Естествознание. Саенко О.Е., Трушина Т.П., Арутюнян О.В.

загрузка...

Естествознание. Содержит три основных раздела, обладающих относительной самостоятельностью и целостностью: «Физика», «Химия с элементами экологии», «Биология с элементами экологии». В дополнение к теоретическому материалу, изложенному в доступной форме и логической последовательности, в каждый раздел включены лабораторные работы, выполнение которых сформирует у обучающихся умение применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира, восприятия информации естественно-научного и специального (профессионально значимого) содержания.

Естествознание. Саенко О.Е., Трушина Т.П., Арутюнян О.В.

Описание учебника

ГЛАВА 9. ВОДА. РАСТВОРЫ
9.1. Свойства воды. Растворы
Вода — наиболее распространенное на Земле вещество, она покрывает приблизительно четыре пятых земной поверхности. Это единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в виде жидкости, твердого вещества (лед) и газа (пары воды) Вода играет жизненно важную роль в промышленности, быту и в лабораторной практике; она совершенно необходима для поддержания жизни. Приблизительно две трети человеческого тела приходятся на долю воды, и многие пищевые продукты состоят преимущественно из воды.

Загрязнение воды — это понижение ее качества в результате попадания в реки, ручьи, озера, моря и океаны различных физических, химических или биологических веществ. Степень загрязнения можно определить по наличию в воде микроорганизмов, которое определяется в результате измерения ее биохимической потребности в кислороде (БПК). С этой целью определяют содержание кислорода в воде до и после выдерживания ее в темноте в течение пяти суток при температуре 20 °С. БПК измеряется в мг/дм3.
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите физические свойства воды.
2. Нарисуйте строение молекулы воды, объясните появление ковалентного угла.
3. Приведите реакции, характеризующие химические свойства воды.
4. От чего зависит растворимость твердых и газообразных веществ?
5. Приведите формулу для расчета массовой доли раствора.
6. Перечислите причины загрязнения воды и основные загрязнители.
8. Присутствие каких солей в воде определяет жесткость воды?
9. Чем отличается временная и постоянная жесткость?
10. Напишите уравнения химических реакций, отвечающих процессам умягчения воды.
ГЛАВА 10. ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В АТМОСФЕРЕ
10.1. Воздух. Атмосфера и климат
Атмосфера смесь различных газов, окружающих Землю. Физическое состояние атмосферы определяется погодой и климатом. Основные параметры атмосферы: плотность воздуха, давление, температура и состав. С увеличением высоты плотность воздуха и атмосферное давление уменьшаются. Температура меняется также в зависимости от изменения высоты. Вертикальное строение атмосферы характеризуется различными температурными и электрическими свойствами, разным состоянием воздуха.

Функции атмосферы:
• содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;
• является источником углекислого газа для фотосинтеза растений;
• защищает живые организмы от космических излучений;
• сохраняет тепло Земли и регулирует климат;
• трансформирует газообразные продукты обмена веществ;
• переносит водяные пары по планете;
• является средой обитания летающих форм организмов;
• служит источником химического сырья и энергии;
• принимает и трансформирует газообразные и пылевидные отходы.
Атмосфера состоит из четырех основных слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы и термосферы. Переходные области атмосферы между соседними оболочками называют соответственно тропопауза, стратопвуза и т.п.

Контрольные вопросы и задания
1. Какие газы и в каком количестве входят в состав воздуха?
2. Перечислите основные параметры воздуха.
3. Как рассчитывается относительная влажность воздуха?
4. Какие слои можно выделить в атмосфере?
5. Какие функции выполняет атмосфера?
6. Перечислите пути загрязнения атмосферы и основные загрязнители.
7. Что такое озоновые дыры? Каковы причины их появления?
8. В чем заключается парниковый эффект?
9. Какая характеристика свидетельствует о том, что дождь — кислотный?
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ К РАЗДЕЛУ «ХИМИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ЭКОЛОГИИ»
№ 1. Влияние различных факторов на скорость химических реакций
Цель работы: изучить влияние природы реагирующих веществ, их концентрации и температуры на скорость химической реакции.
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, термостат, электрическая плитка или спиртовка, раствор соляной кислоты различной концентрации, серная кислота, образцы металлов (цинк, магний, железо), оксид меди, раствор щавелевой кисло і ы, раствор перманганата калия, раствор сульфата магния
Ход работы
Опыт 1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции. В три пробирки налейте 5—7 мл раствора соляной кислоты одинаковой концентрации. В первую пробирку поместите образец цинка, во вторую — магния, в третью — железа. В какой пробирке скорость реакции выше и почему? Сделайте вывод о влиянии природы реагирующих веществ на скорость химической реакции.

226 . РАЗДЕЛ II. ХИМИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ЭКОЛОГИИ
№ 8. Жесткость воды и ее устранение
Цель работы: изучение способов устранения жесткости воды, контроль за их эффективностью осуществляется с помощью качественных реакций на катионы Са2+ и Mg!+.
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками; растворы хлорида кальция, хлорида аммония, оксалата аммония, фосфата натрия, гидроксида натрия, гидроксида кальция, карбоната натрия, натриевая соль, мыло.
Ход работы
Опыт 1. Определение ионов Саг+ и Mgz+ в воде с помощью качественных реакций
1. В одну пробирку налейте 35 мл (около ‘/4 объема) исследуемой воды. В другую — раствор СаСІ2. В каждую добавьте по 2—3 мл раствора оксалата аммония (NH4)2C204. Наблюдайте изменения в пробирках и объясните их с помощью химических реакций. Сделайте вывод о наличии солей кальция в исследуемой воде.
2. В пробирку налейте 3—5 мл исследуемой воды, и добавьте 2—3 мл раствора фосфата натрия Na3P04. Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о наличии солей кальция в исследуемой воде.
3. В две пробирки налить по 3—5 мл исследуемой воды, в две — раствор MgCI2. В пробирку с исследуемой водой и контрольную добавить 2—3 мл раствора щелочи (NaOH или КОН), в две другие — 2—3 мл фосфата натрия. Напишите уравнение реакций. Сделайте вывод о наличии солей магния в исследуемом воде.
Опыт 2. Устранение жесткости воды методом осаждения
1. В три пробирки налейте по 3—5 мл жесткой воды, содержащей гидрокарбонаты кальция и магния |Са(НСОэ)2 и Mg(HC03)2]. Одну пробирку прокипятите, во вторую добавьте 2—3 мл раствора гашеной извести Са(ОН)2, в третью 2—3 мл раствора соды Ыа2С03. Наблюдайте изменения в пробирках и поясните их с помощью химических реакций
2. Проделайте те же эксперименты, что и в предыдущем случае, с растворами СаС12, MgCI2, CaS04 и MgS04. На основании наблюдений сделайте вывод о характере жесткости воды. Приведите уравнение реакций.
Объясните наблюдаемые различия в моющем растворе мыла по образованию пены. Напишите уравнения реакций.
Опыт 3. Устранение жесткости воды с помощью комплексообразующего агента. Жесткость воды может быть устранена путем связывания ионов Са2+ и Mg2+ в прочные соединения с некоторыми веществами (комплексонами). Одним из таких веществ является натриевая соль этилендиаминтетра уксусной кислоты, или трилон Б. Возьмите две пробирки, в каждую налейте по 2—3 мл жесткой воды, содержащей СаС12 (или MgCl2). В первую добавьте 2—3 мл 0,1 м раствора трилона Б, затем такое же количество NajCOj. Во вторую добавьте 2—3 мл трилона Б и проделайте качественную реакцию ни ион Са2+ (Mg2+). Объясните результаты опыта. Напишите уравнение химической реакции.
№ 9. Очистка грязной воды
Цель работы: изучить на практике физические методы очистки грязной воды.
Оборудование и реактивы: штатив, воронка, резиновый шланг с зажимом, пластиковый стаканчик, песок, гравий, древесный уголь.
Ход работы
Опыт 1. Отделение воды от масла. Вода и масло незначительно смешиваются друг с другом. Если оставить стоять смесь этих двух веществ. она разделится на два слоя, причем масло окажется сверху.
1. Вставьте воронку в фарфоровый треугольник и поместите ее в кольцевой держатель, как показано на рис. 1. Прикрепите резиновый шланг к концу воронки.
2. Пережмите резиновую трубку зажимом. Налейте примерно половину данного вам образца грязной воды в воронку. Дайте отстояться до отделения водного слоя
3. Осторожно откройте зажим и слейте нижний слой в стаканчик объемом 150 мл. Сразу после этого перекройте зажим.
4. Слейте оставшийся слой во второй такой же стаканчик.

Предложения интернет-магазинов