Čo pijeme a ako trávime.

Zásady sú látky, ktoré majú opačné vlastnosti ako kyseliny. Vo vodnom roztoku uvoľňujú hydroxidové anióny (𝑂𝐻−).

• Vlastnosti: Často sú klzké na dotyk (ako mydlo) a majú horkú chuť. Silné zásady (hydroxidy) sú nebezpečné žieraviny.
• Príklady z domácnosti: Mydlo, čistiace prostriedky na odpad, sóda bikarbóna, vápenná voda.
• Príklady z chémie: Hydroxid sodný, hydroxid draselný.

3. Stupnica pH

Stupnica pH nám hovorí, či je látka kyslá, neutrálna alebo zásaditá. Má rozsah od 0 do 14.

• pH < 7 (0 až 6): Látka je kyslá. Čím nižšie číslo, tým silnejšia kyselina (napr. žalúdočná kyselina má pH okolo 1-2).
• pH = 7: Látka je neutrálna. Nie je ani kyslá, ani zásaditá (napr. čistá destilovaná voda).
• pH > 7 (8 až 14): Látka je zásaditá. Čím vyššie číslo, tým silnejšia zásada (napr. čistič potrubia má pH 13-14).

Obr. 2 Stupnica pH

4. Ako zistíme či sa jedná o kyslý ale zásaditý roztok?

1. Použitie indikátorov – látky, ktoré menia farbu podľa pH:

• Lakmusový paierik: V kyseline sčervenie, v zásade zmodrie.
• Univerzálny indikátorový papierik: Zmení farbu na celú škálu od červenej (kyselina) cez zelenú (neutrálne) až po tmavomodrú/fialovú (zásada).
• Prírodný indikátor: Šťava z červenej kapusty (v kyslom prostredí sčervenie, v zásaditom zozelenie až zožltne).

2. použitie meracích prístrojov - pH metrov.

Úlohy:

1. Odmerajte pH vybraných nápojov.

2.  Podľa zistených pH hodnôt, zoraďte nápoje od najkyslejšieho po najzásaditejší.

3. Navrhnite experiment na odmeranie pH minerálnych vôd.

Pomôcky a materiály

Laboratórne pomôcky a materiály:

• 5x-10x 50 ml kadička
• laboratórny plášť
• destilovaná voda
• rôzne vzorky nápojov

Digitálne pomôcky:

• pH senzor Pasco
• Windows tablet
• Softvér SparkVue
• Softvér Word Microsoft Office 365

Pracovný postup
1. Označiť tri kadičky podľa miesta odobratia vzorky.
2. Do každej z označených kadičiek vysypať jednu lyžičku konkrétnej vzorky pôdy.
3. Ku pôde v kadičke pridať 50 ml vody a miešať aspoň 2-3 min, potom nechať roztok lúhovať (aspoň 15 min).
4. Označiť 3 skúmavky rovnako ako prislúchajúce kadičky.
5. Vzniknutý výluh prefiltrovať do skúmavky (každý do príslušnej skúmavky) – dať pozor na to, aby sa nezmiešala tekutina s usadeninou, lebo filtrácia bude trvať dlho.
6. Nakalibrovať senzor pH PASCO.
7. Do každého filtrátu vložiť pH papierik a zaznamenať jeho farebnosť – následne určiť hodnotu pH podľa farbenia pH papierika.
8. Do každého filtrátu vložiť pH senzor PASCO a zmerať hodnotu pH jednotlivých vzoriek. Medzi každým meraním opláchnuť senzor v destilovanej vode.

Vyhodnotenie výsledkov

Bezdrôtový pH meter slúži na stanovenie pH roztokov. Samotný pH meter sa skladá zo sklenej kombinovanej elektródy a senzora spojenej s elektródou BNC konektorom- Senzor komunikuje s obslužným programom SPARKvue bezdrôtovo cez rozhranie Bluetooth. Program SPARKvue je voľne dostupný v AppStore a v GooglePlay.

Bezdrôtový pH meter Pasco

Súbor na stiahnutie

Návod pH meter Pasco

Vedecká otázka

Vieme čo pijeme a ako to vplýva na naše trávenie a celkové zdravie ?

Obr. 1 Položenie motivačnej otázky

Na prvej karte sme chceli žiakov motivovať a hlavne zaujať, zvolili sme otázku, ktorá b v školskom prostredí mohla vyvolať diskusiu. Samozrejme na karte sa nachádzajú aj obrázky nápojov a vody. Nakoľko sa stále dištančne vzdelávame, experiment budú žiaci vykonávať samostatne. Cieľom je, aby si žiaci uvedomili že nápoje výrazným spôsobom ovplyvňujú naše trávenie, ale aj celkové zdravie. Žiaci by si mali uvedomiť aké nápoje konzumujeme, čo v nápojoch nám môže uškodiť a prečo je v pitnom režime, tak veľmi dôležitá čistá voda.

Obr. 2 Príjem tekutín u človeka

Druhá karta obsahuje konkrétne otázky, na ktoré žiaci interaktívne odpovedajú. V prvej otázke žiadame žiakov, aby nám napísali, aké nápoje pijú a zároveň ich zoradili od najobľúbenejšieho po najmenej obľúbený. Jedná sa o otázku s otvorenou odpoveďou. V druhej a tretej otázke sa pýtame, na množstvo tekutín, ktoré za deň žiaci vypijú a aké acidobázické vlastnosti majú tekutiny ktoré pijú. V štvrtej otázke už ich smeruje do bádateľskej práce a odpoveď vyžaduje od žiaka už vyššie kognitívne procesy.

Obr. 3 Teoretické vedomosti

Tretia karta obsahuje základné teoretické vedomosti, čo je to pH, aké hodnoty nadobúda a čím by sme ho vedeli merať. Sú to základne vedomosti, s ktorými budú žiaci pracovať, môže to slúžiť aj ako poznámky pre žiakov.

Obr. 4 pH ľudských tekutín

Na štvrtej karte dochádza k medzipredmetovému prepájaniu vedomostí. pH sa prevažne vysvetľuje na kyseline chlorovodíkovej a hydroxide sodnom, čo žiakom môže navodiť pocit, že pH sa týka len učiva chémie. Už aj tu poukazujeme na fakt, že pH nie je výsostne chemická téma, ale aj v biológii má svoje miesto. Žiaci zároveň musia na internete vyhľadať potrebné informácie, čo rozvíja ich počítačové zručnosti a čítanie s porozumením, aby vedeli identifikovať, či sa jedná o pravdivú alebo nepravdivú informáciu a naučiť sa rozoznávať a používať vierohodné zdroje.

Okrem pH si môžu žiaci pripomenúť zloženie tráviacej sústavy (viď obrázok).

Obr. 5 Predikčná karta

Obr. 6 Postup merania

Karta 5 a 6 si vyžadujeme aktívnu prácu žiaka. Ako prvé chceme aby sa pokúsil odhadnúť pH nápojov, ktoré pije a následnej experimentálne overil tieto hodnoty. Na karte 5 je vytvorená predikčná karta ako formatívny nástroj hodnotenia, ktorý je dôležitou spätnou väzbou pre učiteľa aj žiaka. Meranie pH papierikom sa radí k jednoduchým metódam experimentálne práce a opäť vyžadujeme od žiaka bádateľský prístup, aby navrhol pomôcky a postup merania pH tekutín. Zároveň sme zvolili bezpečný experiment, ktorý môže žiak zvládnuť bez problémov aj v domácom prostredí.

Obr. 7 Video pracovný postup

Siedma karte podnecujeme kreativitu žiakov, kde majú za úlohu natočiť sa pri vykonávaní ich bádateľskej práce. Je dovolené, dokonca až žiaduce zapájať rodinných príslušníkov. Žiak si vyberie, aké pomôcky bude používať a aký postup si zvolí. Kreativite sa medze nekladú. Taktiež si zdokonaľuje svoje digitálne a komunikačné zručnosti.

Obr. 8 Meranie pH nápojov

Ôsma karta je zamerané už na priamu bádateľskú prácu žiakov. Majú predpripravenú tabuľku, kde si už len zapíšu údaje, ktoré zistia meraním s univerzálnym indikátorovým papierikom. Žiaci majú zadaných 8 konkrétnych nápojov, ktorým budú merať pH.

Obr. 9 Výsledky merania

Na základe zistených hodnôt majú žiaci za úlohu zoradiť nápoje od najkyslejšieho po najmenej kyslý nápoj. Je dôležité aby si uvedomili, ktoré hodnoty pH prislúchajú kyslému, zásaditému a neutrálnemu prostrediu.

Obr. 10 Výsledky merania

Na karte 10 majú žiaci sformulovať závery zo svojej bádateľskej práce.

V prvej časti majú žiaci za úlohu zdôvodniť, aké nápoje by sme mali piť, ak chceme byť zdraví. Zároveň upozorňujeme, že nezáleží len na pH nápojov, ale aj na množstve cukru, ktoré obsahujú. Ich ďalšou úlohou je zistiť množstvo cukru v nápojoch, ktorým merali pH, a následne na základe pH, ktoré namerali a množstve cukru, ktoré zistili vybrať najzdravší nápoj. Prepájajú vedomosti z chémie, konkrétne pH, stupnica pH, indikátory, ale vedomosti z biológie, konkrétne zdravý životný štýl, obezita ale aj zložky potravy.

V druhej časti majú žiaci za úlohu zhodnotiť, čo by bolo pre nich najzdravšie, zároveň majú navrhnúť, či zmenia svoje návyky a či odporučia zmeny aj svojej rodine. Ako posledné majú napísať, ak sa rozhodli pre zmenu, ako by ju chceli konkrétne realizovali a prečo by tak urobili. V dnešnej dobe sa stretávame s narastajúcim trendom obéznych detí, a práve aj pH je téma, kde sa môžeme zamerať na zdravý životný štýl, obezitu a na zmenu ich životného štýlu. V projekte práve v tejto časti je prepojenie školských vedomostí z potrebami každodennej praxe a riešením vážnych problémov praxe.

Obr. 11 Minerálne pramene na Slovensku

Obr. 12 Pramene na Slovenku

V druhej časti projektu STEM prepájame vedomosti chémie, geografie, matematiky a informatiky. Začíname zaujímavosťami o minerálnych prameňoch na Slovensku. Predpokladáme, že žiakov to motivuje a bude to pre nich zaujímavá téma.

Karty 12 až 14 ponúkajú zaujímavé teoretické vedomosti z predmetu geografia a zároveň zaujímavé biologické a chemické vedomosti o minerálnych vodách.

Obr. 13 Minerálne pramene

Obr. 14 Zaujímavosti

Obr. 15 pH minerálnych vôd

Od teoretických vedomostí cez zaujímavosti smerujeme opäť na karte 15 k bádateľskej práci Prvou úlohou žiakov je odhadnúť, aké pH majú uvedené minerálne vody.

Obr. 16 Pomôcky a postup

Opäť pred žiakov predkladáme otázku na zamyslenie, ako by zistili pH minerálnych vôd, samozrejme majú opäť napísať pomôcky, ktoré potrebujú na experiment a postup, pri realizácii experimentu. Zameriavame sa na precvičenie a upevnenie experimentálnych zručností žiaka.

Obr. 17 Minerálne vody

Karta sedemnásť predkladá na riešenie viacero úloh pre žiakov. Ako prvé majú postupne napísať namerané hodnoty pH minerálok. Ďalej majú analyzovať svoj predpoklad pH minerálok s nameranými hodnotami pH minerálok. Ďalšie úlohy smerujú na prepojenie vedomostí z praxou. Žiaci majú zistiť či sa v okolí nachádza nejaký prameň, a ak áno, aké je jeho meno. Zároveň sa žiaci dozvedia niečo nové o svojom okolí. Poslednou úlohou na tejto karte je zistiť, či nám môže nadmerné množstvo minerálov uškodiť. Na tejto karte prepájame vedomosti až z troch vyučovacích predmetov a tými sú geografie, biológia, chémia a matematika a informatiky.

Obr. 18 Zloženie minerálnych vôd

Konkrétne z predmetu chémia sme sa zamerali na chemické zloženie minerálnych vôd a na vypísanie katiónov a aniónov. Význam katiónov a aniónov je téma spoločná aj pre vyučovací predmet biológie aj chémie.

Obr. 19 Význam minerálnych vôd

Konkrétne z predmetu chémia sme sa zamerali na chemické zloženie minerálnych vôd a na vypísanie katiónov a aniónov. Význam katiónov a aniónov je téma spoločná aj pre vyučovací predmet biológie aj chémie.

Na karte 19 majú žiaci za úlohu vysvetliť, prečo pijeme minerálne vody. Chceme aby si žiaci prepájali vedomosti, ako vplývajú minerálne vody na trávenie človeka, ale aj že obsahujú v iónoch významné minerálne látky, ktoré naše telo potrebuje.

Obr. 20 Minerálne vody- mapa

Karta 20 vyžaduje od žiakov zistiť, aké minerálne pramene sa nachádzajú na miestach, ktoré sú označené na mape, taktiež majú napísané kedy môžeme hovoriť o vode, že je minerálna. Žiaci si precvičia orientáciu na slepej mape, ale aj digitálne zručnosti.

Obr. 21 Výpočet množstva horečnatých katiónov

Karta 21 je zameraná na precvičenie si matematických zručnosti v prepojení s chémiou a biológiou.

Z úlohy vyplýva, že žiaci musia vypočítať jednoduchú slovnú úlohu a zároveň zistiť, aký význam majú horečnaté katióny pre ľudský organizmus. K dispozícii majú dve tabuľky, ktoré obsahujú chemické zloženie dvoch minerálnych vôd.

Obr. 22 Vlastný prieskum