Вода углекислый газ: Углекислый газ в воде | компания «Waterman»

Углекислый газ в воде | компания «Waterman»

Ваше имя*

Контактный E-mail*

Сообщение*

Защита от автоматического заполнения

Введите слово с картинки*:

Нажимая на кнопку «Отправить» подтверждаю свое согласие с политикой обработки данных

Лишь незначительный объем этого соединения (порядка процента), взаимодействуя с водной средой, становится составным элементом угольной кислоты:

 CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

Основная же его масса, присутствующая в воде природных источников, представляет собой растворённые молекулы CO₂.

Поддерживая в растворах подвижное равновесие с гидрокарбонатными и карбонатными ионами, диоксид углерода является одним из основных элементов карбонатной системы:

H₂CO₃ ↔ Н⁺ + HCO₃^— ↔ 2Н⁺ + CO₃^2-

Существенное влияние на соотношение элементов оказывает водородный показатель (уровень рН). При уровне pH ниже 4.5, из группы компонентов, формирующих карбонатное равновесие, в водоеме можно обнаружить только свободную углекислоту. Гидрокарбонатные ионы доминируют при рН 6-10. В таких условиях они становятся наиболее массовой формой. Своего пика содержание этой производной угольной кислоты достигает в интервале 8.3-8.4. Однако с увеличением рН до 10.5 и выше, на первые позиции выходят ионы карбонатные.

Поступает диоксид углерода в природные водоёмы в процессе окисления и биохимического разложения органики, а также как продукт дыхания организмов, для которых вода является средой обитания. В то же время данное соединение расходуется в ходе следующих процессов:

Растворение карбонатов:

– CaCO₃ + CO₂ + H₂O ↔ Ca(HCO₃)₂;

 Химическое выветривание алюмосиликатов:

– HSiO₃^— + CO₂ + H₂O ↔ H₂SiO₃ + HCO₃^—;

Фотосинтез:

– Его естественное выделение из воды в атмосферу также снижает концентрацию.

Насыщенность водных объектов диоксидом углерода в природе различна. Чаще всего концентрация исчисляется несколькими десятыми миллиграмма, иногда она может составлять 3-4 мг/дм³. Показатели в 10-20 мг/дм³ встречаются нечасто.

Максимальные значения содержания диоксида характерны для окончания зимы, а в весенне-летний период его концентрация обычно понижена. Этот элемент служит отличным поставщиком углерода растительным организмам, однако перенасыщение CO₂ угнетает биологическую активность. Агрессивна такая вода и в отношении металлов и бетона – в ней образуются растворимые гидрокарбонаты, разрушительно воздействующие на их структуру.

Уважаемые господа, если у Вас имеется потребность в коррекции концентрации углекислого газа в воде для доведения её качества до определённых нормативов, сделайте запрос специалистам компании Waterman. Мы предложим Вам оптимальную технологическую схему очистки воды.

Очистка воды от углекислого газа — BWT

Очистка воды от углекислого газа — BWT

Главная

>

Статьи

>

О технологиях фильтрации

>

Очистка воды от углекислого газа

Статьи

27. 08.2020

Очистка воды от углекислого газа называется дегазацией, этот процесс бывает химическим и физическим. Во всякой природной воде всегда есть растворённые газы, причём некоторые из них оказывают коррозионное действие на трубы – такие как кислород, углекислый газ и сероводород. К тому же, последний придает воде неприятный запах тухлых яиц, а углекислый газ даже способен активно разрушать бетон. Поэтому одна из приоритетных задач – избавление от этих компонентов при очистке воды для дома или производства.

Химическая дегазация

В процессе химической очистки воды от углекислого и других газов применяются реагенты, химически связывающие газы, растворённые в ней. Например, очистить от кислорода воду можно, добавив в неё сернистый газ, сульфит натрия или гидразин.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Фильтры механической очистки

Фильтр с активированным углем

Удаление железа и марганца

Фильтры под мойку

Получить консультацию

Сульфит натрия окисляется кислородом до сульфата, из сернистого газа получается вначале сернистая кислота, которая окисляется до серной. Практически полностью можно очистить воду при помощи гидразина – при реакции с ним кислород полностью поглощается, а выделяется инертный азот. Использование гидразина является наиболее эффективным способом химической очистки воды, но и самым дорогим из-за высокой стоимости реагента. Поэтому он чаще всего используется для окончательной дегазации воды после использования физических методов.

При удалении сероводорода чаще всего используется хлор, который окисляет сероводород до серы или до сульфатов. Обе реакции протекают параллельно, а преобладание одной из них зависит от рН среды и концентрации хлора.

Недостатки химических способов очистки воды от углекислого и прочих газов:

• использование реагентов удорожает и усложняет процесс очистки воды;
• передозировка реагентов приводит к ухудшению качества очищаемой воды.

Из-за этого химическая дегазация используется реже, чем физическая.

Физическая дегазация

Физически растворённые газы можно удалить из воды двумя способами:

1. довести почти до нуля парциальное давление удаляемого газа в атмосфере, контактирующей с водой;
2. создать условия, когда растворимость газа в воде стремится к нулю.

Первый способ называется аэрацией воды, с помощью него осуществляется очистка воды от углекислого газа и сероводорода, имеющих очень низкое парциальное давление в атмосфере.

Кислород, составляющий значительную долю атмосферы, аэрацией удалить невозможно. Поэтому для его удаления вода доводится до кипения, при котором любой газ стремится её покинуть. Вода либо нагревается в термических деаэраторах, либо её вакуумируют до момента закипания в вакуумных дегазаторах.

Существуют несколько типов дегазаторов, различающихся конструктивно, характером движения воздуха и воды и условиями процесса дегазации:

• плёночные дегазаторы. Это колонны, наполненные различными насадками, по которым тонкой плёнкой стекает вода. Насадки многократно увеличивают поверхность контакта воды с воздухом, который подаётся вентилятором во встречном направлении;
• барботажные дегазаторы. В них через толщу медленно движущейся воды проходят пузырьки сжатого воздуха;
• вакуумные дегазаторы. Здесь разрежение над водой создаётся специальными устройствами до того момента, пока она не начинает кипеть при имеющейся температуре.

В сфере водоподготовки чаще применяются плёночные дегазаторы, а для избавления от кислорода – термические или вакуумные. Дороговизна эксплуатации барботажных дегазаторов из-за большого расхода энергии на сжатие воздуха ограничивает их использование.

Проектирование дегазаторов должно отталкиваться от следующих параметров:

• площадь поперечного сечения аппарата, которая зависит от допустимой плотности орошения насадки;
• площадь поверхности насадки, необходимой для эффективной дегазации;
• расход воздуха.

Очистка воды от углекислого газа, кислорода и сероводорода – важный этап комплексной водоочистки. Эта процедура позволяет избавиться от вредных компонентов, которые в противном случае оказывают губительное воздействие на дорогостоящее промышленное оборудование.

Статьи BWT

Самая распространенная проблема для воды в частных бассейнах. И, мы расскажем как с ней бороться.

Как защитить водную гладь бассейна, установленного на открытом воздухе

Производство фармацевтических препаратов – невероятно сложный регламентированный процесс. Большое зн…

Все статьи

Мы используем файлы «cookie», чтобы обеспечить максимальное удобство пользователям. Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cookie.

Согласен

Вход на сайт

Восстановить пароль

Введите код авторизации из письма, после чего Вы будете перенаправлены в «Личный кабинет» для изменения пароля.

Регистрация

Получать новости об акциях и скидках

Сообщить о поступлении

Получить консультацию по товару, снятому с производства

Получите предложение по аренде диспенсеров

Купить товар у дилера

Заказать оптом

Получить консультацию

Частное лицо

Сообщить о поступлении

Нажимая на кнопку «Отправить», вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Спасибо!

Ошибка!

—>

Реакция углекислого газа с водой | Эксперимент

В этом эксперименте учащиеся используют собственный выдыхаемый воздух для исследования реакции между углекислым газом и водой. Они наблюдают образование слабой кислоты по изменению цвета кислотно-щелочного индикатора

Это относительно краткое и прямое исследование реакции углекислого газа и воды на простом уровне, которое должно занять не более 15 минут.

При реакции углекислого газа с водой образуется слабая кислота. Углекислый газ, присутствующий в выдыхаемом воздухе, вдувают в колбу, содержащую индикатор, чувствительный к небольшим изменениям рН в соответствующем диапазоне шкалы рН, и последующее изменение цвета наблюдают и регистрируют. Для соответствующих учащихся можно представить уравнение реакции между углекислым газом и водой.

Если учащиеся еще не знакомы с составом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха, этот эксперимент может служить частью последовательности изучения темы дыхания и дыхания во вводном курсе естественных наук с использованием соответствующего элементарного подхода к соответствующей химии.

Для учащихся, которые уже рассмотрели тему дыхания и дыхания и знают, что двуокись углерода является важным компонентом выдыхаемого воздуха, основное внимание в этом эксперименте можно перенести на характер химической реакции (другими связанными темами могут быть кислотные дождь, газожидкостные реакции или индикаторы).

Уравнение реакции между углекислым газом и водой может быть введено для соответствующих учащихся.

Оборудование

Аппарат

• Защита глаз
• Коническая колба, 250 см ³ , 2 шт.
• Индикаторные флаконы с пипетками, 3 шт.

Химикаты

• Этанол (IDA – Промышленный денатурированный спирт) (ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, ВРЕДНЫЙ)
• Индикаторный раствор тимолфталеина (ЛЕГКО ОГНЕОПАСНЫЙ), доступ к маленькому флакону с пипеткой
• Индикаторный раствор фенолового красного (ЛЕГКО ОГНЕОПАСНЫЙ), доступ к маленькому флакону с пипеткой
• Раствор гидроксида натрия, 0,4 М (РАЗДРАЖАЮЩЕЕ СРЕДСТВО), маленький флакон с пипеткой
• Дистиллированная (или деионизированная) вода, 125 см ³ , 2 шт.

Примечания по охране труда и технике безопасности

• Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
• Всегда используйте защитные очки.
• Красный индикатор фенола – см. CLEAPSS Hazcard HC032. Индикатор можно приобрести в виде твердого реагента или в виде готового раствора в этаноле. Раствор можно приготовить из твердых реагентов, приготовив 5% вес./об. раствор в этаноле (IDA). Если 30 см ³  или 60 см ³ доступны флаконы-капельницы со встроенными пипетками, которые идеально подходят для дозирования растворов индикатора. Хотя сам по себе феноловый красный не воспламеняется, его раствор в этаноле легко воспламеняется.
• Тимолфталеиновый индикатор – см. карточку опасности CLEAPSS HC032. Индикатор можно приобрести в виде твердого реагента или в виде готового раствора в этаноле. Раствор можно приготовить из твердых реагентов, приготовив 5% вес./об. раствор в этаноле (IDA). Если 30 см ³  или 60 см ³ доступны флаконы-капельницы со встроенными пипетками, которые идеально подходят для дозирования растворов индикатора. Хотя сам тимолфталеин не воспламеняется, его раствор в этаноле легко воспламеняется.
• Этанол (IDA – Промышленный денатурированный спирт), CH ₃ CH ₂ OH(l), (ЛЕГКО ВОСПЛАМЕНЯЕМЫЙ, ВРЕДНЫЙ) – см. CLEAPSS Hazcard HC040A.
• Раствор гидроксида натрия, NaOH (водн.), (РАЗДРАЖАЮЩЕЕ при используемой концентрации) – см. CLEAPSS Hazcard HC091a и книгу рецептов CLEAPSS RB085.

Процедура

Источник: Королевское химическое общество

Активность 1

1. Место около 125 см ³ воды в 250 см ³ Conical Clask.
2. Добавьте в воду пять или шесть капель индикатора тимолфталеина.
3. Добавьте ровно столько раствора гидроксида натрия (около двух или трех капель), чтобы получился синий цвет.
4. Аккуратно поговорите или подуйте в колбу, т.е. добавьте углекислый газ.
5. Продолжайте добавлять углекислый газ, пока не заметите изменение цвета.

Действие 2

1. Поместите примерно 125 см ³ воды в 250 см ³ коническую колбу.
2. Добавьте в воду одну или две капли фенолового красного.
3. Добавьте две капли раствора гидроксида натрия, чтобы получить красный раствор.
4. Говорите или осторожно дуйте в колбу – т.е. добавить углекислый газ.
5. Продолжайте добавлять углекислый газ, пока не заметите изменение цвета.

Вопросы к классу

1. Почему изменение цвета не происходит мгновенно?
2. По какой причине перед каждым экспериментом добавляют несколько капель раствора гидроксида натрия (NaOH)?

Ответы на вопросы

1. Количество углекислого газа в каждом вдохе невелико, поэтому для реакции со щелочью требуется много вдохов.
2. Для обеспечения слабой щелочности раствора в начале и для нейтрализации любого CO ₂  или любой другой изначально присутствующей кислоты.

Учебные заметки

Соломинки не нужны для вдувания выдыхаемого воздуха в колбу; достаточно просто дышать или говорить в колбу, чтобы индикатор изменил цвет.

Индикатор феноловый красный меняет цвет с желтого на красный в диапазоне рН 6,8–8,4. Тимолфталеин (также можно использовать альтернативный бромтимоловый синий) меняет цвет с синего (щелочной) на бесцветный (кислотный) в диапазоне рН 9..3–10,5. См. Книгу рецептов CLAPSS RB000, в которой также рассматривается раствор бикарбонатного индикатора.

Со временем достаточное количество углекислого газа из дыхания учащихся растворяется и образует в растворе достаточно кислоты, чтобы изменить цвет индикатора:

CO ₂ (водн.) + H ₂ O(л) ⇌ H ⁺ (водн.) + HCO ₃ ^– (водн.)

CO ₂  также реагирует с NaOH. Эта реакция дает менее щелочной Na ₂ CO ₃ :

2NaOH(водн.) + CO ₂ (г) → Na ₂ CO ₃ (водн.) + H ₂ O(ж)

Равновесие между углекислым газом и водой можно обратить нагревание слабокислого раствора чуть ниже температуры кипения. С повышением температуры растворимость углекислого газа в воде уменьшается, и он уносится в атмосферу. Поэтому концентрация растворенного диоксида углерода падает, что приводит к смещению равновесия влево и изменению цвета индикатора обратно на красный. При охлаждении раствора и повторном вдувании выдыхаемого воздуха в колбу последовательность действий можно повторить.

Дополнительная информация

Это ресурс проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Эта коллекция из более чем 200 практических заданий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое задание содержит исчерпывающую информацию для учителей и техников, включая полные технические примечания и пошаговые инструкции. Практические занятия по химии сопровождают практические занятия по физике и практической биологии.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверка здоровья и безопасности, 2016 г. Глава 6: Химические изменения

Тебе это нравится? Не нравится ? Пожалуйста, найдите время, чтобы поделиться с нами своими отзывами. Спасибо!

Урок 6.10

Ключевые понятия

• Углекислый газ (CO ₂ ), растворенный в воде, может сделать воду кислой.
• Кислотность воды из-за растворенного CO ₂ можно снизить с помощью щелочи, такой как пищевая сода (бикарбонат натрия).

Сводка

Учитель дует в раствор универсального индикатора, пока он не изменит цвет. Учащиеся интерпретируют это изменение цвета и объясняют, что раствор становится кислым. Учащиеся выясняют, может ли углекислый газ из других источников, а именно газированная вода и химическая реакция между пищевой содой и уксусом, сделать раствор кислым. Затем учащиеся применяют свои наблюдения к экологической проблеме закисления океана, проводя исследования по этому вопросу.

Задача

Учащиеся смогут объяснить, что углекислый газ из любого источника вступает в химическую реакцию с водой с образованием угольной кислоты. Они также смогут использовать изменение цвета универсального индикатора для отслеживания изменения рН раствора во время химической реакции.

Оценка

Загрузите лист с заданиями учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в задании. Рабочий лист будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и учащиеся надеваете подходящие защитные очки во время занятия и моете руки после него. Универсальный индикатор на спиртовой основе легко воспламеняется. Используйте уксус в хорошо проветриваемом помещении. Прочтите и соблюдайте все предупреждения о безопасности на этикетке. Утилизируйте все жидкие отходы в канализацию или в соответствии с местными правилами.

Демонстрационные материалы

• Универсальный индикаторный раствор
• Вода
• 2 прозрачных пластиковых стаканчика
• Соломинка

Материалы для каждой группы

• Вода
• Универсальный индикаторный раствор в чашке
• Цветовая шкала универсального индикатора pH
• Газированная вода (газированная или сельтерская) в широком прозрачном пластиковом стакане
• Пищевая сода в широком прозрачном пластиковом стакане
• Уксус
• Таблетка Алка-Зельтцер
• 2 маленьких прозрачных пластиковых стаканчика
• 4 широких прозрачных пластиковых стакана
• 4 высоких прозрачных пластиковых стаканчика
• Градуированный цилиндр
• Пластиковый пакет с застежкой-молнией для перекуса

О материалах

Для этого урока каждой группе понадобится цветовая таблица универсального индикатора pH. Распечатайте на цветном принтере достаточное количество страниц этих диаграмм, чтобы у каждой группы была своя собственная диаграмма. Вы также можете приобрести их в компании Flinn Scientific, номер продукта AP8765.

Каждой группе также потребуется универсальный индикаторный раствор, продукт Flinn № U0002, и бикарбонат натрия (пищевая сода), продукт Flinn № C0136 (500 грамм).

1. Проведите демонстрацию, чтобы показать, что добавление газа CO

   ₂ в воду может сделать воду кислой.

   Материалы для демонстрации

   • Универсальный индикаторный раствор
   • Вода
   • 2 прозрачных пластиковых стаканчика
   • Соломинка

   Подготовка учителя

   Сделать индикаторный раствор для групп учащихся

   • Приготовьте разбавленный универсальный индикаторный раствор для этой демонстрации и для каждой группы учащихся, смешав 625 мл воды с 25 мл универсального индикаторного раствора.
   • Налейте не менее 80 мл разбавленного универсального индикаторного раствора в чистую пластиковую чашку для каждой группы учащихся.

   Примечание. Вода из вашего местного водопровода, скорее всего, подойдет для демонстрации и занятий на этом уроке. Если индикаторный раствор, который вы готовите, не зеленого цвета, это означает, что ваша вода либо кислая, либо щелочная. В этом случае используйте дистиллированную воду, которую можно приобрести в супермаркетах и ​​аптеках.

   Примечание. Для выполнения заданий каждой группе потребуется 80 мл индикаторного раствора. Убедитесь, что вы приготовили достаточное количество раствора. Для демонстрации вам понадобится около 50–60 мл индикаторного раствора. Если 650 мл раствора недостаточно, сделайте больше, используя те же пропорции.

   Подготовка к демонстрации

   Налейте примерно 25–30 мл индикаторного раствора в каждую из двух прозрачных пластиковых чашек для демонстрации.

   Процедура

   1. Покажите учащимся оба образца раствора универсального индикатора. Поместите соломинку в один из образцов так, чтобы соломинка доходила до дна чашки.

   2. Держите чашку так, чтобы учащиеся могли хорошо видеть жидкость. Дуйте в соломинку, пока цвет индикаторного раствора не изменится с зеленого на желтый.

   Спросите студентов:

   Изменяет ли pH индикаторный раствор вдувание в него?

   Да, цвет меняется, значит, должно быть и изменение pH.

   Раствор становится немного более кислым или чуть более щелочным?

   Изменение цвета показывает, что раствор стал немного более кислым.

   Расскажите учащимся, что между молекулами CO ₂ и молекулами H ₂ O происходит химическая реакция с образованием очень небольшого количества кислоты, называемой угольной кислотой (H ₂ CO ₃ ).

   Раздайте каждому учащемуся лист с заданиями.

   Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Чтобы найти ответы на лист с заданиями, перейдите в раздел загрузок в онлайн-версии этого урока.

2. Предложите учащимся использовать газированную воду в качестве источника CO

   ₂ , чтобы посмотреть, изменит ли этот газ pH раствора индикатора.

   Вопрос для изучения

   Изменяет ли углекислый газ из газированной воды рН раствора индикатора?

   Материалы для каждой группы

   • Универсальный индикаторный раствор в пластиковом стаканчике
   • Вода
   • Газированная вода (газированная или сельтерская) в широком прозрачном пластиковом стакане
   • 1 широкая прозрачная пластиковая чашка
   • 2 высоких прозрачных пластиковых стаканчика
   • Градуированный цилиндр
   • Цветовая шкала универсального индикатора pH

   Подготовка учителя

   Налейте 25 мл газированной воды в широкий прозрачный пластиковый стакан для каждой группы.

   Процедура

   1. Отмерьте 30 мл универсального индикаторного раствора и разделите его поровну на две маленькие прозрачные пластиковые чашки.
   2. Добавьте 25 мл воды в широкий пластиковый стакан и 25 мл газированной воды в другой широкий стакан.

   3. Поместите маленькие чашки с раствором индикатора в жидкость в более широких чашках, как показано на рисунке.

   4. Переверните две высокие чашки вверх дном и поместите их над двумя более широкими чашками.

   5. Удерживая верхнюю и нижнюю чашечки, чтобы они были вместе, аккуратно покрутите обе чашечки. Следите за цветом индикатора в обеих чашках, чтобы увидеть, есть ли какие-либо изменения.

   6. Сравните цвет индикатора с цветовой шкалой pH, чтобы определить, является ли раствор кислым, нейтральным или щелочным.

   Ожидаемые результаты

   Индикатор внутри стаканчиков с водой остался зеленым, а индикатор с газированной водой стал желтым.

3. Обсудите наблюдения учащихся и то, что произойдет в следующем упражнении.

   Спросите студентов:

   Один из индикаторов изменил цвет?

   Только индикатор с газированной водой изменил цвет.

   Что изменение цвета говорит вам о pH раствора индикатора? Он кислотный или основной?

   Теперь раствор индикатора стал кислым.

   Газированная вода не должна попасть на индикатор. Почему раствор индикатора изменил цвет в одном наборе чашек?

   Диоксид углерода из газированной воды, растворенный в растворе индикатора. Молекулы углекислого газа прореагировали с водой, образовав угольную кислоту, и изменили цвет индикатора.

   Сообщите учащимся, что они видели, как углекислый газ из вашего дыхания и углекислый газ из газированной воды делают раствор индикатора кислым.

   Спросите студентов:

   Считаете ли вы, что углекислый газ, образующийся в ходе химической реакции, также делает раствор индикатора кислым?

   Углекислый газ из любого источника должен сделать раствор индикатора кислым. Количество углекислого газа, образующегося и растворяющегося в растворе индикатора, может привести к изменению цвета индикатора, но в кислую сторону.

   Какая из известных вам химических реакций может привести к образованию углекислого газа?

   Учащиеся должны помнить, что уксус и пищевая сода вступают в реакцию с образованием углекислого газа. Скажите учащимся, что в следующем упражнении они будут сочетать пищевую соду и уксус.

4. Используйте химическую реакцию для получения CO

   ₂ , чтобы увидеть, изменяет ли она pH раствора индикатора.

   Вопрос для изучения

   Будет ли газообразный диоксид углерода, образующийся в результате реакции пищевой соды и уксуса, изменять рН раствора индикатора?

   Материалы для каждой группы

   • Универсальный индикаторный раствор в чашке
   • Цветовая шкала универсального индикатора pH
   • Вода
   • Пищевая сода в широком прозрачном пластиковом стакане
   • Уксус в стаканчике
   • 2 маленьких прозрачных пластиковых стаканчика
   • 1 широкий прозрачный пластиковый стаканчик
   • 2 высоких прозрачных пластиковых стакана
   • Градуированный цилиндр

   Подготовка учителя

   • Налейте около 50 мл уксуса в широкий пластиковый стаканчик для каждой группы.
   • Поместите около ½ чайной ложки пищевой соды в небольшой прозрачный пластиковый стаканчик для каждой группы.

   Процедура

   1. Отмерьте и налейте 25 мл уксуса в два широких пластиковых стакана.
   2. Налейте 15 мл универсального индикатора в два чистых маленьких пластиковых стаканчика.
   3. Насыпьте всю пищевую соду в одну из чашек с уксусом. В другую ничего не лейте.

   4. Поставьте маленькие чашки с индикаторным раствором в обе широкие чашки, как показано на рисунке.

   5. Переверните две высокие чашки вверх дном и поместите их над двумя более широкими чашками.

   6. Удерживая верхнюю и нижнюю чашечки, чтобы они были вместе, аккуратно покрутите обе чашечки. Следите за цветом индикатора в обеих чашках, чтобы увидеть, есть ли какие-либо изменения.

   7. Сравните цвет индикатора с цветовой шкалой pH, чтобы определить, является ли раствор кислым, нейтральным или щелочным.

   Ожидаемые результаты

   Индикатор внутри чашки только с уксусом оставался зеленым, а индикатор внутри чашки с реакцией уксуса и пищевой соды стал желтым.

5. Обсудите наблюдения учеников.

   Спросите студентов:

   Один из индикаторов изменил цвет?

   Изменился цвет только индикатора с химической реакцией.

   Почему в одном наборе чашек на дне был только уксус?

   Возможно, уксус сам по себе вызывает изменение цвета индикатора. Поскольку этот индикатор не изменил цвет, это должен быть углекислый газ, образовавшийся в результате химической реакции, а не только уксус, вызвавший изменение цвета. Индикаторный раствор в наборе чашек с одним уксусом на дне служит контролем.

   Что цвет раствора индикатора говорит вам о рН каждого раствора? Он кислотный, нейтральный или основной?

   Изменение цвета показывает, что раствор индикатора слегка кислый.

   Что можно добавить в кислый раствор индикатора, чтобы нейтрализовать его?

   Поскольку раствор индикатора кислый, учащиеся должны предложить добавить основание. Скажите учащимся, что пищевая сода является основой.

6. Объясните, что углекислый газ из любого источника может сделать воду кислой.

   Спросите студентов:

   Что сделали с водой углекислый газ из дыхания, газированная вода и реакция пищевой соды и уксуса?

   CO ₂ из каждого источника реагировал с водой и делал ее кислой.

   Спроектируйте иллюстрацию CO

   ₂ Реакция с водой.

   Расскажите учащимся, что углекислый газ реагирует с водой с образованием угольной кислоты. Учащиеся могут подсчитать количество атомов в каждой части уравнения, чтобы показать, что оно уравновешено. Укажите, что двойная стрелка в этом уравнении означает, что угольная кислота легко распадается с образованием углекислого газа и воды.

   Объясните учащимся, что избыток CO ₂ в атмосфере вызывает нагревание Земли и ее атмосферы. Но избыток CO ₂ может сделать еще кое-что, что они видели в химическом уравнении и в своих экспериментах. Углекислый газ может сделать воду более кислой, что вызывает большую проблему в океанах. Избыток кислоты в океанской воде, называемый подкислением океана, мешает некоторым организмам формировать раковины и особенно вреден для кораллов.

7. Объясните, чем закисление океана вредно для организмов, образующих раковины, и покажите видео о закислении океана.

   Объясните, что океан на самом деле является основным. рН океана составляет около 8,2. Термин «закисление океана» означает, что океан имеет тенденцию становиться более кислым или менее щелочным. Он переместился примерно с 8.2 на 8.1. Это может показаться незначительным изменением, но это очень большое изменение для организмов в океане, которые очень чувствительны к изменениям рН. Когда океанская вода становится более кислой, это создает две основные проблемы для организмов, образующих раковины, таких как моллюски, устрицы и кораллы:

   1. Этим организмам становится все труднее создавать свои раковины
   2. Если вода становится слишком кислой, нормальные раковины могут вступать в реакцию с более кислой водой, вызывая разрушение раковины

   Моллюски, устрицы, кораллы и другие формирующие раковины организмы состоят из двух ионов: иона кальция (Ca ⁺² ) и иона карбоната (CO ₃ ^-2 ). Когда эти два иона соединяются вместе, они образуют карбонат кальция (CaCO ₃ ), который является основным веществом для структуры скорлупы. Закисление океана влияет на ион карбоната. Вот как:

   Спроектируйте иллюстрацию Углекислота и Карбонат-ион.

   Напомните учащимся, что вода и углекислый газ вступают в реакцию с образованием угольной кислоты.

   Атом водорода из угольной кислоты попадает в воду в виде иона водорода (H ⁺ ). Этот ион водорода связывается с ионом карбоната в океанской воде и создает ион бикарбоната (HCO ^— ₃ ), которые организмы, производящие раковины, не могут использовать. Это означает, что у существ меньше ионов карбоната, к которым они могут прикрепить ион кальция, что затрудняет их производство карбоната кальция, необходимого для создания их раковин.

   Дополнительные ионы водорода в воде также делают воду более кислой. Если вода в конечном итоге станет слишком кислой, она может вступить в реакцию с карбонатом кальция в раковинах, что приведет к их разрушению.

   Покажи видео Окисление океана.

   Примечание: Повествование и действия в видео проходят довольно быстро, поэтому вы можете остановить видео в нескольких местах, чтобы помочь учащимся понять, о чем идет речь.

   Зеленые точки обозначают избыток углекислого газа в атмосфере из-за сжигания ископаемого топлива. Океан поглощает большое количество этого углекислого газа.

   Маленькие оранжевые буквы обозначают ионы карбоната, в которых нуждаются организмы, формирующие раковины. Они используют ионы карбоната и ионы кальция, чтобы сделать карбонат кальция для построения своих раковин.

   Углекислый газ вступает в реакцию с водой и образует угольную кислоту (зеленое пятно неправильной формы), которая производит ионы водорода. Эти ионы связываются с ионами карбоната и создают вещество (ион бикарбоната не показан), которое организмы не могут использовать.

   Из-за того, что раковины трудно изготовить, моллюски и другие организмы, производящие раковины, будут меньше и не будут воспроизводиться так часто, поэтому существа, которые их едят, могут не получать достаточно пищи. Это может повлиять на всю пищевую цепочку.

   Дополнительные ионы водорода не просто связываются с ионом карбоната, они также делают воду более кислой.

   В будущем океаны могут стать настолько кислыми, что раковины из карбоната кальция могут вступить в реакцию с водой и разрушиться.

8. Предложите учащимся изучить способы уменьшения количества углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу.

   Подавляющее большинство избыточного углекислого газа в атмосфере Земли образуется в результате сжигания ископаемого топлива, такого как нефть, природный газ и уголь. Большая часть этого топлива используется для автомобилей, грузовиков и других видов транспорта, для работы электростанций, производящих электроэнергию, а также для отопления домов и предприятий.

   Предложите учащимся изучить альтернативные источники энергии, которые помогут сжигать меньше ископаемого топлива. Учащиеся могут представить свои исследования в виде короткой статьи с иллюстрациями, в формате Power Point, на трехслойной доске или любым другим способом, который, по вашему мнению, будет работать.