بررسی سلامت و کیفیت آب - جلسه اول

1-1 مفهوم PH و اکسیژن محلول در آب
فرض کنید در یک چشم بر هم زدن، تمام آب های روی کره زمین تبدیل به آب پرتقال شوند. حال چه تغییر و تحولاتی در زمین می افتد؟ چه اتفاقی برای آبزیان می افتد؟ برای ما انسان ها چطور؟مثلاً اگر مجبور باشیم برای رفع تشنگی به جایآب، آب پرتقال بنوشیم چه اتفاقی برایمان می افتد؟ ممکن است جواب های متعددی داشته باشیم مثل جواب های زیر:

• مریض می شویم.
• اتفاقی نمی افتد.
• فشارخونمان می آید پایین.
• همیشه تشنه می مانیم.
• می میریم.
• ....

به نظر شما چرا؟ چرا با خوردن آب به جای آب پرتقال مریض می شویم یا فشار خونمان پایین می آید؟ و برای مداوای چنین بیماری چه کاری باید انجام داد؟ داروی این بیماری حاوی چه نوع ماده ای باید باشد؟ آیا می توانیم هر بار که تشنه می شویم و برای رفع تشنگی یک لیوان آب پرتقال می نوشیم، یک لیوان دارو هم بخوریم؟مگر چه تفاوتی بین خصوصیات آب و آب پرتقال وجود دارد؟ چه فرقی میان آب پرتقال با آب است که با نوشیدن آن در طولانی مدت ممکن است حتی بمیریم؟ از تفاوت های روشن بین آب و آب پرتقال، می توان به ترش بودن آب پرتقال اشاره کرد. به نظر شما مواد ترش جزء کدام دسته از موادند؟ اسید یا باز؟

همانطور که می دانید،اسیدها موادی ترش مزه اند، خاصیت خورندگی دارند و در آب یون هیدروژن آزاد می کنند. همچنین اسید ها بازها را خنثی می‌کنند. در مقابل اسید ها، بازها موادی با مزهٔ گس - تلخ اند حالتی لزج دارند و اسیدها را خنثی می‌کنند. بازها در آب یون هیدروکسید (یون های متشکل از هیدروژن و اکسیژن) آزاد می کنند. اگر اسیدها و باز ها را مخلوط کنیم، این دو نوع یون یکدیگر را خنثی می کنند و ماده جدیدی به نام نمک شیمیایی تشکیل می شود.(نمک شیمیایی: هرگاه یک اسید با یک باز واکنش کند، یک نمک شیمیایی تولید می شود. در صورت واکنش اسیدها با فلزها و ترکیب فلزها با غیر فلزها نیز نمک تشکیل می شود.نمک ها ترکیبهای یونی هستند، زیرا حاوی یون های مثبت )معمولاً یون های یک فلز) متصل به یون های منفی (معمولاً یون های یک غیر فلز)هستند.)  خصلت اسیدی یا بازی یک ماده را می توان با استفاده از مقیاس PH (مخفف Potential for hydrogrn به معنی پتانسیل هیدروژن) که از یک تا 14 متغیر است اندازه گرفت.

هر قدراسیدی قوی تر باشدPH آن پایین تر است. با این تعریف همه بازها PH بزر گ تر از 7 دارند؛ هر قدر یک باز قوی تر باشد، PH آن بالا تر است. مواد خنثی، مانند آب نه اسیدی هستند و نه بازی. PH این گونه مواد 7 است.

با توجه به تعاریف بالا دریافتیم که مواد ترش جزء مواد اسیدی هستند یا به عبارت دیگر خاصیت مشترک اسیدها، ترش بودن آنها است. حال می توانید چند نمونه مواد بازی که در منازل موجودند مثال بزنید؟ مانند ماده تلخ موجود در پوست پرتقال، پودر رختشویی، مایع سفید کننده.

همانطور که اشاره شد بازها خاصیت تلخ بودن و اسید ها ترش هستند، پس یکی از راه های تشخیص اسید از باز، مزه آنها است. حال اگر ماده ای خطرناک داشته باشیم مثل پودر رختشویی که نتوانیم آن را با چشیدن شناسایی کنیم چه می توان کرد؟ برای تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن چه راهی به نظرتان می رسد؟

به تصاویر زیر دقت کنید:

به نظرشما علت مرگ و میر ناگهانی تعداد زیادی از ماهی ها چیست؟ به طور حتم جواب های بسیار متنوعی خواهیم داشت. مانند:

• وجود مواد سمی در آب
• وجود مواد شیمیایی درآب
• ورود فاضلاب کارخانه ها در آب رودخانه ها و دریا ها
• آلوده شدن غذای ماهی ها
• کم شدن آب و ....به احتمال کم شدن اکسیژن در آب اشاره نکردند

می خواهیم میان مرگ ماهیان با مرگ انسان ها یک شبیه سازی انجام دهیم. شما می دانید انسان ها و سایر موجودات زنده به چه دلایلی می میرند و یا این که برای ادامه زندگی به چه چیزهایی نیاز داریم. در بین موارد حیات انسان حتماً به کمبود هوا یا اکسیژن هم اشاره می شود. ماهی ها هم برای حیات به اکسیژن نیاز دارند. اگر هیچ گونه مواد شیمیایی و سمی که برای آبزیان مضر است در آب وجود نداشته باشد، اگر ماهیان با کمبود غذا و غذای آلوده مواجه نشوند باز هم این امکان وجود دارد که آنها بر اثر کمبود اکسیژن کافی در آب، تلف شوند.

با وجود این چگونه می توان علت مرگ و میر آبزیان به ویژه ماهیان را یافت؟ چگونه می توان از وجود سموم در آب اطمینان یافت؟ چگونه می توان اکسیژن لازم در آب برای زندگی ماهیان را اندازه گرفت؟

با انجام آزمایش های متعدد از لاشه ماهی ها و آب، می توان از وجود سم در آب مطمئن شد. اما این بار کارشناسان با انجام چند آزمایش شیمی متوجه شده اند که هیچ سمی در آب وجود نداشته ولی با این حال باز هم ماهی ها تلف شده اند. به نظر شما علت این امر چیست؟

به تصاویر زیر دقت نمایید. در این تصاویر شما شاهد ریخته شدن فاضلاب درون آب رودخانه یا دریا هستید. همانطور که می بینید، فاضلاب این نیروگاه ها فقط آب است.

به نظر شما چرا فاضلاب این نیروگاه ها فقط آب است؟ در این بحث با توجه به خاصیت های آب توجه شما را به خاصیت خنک کنندگی آب جلب می کنیم. با حل این مسئله پرده از راز مرگ ماهی های برخواهیم داشت.

همانطور که تا اینجای پروژه آموختید آنچه حیات آبزیان به آن وابسته است دو فاکتور مربوط به سلامت آب و  PH ، اکسیژن محلول در آب است.

1-2 گروه بندی
تعدادی از دانش آموزان را انتخاب کنید و از آنان بخواهید تا نفر بعدی گروه خود را انتخاب کنند و از نفر بعدی نیز بخواهید تا نفر بعدی را انتخاب کند. به این ترتیب دانش آموزان کلاس به گره های سه نفره تقسیم می شوند. حالا از هر گروه بخواهید برای جلسه بعد مواد و وسیله های زیر را همراه خود بیاورند:

• آب کلم قرمز ( با نشان دادن عکس های زیر، شیوه تهیه این شناساگر را به آنها آموزش دهید)
• نوشابه ترجیحا بی رنگ
• آسپرین معمولی( 2 عدد)
• کمی پودر رختشویی ( یک تا دو قاشق)
• سرکه یا آب لیمو
• خاک
• نمک
• شربت معده ( شیر منیزی)
• جوش شیرین
• صابون

1-3 تهیه آب کلم قرمز
برای تهیه آب کلم قرمز ابتدا نصف یک کلم قرمز را خرد کنید. کلم قرمز خرد شده را در یک ظرف ریخته و روی آن آب بریزید. سپس ظرف را به مدت نیم ساعت روی شعله گاز قرار دهید. صبر کنید تا ظرف سرد شود.

کلم قرمز

آب کلم قرمز را از آن جدا کنید و در ظرف دیگری بریزید. آب کلم قرمز را شب قبل از انجام آزمایش تهیه کرده و آن را تا صبح در یخچال نگهدارید.

تکلیف1: در مورد نوع فاضلاب های اضافه شده به دریا و رودخانه ها و همچنین در مورد خطر فاضلاب ها برای آبزیان تحقیق کرده و نتایج را برای ما ارسال نمایید.

تکلیف2: از مراحل تهیه ی آب کلم قرمز تصویر بردارید و به صورت یک گزارش تصویری برای ما ارسال نمایید.