrojů, jsou do ovzduší vypouštěny různé

škodliviny (znečišťující látky), které svou přítomností mají nepříznivé účinky na lidské zdraví

nebo životní prostředí. Významným antropogenním zdrojem znečišťování vnějšího ovzduší

jsou průmyslové zdroje, lokální topeniště a doprava. Pod pojmem ochrana ovzduší chápeme

nejenom ochranu vnějšího ovzduší před znečišťujícími látkami, ale i ochranu vnitřního

ovzduší (pracovního, obytného, dopravní prostředky) před škodlivými látkami. Znečištění

vnitřního ovzduší může být pro naše zdraví rovněž velice nebezpečné, protože se zde

kombinují škodlivé látky z venkovního ovzduší a škodlivé látky produkované „vnitřními

zdroji“ – např. nábytek, koberce, různá kamna, kouření, nebo samotný pohyb osob.

Hodnocení kvality vnějšího ovzduší na území České republiky provádí Český

hydrometeorologický ústav. Na základě tohoto hodnocení jsou potom vyhlašovány oblasti se

zhoršenou kvalitou ovzduší, tj. území kde došlo k překročení imisního limitu pro jednu nebo

více znečišťujících látek. Hodnocení kvality vnitřního prostředí provádějí Krajské hygienické

stanice

Kyselé deště

Teoretický úvod:

Déšť s nízkou hodnotou pH nazýváme kyselý déšť ( pH <. 5,6) Dešťová voda je standardně

mírně kyselá, protože je v ní rozpouštěn oxid uhličitý obsažený v atmosféře.

CO2 + H2O → H2CO3.

Normální dešťová voda má pH kolem 6. Kyselý déšť je způsoben oxidy síry pocházejícími ze

sopečné činnosti a spalování fosilních paliv, nebo také oxidy dusíku pocházejícími například z

automobilů. Tyto plyny reagují se srážkovou vodou za vzniku roztoků příslušných kyselin,

které zásadním způsobem narušují životní prostředí.

SO2 + H2O → H2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

20

2 NO2 + H2O → HNO3 + HNO2

Kyselé deště:

poškozují rostlinám kořeny a listy

likvidují vodní život

způsobují vážné dýchací problémy

vyplavují z půdy prvky, které jsou důležité pro udržení vyvážené hodnoty půdní

kyselosti jsou nezbytnými živinami pro vegetaci. (Ca, Mg)

ničí fasády budov atd.

Zdroj: AUTOR NEUVEDEN. ovode.wep.sk [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na WWW: http://ovode.wep.sk/Kysle_dazde-

1299360234.html

21

Úkol č. 6

Kyselé deště – oxid uhličitý

pomůcky:

čidlo kyselosti, kád inka, brčko (skleněná trubička)

chemikálie:

voda

Postup práce:

Do kádinky s vodou vydechujeme pomocí brčka vzduch z plic a měříme změnu pH.

Obrázky a grafy:

22

CO2+H2O

23

Úkol č. 7

Kyselé deště – oxid siřičitý

pomůcky:

čidlo kyselosti, aparatura pro vývoj plynů

chemikálie:

Na2SO3( NaHSO3, Na2S2O5), HCl (1:1) (H2SO4 w= cca40%)

Postup práce:

Roztok kyseliny chlorovodíkové z dělící nálevky zvolna přikapáváme na pevný siřičitan

sodný ve frakční baňce. Připravený plyn zavedeme do kádinky s vodou, necháme probublávat

a změříme pomocí čidla kyselosti pH vzniklého roztoku.

2HCl+ Na2SO3 → 2 NaCl + H2O + 2 SO2

Poznámky k realizaci:

Pracujte v dobře větrané místnosti nebo v digestoři, oxid siřičitý ostře zapáchá a je

jedovatý

Obrázky a grafy:

aparatura pro vývoj plynů

24

SO2 + H2O

25

Úkol č. 8

Kyselé deště – oxid dusičitý

pomůcky:

čidlo kyselosti, aparatura pro vývoj plynů

chemikálie:

Cu hobliny, konc.HNO3

Postup práce:

Do frakční baňky nasypeme lžičku měděných hoblin. Z dělicí nálevky přikapáváme

koncentrovanou kyselinu dusičnou a pozorujeme vyvíjející se plyn, který zavádíme do vody.

Pomocí čidla kyselosti sledujeme změny pH.

Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

Poznámky k realizaci:

Pracujte v dobře větrané místnosti nebo v digestoři

Obrázky a grafy:

vývoj NO2

26

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Uveď alespoň tři způsoby, jakými se do ovzduší dostávají oxidy dusíku, síry a uhlíku.

2. Uveď alespoň tři environmentální rizika, které mohou způsobovat kyselé deště.

3. Doplň následující rovnice a uveď, které z nich jsou reakcemi vzniku kyselých dešťů:

CO + H2O →

CO2 + H2O →

NO2 + H2O →

SO2 + H2O →

CH4 + H2O →

4. Uveď, které oblasti v ČR byly nejvíce poškozeny kyselými dešti a jak.

5. Jakým způsobem bojují průmyslové podniky proti produkci plynů, které způsobují

kyselé deště.

NO2 + H2O

27

Úkol č. 9

Skleníkový efekt

Teoretický úvod:

Skleníkový efekt je proces, při kterém atmosféra způsobuje ohřívání planety tím, že snadno

propouští sluneční záření, ale tepelné záření zpětně vyzařované z povrchu planety účinně

pohlcuje a brání tak jeho okamžitému úniku do prostoru.

V atmosféře se zachytí část sluneční energie a Země se díky tomu otepluje. Nebýt tohoto

efektu, teplota na Zemi by byla mnohem nižší (uvádí se až o 33oC ) Většina klimatologů

zastává názor, že nárůst množství skleníkových plynů, ke kterému došlo v důsledku činnosti

člověka, uměle zvyšuje skleníkový efekt, což vede ke zvyšování celkové teploty a narušování

klimatické stability.

Plyny, které způsobují skleníkový efekt:

Vodní páry

Oxid uhličitý

Metan (CH4)

Oxid dusný (N2O)

Ozon (O3)

Antropogenní skleníkový efekt:

Je označení pro příspěvek lidské činnosti ke skleníkovému efektu. Jsou to zejména:

Spalování fosilních paliv

Likvidace lesů spojená s globálními změnami krajiny

Důsledky skleníkového efektu:

Zvyšování průměrné teploty atmosféry.

28

Zdroj : VELKOVÁ; JANA ŽIVČÁKOVÁ; VÁCLAV VOSTRÝ. Skleníkový efekt a emise oxidu uhličitého [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na

WWW: kbd2.zf.jcu.cz/aplekol/... /Sklenikovy_jev_09_Velkova_oprava.doc

pomůcky:

Teplotní čidla, světelný a tepelný zdroj, zavařovací sklenice (kádinka )

chemikálie:

Ocet, jedlá soda

Postup práce:

Do zavařovací sklenice najímáme oxid uhličitý a spolu s prázdnou sklenicí zabalíme do

mikrotenového sáčku. Do každého sáčku vložíme teplotní čidlo a sklenice postavíme na

meotar. Začneme měřit a zapneme meotar. Po několika minutách zjistíme, zda došlo

k rozdílnému růstu teploty v kádinkách.

Poznámky k realizaci:

Jako zdroj tepla a světla můžete použít i lampu se silnou žárovkou

Počáteční teploty by měly být přibližně stejné

29

Obrázky a grafy:

Zvýšený obsah CO2

vzduch

30

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Zjisti z grafu, ve které sklenici rostla teplota rychleji a vysvětli proč?

2. Uveď alespoň tři skleníkové plyny.

3. Uveď alespoň tři činnosti člověka, při kterých unikají do ovzduší skleníkové plyny.

4. Uveď alespoň dva pozitivní a dva negativní důsledky skleníkového efektu

5. Jak vzniklo označení skleníkový efekt?

6. Co je to globální oteplování a jaký máš na tento jev názor?

31

Úkol č. 10

Polétavý prach na jehlicích borovice černé

Polétavý prach je tvořen malými částicemi různých látek, které jsou tak lehké, že trvá velmi

dlouhou dobu, než se usadí na povrchu. Velikost částic rozhoduje o době létání částice

v ovzduší. Polétavý prach tvoří většinou sírany, amonné soli, uhlík, některé kovy, dusičnany,

případně i těkavé organické. Polétavý prach v malém množství vzniká přirozeně v přírodě,

například při sopečných erupcích nebo lesních požárech. V současné době vzniká ale polétavý

prach především jako negativní produkt lidské činnosti. Polétavý prach vzniká zejména

z těchto procesů:

nárůst automobilové dopravy domácí vytápění nekvalitními tuhými palivy spalování odpadů tepelné elektrárny těžební činnost tavení rud a kovů odnos částic půdy větrem z ploch bez vegetačního pokryvu

Polétavý prach se vyskytuje v ovzduší dlouhou dobu, a proto prachové částice se dostávají u

živočichů mnohdy až do plicních sklípků a u rostlin škodí zaprášením listů a ucpáním

průduchů.

Dieselové motory starších aut jsou značným zdrojem polétavého prachu.

Zdroj: JAROŠ, Milan. olomoucky.denik.cz [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na WWW:

http://olomoucky.denik.cz/zpravy_region/olomoucky-kraj-prach-dvojnasobne-prekrocil-limit-20130124.html

V tomto pokusu budeme analyzovat pomocí pH metru polétavý prach zachycený na jehličí

borovice černé.

32

Pomůcky:

Měřící sada Edlab, pH metr, destilovaná voda, kádinky

Postup práce:

Uřízneme mladou větvičku borovice černé a řádně ji promyjeme v kádince naplněné

destilovanou vodou. Roztok přefiltrujeme a změříme jeho pH. V případě pH < 7 rozhodneme,

které částice mohou způsobit kyselost, případě naměření pH > 7 rozhodneme, které částice

mohou způsobit zásaditost.

Obrázky a grafy:

Promývání jehlic

pH polétavého prachu

33

3. Půda

Úkol č. 11

Kyselost půd

Látkami zapříčiňující okyselení jsou emise plynů, které při kontaktu s vodou uvolňují do roztoku

kationy vodíku projevující se kyselou reakcí. Mezi hlavní emise patří oxid siřičitý SO2, který vzniká

především spalováním fosilních surovin, zejména hnědého uhlí a dalším zdrojem jsou oxidy dusíku,

které vznikají z výfukových plynů. Jedním z nežádoucích jevů acidifikace je okyselování půd.

Nejdůležitější roli v okyselování půd mají kyselina sírová a kyselina dusičná. Dostávají se do půdy

kyselým deštěm a vyplavují z ní prvky, které jsou důležité pro udržení vyvážené hodnoty půdní

kyselosti a které jsou současně nezbytnými živinami pro vegetaci. Tyto prvky nazýváme bazické

kationty a jedná se zejména o vápník a hořčík, menší roli hrají draslík a sodík. Nejméně odolné jsou

horské půdy, a proto se zde poškození nejdříve projeví. Nedostatek bazických kationtů může způsobit

vysokou koncentraci iontů hliníku a tím vytlačit kationty vápníku, hořčíku a draslíku, což má za příčinu

oslabení rostlin a takto oslabené rostliny umírají na klimatický stres nebo rychleji podlehnou

houbovým škůdcům.

V našem pokuse srovnáme kyselost půd z různých lokalit regionu.

Pomůcky:

Měřící sada EdLab , pH metr, vzorky půd, destilovaná voda, kádinky,

kávové filtr, váha

Postup práce:

Předem odvážené množství půdy dáme do kádinky a doplníme k hornímu okraji destilovanou

vodou. Řádně promícháme, do druhé kádinky dáme trychtýř opatřený kávovým filtrem. U

přefiltrované kapaliny změříme pH a posoudíme stupeň acidifikace půdy. Měření opakujeme i

pro další druhy půd a výsledky seřadíme do tabulky.

34

Obrázky a grafy:

35

36

Úkol č. 12

Život v půdě

V jednom gramu úrodné orné nebo luční půdy žije více než miliarda bakterií, miliony hub a

tisíce nejmenších živých organismů. Tyto organismy rozkládají i složité organické látky.

Zdravý, fungující život v půdě je předpokladem pro udržení úrodnosti půdy a tím jejího

trvalého obhospodařování. Půdní život je ohrožován několika stresovými faktory – orbou,

hnojením a ochranou rostlin. Průměrné množství mikrobiální biomasy, tedy tělesných látek

žijících mikroorganismů, činí 15 tun čerstvé hmoty na hektar. Přibližně jedna třetina této

biomasy tvořena bakteriemi, dvě třetiny houbami. Mikrobiální biomasa je vyživována za

průměrnou roční škodu 8 tun sušiny rostlinného materiálu na hektar. Organismy žijící v půdě

označujeme souhrnným názvem edafon.

Zdroj: AUTOR NEUVEDEN. ekokatalog.cz [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na WWW: http://www.ekokatalog.cz/fotka.php?id_fotky=320

V následujícím pokusu ověříme přítomnost půdních organismů ve vybraném vzorku půdy

měřením koncentrace CO2.

37

Pomůcky:

Měřící sada EdLab , čidlo CO2 , různé vzorky půd

Postup práce:

Vzorek půdy přesypeme do umělohmotné dózy, utěsníme čidlem CO2 a měříme

vzrůstající koncentraci CO 2 – důkaz dýchání půdních organismů.

Obrázky a grafy:

38

Dýchání půdních mikroorganismů

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Vyjmenujte alespoň sedm živočichů žijících v půdě.

2. Které další organismy kromě živočichů můžeme nalézt v půdě?

3. Jak vzniká humus?

4. Jak přežívají půdní organismy záplavy?

39

4. Potraviny

Úkol č. 13

Výroba domácí zmrzliny

Rozpouštění látek je obecně provázeno pohlcováním nebo uvolňováním tepla Chladicí směsi

jsou nejčastěji směsi ledu a nějaké soli, např. chloridu sodného, chloridu vápenatého,

dusičnanu sodného apod. Směs ledu a vody se solí (NaCl) má totiž podstatně nižší teplotu

tuhnutí než led samotný. Smícháním drceného ledu s vodou a se solí se začne sůl ve vzniklé

vrstvičce vody rozpouštět a při kontaktu s ledem dojde k jeho rychlému tání. Rychlé tání ledu

a rozpouštění soli je spojeno s velkou absorpcí tepla. Chladicí směs tedy spotřebuje velké

množství tepla na rozpouštění soli a na tání ledu, což způsobí silné ochlazení této směsi.

Konečné snížení teploty závisí na povaze použité směsi a na množství směsi v poměru

k použitému ledu. V praxi se připravuje chladicí směs tak, že se v tenkých vrstvách střídavě

nasypává led a sůl. Led má teplotu tání 0 °C, sůl má teplotu tání 801 °C. Vodný roztok

chloridu sodného má velmi nízkou teplotu tuhnutí (cca – 21,2 °C při obsahu 23,3 % soli ve

vodě).

Tuto směs můžeme využít například pro chlazení zmrzliny, ale také v rámci zimní údržby

cest, protože led při solení cest taje i při nízkých teplotách.

Pomůcky:

Teplotní čidla, sklenička

chemikálie:

Smetana (mléko), ovoce, cukr, sůl, led

Postup práce:

Do skleničky nalijeme ingredience pro přípravu zmrzliny a vložíme ji do větší nádoby, ve

které připravíme chladicí směs složenou z ledové tříště a několika lžiček soli. Teplotní čidla

vložíme do zmrzliny i do chladicí směsi a měříme. Po několika minutách (cca 10 – 15) máme

připravenou zmrzlinu.

Poznámky k realizaci:

Vyzkoušejte otevřenou i uzavřenou sklenici a porovnejte rychlost tuhnutí

Použijte mléko s různým obsahem tuku a porovnejte dobu tuhnutí

Zmrzlinu nemusíte připravovat ve sklenici, ale i v uzavřeném mikrotenovém sáčku

V průběhu mražení občas zmrzlinu protřepejte, aby nebyla příliš „ ledová“

40

Obrázky a grafy:

jahodová zmrzlina

smetanová zmrzka chutná

41

Mrazicí směs mrazí a lepí

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Ztuhne dříve zmrzlina z mléka nebo ze smetany?

2. Zmrzne rychleji teplá nebo studená voda?

3. Jaký je rozdíl mezi teplotou tání a teplotou tuhnutí?

4. Z následujícího obrázku urči, za jaké teploty už nemá smysl solit silnice, protože led

netaje.

Teplota směsi led a sůl Tuhnutí smetanové zmrzliny

42

Zdroj: AUTOR NEUVEDEN. fyzmatik.pise.cz [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na WWW: : http://fyzmatik.pise.cz/22319-jak-

funguje-soleni-silnic.html

43

Úkol č. 14

Kyselost nápojů

Jedním z frekventovaných pojmů racionální výživy je překyselení organismu. Tento jev

údajně nastává při konzumaci potravin, jejichž pH je menší než 7. Jedná se zejména o tyto

potraviny: Hovězí maso, ústřice, čokoláda, vajíčka, ocet, káva, černý čaj, citron, máslo,

smetana, ječmen, tvaroh a měkký sýr. Nemocí, které mohou být způsobeny těmito to

potravinami je opět celá řada - různé alergie, astma, senná rýma, poruchy spánku, migréna,

ekzémy, pálení žáhy, padání vlasů, náhlá ztráta sluchu, usazování cholesterolu, rakovina a

zubní kazy. Vrátit organismus k optimálnímu pH, můžeme třeba pomocí jedlé sody a také

konkrétních potravin - například určitými druhy zeleniny/ ředkev, ředkvička, brokolice,

okurky/, ovoce/meloun, mango, sušené fíky, hrušky, jablka, meruňky/, luštěninami, ořechy,

zeleným a bylinným čajem.

Převládající názor humánních lékařů se od této teorie liší. Nezpochybňuje se vliv kyselin na

zubní sklovinu / špatné čištění zde ale sehrává svou roli/, nemocným se v některých případech

nedoporučuje konzumovat kyselé potraviny, ale jinak lékaři vysvětlují překyselení organismu

možností poruch ve výměně plynů v plicních sklípcích – respirační acidóza nebo acidóza

metabolická, která může být způsobena například nemocí ledvin a cukrovkou.

V tomto pokuse ověříme kyselost popřípadě zásaditost běžně dostupných nápojů

Pomůcky:

Měřící sada EdLab, pH metr, kádinky, destilovaná voda, různé nápoje

Postup práce:

Do kádinek nalijeme různé nápoje (mléko, pitnou vodu, minerálku, džus, coca colu, …) a

změříme pH. Nezapomeneme vždy mezi jednotlivými měřeními pH metr řádně promýt

destilovanou vodou. Výsledky porovnáme s tabulkou a seřadíme nápoje dle velikosti pH

44

Obrázky a grafy:

Látka pH

kyselina sírová 0 - 1

žaludeční šťávy 1,5 - 2

citronová šťáva 2,4

Coca-cola 2,5

ocet (5-8% kyselina octová) 2,9

pomerančová/jablečná šťáva 3,5

Pivo 4,3 - 4,7

Káva 5

Čaj 5,5

Mléko 6,5

čistá voda (destilovaná) 7,0

krev, mimobuněčná tekutina 7,35 - 7,45

Zdroj: AUTOR NEUVEDEN. wellness-trend.cz [online]. [cit. 2.2.2014]. Dostupný na WWW: : http://www.wellness-

trend.cz/zdravi/acidoza/kyselost-ph/

45

Minerální

voda

saguaro

coca-cola

voda

z vodovodní

ho řadu

bonaqua

kofola

46

Úkol č. 15

Přepalování tuků

Mezi základní živiny patří tuky, společně s bílkovinami a sacharidy a jako takové, jsou pro

náš organismus nezbytné. Jsou stavební složkou důležitých hormonů, pomáhají udržovat

tělesnou teplotu, chrání orgány před mechanickým poškozením. Tuky jsou také důležité pro

využití vitaminů rozpustných v tucích (A, D, E, K). Tuky by měly v potravě tvořit 30–35 %

z celkového denního přijmu energie.

Kromě tuků obsažených přímo v potravě, používáme tuky v kuchyni při vaření. Zde dochází

k problému, kdy při například při smažení potravin dochází k tzv. přepalování tuků, kdy se

začínají tvořit v tuku karcinogenní látky. Pro stanovení přípustné teploty tepelného zpracování

tuků se měří tzv. bod kouřivosti, který je dán teplotou, při které se tuk začíná přepalovat – to

znamená, že se z něj začíná kouřit.

V tomto pokuse stanovíme bod kouřivosti u olejů a tuků běžně používaných v domácnosti.

pomůcky:

Měřící sada EdLab , termočlánek, různé druhy tuků a olejů

Postup práce:

Olej nalijeme do kovové nádoby, kterou zahříváme. Do oleje ponoříme termočlánek a

pozorujeme, kdy se s oleje začne kouřit – bod kouřivosti. Výsledky seřadíme do tabulky.

Obrázky a grafy:

47

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Obsahuje coca-cola tuk?

2. Pokud chytne na pánvi rozpálený olej, co ne smíme v žádném případě

udělat?

3. V jakém prostředí bychom měli uchovávat oleje,

4. Co se přepálí dříve – máslo nebo olivový olej?

slunečnicový olej

řepkový olej

Olivový olej

48

Úkol č. 16

Je sladké ovoce ve skutečnosti kyselé?

Každé ovoce obsahuje několik druhů kyselin – šťavelovou, jablečnou, citrónovou,

askorbovou atd. Zároveň je ovoce velkým zdrojem cukrů. V našem pokusu objasníme, jaké

vlastně má ovoce pH , tzn. je-li kyselé nebo zásadité. A budeme moci potvrdit nebo vyvrátit

rčení, že konzumace jablka před spaním prospívá zdraví.

pomůcky:

Měřící sada EdLab , pH metr, různé druhy ovoce.

Postup práce:

Z ovoce vymačkáme šťávu – asi 3 ml, kterou vmícháme do 0,5 dl destilované vody. Změříme

pH takto vzniklé tekutiny a výsledky uspořádáme do tabulky.

Obrázky a grafy:

pomeranč

hruška

jablko

49

5. Domácnost

Úkol č. 17

Měření teploty plamene

Teplota plamene je děj, který si přiblížíme v tomto pokusu. Změříme teplotu plamene svíčky,

benzínového a plynového zapalovače, teplotu hořící zápalky a propanbutanového vařiče.

Výsledky uspořádáme do tabulky a zkusíme najít další zajímavé teploty plamenů. Měření

teploty provedeme s pomocí termočlánku. Termočlánek je zdroj elektrického proudu,

používaný především jako čidlo teploty. Využívá principu termoelektrického jevu.

Termočlánek je snímač pro měření teploty. Sestává ze dvou různorodých kovů, spojených do

jednoho bodu. Když je tento spoj dvou kovů zahříván nebo chlazen, kovy navzájem různou

teplotu, vzniká na každém z nich odlišný elektrický potenciál, který je zdrojem proudu.

Samostatné termočlánky jsou užívány jako teplotní čidla pro teploty v řádech stovek stupňů.

Citlivost se pohybuje v řádech desítek mikrovoltů na °C.

Pomůcky: zápalky, svíčka, zapalovače, PB vařič, měřící souprava EdLab a termočlánek

Obrázky a grafy:

50

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Najděte na internetu teplotu plamene svařovací soupravy, hořící cigarety, koksu a zemního

plynu.

2. Při hašení požárů se občas používají výbušniny. K čemu slouží?

3. Které hasicí přístroje byste použili na hašení knih, televize, hořící nafty?

zápalka čajová

svíčka

benzínový

zapalovač

hořící

etanol

vařič PB

51

Úkol č. 18

Světelnost

Od dob aktivního používání ohně nejen k úpravě potravy, ale také ke svícení, učinilo lidstvo

velký krok dopředu. V našem pokusu zkusíme změřit intenzitu osvětlení neboli osvětlenost

několika zdrojů světla, tak jak se střídaly v historii.

Pomůcky:

Měřící sada EdLab, luxmetr, sto jan, svíčka, petrolejová lampa, klasická

žárovka, halogenová žárovka a LED žárovka.

Postup práce:

Měření budeme provádět pokud možno v temné komoře/ pro demonstrační účely není nutné/.

Intenzita osvětlení je závislá na vzdálenosti od zdroje osvětlení, a tak se tuto vzdálenost

budeme snažit zachovat. Žárovky zvolíme tak, aby měly odpovídající výkon. Výsledky

seřadíme přehledně do tabulky.

Obrázky a grafy:

Světelnost

zápalka

klasická

žárovka

úsporná

žárovka

52

Úkol č. 19

Chemické světlo

Některé živé organismy jsou schopny v noci světélkovat. Světlušky, některé druhy hub,

mořská svítilka vydávají tzv. studené světlo, které je způsobeno speciálním pigmentem. V 80.

letech minulého století byly objeveny svítící tyčinky, které dnes běžně využívají rybáři,

speleologové, potápěči, armáda. Princip svícení trubičky je založen na chemické reakci dvou

látek, při které vzniká světlo.

Trubička nevydává světlo do nekonečna, ale dobu svícení je možné prodloužit umístěním

trubice do mrazničky. Zde vice poklesne intenzita světla, ale trubička vydrží svítit mnohem

déle.

V našem pokusu si srovnáme dvě trubičky, přičemž změříme počáteční světelnost trubiček a

poté umístíme jednu z nich do mrazničky a světelnost změříme opět za půl hodiny.

Pomůcky:

Měřící sada EdLab, luxmetr, svítící trubičky, hodinky

Postup práce:

Měření budeme provádět pokud možno v temné komoře/ pro demonstrační účely není nutné/.

Intenzita osvětlení je závislá na vzdálenosti od zdroje osvětlení, a tak se tuto vzdálenost

budeme snažit zachovat. Rozlomíme vnitřní trubičky – tím se zahájí chemická reakce a

změříme intenzitu světla. Poté dáme jednu trubičku do mrazničky a měření zopakujeme po 30

minutách.

Obrázky a grafy:

Svítící tyčinky po zahájení chemické reakce

53

Světelnost bezprostředně po zahájení chemické reakce Světelnost po 30 minutách

Tyčinka z

mrazničky

Tyčinka při

pokojové

teplotě

54

Úkol č. 20

Úspora energie při svícení

V domácnostech se v současnosti využívají tyto zdroje osvětlení – klasické wolframové

žárovky, halogenové žárovky, úsporné výbojky a nejnovější LED diody. V našem pokuse

srovnáme využití energie u klasické a úsporné žárovky.

U klasických žárovek elektrický proud prochází tenkým wolframovým vláknem, které

zahřívá, dokud nezačne vydávat světlo. Skleněná baňka brání tomu, aby se k vláknu dostal

kyslík, v důsledku čehož by došlo ke zničení vlákna oxidací.

U úsporné žárovka proud prochází speciálním plynem, který plyn svítí v oblasti pro člověka

neviditelné a vydává UV záření, které dopadá na směs prvků vzácných zemin. Tato směs

prvků mění UV záření na světelný tok různých barev. Vhodnou kombinací prvků směsi

získáme bílé světlo. Běžná wolframová žárovka vyzáří 95-96% dodané energie jako teplo, 4-5

procent jako světlo. Úsporná zářivka při provozu vydává cca 20 % dodané energie

přeměněnou na světlo, 25 % na infračervené záření a 55 % na teplo. (hodnoty se mírně mění

podle velikosti, výkonu a uspořádání zářivky) hodně záleží na účinnosti elektronického

předřadníku, který si dokáže vzít 5-10% energie pro vlastní provoz.

Pomůcky:

Měřící sada EdLab, teploměr , lampa , klasická žárovka, úsporná žárovka

Postup práce:

Do stojní lampy našroubujeme klasickou 60 W žárovku. Pod lampu umístíme čidlo teploty a

měříme 5 minut. Poté žárovku klasickou nahradíme žárovkou úspornou a měření opakujeme.

Závěrem srovnáme spotřebu elektrické energie, které je žárovkami přeměněna na teplo a

světlo.

Obrázky a grafy:

55

Kontrolní otázky a úkoly:

1. Kdo je vynálezcem žárovky a ve které zemi žil?

2. Vypište prvky vzácných zemin

3. Uveďte důvody, proč nemáme brát klasickou žárovku ihned po vypnutí do rukou

4. Která žárovka je v současné době nejúspornější?

úsporná

žárovka

klasická

žárovka

56

Zdroje:

Literatura

1. Balcaříková,J. a kol. Environmentální výchova. Ostrava: OSU, 2010.106 stran

2. Beneš, P. a kol. Chemie v otázkách a odpovědích. Praha: SPN, 1988.160 s.

ISBN 80-04-23018-0

3. ČIPERA, J. a kol. Chemie 1 (multimediální výukové CD). Ostrava: Metodicko

evaluační centrum, 2007.

4. Doležalová, V. a kol. Sbírka laboratorních cvičení z environmentální výchovy.

Orlová:Obaka,2012.60 s.

5. Herčík, M. 111 otázek a odpovědí o životním

prostředí. Ostrava:Montanex,2004.150 s.ISBN 80-7225-123-6

6. Hudec, T. Rigorózní práce (RNDr.). Univerzita Karlova. Přírodovědecká

fakulta. Katedra učitelství a didaktiky chemie, 2007.

7. Kvasničková, D. Základy ekologie pro ZŠ a SŠ. Praha: Fortuna, 2004.168

s. ISBN 80-7168-758-8

8. NEISER, J. a kol. Obecná chemická technologie. Praha: Státní pedagogické

nakladatelství, 1981.

Internetové stránky:

1. http://www.fce.vutbr.cz/che/doc/BC03.pdf

2. http://www.nanimata.wu.cz/experimentyi.php

3. http://www.chemiehrou.funsite.cz/

4. http://web.natur.cuni.cz/~langhamr/lectures/wq/skripta/skriptaWQ_2009_web.pdf

5. http://www.vodovody.lit.cz/odberatel/kvalita.htm

6. http://rum.prf.jcu.cz/public/brandl/hydrobiologie/

7. http://www.akvarijni.estranky.cz

8. http://planta.aquariana.cz

9. http://iszp.kr-moravskoslezsky.cz/cz/ovzdusi/default.htm

10. http://skolnivyuka.ic.cz

11. http://www.fraus.cz

12. http://www.debrujar.cz/

13. http://www.mlekarskelisty.cz/upload/soubory/pdf/2009/113;114_s._18-21.pdf

14. http://www.mlekarskelisty.cz/upload/soubory/pdf/2009/113;114_s._18-21.pdf

15. http://www.elektrotrh.cz/osvetlovaci-technika/od-klasickych-az-po-led-zarovky

16. http://jentak.nejen.cz/proc-je-zakaz-klasickych-wolframovych-zarovek-nesmysl/

17. http://www.ochranapudy.cz/?c=puda-zije-a-obsahuje-mnoho-mikroorganismu

18. http://bbq.about.com/od/grillinghelp/a/aa061607a.htm

19. http://projekt-cl.ujep.cz/lightstick.html