A természettudományos oktatás komplex megújítása a Révai Miklós Gimnáziumban és Kollégiumban Munkafüzet FÖLDRAJZ Emelt szintű érettségi Kleininger Tamás TÁMOP-3.1.3-11/2-2012-0031
TARTALOMJEGYZÉK A laboratórium munka- és balesetvédelmi szabályzata... 3 Általános bevezetés... 7 1. Laza kőzetek vizsgálata... 11 2. Kőzetminták vizsgálata... 15 3. Kőzetek vizsgálata... 18 4. A kőzetburok jelenségei... 22 5. Talajminták vizsgálata... 27 6. Talajminták vizsgálata... 31 7. A talaj vizsgálata... 36 8. Vízminták vizsgálata... 39 9. Vízminták vizsgálata... 42 10. Vízminták vizsgálata... 45 11. Vízminták vizsgálata... 49 12. Légköri vizsgálatok... 54 13. Légköri vizsgálatok... 58 14. Légköri vizsgálatok... 61 15. A levegő mozgásai... 65 16. Légköri vizsgálatok... 68 17. A légkör vizsgálata... 71 18. A légkör vizsgálata... 74 19. Légköri vizsgálatok... 77 20. Szimulációk vizsgálata... 81 Fogalomtár... 99 Források... 103
A LABORATÓRIUM MUNKA- ÉS BALESETVÉDELMI SZABÁLYZATA 1. A laboratóriumban a tanuló csak felügyelet mellett dolgozhat, a termet csak engedéllyel hagyhatja el! 2. A kísérlet elvégzése előtt figyelmesen el kell olvasni a leírást! Az eszközöket és a vegyszereket csak a leírt módon és megfelelő körültekintéssel szabad használni! 3. A kísérletek során köpeny használata kötelező! Ha a gyakorlat ezt megköveteli, védőszemüveget, illetve gumikesztyűt kell használni! A tálcán mindig legyen száraz ruha és a közelben víz! 4. Úgy kell dolgozni, hogy közben a laboratóriumban tartózkodók testi épségét, illetve azok munkájának sikerét ne veszélyeztessük! A kísérleti munka elengedhetetlen feltétele a rend és fegyelem. 5. A vegyszerhez kézzel hozzányúlni, megízlelni szigorúan tilos! Ha többféle vegyszert használunk, közben mindig töröljük le a kanalat! A gázokat, gőzöket legyezgetéssel szabad megszagolni! 6. Vegyszerből mindig csak az előírt mennyiséget lehet használni. A maradékot nem szabad visszatenni az üvegbe, hanem csak a megfelelő vegyszergyűjtőbe! A vegyszeres üvegek kupakjait nem szabad összecserélni! 7. Tartsuk be a melegítés szabályait: a kémcsőbe tett anyagokat kémcsőfogó segítségével ferdén tartva, állandóan mozgatva, óvatosan melegítsük! A kémcső nyílását ne fordítsuk a szemünk vagy társunk felé! 8. Kísérletezés közben ne nyúljunk az arcunkhoz, szemünkhöz, a munka elvégzése után mindig alaposan mossunk kezet! Ha a bőrünkre maró hatású folyadék cseppen, előbb száraz ruhával töröljük le, majd bő vízzel mossuk le! 9. Elektromos vezetékekhez, kapcsolókhoz nem szabad vizes kézzel hozzányúlni, mindig tudni kell, hol lehet áramtalanítani! 10. Láng közelében tilos tűzveszélyes anyagokkal dolgozni! Tűz esetén a megfelelő tűzoltási módot kell alkalmazni (vízzel, homokkal, letakarással vagy poroltóval)! 11. A munka befejeztével a munkahelyen rendet kell rakni! A munkahely elhagyása előtt ellenőrizni kell, hogy a gáz- és vízcsapot elzártuk-e, ill. a mérőkészüléket áramtalanítottuk-e! 12. A laboratóriumban étkezni és inni tilos! 13. Vegyszereket hazavinni szigorúan tilos! Ha bármilyen baleset történik, azonnal szólni kell a tanárnak, vagy a laboratórium dolgozóinak! 3
Néhány fontos laboratóriumi eszköz Bunsen-égő meggyújtása 1. levegőnyílás elzárása 2. gyufagyújtás 3. gázcsap megnyitása 4. gáz meggyújtása 1. ábra 2. ábra 4
A vegyszereken szereplő (új) veszélyességi piktogramok, jelzések és jelentésük: Tűzveszélyes anyagok Robbanó anyagok Oxidáló anyagok Nyomás alatt álló gázok Irritáló anyagok Mérgek Maró hatású anyagok Emberre ártalmas Veszélyes a vízi környezetre A vegyszerek csomagolásán ezen kívül R és S jelzést, valamint számokat találunk. Például a hypo esetében: R 31, R 36/38, R 52 S 1/2, S 20, S 24/25, S 26, S 37/39, S 46, S 50 Az R jelzés a környezetre és az emberre vonatkozó veszélyeket jelenti, az S jelzés a veszélyes anyagok felhasználása során követendő biztonsági tanácsokat jelzi. A számok 1-től 61-ig terjednek és mindegyik egy-egy mondatot jelez, amik jelentése a laboratórium falán lévő táblázatban található! 5
A hypo esetében: R 31 Savval érintkezve mérgező gázok képződnek R 36/38 Szem-és bőrizgató hatású R 52 Ártalmas a vízi szervezetekre S 1/2 S 20 Elzárva és gyermekek számára hozzáférhetetlen helyen tartandó! Használat közben enni, inni nem szabad! S 24/25 Kerülni kell a bőrrel való érintkezést és szembejutást. S 26 Ha szembe kerül, bő vízzel azonnal ki kell mosni, és orvoshoz kell fordulni! S 37/39 Megfelelő védőkesztyűt és arc-szemvédőt kell viselni! S 46 S 50 Lenyelése esetén azonnal orvoshoz kell fordulni, az edényt/csomagolóburkolatot és a címkét az orvosnak meg kell mutatni! Savval nem kezelhető! Egyéb munkavédelmi szimbólumok: Védőszemüveg használata kötelező Védőkesztyű használata kötelező Vigyázz! Forró felület Vigyázz! Alacsony hőmérséklet! Vigyázz! Tűzveszély! Vigyázz! Mérgező anyag! 6
ÁLTALÁNOS BEVEZETÉS Célok, feladatok A földrajzoktatás megismerteti a tanulókat a szűkebb és tágabb környezet természeti és társadalmi-gazdasági, valamint környezeti jellemzőivel, folyamataival, a környezetben való tájékozódást, eligazodást segítő alapvető eszközökkel és módszerekkel. Vizsgálódásának középpontjában a földrajztudomány, valamint a társföldtudományok (geológia, meteorológia, geofizika, planetológia) által feltárt természeti, társadalmi-gazdasági és környezeti folyamatok, jelenségek, azok kölcsönhatásai, illetve napjaink gazdasági, környezeti eseményei állnak, lokális, regionális és globális szinten egyaránt, különös tekintettel a fenntarthatóságra. A természeti, a társadalmi-gazdasági és a környezeti folyamatokban megfigyelhető kölcsönhatások feltárásával a földrajzoktatás hozzájárul a természettudományi szemlélet és gondolkodásmód kialakulásához. Szüntelenül változó és globalizálódó világunk természeti, környezeti és társadalmi-gazdasági folyamatainak megismeréséhez és megértéséhez elengedhetetlen a folyamatos tájékozódás és információszerzés, valamint a nyitott gondolkodás. Ezért a tartalmi elemek elsajátítása elképzelhetetlen a tanulók egyre önállóbbá váló információszerző tevékenysége nélkül. Így a tanítási-tanulási folyamatban nagy hangsúlyt kap az információszerzés és - feldolgozás képességének fejlesztése, különös tekintettel a digitális világ nyújtotta lehetőségek felhasználására. A tanítási-tanulási folyamat kiemelt célja a folyamatos önképzés iránti igény, valamint az élethosszig tartó tanulás képességének kialakítása. Követelmények A földrajzórai vizsgálat során a tanulók egy folyamat, jelenség megfigyelése előtt megismerik annak lényegét, - modellezve azt, vagyis kicsiben, egyszerűsítve, a valóságos elemeket helyettesítő anyagokkal és eszközökkel. Mivel a vizsgálat nemcsak a folyamat, jelenség megismerésére szolgál, hanem arra is, hogy a tanulók megismerjék a feltételeit, ezért a természetbe beavatkozva módosítanak egy vagy több feltételt. Az új körülmények között szerzett ta- 7
pasztalataikat össze tudják hasonlítani az eredetivel, így tisztázzák a folyamat, a jelenség feltételeit. A valóság megismerésének földrajzi megközelítése a természettudományos kulcskompetenciával kapcsolatos, amely megfelelő szintje lehetővé teszi, hogy a tanulók megfelelő ismeretek és módszerek felhasználásával leírják és magyarázzák a természet jelenségeit, folyamatait, és az ismereteik birtokában el tudják gondolni azok várható kimenetelét is. A természettudományos és technikai kompetencia kritikus és kíváncsi attitűdöt alakít ki az emberben, aki ezért igyekszik megismerni és megérteni a természeti jelenségeket, a műszaki megoldásokat és eredményeket, nyitott ezek etikai vonatkozásai iránt, továbbá tiszteli a biztonságot és a fenntarthatóságot. (Nat-2012, Ember és természet műveltségi terület) A környezettel való összhang megteremtése és tartós fenntartása érdekében a tanulóknak nemcsak a világot leíró természettudományos modelleket, elméleteket kell megismerniük, hanem azt is, hogy a természettudományok megfigyelések, vizsgálódások és kísérletezések sorozatán keresztül jutottak el a bizonyított igazságok (elméletek, szabályok, törvényszerűségek) felismeréséhez. Ezért az iskolában cselevő, aktív tanulási környezetben kell megismerni a tervszerű megfigyelés, vizsgálódás és kísérletezés módszerét, a nyert adatok, információk igazolásának vagy cáfolásának, a tudományos tényeken alapuló érvelésnek, a modellalkotásnak, illetve feldolgozásának a módjait. A Földünk környezetünk műveltségi terület ismeretrendszerének elsajátítása hozzájárul a korszerű természettudományi szemlélet és gondolkodásmód kialakulásához. A tanítási-tanulási folyamatban nagy hangsúlyt kap az információszerzés és - feldolgozás képességének fejlesztése közvetlen (részben terepi) tapasztalatszerzéssel, megfigyelésekkel és a digitális világ nyújtotta lehetőségek felhasználásával. (Nat-2012, Földünk környezetünk műveltségi terület) A természettudományos műveltség fejleszti a kommunikáció, az egyszerűsítés, a strukturálás, az osztályozás, a fogalommeghatározás, a rendszermegfigyelés, a kísérletezés, a mérés, az adatgyűjtés-, és feldolgozás, a következtetés, az előrejelzés, a bizonyítás, cáfolás készségrendszerét. (Nat-2012, kulcskompetenciák leírása) A földrajz (geográfia) komplex tudomány. A klasszikus megközelítés szerint két fő ága a természetföldrajz és a társadalomföldrajz. Emiatt a földrajztudomány egyszerre tartozik a természettudományok és a társadalomtudományok közé. 8
Mivel a labor a nevében is természettudományos, emiatt a kísérletek is a földrajz természettudományos részéből kerültek ki. De mivel a természettudomány maga is komplex, emiatt a munkafüzetben lévő kísérletek is soktényezősek: a földrajzon kívül a többi természettudomány, a fizika, kémia, biológia is szerepel bennük. Kísérleteink alapja a tudományos megfigyelés, melynek a következő kritériumoknak kell megfelelni: céltudatosság: a tevékenység egy adott kérdés, szempont, probléma megválaszolásáért történik, amelyet előzőleg kiválasztottunk tervszerűség: a vizsgálandó jelenséget pontosan meg kell határoznunk, gondosan kiválasztva a megfigyelési technikát objektivitás: a szubjektív tényezők kiküszöbölése, ki kell zárnunk előítéleteinket annak érdekében, hogy a megfigyelt folyamat ténylegesen a valóságot tükrözze megbízhatóság: akkor teljesül, ha a megfigyelési eljárás megismétlésekor újra és újra ugyanazt az eredményt kapjuk érvényesség: arra vonatkozik, hogy a megfigyelésből származó adatok mennyire kapcsolódnak az adott fogalom elfogadott jelentéseihez. Témakörök 1. Laza kőzetek vizsgálata 1.1 A szemcsenagyság meghatározása 1.2 A szemcsealak meghatározása 2. Kőzetminták vizsgálata 2.1 Víz kimutatása a kőzetekből 2.2 Kőzetek vizsgálata lángfestéssel 3. Kőzetek vizsgálata 3.1 A kőzetek mágnesességének vizsgálata 3.2 A kőzetek viselkedése savakkal 4.Kőzetburok jelenségei 4.1 A vulkán működése 4.2 Vulkánműködés elemzése 5. Talajvizsgálat 5.1 Levegő a talajban 5.2 A talajok vastartalma 6. Talajminták vizsgálata 6.1 Foszfát, nitrát tartalom meghatározása 9
6.2 A talaj humusztartalma 7. A talaj vizsgálata 7.1 A talaj víztartó-képessége 7.2 A sószórás hatása a talajra és a növényekre 8. Vízminták vizsgálata 8.1 A vizek szerves anyag tartalmának meghatározása 8.2 A víz szabad CO 2 tartalmának meghatározása 9. Vízminták vizsgálata 9.1 A víz kénhidrogén-tartalmának kimutatása 9.2 A víz foszfát-tartalmának kimutatása 10.Vízminták vizsgálata 10.1 Vízminták szulfát-, és ammónium - tartalma 10.2 Vízminta nitrit-, és nitrát-tartalma 11. Vízminták vizsgálata 11.1 Kémiai oxigénigény meghatározása permanganátos módszerrel 11.2 A biológiai vízminősítés egy módszere 12. Légköri vizsgálatok 12.1 A felszín színének szerepe a felmelegedésben 12. 2 A szín és az anyagminőség hatása a felmelegedésre 13. Légköri vizsgálatok 13.1 A domborzat hatása a felmelegedésre 13.2 Az anyagminőség szerepe a felmelegedésben 14.Légköri vizsgálatok 14.1 A felmelegedés hatása a jéghegyek olvadására 14.2 A levegő porszennyezettségének vizsgálata növényi leveleken 15. A levegő mozgásai 15.1 A felemelkedő levegő kiterjed 15.2 A felmelegedő levegő feszítőereje 16. Légköri vizsgálatok 16.1 Ha a levegő felmelegszik, a légnyomás csökken 16.2 A magasság növekedésével csökken a víz forráspontja 17. A légkör vizsgálata 17.1 A légáramlás iránya 17.2 Hőmérséklet hatása a víz gőzölgésére 18. A légkör vizsgálata 18.1 Telített levegőben nincs párolgás 18.2 A levegő telítettsége 19. Légköri vizsgálatok 19.1 Savas eső hatása a növényzetre 19.2 Mikrocsapadék keletkezése 20. Szimulációk vizsgálata 20.1 A földtörténeti kormeghatározás gyakorlása szimulációval 20.2 Az üvegházhatás szimulációja 10
Bevezetés/Ismétlés LAZA KŐZETEK VIZSGÁLATA 1. Mi a különbség ásvány és kőzet között? 2. Hogyan keletkeznek a kőzetek? 3. Hogyan csoportosíthatók a kőzetek? 1. kísérlet A szemcsenagyság meghatározása Eszközök: milliméterpapír kőzetminták kézi nagyító A kísérlet leírása: 1. Határozzuk meg a kőzetet felépítő szemcsék nagyságát! 2. Helyezzük a szemcséket 0,1 mm-es négyzethálóra, és kézi nagyítóval állapítsuk meg a szemcsék átlagos méretét! 3. Határozzuk meg a minta összetételét! Észrevételek tapasztalatok Átmérő, mm 2-nél nagyobb Kőzet neve kavics, kőzetdara 2-0,02 homok, homokliszt 0,02-0,06 lösz 0,02-0,002 iszap 0,0002- nél kisebb agyag 3. ábra 11
Mérési jegyzőkönyv: Átmérő, mm 2-nél nagyobb 2-0,02 0,02-0,06 0,02-0,002 0,0002- nél kisebb Minta neve 2. kísérlet A szemcsealak meghatározása Eszközök: binokuláris mikroszkóp kőzetminták laza kőzetből A kísérlet leírása: 1. Vizsgáljuk meg a kapott kőzetmintát binokuláris mikroszkóppal! 2. Rajzoljuk le a látott szemcsék alakját! 3. Következtessünk a kőzetszemcsék keletkezésére az alakjukból! Mérési jegyzőkönyv: Minta száma Minta rajza 1. minta 2. minta 12
3. minta 4. minta 5. minta 6. minta 7. minta 8. minta 13
9. minta 10. minta Önértékelés: Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 14
Bevezetés/Ismétlés KŐZETMINTÁK VIZSGÁLATA 1. Mit nevezünk kőzetnek? 2. Hogyan csoportosíthatók a kőzetek? 3. Melyek a kőzetek összetevői? 1. kísérlet Víz kimutatása a kőzetekből Eszközök: kőzetminták kémcsövek gázégő A kísérlet leírása: 4. ábra 1. A kőzetmintából vett darabot kémcsőbe tesszük. A kémcsövet kémcsőfogóval megfogjuk, nyílását befedjük. 2. A kémcső alsó végét lassú forgatás közben gázégővel óvatosan melegíteni kezdjük. 3. A melegítés hatására vízcseppek jelennek meg a kémcső felső részének belső falán. 4. A kísérletet többfajta kőzettel végezzük el, és hasonlítsuk össze a víztartalmakat. 15
Mérési jegyzőkönyv: Kőzet neve: Víztartalom mértéke: 2. kísérlet - Kőzetek vizsgálata lángfestéssel Eszközök: kőzetminták óraüveg tömény sósav kiégett izzólámpa fémszála Bunsen - égő A kísérlet leírása: 1. A vizsgálatra szánt kőzetből egy kis darabot elporítunk, és a port óraüvegre tesszük. 2. Kémcsőbe kevés tömény sósavat öntünk. A sósavba kiégett izzólámpa fémszálát mártjuk, majd felvesszünk vele egy kevés kőzetport, és a Bunsen égő lángjába tartjuk. 3. Figyeljük meg a láng színváltozásait! Mérési jegyzőkönyv: Kőzet neve: Láng színe: 16
Észrevételek, fontos megjegyzések A láng színéből következtetni tudunk a kőzetet alkotó elemekre (pl. a kalcium téglavörös, a nátrium sárga, a kálium fakóibolya, a réz smaragdzöld színre festi a lángot.). Önértékelés: 5. ábra Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E.) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 17
Bevezetés/Ismétlés KŐZETEK VIZSGÁLATA 1. Mit tanultunk Földünk mágneses viszonyairól? 6. ábra 1. kísérlet - A kőzetek mágnesességének vizsgálata Eszközök: kőzetminták kémcsőcsipesz Bunsen égő mágnesrúd papírlap A kísérlet leírása: 1. Kémcsőcsipesszel megfogunk a kőzetmintából egy kis darabot, és a Bunsen égő lángjába tartjuk. 2. Addig izzítjuk a mintát, amíg a szilánk sötétbarna vagy fekete lesz. 3. A mintát lehűtjük, majd elporítjuk. 4. A kőzetport vékony rétegben fehér papírlapra szórjuk 5. A papírlap alá mágnesrudat helyezünk. 6. Ha a kőzet mágneseződött, akkor a por a mágnesrúd két pólusa között, a mágneses erővonalak mentén rendeződik el. 18
Mérési jegyzőkönyv: Kőzetminta neve: Mágnesesség mértéke: 7. ábra Észrevételek, fontos megjegyzések Ha a próbálkozások nem vezetnek eredményre, annak az az oka, hogy legfeljebb a kőzetek ásványai mágnesezhetők. Ennek belátása után gránit-, magnetit-, dolomit- és hematit törmeléket, valamint homokot és löszt helyezünk a rúdmágnes fölé, és megfigyeljük, hogy reagál-e a mágnesre. Azokat, amelyek nem mutattak rendeződést, egy-egy kémcsőbe töltjük, és 1-2 percig hevítjük. A hevített port óvatosan a papírlapra szórjuk, és megnézzük, hogy ilyen állapotukban mágnesezhetők-e. A magnetit hidegen, a hematit hevítve mágnesezhető. 19
Feladatok: 1. A földrajztudomány mire használja a kőzetek mágnesességi vizsgálatát? 2. kísérlet - Kőzetek viselkedése savakkal Eszközök: A kísérlet kémcsőállvány, kémcső (amennyi mintát vizsgálunk) kémcsőfogó, borszesz- vagy gázégő sósav (10%-os), ásvány- vagy kőzetdarabok 1. Az ásvány- vagy kőzettörmeléket (körülbelül 1 gramm) a kémcsőbe tesszük, majd rátöltünk a sósavból annyit, hogy kb. egy ujjnyira ellepje. 2. Ha semmi változás nem tapasztalható (nem pezseg, nem oldódik), akkor a fogóba fogott kémcsövet borszeszégő lángjába tartjuk. 3. Megfigyeljük, hogy milyen változás következett be néhány perc elteltével. 4. Amelyik minta nem pezseg, azt melegített sósavban is megvizsgáljuk. Mérési jegyzőkönyv: Minta neve: Pezsgés mértéke: 20
Feladatok: 1. Mire lehet következtetni a kőzetek savakkal szembeni viselkedéséből? 8. ábra 9. ábra Önértékelés: Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 21
Bevezetés/Ismétlés A KŐZETBUROK JELENSÉGEI 1. Keressünk vulkánokat Földünk domborzati térképén! Hol találhatók a vulkánok? 2. Hogyan keletkeznek a vulkánok? 3. Milyen vulkántípusokat ismerünk? 1. kísérlet A vulkán kitörése Eszközök: farostlemez Erlenmeyer lombik ammónium bikromát borszeszégő itatós, homok A kísérlet leírása: 10. ábra 1. Farostlemezből kb. 20 cm magas állványt állítunk össze. A felső lapon középen nyílást vágunk, melybe belefér az 50 cm 3 -es Erlenmeyer lombik nyaka, és a szájnyílás pereme függő helyzetben marad. 2. A lombikot ¼ magasságig ammónium bikromáttal töltjük meg. 3. A felszerelt lombikot a nyílásba tesszük, itatóssal befedjük, melyre vékony homokréteget szórunk. 4. A lombik alá kis lánggal égő borszeszégőt teszünk. 5. A lombikot addig melegítjük, amíg a reakció első jeleit nem látjuk. 6. Rajzoljuk le az eredményt! 22
11. ábra Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Mi a különbség a magma és a láva között? 23
2. Milyen kőzetekből épülnek fel a vulkánok? 2. kísérlet Vulkánműködés elemzése Eszközök: nagyobb hungarocell-darabok színes tempera ecset, papír olló íróeszköz A kísérlet leírása: 1. A tanulók megtekintik a http://esminfo.prenhall.com/science/geoanimations/animations/35_volcanicact. html weblapon lévő animációt a rétegvulkán működéséről. 2. Írjuk össze a videón látottak alapján a vulkán felépülési folyamatának részmozzanatait! 24
3. Rajzoljuk le a vulkáni kúp főbb részeit! 4. Hungarocellből készítsük el a rétegvulkán makettjét! 5. Színezzük ki a modellt! Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Melyek a vulkánkitörés lépései?.. 25
2. Miért réteges a vulkán? 3. Melyek a rétegvulkán részei? Önértékelés: Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 26
Bevezetés/Ismétlés TALAJMINTÁK VIZSGÁLATA 1. Mi nevezünk talajnak? 2. Melyek a talaj alkotórészei? 3. Hogyan keletkezik a talaj? 4. Milyen talajfajták fordulnak elő hazánkban? 12. ábra 1. kísérlet Levegő a talajban Eszközök: talajminták főzőpohár víz A kísérlet leírása: 1. Főzőpohárban lévő vízbe egy darabka száraz talajt dobunk. Megfigyeljük az eredményt. 2. A kísérletet a gyűjteményben lévő talajfajtákkal elvégezzük, és összehasonlítjuk az eredményt. 27
Mérési jegyzőkönyv: Talajfajta neve: Tapasztalat: Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Mi a jelentősége a talajban lévő levegőnek? 2. Hogyan befolyásolja a talajban lévő levegő a talaj minőségét? 2. kísérlet A talajok vastartalma Bevezetés/Ismétlés A vas a növényi légzésben, anyagcserében, fotoszintézisben, valamint a fehérjeképző folyamatokban nélkülözhetetlen mikroelem. Legnagyobb része a növények leveleiben, a színtestecskék közelében található. Eszközök: talajminták 28
kémcsövek ammónium tiocianát oldat A kísérlet leírása: 1. A talajmintákból talajkivonatokat készítünk. 2. A talajminta-kivonatokból kb. 2 ml-t kémcsőbe öntünk, és 2 ml 5%-os ammónium tiocianát oldatot adunk hozzá. 3. Ha a minta vasat tartalmaz, vörös elszíneződést tapasztalunk. 4. Hasonlítsuk össze a talajminták vastartalmát! Mérési jegyzőkönyv: Minta neve: Tapasztalat: Önértékelés: 13. ábra Munkád befejeztével értékeld magadat! 29
1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 30
Bevezetés/Ismétlés TALAJMINTÁK VIZSGÁLATA 1. Mit nevezünk talajnak? 2. Melyek a talaj alkotórészei? 3. Hogyan befolyásolják a talajban lévő ásványi sók a növények növekedését? 1.1 kísérlet Foszfát-tartalom meghatározása Eszközök: Erlenmeyer- lombik molibdén reagens ón klorid oldat desztillált víz talajminták A kísérlet leírása: 14. ábra 1. Erlenmeyer lombikba kb. 50 g talajmintát teszünk, majd 125 ml desztillált vizet öntünk hozzá. 2. A mintát legalább 5 percig rázzuk. 3. 100 ml talajoldathoz 1 ml molibdén-reagenst és 0,5 ml ón klorid oldatot teszünk. 4. Foszfáttartalom esetén kék elszíneződést tapasztalunk. 5. A kísérletet ismételjük meg a talajmintáinkkal, és hasonlítsuk össze az eredményeket! 31
Mérési jegyzőkönyv: Talajminta neve: Foszfáttartalom: Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Miért van nagy jelentősége a növények számára a talaj foszfáttartalmának? 1.2 kísérlet Nitrát - tartalom meghatározása Bevezetés/Ismétlés A nitrát az oxidált nitrogén stabilabb formája, azonban a talajban, vízben, illetve a növényekben élő mikroorganizmusok nitritté tudják bontani, ahogyan a nitritet nitráttá oxidálni. Ez a folyamat állandó jelenség a környezetben. A nitrát-vegyületeket nagyobb (millió tonnás) nagyságrendben főként terméshozam-fokozó nitrogén műtrágya előállítására használják, de alkalmazzák az anyagot robbanószerek gyártására, oxidálószerként a vegyiparban, valamint tartósítószerként és színezékként az élelmiszeriparban. Eszközök: talajminták desztillált víz nitrát - reagens 32
A kísérlet leírása: 1. A talajmintákból talajkivonatokat készítünk. 2. Kb. 2 ml. talajkivonathoz 2 ml. nitrát reagenst adunk, és megfigyeljük az eredményt. 3. Az eredmény: kék színreakció. Mérési jegyzőkönyv: Minta neve: Nitrát tartalom: Észrevételek, fontos megjegyzések Talajkivonat: kémcsőbe 2 cm vastag talajmintát teszünk, ¾ részéig feltöltjük desztillált vízzel. 10 percig erősen rázzuk, szűrőn átszűrjük. Nitrát reagens: 100 ml tömény kénsavban 0,01 g difenil amint oldunk, majd 1 ml hidegen telített kálium klorid oldatot adunk hozzá. Molibdén-reagens: 2,5 g ammónium molibdátot 25 ml desztillált vízben feloldunk, és 50 ml 50 %-os kénsavat adunk hozzá. Ón klorid reagens: 12 g kristályos ón (II) - kloridot 10 ml meleg, tömény sósavban feloldunk, 1:1 kénsavval 100 ml-re egészítjük ki. Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Miért van jelentősége a talaj nitrát-tartalmának? 33
2. kísérlet A talaj humusztartalma Eszközök: kémcső ammónium hidroxid oldat talajminták A kísérlet leírása: 1. Kémcsőbe tegyünk a talajmintából kb. 2 cm elporított talajt. 2. Öntsünk rá annyi 2%-os ammónium hidroxidot, hogy 6 8 cm magasságig érjen. 3. A kémcső tartalmát rázzuk össze, majd szűrjük le. 4. Állapítsuk meg a szűrlet színét! 5. Ha a szűrlet sötét színű, a talajban sok a nyershumusz, ha világossárga, akkor a humusz savanyú, szelíd humusz. Mérési jegyzőkönyv: Talajminta: Humusztartalom: Feladatok: 1. A talaj humusztartalmát mikroszkóppal is vizsgálhatjuk. A humuszos minta anyagát kevés vízben szétoszlatjuk, a tárgylemezre vékony réteget teszünk. Rácseppentünk egy kevés vizes glicerint, és fedőlemezzel lefedjük. 2. Hasonlítsuk össze a talajmintáink humusztípusait! 34
Kérdések, feladatok a kísérlethez: 1. Melyek a humusz alkotórészei? 2. Hogyan keletkezik a humusz? 3. Mire utal a talaj magas humusztartalma? Önértékelés: 15. ábra Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 35
Bevezetés/Ismétlés A TALAJ VIZSGÁLATA 1. Hol található a talajban víz? 2. Hogyan hat a talajban lévő víz az élőlényekre? 1. kísérlet A talaj víztartó-képessége Eszközök: talpas üveghenger talajminták gumidugó fóliatus A kísérlet leírása: 16. ábra 1. Talpas üveghengerbe ¾ részéig szétmorzsolt, száraz talajt öntünk. 2. Öntözőrózsával lassan annyi vizet permetezünk a talajra, hogy alul néhány cm magasan száraz maradjon. 3. Az átnedvesedett rétegre száraz talajt szórunk. 4. A henger felső nyalását gumidugóval elzárjuk. 5. Az átnedvesedett réteg alsó és felső határát a henger külső falán tussal megjelöljük. 6. Mit tapasztalunk? Rajzoljuk le az eredményt! 36
Elméleti ismeretek röviden: 17. ábra A talajt számos negatív emberi hatás éri. Kísérletünkben most a télen használt sószórást vizsgáljuk meg. 2. kísérlet A sószórás hatása a talajra és a növényekre Eszközök: kémcsövek sóoldatok, víz paraffinolaj növényi hajtások 37
A kísérlet leírása: 1. A kémcsövekbe 20-20 ml folyadékot öntünk. (Kémcsőfolyadék lehet pl. a víz, sóoldatos víz, fokozatonként egyre töményebbek). 2. A kémcsövekbe növényi hajtásokat teszünk. (Pl. bab, fokföldi ibolya) 3. Mindegyik kémcsőbe 0,5 ml paraffinolajat rétegezünk, ami megakadályozza a víz elpárolgását. 4. A folyadékszintet filctollal jelöljük. 5. A növényi részeket mikroszkóppal vizsgáljuk, a kémcsövekben látható eredményt rajzoljuk le. 6. Figyeljük meg és rajzban rögzítsük az eredményt! Mérési jegyzőkönyv: Önértékelés: 18. ábra Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 38
Bevezetés/Ismétlés VÍZMINTÁK VIZSGÁLATA 1. Miért fontos ismernünk a vizek szerves anyag tartalmát? 2. Mely szerves anyagok fordulnak elő gyakran a vizekben? 1. kísérlet A vizek szerves anyag tartalmának meghatározása Eszközök: vízminták, higított kénsav, kálium permanganát, oxálsav A kísérlet leírása: 1. 100 ml vízmintához 5ml higított kénsavat és 10 ml 0,01n kálium permanganát oldatot adunk, majd 10 percig forraljuk. 2. Majd annyi 0,01n oxálsavat adunk hozzá, ami a folyadékot teljesen elszínteleníti. 3. A még forró oldatot 0,01n kálium permanganát oldattal visszatitráljuk, amíg a színe rózsaszín nem lesz. 4. A 0,01n kálium permanganát minden millilitere 0,08 mg oxigénnek felel meg. 5. Így a mintában 100 ml-enként a szerves anyag eloxidálásához szükséges oxigén mennyisége= a KMnO 4 mennyisége ml-ben x 0,08. 6. A szerves anyag eloxidálásához fogyott KMnO 4 mennyisége = (a vízmintához adott KMnO 4 mennyisége + a visszatitráláshoz fogyott KMnO 4 mennyisége) - az elszíntelenedéshez felhasznált oxálsav mennyisége) 7. A vízmintában kálium permanganáttal eloxidáltuk a szerves anyagokat, és az oxidáláshoz elhasználódott permanganát menynyiségéből következtetünk a szerves anyag mennyiségére. 8. A vizsgálatokat ismételjük meg a különböző helyekről származó vízmintákkal. Észrevételek, fontos megjegyzések Segítség a számításhoz: o 100 ml-hez elhasznált KMnO 4 mennyisége: A ml o a visszatitráláshoz elfogyott KMnO 4 mennyisége: B ml o az elszíntelenítéshez felhasznált oxálsav mennyisége: C ml 39
o A szerves anyag eloxidálásához fogyott KMnO 4 mennyisége: (A + B) C = D o A szerves anyag eloxidálásához szükséges oxigén mennyisége: C x 0,08 = E mg Mérési jegyzőkönyv: Vízminta száma, lelőhelye: Szerves anyag mennyisége: 19. ábra Elméleti ismeretek röviden: Hogyan határozható meg a víz szabad CO 2 tartalma? 2. kísérlet A víz szabad CO 2 tartalmának meghatározása Eszközök: vízminták Erlenmayer lombik fenolftalein KOH oldat 40
A kísérlet leírása: 1. Egy 250 ml-es Erlenmayer lombikba 100 ml vizet teszünk, majd néhány csepp fenolftaleint adunk hozzá. 2. Majd 0,1 n KOH oldattal megtitráljuk: addig csepegtetünk hozzá KOH-t, amíg a világos vörös szín állandósul. 3. A számítás menete: a felhasznált kálium hidroxid ml-ben megadott mennyiségét 4,49-del szorozva megkapjuk, hogy mennyi a vizsgált vízben a szabad CO 2 mennyisége 100 ml-enként. Mérési jegyzőkönyv: Vízminta száma, helye: Szabad CO 2 mennyisége: Észrevételek, tapasztalatok A lejátszódó kémiai reakció: H 2 CO 3 + KOH KHCO 3 + H 2 O Önértékelés: Munkád befejeztével értékeld magadat! 1. Mi okozott nehézséget számodra? Állítsd sorrendbe! Kezdd a legnehezebbel! A) Bevezető kérdések B) Eszközhasználat C) Megfigyelések, tapasztalatok leírása D) Kísérletek értelmezése E) Magyarázatok leírása 2. Melyik kísérlet volt számodra a legérdekesebb? Miért? 3. Miben látod az elvégzett kísérletek hasznát? 41