Проект "Электропроводимость воды и ее влияние на рост растений"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

"Гимназия имени Героя Советского Союза В.В. Талалихина

г. Вольска Саратовской области"

Саратовская область, г. Вольск, пл. Равенства, 96;

контактный телефон: 8/84593/72079; e-mail: [email protected]

номинация: УЧЕБНЫЕ ПРОЕКТЫ.

Исследовательская работа

"ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ ВОДЫ

И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РОСТ РАСТЕНИЙ".

Работу выполнил

учащийся 8² класса

Гимназии г. Вольска

Кузнецов Максим Сергеевич

Руководитель:

Кузнецова Людмила Анатольевна,

педагог организатор

Вольск, 2018 г.

ПАСПОРТ ПРОЕКТА.

СОДЕРЖАНИЕ:

«Просто знать – еще не всё,

знания нужно уметь использовать».

И.В. Гёте

ВВЕДЕНИЕ.

Вода. Мы никогда не задумываемся над смыслом и сутью этого слова. Но вода - это сама жизнь, без неё всё погибает. Наша голубая планета Земля на 70 % состоит из воды: океаны и моря, реки и озера, родники и ручьи, болота, ледники, айсберги, вечные снега на горных вершинах и вечная мерзлота. Воды много, но для питья пригоден лишь 1% из всего этого многообразия (имеется в виду вода в своем естественном, природном состоянии).

Вода является не только одним из самых необходимых, но и самых удивительных веществ на нашей планете. Исключительно важна роль воды в возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов. Вода является важнейшим веществом для всех живых организмов на Земле.

Эта тема выбрана мной именно по этой причине. Моей целью стало изучение воды и ее физико-химических свойств. Я решил исследовать электропроводимость воды и выяснить ее зависимость от состава воды. Я надеюсь, что это исследование поможет нам лучше понять свойства воды.

Эта работа носит теоретически-экспериментальный характер. Сначала свойства воды были изучены посредством различных литературных источников и сети Интернет. Затем была выполненная экспериментальная часть.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Вода – самое распространенное вещество на Земле. Она может существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом. Приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать друг с другом: водяной пар и облака в небе, морская вода и айсберги, ледники и реки на поверхности земли, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе много веществ, приобретая тот или иной вкус.

1. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ.

Вода является наиболее распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит — и кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH−). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pKa ≈ 16.

Вода химически довольно активное вещество. Сильно полярные молекулы воды сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Также вода при разных условиях способна быть и окислителем, и восстановителем. То есть вода, отдавая свои электроны, заряжается положительно и окисляется. Или же приобретает электроны и заряжается отрицательно, значит, восстанавливается. В первом случае вода окисляется и называется мертвой. Она обладает очень мощными бактерицидными свойствами, только вот пить ее не надо. Во втором случае вода живая. Она бодрит, стимулирует организм на восстановление, несет энергию клеткам. Разница между этими двумя свойствами воды выражается в термине "окислительно-восстановительный потенциал".

Вода способна реагировать почти со всеми веществами, которые существуют на Земле. Единственное, что для возникновения этих реакций нужно обеспечить подходящую температуру и микроклимат. Например, при комнатной температуре вода отлично реагирует с такими металлами, как натрий, калий, барий - их называют активными. С галогенами - это фтор, хлор. При нагревании вода отлично реагирует с железом, магнием, углем, метаном. При помощи различных катализаторов вода вступает в реакцию с амидами, эфирами карбоновых кислот.

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ.

Из школьного курса мне известно, что вода – это самое подвижное вещество после воздуха. Ярким примером служит круговорот воды в природе. Также у воды очень высокая теплоемкость. Именно из-за этого водоемы, тем более океаны, очень медленно остывают при переходе от теплого сезона или времени суток к холодному. И, наоборот, при повышении температуры воздуха вода очень медленно нагревается. За счет этого, как и упоминалось выше, вода стабилизирует температуру воздуха на всей нашей планете. После ртути вода обладает самым высоким значением поверхностного натяжения. Нельзя не заметить, что случайно пролитая на ровной поверхности капля иногда становится внушительным пятнышком. В этом проявляется тягучесть воды. Еще одно свойство проявляется у нее при понижении температуры до четырех градусов. Как только вода остывает до этой отметки, она становится легче. Поэтому лед всегда плавает на поверхности воды и застывает корочкой, покрывая собой реки и озера. Благодаря этому в водоемах, замерзающих зимой, не вымерзает рыба.

Еще вода обладает электропроводимостью. Электропроводимость - это способность какого-либо вещества проводить через себя электрический ток. Соответственно, электропроводимость воды - это возможность воды проводить ток. Эта способность непосредственно зависит от количества солей и иных примесей в жидкости. Например, электропроводимость дистиллированной воды почти сведена к минимуму из-за того, что такая вода очищена от различных добавок, которые так нужны для хорошей электропроводимости. Отличный проводник тока - это вода морская, где концентрация солей очень велика. Еще электропроводимость зависит от температуры воды. Чем значение температуры выше - тем большая электропроводимость у воды. Эта закономерность выявлена благодаря множественным опытам ученых-физиков.

Электропроводимость воды является мерой потенциальной транспортировки электрического заряда в воде и широко используется в растениеводстве. Разные растения нуждаются в питательных растворах разной силы для правильного развития, поэтому важно контролировать силу раствора, чтобы предоставить растению оптимальные условия для роста. Если раствор обладает подходящим для растения значением ЕС, всасывание питательных веществ и транспортировка их ко всем клеткам растения будут обеспечены на должном уровне.

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

Рассмотрим электропроводимость, как один из самых доступных и действенных механизмов для взаимодействия человека с выращиваемыми растениями.

Для определения электропроводимости воды мы использовали комнатные растения, которые мы поливали в течении 2-х месяцев водой различной по своим свойствам.

Опыт: «Исследование электропроводимости воды, взятой из различных источников».

Цель: исследовать и убедиться в том, что электропроводимость воды зависит от её состава.

Оборудование: источник питания, мультиметр, комнатные растения, вода взятая из различных источников, низковольтная лампа на подставке, электроды, соединительные провода, ключ.

В ыполнение опыта:

1. Собрать установку по схеме;

l- расстояние между электродами,

S- площадь пластин электродов

S=a*b,

где a - длина электрода,

b - ширина электрода.

1. Электроды поместить в предварительно политую землю, измерив, расстояние между ними;

1. Измерить длину и ширину электродов;

2. Измерить силу тока и напряжение;

1. Рассчитать сопротивление воды и удельную электропроводимость.

Удельная электропроводимость

(1),

Так как , то (2)

Подставляя (2) в (1), получим

Результаты измерений представлены в таблице 1.

Таблица 1

Вывод:

Наибольшую электропроводимость имеет вода минеральная, следовательно, в этой воде присутствует наибольшая концентрация растворенных солей. Само название воды подразумевает наличие минеральных солей.

Родниковая вода имеет сопротивление, сравнимое с сопротивлением минеральной воды, что свидетельствует о высоком содержании ионов различных солей и хорошей электропроводимости.

Водопроводная вода имеет сопротивление 526 Ом, так как в этой воде так же содержится достаточное количество ионов, которые и создают высокую электропроводимость.

Кипяченая вода имеет наибольшее сопротивление потому, что она очищена от многих ионов солей, путем теплообработки.

1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Изучив литературу, выполнив экспериментальные исследования с четырьмя образцами воды по определению удельной электропроводимости воды, мы пришли к выводу:

1. При исследовании электрической проводимости различных типов водных растворов установлено, что электрическая проводимость в образцах разная, и определяется, главным образом, концентрацией присутствующих солей. Соли, находящиеся в небольшом количестве, не оказывают существенного влияния на электропроводимость, т.е. она стремится к нулю.

2. В результате проведенных исследований стало ясно, что наиболее оптимальные условия для роста растений создавала родниковая вода.

3. На основе поставленного эксперимента я могу рекомендовать для полива растений родниковую воду, которая, по всей видимости, обладает наиболее разнообразным наличием солей в своем составе. В составе воды из под крана содержится хлорамин и натрий, но эти минералы не особо полезны растениям. Дистиллированная или де-ионизированная вода (в моем случае кипяченая) в целом вообще не рекомендую для полива, из-за отсутствия солей, которые необходимы для развития растений.

1. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Иллюстрированная энциклопедия школьника. Наука и техника. М Росмэн, 1999. — 95 с.

2. Кабардин О.Ф. Физика. Справочные материалы. М: Просвещение, 1985. — 367 с.

3. http://yznaika.com/notes/197-metalli-zagraznitleli

4. Горлова Л.А. «Интегрированные уроки физики: 7-11 классы - М: ВАКО, 2009

5. https://voda70.ru/articles/9

6. ttps://ru.wikipedia.org/wiki/Электропроводимость

7. https://vodamama.com › Вода

8. https://www.youtube.com/watch?v=wk9zTebKBYs