1917

Цель работы: рассмотреть основной круговорот углерода. Овладеть методикой определения концентрации карбонат- и бикарбонат ионов в поверхностных природных водах.

Оборудование: бюретка, мерные колбы, индикатор фенолфталеин, щёлочь.

Ход определения.

1. Исследуемую воду наливают в мерную колбу на 200 мл.

2.Приливают 2 мл раствора фенолфталеина. Если после перемешивания вода приняла розовую окраску – СО2 отсутствует.

3.При сохранении естественного цвета титруют пробу раствором щелочи из микробюретки. Титрование следует производить по каплям, выжидая каждый раз, пока не исчезнет розовая окраска.

4.В конце определения появляется устойчивая светло-розовая окраска,

сохраняющаяся в течение продолжительного времени. Интенсивность окраски,

при котором следует считать титрование оконченным, определяется путем сравнения с рабочим минеральным стандартом.

5.По окончании титрования отсчитывают количество затраченного на титрование раствора щелочи с точностью до 0,01 мл.

6.Расчет двуокиси углерода Сх в мг СО2/л находят по формуле 4

где а – объем раствора щелочи, пошедший на титрование, мл;

N – нормальность раствора щелочи;

V – объем воды, взятый для определения, мл; 44 – эквивалент СО2

Потенциометрическое определение гидрокарбонатов в воде.

Экспериментальная часть.

21

Потенциометрическое определение гидрокарбонатов предназначено для анализа неокрашенных, окрашенных и мутных вод, имеющих щелочность выше 0,5 мг НСО3-/л.

Метод основан на взаимодействии гидрокарбонатных и карбонатных ионов с сильной кислотой с образованием Н2СО3, которая распадается на углекислый газ и воду. Титрование пробы воды соляной кислотой производится потенциометрически до Рн равного 4,5 и 4,2.

Минимально определяемая концентрация гидрокарбонатных и карбонатных ионов 0,5 мг НСО3-/л.

На результаты определения могут оказывать влияние анионы слабых кислот, которые титруются вместе с анионами угольной кислоты.

Ход определения.

После прогревания и корректировки прибора приступают к титрованию щелочности следующим образом.

1.Наливают в стакан 100 мл исследуемой воды и устанавливают на магнитную мешалку.

2.В стакан с исследуемой пробой воды погружают закрепленные на штативе электроды, термометр, стеклянную трубку с загнутым концом. На рН-

метре устанавливают температуру исследуемой воды.

3.Ручку диапазона измерений рН-метра устанавливают на –1-14 рН.

4.Заполняют микробюретку титрующим раствором 0,05 н. соляной

кислоты.

5.Включают мешалку. Титруют пробу до величины рН, равной 4,5.

Отмечают объем кислоты, пошедший на титрование. Далее титруют пробу до величины рН, равной 4,2. Отмечают общий объем кислоты, пошедшей на титрование.

6. Величину щелочности в мг НСО3-/л вычисляют по формуле 5

где

n1- объем раствора НСl, пошедший на титрование пробы воды до Рн,

равной 4,5, мл;

n2- объем раствора НСl, пошедший на титрование пробы воды до Рн,

равной 4,2, мл;

N – нормальность НСl;

V – объем исследуемой пробы воды, взятый для титрования, мл.

Практическая работа 3.

КРУГОВОРОТ СЕРЫ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ СУЛЬФАТОВ В ВОДЕ.

Цель работы: рассмотреть основные круговороты серы. Овладеть методикой определения сульфатов поверхностных природных вод.

Оборудование: ФЭК, фиолетовый светофильтр ( λ =315нм), мерные колбы-8 шт.,

колбы 25 мл-6 шт., пипетки 5мл-2шт.,1мл-1шт.

Турбидиметрическое определение сульфатов.

Экспериментальная часть.

Метод основан на измерении интенсивности помутнения растворов,

содержащие сульфатные ионы, в присутствии солей бария.

Минимальная определяемая концентрация 1 мг SO2-4/л.

Ход определения.

1.5мл. исследуемой пробы воды отбирают пипеткой в пробирку с притертой пробкой или колбой на 25 мл, добавляют 1-2 капли HCl, 5 мл смешанного реактива растворов хлористого бария в смеси гликоля и этилового спирта, тщательно перемешивают.

2.Через 40 мин измеряют оптическую плотность р-ра на ФЭКе ( λ =315

нм) с толщиной слоя 2 см против дистиллированной воды.

3. Одновременно производят определение оптической плотности исследуемой пробы воды без добавления реактивов, но прибавив такой же объем дистиллированной воды.

23

4. Содержание сульфатов походит на калибровочной кривой непосредственно в мг SO42-/л.

5. Для построения калибровочной кривой в мерные колбы по 100 мл приливают 0, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20 мл стандартного раствора сульфатов калия и доводят до метки бидистиллированной водой. Концентрации растворов соответственно равны 0, 1, 2, 35, 10, 15, 20 мг SO42-/л. Оптическую плотность растворов измеряют против дистиллированной воды. Строят калибровочную кривую, откладывая на оси абсцисс концентрацию сульфатов в SO42-/л, на оси ординат - оптическую плотность.

Практическая работа 4.

КРУГОВОРОТ АЗОТА.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ В ВОДЕ.

Цель работы: рассмотреть круговорот азота в природе. Овладеть методикой определения нитратов в поверхностных природных водах.

Оборудование: ФЭК, зеленый светофильтр ( λ =536 нм).

Определение нитратов восстановлением до нитритов

Экспериментальная часть.

Метод основан на восстановлении нитратов металлическим кадмием и последующем определении образующихся нитритов с реактивом Грисса.

Минимальная определяемая концентрация 0,01 до 0,35 мгN/л.

Ход определения.

1. Отбирают 2 порции исследуемой воды: 25 и 100 мл. В первой из них определяют нитриты, а во второй проводят восстановление нитратов.

2. Определение нитратов. К 100 мл анализируемой воды прибавляют 2 мл раствора хлорида аммония. Содержимое колбы перемешивают и пропускают г/з кадмиевый редуктор со скоростью 8-10 мл/мин, по секундомеру. Первые 70

мл пробы, прошедшие через редуктор отбрасывают, последующие 25 мл отбирают в отдельный приемник и добавляют 10 мл сухого реактива Грисса.

24

3. Перемешивают, через 40 мин измеряют оптическую плотность раствора на ФЭКе (зеленый светофильтр) в кюветах с толщиной слоя 1 см против

дистиллированной воды.

4. Содержание нитратов в мг N/л находят по калибровочной кривой.

5. Для построения калибровочной кривой в мерные колбы на 100 мл

прибавляют 0; 0.5; 1; 2; 4; 6 мл рабочего стандартного раствора и доводят объем до метки дистиллированной водой. Концентрации этих растворов равны

0; 0.025; 0.05; 0.1; 0.15; 0.2; 0.3 мг N/л. Оптическую плотность растворов измеряют против дистиллированной воды. На оси абсцисс откладывают концентрации нитратов мг N/л, по оси ординат – оптическую плотность.

6. Содержание нитратов Сх в мг N/л рассчитывают по формуле 6

калибровочной кривой для нитритов мг N/л.

7. Определение нитритов. К 50 мл исследуемой воды добавляют 0.1 г

сухого реактива Грисса, перемешивают. Через 40 мин измеряют оптическую

плотность раствора на ФЭКе (зеленый фильтр). Одновременно определяют

оптическую плотность воды без добавления реактивов. И ее значение вычитают из оптической плотности пробы. Содержание нитритов в мг N/л находят по калибровочной кривой.

8. Для построения калибровочной кривой в мерные колбы на 50 мл приливают 0; 0.1; 0.2; 0.4; 0.8; 1; 1.5; 2; 3 мл рабочего раствора и доводят объем до метки дистиллированной водой. Концентрация этих растворов

соответственно равны 0; 0.01; 0.02; 0.04; 0.08; 0.1; 0.15; 0.2; 0.3 мг N/л.

9. Соединение нитритов Cx в мг N/л рассчитывают по формуле

где

С – концентрация нитритов найденная по калибровочной кривой, мг N/л;

n - степень разбавления.

4. Методические указания по организации самостоятельной работы

4.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы

Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.

Целями самостоятельной работы студентов являются:

- систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

-углубление и расширение теоретических знаний;

-формирование умений использовать нормативную, правовую,

справочную и специальную литературу;

-развитие познавательных способностей и активности студентов:

-формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.

Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связанная с конкретной темой изучаемой дисциплины,

Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация.

Планирование самостоятельной работы включает:

-уяснение задания на самостоятельную работу;

-подбор рекомендованной литературы;

-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.

Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе.

На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в

себя:

- изучение рекомендованной литературы;

26

-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);

-взаимное обсуждение материала.

Необходимо помнить, что на лекции обычно рассматривается не весь материал. Оставшийся восполняется в процессе самостоятельной работы. В

связи с этим работа с рекомендованной литературой обязательна.

Работа с литературой и иными источниками информации включает в себя две группы приемов: техническую, имеющую библиографическую направленность, и содержательную. Первая группа – уяснение потребностей в литературе; получение литературы; просмотр литературы на уровне общей,

первичной оценки; анализ надежности публикаций как источника информации,

их относимости и степени полезности. Вторая – подробное изучение и извлечение необходимой информации.

Для поиска необходимой литературы можно использовать следующие способы:

-поиск через систематический каталог в библиотеке;

-просмотр специальных периодических изданий;

-использование материалов, размещенных в сети Интернет.

Для того, чтобы не возникало трудностей понимания текстов учебника,

монографий, научных статей, следует учитывать, что учебник и учебное пособие предназначены для студентов и магистрантов, а монографии и статьи ориентированы на исследователя. Монографии дают обширное описание проблемы, содержат в себе справочную информацию и отражают полемику по тем или иным дискуссионным вопросам. Статья в журнале кратко излагает позицию автора или его конкретные достижении в исследовании какой-либо научной проблемы.

В процессе взаимного обсуждения материала закрепляются знания, а

также приобретается практика в изложении и разъяснении полученных знаний,

развивается речь.

При необходимости студенту следует обращаться за консультацией к преподавателю.

27

Составление записей или конспектов позволяет составить сжатое представление по изучаемым вопросам. Записи имеют первостепенное значение для самостоятельной работы студентов. Они помогают понять построение изучаемого материала, выделить основные положения, проследить их логику.

Ведение записей способствует превращению чтения в активный процесс.

У студента, систематически ведущего записи, создается свой индивидуальный фонд подсобных материалов для быстрого повторения прочитанного. Особенно важны и полезны записи тогда, когда в них находят отражение мысли,

возникшие при самостоятельной работе.

4.2Темы для самостоятельного изучения

1.Вернадский «Учение о биосфере».

Предпосылки учения В. И. Вернадского о биосфере. Роль учёных в формировании учения о биосфере. Биография и основные труды В. И.

Вернадского.

2.Состав и строение атмосферы

3.Состав и строение гидросферы

4.Состав и строение литосферы

5.Круговороты веществ в природе

6.Загрязнение биосферы

7.Эволюция биосферы

8.Место и роль человека в биосфере.

10.Ноосфера. Условия существования ноосферы

4.3Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

Основная литература:

1.Еремченко О. З. Учение о биосфере: учеб. пособие для студентов,

обучающихся в магистратуре по направлению 510600 "Биология" / О. З.

Еремченко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд. центр "Акад.", 2006. - 234 с.

Дополнительная литература:

28

2.Маврищев В. В. Общая экология: курс лекций / В. В. Маврищев. - 3-е изд. -

Минск: Новое знание; М. : ИНФРА-М, 2012. - 300 с.

3.Общая экология под ред. Тягунова Г.В., Ярошенко Ю.Г. Учеб. для студентов вузов по техн. спец. – М.: Логус, 2006, 494с

4.Садовникова Л. К. Биосфера: загрязнение, деградация, охрана : крат.

толковый слов.: учеб. пособие для студентов биол. спец. вузов / Л. К.

Садовникова, Н. И. Суханова, С. Я. Трофимов. - М.: Высш. шк., 2007. - 126 с. :

ил. - 126-50.

5.Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. Экология. М.: изд-во «ЮНИТН», 1998. 453 с.

6.Одум Экология. М.: Мир 1986. 328 с.

7.Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши./ под ред. А. Д.

Семенова. Л. Гидрометеоиздат 1977. 540 с.

29

Моралова Елена Анатольевна

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, выполнению практических работ (включая рекомендации по

организации самостоятельной работы) по дисциплине «Учение о биосфере» для обучающихся по направлению подготовки 05.03.06 Экология и природопользование,

профиль Природопользование

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65. http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru

30