Determinarea calității diferitelor surse de apă prin metode chimice (lecție experimentală – învățare prin descoperire)

You are currently using guest access (Log in)

Determinarea calității diferitelor surse de apă prin metode chimice (lecție experimentală – învățare prin descoperire)

	Chimie
	Plan de lecție nr. 3

DESPRE LECȚIE
Subiect	Determinarea calității diferitelor surse de apă prin metode chimice (lecție experimentală – învățare prin descoperire)
Durată	3 ore (3 x 45 min = 135 min)
Cunoștințe dobândite anterior	Proprietățile fizice ale apei. Dizolvarea și factorii care influențează dizolvarea. Solubilitatea substanțelor în solvenți polari și nepolari. Solubilitatea substanțelor în solvenți polari și nepolari (apă). Soluții – prepararea soluțiilor apoase cu concentrații molare și procentuale cunoscute. Determinarea caracterului acido-bazic al soluțiilor cu indicatori. pH-ul soluțiilor apoase (apoase, hidrate).
Scopul(urile) lecției	Evaluarea consecințelor proceselor și a acțiunii produselor chimice asupra persoanelor și mediului: Respectarea și aplicarea regulilor de protecție personală și de mediu; Anticiparea efectelor unor acțiuni specifice asupra mediului.
Marea idee din spatele subiectului	Înțelegerea apei ca parte a societății și a rolului său semnificativ în viața umană. Conștientizarea faptului că schimbările climatice și de mediu, precum și poluarea, influențează puternic viața ființelor umane.
Rezultatele lecției	Formarea și dezvoltarea abilităților de manipulare corectă a echipamentelor și ustensilelor de laborator, de efectuare a determinărilor practice și de completare a fișelor de înregistrare a observațiilor
Competențe	Competențe generale: Explicarea unor fenomene, procese, proceduri. Investigarea comportamentului unor substanțe sau sisteme chimice.

	Competențe specifice: determinarea calității unor surse de apă pentru stabilirea impactului antropic asupra acestora; prezentarea rezultatelor obținute în urma determinării calității apei și formularea concluziilor; utilizarea metodelor de lucru elementare pentru analiza probei de apă; observarea realizării experimentelor și a etapelor de efectuare a acestora; utilizarea unor metode elementare de înregistrare a datelor experimentale; organizarea, utilizarea și interpretarea datelor experimentale colectate; formularea observațiilor proprii asupra analizelor efectuate; aplicarea regulilor de protecție și securitate pe parcursul desfășurării lucrării de laborator.
Metode	Metode de predare: conversația euristică / de consolidare a învățării; explicația; demonstrația; problematizarea; brainstorming-ul; analiza și sinteza; sistematizarea, algoritmizarea, modelarea; descoperirea directă și dirijată; experimentul de laborator. Forme de activitate: Frontală – pentru comunicarea/actualizarea cunoștințelor; Individuală/în echipe – pentru activitățile experimentale.
Relevanță pentru curriculum	Conștientizarea faptului că schimbările de mediu și climatice și poluarea influențează puternic viața ființelor umane. Conexiuni posibile și/sau utile cu partea din modul referitoare la Biologie, precum și cu modulele de Fizică și Analiza/Eșantionarea prin senzori.
Implicarea părților interesate	Activitate școlară independentă (situație generală). Posibile asistență și/sau sprijin și activități conexe în timpul orelor de Chimie (în școala proprie sau la școlile partenere) ori activități tematice în Centrele Științifice locale (dacă sunt disponibile).

ECHIPAMENTE ȘI MATERIALE NECESARE

Pentru 1 echipă de 5 elevi

Articol (Element)	Cantitate	Observații
Calculatoare (în laboratoarele școlare), cu acces la internet	1-2/echipă (1/elev, dacă e posibil)	Se pot folosi și alte echipamente IT disponibile (laptop-uri, tablete, telefoane mobile), cu acces la Internet. Lecția este experimentală, așa că ar trebui organizată într-un laborator de chimie sau într-o sală de clasă care oferă facilitățile necesare.
Pensete	1-2/echipă
Pipete	1-3/echipă
Baloane de sticlă cu dop (150 ml), cu apă din surse diferite	3/echipă
Plăcuțe albe de porțelan	1-3/echipă
Eprubete	3/echipă
Soluții de indicatori acido-bazici	De stabilit pentru fiecare echipă
Hârtie indicatoare de pH	1-2/echipă
pH-metru digital	1/echipă

Aceasta este o listă recomandată:

Observații

În fiecare clasă/laborator vor fi disponibile 1-2 table negre sau albe (magnetice și/sau interactive), cu cretă sau markere, pe care să se poată scrie.
Profesorii vor oferi elevilor sprijinul informativ și practic necesar (foi de lucru, fișe de lectură/studiu/referate de laborator, fișe de lucru pentru activitățile experimentale, prezentări electronice, imagini tematice online, videoclipuri și tutoriale).

ACTIVITĂȚI PAS CU PAS (ETAPIZATE)
Pasul (etapa) 1 (5 min)	Moment organizatoric (verificarea prezenței, captarea atenției, pregătirea materialelor didactice, verificarea și corectarea temelor elevilor etc.).
Pasul (etapa) 2 (10 min)	Actualizarea cunoștințelor anterioare necesare predării/activității experimentale. Elevilor li se solicită să răspundă la următoarele întrebări: Ce sunt apele naturale? (exemple) Care sunt caracteristicile fizico-chimice care oferă furnizează indicații despre o apă naturală dacă este poluată? (exemple)
Pasul (etapa) 3 (30 min)	Prezentarea și executarea primei sarcini experimentale – determinarea calității apei din diferite surse, colectate în aceeași zi, pe baza proprietăților organoleptice: elevii primesc fișa de lucru cu tema experimentală, o analizează, acordă atenție sugestiilor și explicațiilor profesorului despre activitatea lor experimentală concretă; distribuirea materialelor ia în considerare numărul de echipe din clasă (de preferință un multiplu de 3) – fiecare grup de 3 echipe primește 3 baloane de sticlă cu dop cu apă din sursele indicate mai jos: echipa 1: eprubeta 1 – apă potabilă, eprubeta 2 – apă dintr-un lac sau iaz din apropiere/accesibil, eprubeta 3 – apă dintr-o fântână; echipa 2: eprubeta 1 – apă potabilă, eprubeta 2 – apă dintr-un râu din apropiere/accesibil, eprubeta 3 – apă de izvor; echipa 3: eprubetă 1 – apă potabilă, eprubetă 2 – apă din instalații ruginite, eprubetă 3 – apă minerală. Analiza experimentelor. 1.1. Culoarea apei (dă indicații despre schimbările survenite în calitatea ei). 1.2. Mirosul apei (provine din substanțele pe care le conține, ca rezultat al poluării sau al dezvoltării planctonului). 1.3. Gustul apei potabile. Activitate interactivă: elevii răspund, pe rând, la întrebările formulate de profesor, solicită indicații și instrucțiuni cu privire la experimentul lor, completează fișa de lucru cu rezultatele obținute și primesc feedback pentru munca lor.
Pasul (etapa) 4 (30 min)	Prezentarea și executarea celei de-a doua sarcini experimentale – determinarea caracterului acido-bazic al apei: elevii primesc fișa de lucru cu tema experimentală, o analizează, acordă atenție sugestiilor și explicațiilor profesorului cu privire la activitatea lor experimentală concretă. Analiza experimentelor. 2.1. Determinarea mediului (acid, neutru, bazic) al apei potabile (proba standard), folosind soluție de turnesol. 2.2. Determinarea pH-ului fiecărei probe, folosind hârtie indicatoare. 2.3. Determinarea pH-ului fiecărei probe, folosind pH-metrul portabil. Activitate interactivă: elevii răspund, pe rând, la întrebările formulate de profesor, solicită indicații și instrucțiuni cu privire la experimentul lor, completează fișa de lucru cu rezultatele obținute și primesc feedback pentru munca lor.
Pasul (etapa) 5 (10 min)	Prezentarea rezultatelor fiecărei echipe cu probe de apă similare.
Pasul (etapa) 6 (4 min)	Formularea concluziilor conform celor 2 categorii de experimente efectuate. Feedback prin scurte întrebări și răspunsuri referitoare la noile cunoștințe și la rezultatele corecte ale sarcinii aplicative. Completarea unui tabel/a unei diagrame K-W-L (Know-Want to know-Learned)/S-V-I (Știu-Vreau să știu–Am învățat), dacă este necesar sau aplicabil.
Pasul (etapa) 7 (1 min)	Concluzii finale: specificarea temei pentru acasă (dacă este necesar sau aplicabil); aprecieri verbale sau/și scrise (note), după evaluarea fișei de lucru experimentală.
Evaluare	Verificare orală curentă Observarea sistematică a elevilor Elevii care au răspuns și au manifestat interes, dedicație în activitatea desfășurată și seriozitate în rezolvarea temelor de lucru pot fi apreciați și li se pot pune note.
Link-uri utile	În limba engleză: https://www.sciencebuddies.org/best-water-science-experiments https://teachbesideme.com/water-science-experiments-activities/ https://www.sciencebuddies.org/blog/teach-water-cycle-lessons 37 Water Science Experiments: Fun & Easy: https://www.educationcorner.com/water-science-experiments/ 50 Science Experiments With Water Your Kids Will Love: https://rediscoveredfamilies.com/science-experiments-with-water/ 40 Simple Water Science Experiments for Kids: https://www.lookwerelearning.com/simple-water-science-experiments/ Fantastic feats: experimenting with water: https://www.scienceinschool.org/article/2021/fantastic-feats-experimenting-water/ În limba română: https://timurovets.com/ro/30-de-experimente-usoare-cu-apa-pentru-copii-little-bins-for-little-hands https://creativesaplings.com/ro/50-de-experimente-stiintifice-usoare-pe-care-copiii-le-pot-face-acasa-cu-lucruri-pe-care-le-aveti-deja/ Experiments and STEM activities with water: https://www.youtube.com/watch?v=UtwvYMom-94

FIȘA DE LUCRU EXPERIMENTALĂ

I. Determinarea calității apei din diferite surse pe baza proprietăților organoleptice

Pentru experimentele următoare, distribuirea materialelor ia în considerare numărul de echipe din clasă (de preferință un multiplu de 3) – fiecare grup de 3 echipe primește 3 baloane de sticlă cu dop, cu apă din sursele indicate mai jos:

echipa 1: eprubeta 1 – apă potabilă, eprubeta 2 – apă dintr-un lac sau iaz din apropiere/accesibil, eprubeta 3 – apă dintr-o fântână;
echipa 2: eprubeta 1 – apă potabilă, eprubeta 2 – apă dintr-un râu din apropiere/accesibil, eprubeta 3 – apă de izvor;
echipa 3: eprubeta 1 – apă potabilă, eprubeta 2 – apă din instalații ruginite, eprubeta 3 – apă minerală.

1.1. Culoarea apei oferă indicii despre schimbarea calității acesteia:

apa potabilă este incoloră;
apele de culoare brună sau arămie provin de la distilăriile de cărbune;
apele de culoare brun-închis provin de la fabricile de celuloză;
ionii de fier dau apei o culoare ruginie;
ionii de cupru determină o culoare albastră;
apele care conțin argilă au culoare galben-brună.

Metoda de lucru

Culoarea se apreciază privind apa din fiecare balon de sticlă (realizate din sticlă transparentă și conținând aceeași cantitate de apă, din trei surse diferite, colectate în aceeași zi.

Înregistrarea rezultatelor: completarea tabelului următor.

Numărul probei / Sursa de apă	Culoarea observată	Substanțe care pot da culoarea observată

1.2. Mirosul apei provine de la substanțele pe care le conține, ca rezultat al poluării sau ca urmare a dezvoltării planctonului.

Metoda de lucru

Agitați apa din balonul 1, scoateți dopul și mirosiți. Procedați la fel cu baloanele 2 și 3. Completați tabelul următor.

Mirosul identificat se poate descrie folosind următorii termeni:

aromatic;
de baltă;
de lemn putred;
de pește;
de hidrocarburi;
de hidrogen sulfurat;
fecaloid;
nedefinit;
inodor.

Intensitatea mirosului identificat se poate descrie folosind următorii termeni :

foarte slab;
slab;
perceptibil;
pronunțat;
foarte puternic.

Înregistrarea rezultatelor: completați următorul tabel.

Numărul probei / Sursa de apă	Mirosul identificat	Intensitatea mirosului

1.3. Gustul apei potabile se poate aprecia folosind termenii:

acidulat;
sărat;
amar;
sărat-amărui;
dulce;
acru;
specia;
fără gust.

Metoda de lucru

Puneți apă din balonul notat cu ”1” în paharele de unică folosință. Țineți fiecare dintre voi câte 15 ml de apă potabilă în gură timp de câteva secunde, apoi apreciați gustul acesteia utilizând unul dintre termenii de mai sus.

Înregistrarea rezultatelor: completați tabelul următor, de către fiecare membru al echipei.

Elevul	Gustul perceput
1.
2.
3.
4.
5.
Gustul cu cea mai mare pondere în echipă:	…….

II. Determinarea caracterului acido-bazic al apei

2.1. Determinarea mediului apei potabile (acid, neutru, bazic), utilizând soluție de turnesol.

Principiul metodei

Ca probă etalon se utilizează apa potabilă din eprubetă.

Se determină mediul fiecărei probe (acid, neutru, bazic), utilizând soluția de turnesol. Apoi se determină pH-ul cu ajutorul hârtiei indicatoare.

Ustensile: soluție de turnesol, hârtie indicatoare de pH, plăcuță albă de porțelan, pensete, eprubete, pipete.

Metoda de lucru

Puneți jumătate din fiecare probă de apă în eprubeta goală, notată cu același număr.

Puneți câteva picături de turnesol în fiecare probă de apă.

Comparați culoarea cu datele din următorul tabel.

Înregistrarea rezultatelor

Comparați culoarea cu datele din tabelul următor:

Indicator	Mediu acid	Mediu neutru	Mediu bazic
Turnesol	Culoare roșie	Culoarea violet	Culoare albastră

Notați mediul pe care l-ați determinat, pentru fiecare probă, în tabel următor:

Proba	Mediul determinat
1
2
3

2.2. Determinarea pH-ului fiecărei probe utilizând hârtie indicatoare de pH

Noțiuni teoretice

pH-ul reprezintă logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentrației ionilor de hidrogen într-o soluție: pH = - log [H3O+]. Apa pură are pH-ul egal cu - log 10 - 7 = 7.

În funcție de pH-ul lor, soluțiile pot fi:

acide (pH < 7);
neutre (pH = 7);
bazice (pH > 7).

Metoda de lucru

Utilizați drept probe eprubetele fără turnesol. Introduceți cu penseta, în fiecare probă de apă, o bucată de hârtie indicatoare de pH de 1 cm, corespunzătoare mediului determinat anterior. Fixați hârtia indicatoare de pH pe plăcuța albă de porțelan. Comparați culoarea cu cea de pe scara de valori şi stabiliţi pH-ul. Notați pH-ul fiecărei probe.

Înregistrarea rezultatelor: completați tabelul următor, pentru fiecare probă.

Proba	Valoarea pH-ului	Mediul determinat
1
2
3

2.3. Determinarea pH-ului fiecărei probe utilizând pH-metrul portabil

Principiul metodei

Prin introducerea electrodului în proba de apă, apare o diferență de potențial, care variază liniar cu pH-ul apei.

Materiale necesare: pH-metru cu electrozii necesari, pahare Berzelius, probe de apă.

Metoda de lucru

În primul rând, se face calibrarea aparatului. Apoi se spală electrodul cu apă distilată şi se clăteşte cu apa de analizat. Se citeşte pH-ul direct pe indicatorul de pe aparat. Temperatura probei trebuie să fie de 20 0C, cu variaţii de ± 0,5 0C

Se repetă determinarea de încă două ori şi se face media celor trei determinări pentru a obține valoarea pH-ului.

Se repetă determinarea și pentru diferite probe de apă.

Înregistrarea rezultatelor: completați tabelul următor.

Proba de apă	pH (valoarea 1)	pH (valoarea 2)	pH (valoarea 3)	pH (valoarea medie)
1
2
3

Erasmus+ Proiect de Parteneriat pentru Cooperare

Sailing Into Opportunities

No. 2023-1-LT01-KA220-SCH-000161306

Finanțat de Uniunea Europeană. Punctele de vedere și opiniile exprimate aparțin, însă, exclusiv autorului (autorilor) și nu reflectă neapărat punctele de vedere și opiniile Uniunii Europene sau ale Agenția Națională. Nici Uniunea Europeană și nici Agenția Națională nu pot fi considerate răspunzătoare pentru acestea.

No content has been added to this book yet.