Основы агрохимии в школе

Пояснительная записка

Программа элективного курса «Основы агрохимии в школе» предназначена для учащихся 9 классов. Она рассчитана на 9 часов учебного времени и может быть использована в целях предпрофильной подготовки учащихся 9 классов. Знания, полученные на уроках химии, закрепляются, дополняются и углубляются на элективных курсах. Сочетая изучение теории с выполнением лабораторных опытов, учащиеся используют и совершенствуют познания в агрохимии при постановке полевых опытов. Агрохимические опыты в производственных условиях способствуют развитию практических умений и интереса к исследовательской работе

Небольшой объем в программе курса занимают сведения о минеральных, органических и других видах удобрений, химические реакции для их распознавания, взаимодействие с почвой и другими удобрениями, усвоение растениями и эффективность их действия на урожайность сельскохозяйственных культур.

Другую часть программы курса занимают сведения о химии почвы, на основе которых учащиеся намечают способы улучшения ее состава и плодородия, а затем практически их осуществляют. Непосредственно в школьной научно - исследовательской лаборатории учащиеся приобретают теоретические знания и основные умения, по проведению экспериментальных работ. Экспериментальную работу они могут проводить непосредственно в природе, участвуя в туристических походах и экскурсиях. Для этого оборудуется полевая химическая лаборатория.

Изучение элективного курса тесно связано с сельскохозяйственным реальным производством. В каждом разделе отражена роль определенных веществ, реакций, процессов для растений, животных, человека, экологии окружающей среды.

Всего - 9 час. Лекции - 3час. Семинар-1час. Лабораторно- практические занятия - 5 час. Все практические занятия проводятся в научно-исследовательской лаборатории.

Требования к уровню освоения содержания курса

В целях обеспечения профильной сельскохозяйственной подготовки школьники должен знать:

• роль отдельных веществ, классов и процессов в сельском хозяйстве;

• роль химии в решении экологических и экономических проблем общества, охраны окружающей среды;

• основы химического анализа отдельных веществ и смесей, имеющих биологическое значение;

• правила работы в лаборатории и технику безопасности.

После изучения курса учащийся должен уметь:

• провести химический эксперимент по изучению физико-химических свойств почвы;

• уметь правильно использовать реактивы для проведения опытов;

• владеть техникой проведения безопасного эксперимента;

применять изученные методы исследования веществ к анализу почв, кормов и продукции растительного и животного происхождения.

Формы контроля знаний и навыков

Контроль над приобретением практических навыков осуществляется при выполнении лабораторных работ и при их защите.

Цель курса:

Сформировать более законченный и целостный круг знаний об агрохимии, создать условия для развития интереса к изучению химии и проведению химического эксперимента, умение самостоятельно преобретать и применять знания, наблюдать и описывать результаты наблюдений. Делать выводы.

Задачи курса:

1. углубить знания учащихся по химии.

2. дать учащимся реализовать и развить свой интерес к химии.

Структура курса

1. теоретический курс (лекции) - 3 часа, семинар -1час

2. экспериментальный блок (лабораторный практикум - 5 часов)

Тематический план

п/п

Название темы

Форма

занятия

Количество

часов

1

Биогенная роль важнейших химических элементов (O_2, H_2, C, N₂, P, S, Mg, K, Ca), а также некоторых микроэлементов (бора, марганца, меди, цинка, молибдена, кобальта) в жизни растений.

Вводная лекция

1

2

Минеральные удобрения.

Семинар

1

3

Понятие о кислотности и засоленности почв и химической мелиорации их.

Лекция

1

4

Инсектициды и фунгициды, их состав, некоторые свойства и применение для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

Лекция

1

5

Влияние искусственных экологических средств на растения (моделирование экологических ситуации).

Практикум

1

6

Определение органического вещества в почве.

Практикум

1

7

Обнаружение тяжелых металлов в почвах.

Практикум

1

8

Распознавать важнейшие минеральные удобрения.

Практикум

1

9

Определение кислотность почв.

Практикум

1

Занятие1.

Биогенная роль важнейших химических элементов (O_2, H_2, C, N₂, P, S, Mg, K, Ca), а также некоторых микроэлементов (бора, марганца, меди, цинка, молибдена, кобальта) в жизни растений.

Анализом установлено, что в состав растений входит около 70 элементов. Некоторые из них - макроэлементы - необходимы растениям в больших количествах; другие же - микроэлементы - требуются в незначительных коли­чествах.

1. Макроэлементы - углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера, магний, калий, кальций.

Роль кислорода в жизни растений. О кислороде следует сказать. Что он является непременным химическим элементом всех живых организмов. В сухом веществе растений он составляет 42%. В растения он попадает при дыхании, а также с водой. Кислород входит в состав воды, без которой, как известно, растения гибнут. Надземные части растений обычно не испытывают недостатка в кислороде. Здесь вполне уместно пояснить, почему при перекопке приствольных кругов фруктовых деревьев не следует засыпать почвой корнешейку.

Роль водорода в жизни растений. Водород составляет 6,5% веса сухой массы растений. Он является обязательным компонентом всех органических веществ. Кроме того, он является составной частью воды. Вода является важным компонентом, обусловливающим все основные явление жизни.

Вода растворяет в почве питательные вещества. Вместе с водой, и только с водой, растения получает из почвы эти питательные вещества. При недостатке воды растения утрачивают способность использовать элементы питания, находящиеся в почве.

Надо, чтобы учащиеся поняли, что, как бы почва ни была богата питательными веществами, при отсутствии или недостатке воды они остаются «мертвым капиталом».

Роль углерода в жизни растений. Углерод составляет 45% веса сухой массы растений. На уроках химии учитель сообщает учащимся, что растения получают углерод из углекислого газа посредством фотосинтеза. Важно, чтобы учащиеся уяснили, что фотосинтез - это процесс, при котором зеленое растение из углекислого газа и воды синтезирует органические вещества. Фотосинтез протекает за счет лучистой энергии солнца при каталитическом участии хлорофилла. Подчеркивая, что в процессе фотосинтеза кислород возвращается в атмосферу, учитель рассказывает о роли зеленых растений в обогащении атмосферы кислородом, о космической роли фотосинтеза, об охране зеленых насаждений.

Биогенная роль некоторых химических элементов.

Три важнейших элемента - азот N. фосфор Р и ка­лий К - необходимы растениям в больших количествах.

Поэтому удобрения, содержащие эти элементы, получают в промышленных масштабах.

Азот входит в состав белков. При его недостатке задер­живается образование зеленой массы, растения плохо растут, их листья становятся бледно-зелеными и даже желтеют. Азотные удобрения особенно нужны растениям в весенний период.

Фосфор содержится в нуклеиновых кислотах, которые участвуют в окислительно-восстановительных процессах, протекающих в растениях. Фосфор особенно необходим при росте и развитии репродуктивных органов (цветки, плоды).

Калий ускоряет процесс фотосинтеза и содействует на­коплению углеводов (сахара - в сахарной свекле, крах­мала - в картофеле). У злаковых он способствует укрепле­нию стебля и тем самым устраняет их полегание.

2. Микроэлементы - железо, марганец, бор, медь, цинк, молибден, кобальт и др.

Железо, марганец, бор и другие микроэлементы игра­ют определенную роль в жизни растений. Так, например, при наличии микроэлемента бора растения лучше усваива­ют азот, фосфор и калий. Медь, марганец и цинк ускоряют окислительно-восстановительные процессы и тем самым способствуют росту растений. Железо участвует в синтезе хлорофилла.

После этого урока учащиеся должны суметь самостоятельно ответить на такие примерные вопросы:

1. Какие химические элементы являются важнейшими для жизни растений?

2. Какие химические элементы поступают в растения из воды, из воздуха, из почвенных солей?

3. Какова роль азота, фосфора, калия, в жизни растений? Как отражается их недостаток в почве на развитии растения?

Занятие 2.

Минеральные удобрения

Цель: Учащиеся знакомятся минеральными удобрениями, их составом, физико-химическими, некоторыми агротехническими свойствами. Влияние минеральных удобрений на урожайность различных сельскохозяйственных растений.

В почве обычно имеются все элементы, необходимые для питания растений, но нередко для получения высоких урожаев их недостаточно. Часть элементов может содержаться в неусвояемой форме, некоторое количество их вымывается водой, выносится растениями и т.д., поэтому их надо вносить систематически.

Удобрения бывают органические (навоз, торф, зеленые удобрения и др.) и минеральные.

Многие минеральные удобрения (КСl, NаМ0₃, NН₄М0₃) содержат только один основной питательный элемент. Такие удобрения называются простыми. Более ценными являются такие минеральные удобрения, которые содержат два или все три основных питательных элемента (N, К, Р). Такие удоб­рения называются комплексными.

По способам применения удобрения разделяют на основные, припосевные и подкормки.

Основные удобрения вносятся перед вспашкой пара или зяби. Они представляют полную норму навоза и около 2/3 нормы минеральных удобрений, предназначенных для данной культуры.

Припосевные удобрения вносятся в небольших количествах при посеве семян, посадке клубней, рассады и т.д. Цель их - обеспечить молодые растения доступной пищей.

Подкоромка - внесение удобрений во время вегетации растений. Подкормки бывают корневые (в почву) и внекорневые (опрыскивание и опыление наземных частей растений).

Вещества, содержащие три важнейших питательных элемента N, Р, К, способные в почвенном растворе дислоцироваться на ионы, используются в качестве мине­ральных удобрений.

Азотные удобрения

Азот является составной частью белка. Он входит состав хлорофилла и других жизненно важных соединений. Азотные удобрения повышают урожайность сельскохозяйственных культур на почвах всех зон России. Доказано положительное влияние азотных удобрений на качество сельскохозяйственных продуктов.

Таблица 1

Азотные удобрения, их состав и некоторые свойства

Удобрение

Химическая

формула,

содержание

N (в %)

Форма

азота

Внешний

вид

Раствори-

мость

в воде

Твердые азотные удобрения

Аммиачная

селитра

Сульфат

аммония

Хлористый

аммоний

Натриевая

(нитронная)

селитра

Кальциевая

селитра

Калийная

селитра

(сложное удобрение)

Мочевина

(карбамид)

Цианамид

кальция

NH₄NO₃

34,5

(NH₄)₂SO₄,

20 - 22

NH₄Cl,

23 - 26

NaNO_3,

16

Ca(NO₃)₂

14

KNO_3,

N - 13

K₂O - 46

CO(NH₂)₂

CaCN₂,

13 - 20

Аммиачная и

нитратная

Аммиачная

"

Нитратная

Нитратная

"

Амидная

"

Белые кристаллы

или гранулы

Белые кристаллы

или синеватые,

розоватые

Белые кристаллы

"

Белые кристаллы

"

"

Черный (синеватый)поро-

шок

Растворима

Растворим

"

"

Растворима

"

"

Нерастворим

Жидкие азотные удобрения

Аммиачная

вода

Жидкий

аммиак

Аммиакаты

(растворы

удобрений в

аммиаке)

NH₄OH+2H₂O,

20

NH_3,

83

NH₄NO₃+

+NH₄OH,

34-37

NH₄NO₃+

+NH₄OH+

+NH_3,37-40

NH₄NO₃+

+Ca(NO₃)₂+

+NH₄OH,

28,6-31,7

CO(NH₂)₂+

+NH₄OH,44

Аммиачная

"

Аммиачная и

нитратная

"

Аммиачная

и амидная

Бесцветный

раствор (запах)

"

"

Растворима

"

Фосфорные удобрения

Суперфосфат в нашей стране - основное фосфорное удобрение. Его фосфор хорошо доступен для всех растений. Суперфосфат можно применять, в отличие от др. фосфорных удобрений, как в виде допосевного удобрения (под вспашку), так и при посеве в рядки, а также в виде подкормки.

Остальные фосфорные удобрения следует вносить в почву до посева. Фосфоритную муку, как труднорастворимое удобрение, лучше применять на кислых почвах. Целесообразно ее компостировать с навозом или торфом. (Характеристику фосфорных удобрений см. в таблице).

Таблица 2

Фосфорные удобрения, их состав и некоторые свойства

Удобрение

Химическая формула главной составной части, содержание P₂O₅ (в %)

Внешний вид

Растворимость

Суперфосфат простой

Суперфосфат двойной

Преципитат

Фосфоритная мука

Костяная мука

Томасшлак или фосфат шлак

Ca(H₂PO₄)₂·CaSO₄·2H₂O,

19,5 - порошковидном и

20-21 в гранулированном

Ca(H₂PO₄)₂,

40-53

CaHPO₄,

30-35

Ca₃(PO₄)₂,

16-25

Ca₃(PO₄)₂,

30-34

Ca ₄P ₂O₉ или

Ca₃(PO₄)₂ · CaO,

10-20

Светло-серые порошки или гранулы

"

Белый порошок

Темно-серый землистый порошок

Белый порошок

Темно-серый или почти черный порошок

Фосфор хорошо извлекается водой

"

Фосфор извлекается раствором лимоннокислого аммония

Растворяется только в крепких кислотах

"

Калийные удобрения

Ионы калия участвуют в процессах усвоения минеральных веществ растениями, влияют на интенсивность фотосинтеза, регулируют состояние коллоидов протоплазмы.

Хлористый калий являются основным калийным удобрением и содержит 52,4 - 61,9% К₂ О. (1 стр.242)

Умелое использование минеральных удобрений дает возможность выращивать высокие урожаи сельскохозяйственных растений. Но следует учитывать, что внесение избыточных доз минеральных удобрений, например, нитратов, может привести к накопле­нию их в органах растений. Продукты, полученные из этих растений, становятся непригодными для питания.

1. В каких химических элементах растения испытываю, нужду и почему?

2. Какова роль азота, фосфора и калия в жизни растений? Как отражается их недостаток в почве на развития растения?

Занятие 3.

Понятие о кислотности и засоленности почв и химической мелиорации их.

Цель: Ознакомить учащихся с понятиями: кислотность, засоленность почвы.

Кислотность и засоленность почвы.

Кислотность почвы - важный экологический фактор, опреде­ляющий условия жизнедеятельности почвенных организмов и высших растений, а также аккумуляцию и подвижность загрязни­телей в почве (в первую очередь металлов). При высокой кислот­ности угнетается рост и развитие многих сельскохозяйственных культур, подавляется жизнедеятельность микроорганизмов. При высокой кислотности почвы необходимо проводить ее известкова­ние. Кислотность почвы определяют, измеряя величину рН. В зависимости от величины рН почва может быть кислой, нейтральной или щелочной:

• рН=4 и менее - сильнокислая;

• рН=5 - кислая;

• рН=6 - слабокислая;

• рН=7 - нейтральная;

• рН=8 и более - щелочная.

Повышенная кислотность почв неблагоприятно сказывается на росте многих культур (пшеницы, льна, ячменя, люцерны, свеклы и тд.), вызывает угнетение жизнедеятельности микрофлоры, разлагающей перегной, нарушает нормальное питание растений.

Устранение избыточной кислотности почв проводится известкованием. Химическая сущность известкования заключается в нейтрализации кислотности почвы. В качестве известковых удобрений применяют известковую муку, озерную известь, доломитовую муку, торфотуфы, сланцевую и торфяную золу и др.

Действие известкования положительно сказывается на урожайность озимых и яровых культур, бобовых ит. д. исключение составляет картофель и лен. Картофель стоек к кислотности почвы, лен, наоборот, чувствителен к кислотности почвы и к избытку в ней извести.

Хорошо отзываются на известкование почвы корнеплоды и другие овощные культуры.

Засоленность почвы характеризуется повышенным содержа­нием легкорастворимых минеральных солей, что неблагоприятно сказывается на физических и химических свойствах почвы и соз­дает неблагоприятные условия для развития и роста многих расте­ний. Сильнозасоленные почвы обычно непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур. У растений, произрастающих на засоленных почвах, задерживаются набухание семян, цветение, рост, снижается урожайность. При больших концентрациях солей наступает гибель растений. Наиболее вредное влияние оказывают карбонаты, хлориды и сульфаты натрия и калия.

Гипсование почв, внесение в почву гипса для устранения избыточной щёлочности, вредной для многих сельскохозяйственных растений; способ химической мелиорации солонцов и солонцеватых почв. Гипсование основано на замене натрия, поглощённого почвой, кальцием, в результате чего улучшаются её неблагоприятные физико-химические и биологические свойства, и повышается плодородие.

1. Что такое кислотность, засоленность почвы и чем они определяются?

2. Какие причины вызывает подкисление почвы?

3. Какие полезные изменения происходят в почве при известковании и при гипсовании?

Занятие 4.

Инсектициды, фунгициды, гербициды и их состав, некоторые свойства и применение для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений.

Цель: Ознакомить учащихся наиболее важными инсектицидами и фунгицидами, и их применение для борьбы с вредителями.

Химические средства защиты растений используются довольно давно. Однако их применяют только в том случае, если остальные средства не принесли желаемого результата.

Все химические средства подразделяются на несколько групп: 1. Инсектициды - препараты, предназначенные для уничтожения насекомых.

2. Фунгициды - препараты для борьбы с вирусными и грибковыми инфекциями.

3. Гербициды - препараты, предназначенные для борьбы против сорняков.

Данная классификация построена с учетом назначения химических средств.

По действию на вредителей различают контактные (наружные) и кишечные (внутренние). Контактные препараты попадают в организм вредителей через кожные покровы, вызывают паралич нервной системы и, как следствие, прекращение дыхания. Кишечные препараты приводят к отравлению и гибели вредителей. Существуют препараты, которые совмещают действие контактных и кишечных. Следует также отметить такие препараты, которые, проникая в растение, делают его ядовитым для паразитирующих на нем вредителей.

Инсектициды - ядохимикаты, убивающие вредных насекомых, их яйца и личинки. Инсектициды проникают в тело насекомого через наружные покровы, органы дыхания и пищеварения (например, при опрыскивании растения пестициды превращают его соки в яд для насекомых) и поражают нервную систему вредителя. Сейчас используются более 200 видов инсектицидов, и каждый год появляются новые химикаты. К сожалению, это яды не только для насекомых, но и для людей и для домашних животных, поэтому использовать их надо с большой осторожностью. Фунгициды уничтожают возбудителей грибковых заболеваний и бактерии, паразитирующие на растениях. Наиболее безопасные для человека фунгициды - сера, древесная зола и препараты на основе медного купороса. Для борьбы с болезнями и вредителями растения чаще всего опыляют сухими пестицидами либо опрыскивают их растворами. При выборе химиката и способа лечения растений садовод, разумеется, должен использовать свои биологические и агрономические знания и руководствоваться здравым смыслом, иначе обработка навредит растениям и, что особенно важно, людям. Гербициды - химические вещества, применяемые для уничтожения растительности. По характеру действия на растения гербициды делятся на гербициды сплошного действия, убивающие все виды растений. И гербициды избирательного (селективного) действия, поражающие одни виды растений и не повреждающие др. Первые применяют для уничтожения растительности вокруг промышленных объектов, на лесных вырубках, аэродромах, железных и шоссейных дорогах, под линиями высоковольтных электропередач, в дренажных каналах, прудах и озёрах; вторые - для защиты культурных растений от сорняков (химическая прополка). Такое деление условно, т.к. в большинстве случаев одно и то же вещество в зависимости от концентрации, норм расхода и условий применения может проявлять себя как гербициды сплошного или избирательного действия.

При работе с химикатами никогда не следует превышать рекомендуемые дозы. Их применение рекомендуют заканчивать не позже чем за 30-40 дней до сбора урожая.

Опрыскивание проводят в тихую безветренную, предпочтительно пасмурную (но без признаков надвигающегося дождя) погоду. Лучше всего утром или вечером, при температуре не ниже +5°С.

Надо, чтобы учащиеся поняли, что, после приготовления препаратов нужно мыть с мылом лицо и руки. При размоле порошков и опылении защищать нос и рот влажным полотенцем или сложенной вдвое марлей с прокладкой из ваты, или респиратором, а глаза закрывать защитными очками. Не допускать к работе подростков, беременных женщин и кормящих матерей. При обработке растении ядохимикатами не принимать пищу.

1. Какими путями борется человек с вредителями и болезнями растений?

2. На какие группы делятся сельскохозяйственные ядохимикаты по назначению?

Занятие 5

Влияние искусственных экологических сред на растения (моделирование экологических ситуаций)

Цель работы:

А) Ознакомить учащихся с правилами техники безопасности в лаборатории.

Б) Изучение влияния искусственных экологиче­ских сред, моделирующих экологические ситуации, на растения.

Работа в химической лаборатории связана с некоторой опасностью, поскольку многие вещества ядовиты и взрывоопасны. Большинство несчастных случаев являются следствием небрежности и невнимательности работающих. Существуют общие правила, выполнение которых обязательно для каждого работающего, независимо от того, какой эксперимент он выполняет.

Во всех случаях при проведении занятий следует соблюдать общие меры предосторожности, принятые при выполнении хими­ческого демонстрационного эксперимента и фронтальных лабора­торных работ:

1) эксперимент в целом рассматривается как потенциально
опасный. В нем выделяются элементы повышенной опасности (отбор и добавление кислот, отбор газов и паров различной степени и токсичности и др.);

2) достаточная удаленность от учащихся (не менее 2,5 м), без снижения наглядности эксперимента;

3) для демонстрации могут быть предложены только те эксперименты, которые предварительно отработаны самим преподава­телем (лаборантом), причем определены наиболее сложные опера­ции и отработаны приемы их выполнения;

4) эксперименты с использованием веществ повышенной опасности (например, крепких и концентрированных минеральных кислот) проводятся учащимися при непосредственном участии учителя. Эксперименты, связанные

Легко воспламеняется -

воспламеняющиеся вещества

Едкие вещества

получением опасных веществ и т.п., следует проводить самому учителю.

Ядовиты веществаВзрывоопасные

вещества

Рис. 1. Предупреждающие (информационные) знаки безопасности.

Не пробовать вещества на вкус

Не оставлять открытыми

флаконы реактивы

Не оставлять

неубранными

вещества и реактивы

Не менять пробки

Не сливать вещества

в необорудованные емкости от различных сосудов

Рис. 2. Запрещающие знаки безопасности.

1. Информация

Искусственные экологические среды, исполь­зуемые в данной работе, моделируют реальные экологические си­туации, вызванные химическим загрязнением почв и водных ис­точников. К таким ситуациям относятся засоление, закисление, защелачивание, загрязнение почв тяжелыми металлами и органи­ческими соединениями, а также загрязнения, обусловленные избы­точным (нерациональным) внесением в почву минеральных удоб­рений, и загрязнения органическими соединениями.

Оборудование из комплекта: пробирки - 7 шт., штатив для пробирок.

Реактивы и материалы: раствор гидроксида натрия (20%), раствор сульфата меди (насыщенный), раствор хлорида калия (на­сыщенный), раствор нитрата калия (насыщенный), раствор соля­ной кислоты (1:3), раствор синтетического моющего средства (СМС), побеги растений. Приготовление растворов см. в п. 3.3.

Ход работы

1. Пронумеруйте каждую из 7 пробирок. В каждую пробирку налейте до метки «5 мл» один раствор согласно таблице.

2. Поместите в пронумерованные пробирки побеги одного и того же растения.

3. Наблюдайте за изменениями, происходящими с растениями через определенные промежутки времени, отмечая их по часам. Обращайте внимание на состояние всех органов растения.

Занятие 6

Определение органического вещества в почве.

Цель работы: Изучение богатства почвы органическим веще­ством.

Информация. Почва - это верхний поверхностный слой зем­ной коры, формируется под воздействием различных факторов: почвообразующей породе климата, жизнедеятельности расти­тельных и животных организмов антропогенных процессов и др. Характерным свойством почвы, отличающим ее от различных грунтов и пород, является плодородие. Одним из необходимых условий плодородия почвы является содержание в ней органиче­ского вещества, или гумуса. Не случайно почвы, содержащие мно­го гумуса, называют богатыми. Источником формирования орга­нического вещества в почве являются растительные остатки и, в меньшей степени, остатке микрофауны и макрофауны. Состав и содержание органическое вещества в почве изменяются в процес­се почвообразования. Простейший способ, помощью которого можно определить примерное содержание в почве органического вещества, основан на его относительной легкости. В отличие от минеральных частиц, которые тонут при погружении образца поч­вы в воду, частицы органического вещества всплывают к поверх­ности, приводя к расслаиванию взвеси.

Оборудованием комплекта: линейка, ложка.

Оборудованием _Ка6инета: лабораторный стакан либо стек­лянная банка объемом 1 л, вода чистая.

Материалы: образцы почвы из разных мест.

Ход работы

1. В сосуд (стакан, банку) поместите образец почвы объемом около 0,3 л. Залейте его водой и доведите уровень воды в сосуде до объема примерно 1л.

2. Содержимое колбы взболтайте перемешива­нием для смачивания почвы и выхода пузырьков воздуха.

3. Дождитесь расслоения взвеси, после чего измерьте линейкой значе­ния высоты слоев отстоявшейся и всплывшей почвы линейкой.

4. Выполните подобный экспери­мент с каждым подготовленным поч­венным образцом.

Обработка результатов и выводы

1.Опишите наблюдаемое в тетради. Объясните, почему часть почвы всплыла, а другая часть опус­тилась на дно сосуда в виде осадка.

2.Результаты измерений высоты слоев почвы для каждого испытанного образца занесите в таблицу № 3.

Талица № 3

Результаты измерений высоты слоев почвы.

№ пробы

Высота слоя почвы в сосуде, мм

Верхнего слоя h_верхн

Нижнего слоя h_нижн

Сопоставьте данные таблицы и сделайте вывод об относительном богатстве испытанных образцов почвы органическим веществом.

Занятие 7

Обнаружение тяжелых металлов в почвах.

Цель работы: Ознакомление с методами обнаружения тяже­лых металлов в окружающей среде.

Информация. В земной коре и в почве встречаются все хими­ческие элементы, в том числе так называемые «тяжелые» металлы: ртуть, свинец, кадмий, медь, железо и др. В результате деятельно­сти человека уже на протяжении многих десятков и сотен лет про­исходит поступление тяжелых металлов в биосферу, что привело к значительному увеличению содержания этих элементов в окружающей среде. Загрязнение водоемов, почвы и продуктов питания тяжелыми металлами представляет серьезную угрозу для здоровья людей.

Проводимые в данной работе эксперименты позволяют озна­комиться с качественными реакциями на ионы распространенных в почвах и водоемах тяжелых металлов - свинца, меди, железа и обнаружить их наличие в реальных и смоделированных пробах воды и почвы.

Оборудование из комплекта: воронка стеклянная, колба ко­ническая на 50 мл, палочка стеклянная, пробирки, стакан на 50 мл, фильтр бумажный, штатив для пробирок, тест-системы «Феррум-тест», «Купрум-тест».

Оборудование из кабинета: штатив металлический ШЛХ с кольцом, чаша выпарительная № 1, спиртовка.

Реактивы и материалы: растворы солей 5%-ные: роданида калия или аммония, железистосинеродистого калия, железосинеродистого калия, ацетата свинца, йодида калия, хромата калия, хлорида калия или натрия, раствор азотной кислоты (1:3), раствор уксусной кислоты (1:3), раствор аммиака (10%).

Модельные растворы, содержащие свинец (ацетат свинца), медь (сульфат меди), железо II (сульфат железа) и железо III (хлорид железа III)

Занятие 8

Распознавать важнейшие минеральные удобрения.

Основная цель проведения практических занятий заключается в том, чтобы повысить качество усвоенных знаний, дать возможность применять их на практике.

Оборудование из комплекта: спиртовая горелка, пробирки, штатив для пробирок.

Реактивы и материалы: раствор едкого натрия (конц), раствор серный кислоты, соляная кислота, кусочки медной проволоки, лакмусовая бумага, вода, пробирки, уголь древесный, графитовые стержии. На общем столе раскладываются образцы минеральных удобрений: аммиачная селитра, сульфат аммония, фосфоритная мука, суперфосфат. Учащимися раздаются инструкции, руководствуясь которыми они самостоятельно распознают выданные им в пронумерованных пробирках образцы минеральных удобрений.

Примерная инструкция для распознавания минеральных удобрений.

Учащимся предлагается провести опыты по следующему плану: 1. Внимательно рассмотрите внешний вид нескольких удобрений. Какого его цвет, запах? 2. Часть полученного вами образца удобрений поместите в пробирку. Прилейте немного серной кислоты и опустите кусочек медной проволоки. Нагрейте. Если выделится газ бурого цвета - значит, это удобрение относится к солям азотной кислоты. 3. В этом случае новую порцию этого удобрения поместите в чистую пробирку, прилейте немного воды и, добавив столько же раствора едкого натра, нагрейте. Если при этом выделяется аммиак - значит удобрение является аммиачной селитрой. 4. Если аммиак не выделяется, опустите графитовый стержень в соляную кислоту, а затем в удобрение. К нему прилипнут кристаллы соли. Внесите в пламя горелки. Если пламя окрасится в фиолетовый цвет - это калийная селитра. Если не окрасится - это азотное удобрение. 5. Если полученное вами удобрение имеет светло-серый цвет, в воде растворяется и имеет кислый запах - испытайте синим лакмусом. Лакмус окрасился в красный цвет. Это суперфосфат. 6. Если полученное вами удобрение имеет землисто-серый цвет и в воде не растворяется, поместите его на раскаленный уголь. Если оно при этом темнеет и распространяет запах жженой кости - это костная мука. Если же не темнеет и запаха не распространяет - это известковое удобрение. О результатах своего исследования составьте отчет по форме:

Таблица № 4

Анализ удобрений.

№ образца удобрения

Внешний вид и запах

Растворимость в воде

Отношение к нагреванию с серной кислотой и медью

Отношение к нагреванию со щелочью

Поведение на раскаленном угле

Окраска пламени горелки

Реакция на лакмус

Название удобрения

Для удобства распознавания удобрений можно пользоваться определителем минеральных удобрений. Напомним порядок пользования: В таблице перед текстом слева стоят жирные цифры 1, 2, 3…, а между ним - 0. Следует внимательно прочитать признаки удобрения за цифрой 1 и другие признаки за цифрой 0. Проделать соответствующие операции и сравнивая те и другие признаки и результаты реакций с признаками определяемого минерального удобрения, выбрать, какое описание совпадает с признаками взятого удобрения. Если совпадают признаки за цифрой 1, то надо перейти к той цифре таблицы, которая указана в конце (2). Если же признаки совпадут с признаками, следующими за цифрой 0, то следует перейти к пункту, указанному за этим описанием (7). Сравнивая описание в таблице с признаками взятого образца удобрения, и переходя от пункта к пункту, так и находят название удобрения. Если обнаружиться ошибка, следует еще раз тщательно провести анализ.

Занятие 9

Определение кислотность почв.

Цель работы: Изучение экологического состояния почвы че­рез оценку ее кислотности.

Информация. Кислотность почвы - важный экологический фактор. При вы­сокой кислотности угнетается рост и развитие многих сельскохо­зяйственных культур, подавляется жизнедеятельность микроорга­низмов. При высокой кислотности почвы необходимо проводить ее известкование.

С величиной кислотности генетически связан солевой состав почвенной массы (таблица 5).

Таблица 5

Кислотность почвенной массы и солевой состав в ней

Кислотность

почвенной массы

Солевой состав почвенной массы

кислая

отсутствуют карбонаты, сульфаты, хлориды

нейтральная

присутствуют карбонаты и следы сульфатов

щелочная

присутствуют карбонаты, сульфаты, хлориды

Оборудование из комплекта: стеклянная воронка, ложка, пинцет, пипетка-капельница, пробирки, штатив для пробирок, фарфоровая ступка, пестик, коническая колба ёмкостью 250 см³.

Оборудование из кабинета: штатив ШЛХ с кольцом, весы учебные, разновесы.

Реактивы и материалы: раствор индикатора универсального, рН-индикаторная бумага, фильтр бумажный, образец почвы, дистиллированная вода.

Ход работы

1.Небольшое количество почвенного материала (объём 1,5 - 2 чайных ложки) очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается пестиком в фарфоровой ступке до максимально возможной однородной рассыпчатой массы.

2. Рассыпчатая почвенная масса (25 г) помещается в коническую колбу

ёмкостью 250 см3. Колбу наполовину (125 г) заливают дистиллированной водой, после чего содержимое колбы несколько раз аккуратно взбалтывается и отстаивается 5-10 минут.

1. Полученную после отстаивания водную вытяжку фильтруют через фильтр в стеклянной воронке.

2. Отфильтрованную водную вытяжку (5 см ) наливают в пробирку, и добавляют в неё около 0,25 см³ универсального индикатора, вследствие чего полученная смесь окрашивается в определённый цвет.

3. Пробирку со смесью встряхивают для равномерного распределения

окраски.

4. По полученной равномерной окраске определяют ориентировочную величину (градацию) кислотности водной вытяжки (таблица 6)

Таблица 6

Градации кислотности и окраска водной вытяжки

после добавления в нее универсального индикатора

Градации кислотности

Окраска водной вытяжки

кислая

розовая

слабокислая

оранжево-жёлтая, желтоватая

нейтральная

зеленоватая, желтовато-зеленоватая

слабощелочная

голубовато-синяя

Литература

1. П.М. Смирнов. Агрохимия, Москва. Колос, 1975. [104-108; 114 - 128; 144-148; 153-184; 198-235; 248-269 ]

2. Д.А. Энштейна. Факультативные занятия по химии, М. Просвещение. 1971. [29-34; 54-58; 67- 69;107-120]

3. Г.В. Устименко. Основы агротехники полевых и овощных культур, Москва, Просвещение, 1984. [24-33]

4. П.П. Иванов. Вопросы агрохимии в средней школе, Москва, Учпедгиз, 1959, [ 45-57]