Années 9-12 (Science, chimie et biologie)
Temps: 60 minutes
Espace requis: Salle de classe avec lavabo et beaucoup d’espace de comptoir
Méthodologie: Pratique et apprentissage coopératif, Discussion en groupes
Matériaux qui ne sont pas inclus dans le kit:
Pour chaque groupe: Un sac de thé noir régulier (Orange Pekoe), une montre ou chronomètre
Pour l’enseignant : Petit montant de Javel, bécher (au moins 100mL)
Matériaux qui sont inclus dans le kit qui vont être utilisés:
Pour chaque groupe: Bandes d’essais de chlore total, 2 verres plastiques, fiole vide de 5 mL
Pour l’enseignant : Pipette
Objectifs: Les étudiants vont élargir leur compréhension de demande en chlore en participant dans une expérience. Les étudiants vont apprendre à propos la ligne directrice canadienne pour chlore total. Les étudiants vont apprendre à effectuer les calculs impliquant les facteurs de concentration, volume et dilution.
Directions/procédure:
Immédiatement avant la classe, préparez la solution de chlore en suivant les directions trouvées dans la section « Pour l’enseignant » dessous. Ceci ne va pas prendre plus qu’une minute.
Distribuez les copies imprimées de la Document à distribuer pour leçon deux à la classe. Lisez la première partie avec la classe et puis demandez aux étudiants de lire les instructions pour l’activité soigneusement.
Demandez aux étudiants de diviser dans leurs groupes.
Séparez les matériaux listés pour cette activité du reste du kit et demandez que quelqu’un de chaque groupe collectionne ce qu’ils ont besoin.
Chaque groupe travaillera sur l’expérience de demande en chlore.
Lorsque chaque groupe a les résultats de leur expérience, toute eau extra de votre solution de chlore et de l’expérience des sacs de thé peut être disposée dans un évier. Les verres plastiques doivent être gardés; ils devraient être rincés et réutilisés dans les expériences à venir.
Demandez aux étudiants si, quand ils ont testé l’eau du robinet pour chlore dans les leçons précédentes, ils ont eu les résultats appropriés de plus que 0,5mg/L. Une concentration de chlore sous 0,5mg/L dans eau du robinet peut être un vrai problème qui devrait être abordé par un représentatif de votre facilité de traitement d’eau locale. Ceci sera une bonne topique d’adresser si vous pouvez arranger un rencontre avec un représentatif de la facilité.
Demandez aux étudiants comment ils pensent les résultats de cette expérience sont signifiant au processus de traitement d’eau. Vous pouvez les guider avec les questions comme : Comment est-ce que le demande en chlore du sac de thé a affecté la concentration du chlore dans votre échantillon d’eau? Comment est-ce que eau du robinet peut être affectée s’il était exposé à une demande en chlore similaire soit avant ou pendant traitement ou dans le système de distribution? Les étudiants devraient identifier que cette expérience indique que ça peut être difficile de maintenir la concentration minimum de chlore. Si une apparemment petite quantité de contaminant, comme celle fournit par un sac de thé, peut utiliser beaucoup du chlore dans un échantillon d’eau une source de contamination en les systèmes de traitement et distribution peut faire la même chose. Vous pouvez aussi les demander de penser à propos la question d’équilibre d'avoir besoin d'ajouter plus de chlore pour répondre à la demande en chlore tout en n'ajoutant pas tellement que les sous-produits du chlore commencent à s'accumuler.
Une activité optionnelle pour une classe qui inclut les calculs plus avancés est de démontrer (ou de demander aux étudiants s’ils peuvent démontrer) comment la concentration du chlore total de la solution que vous avez préparé peut être trouvé. Un guide pour effectuer ce calcul peut être trouvé dans la section « Pour l’enseignant » dessous.
Évaluation: Les étudiants peuvent être évalués basé sur leur participation et comment ils coopèrent avec les autres membres de leurs groupes.
Pour l’enseignant:
Préparation de la solution du chlore: Mettez 100mL d’eau du robinet dans un bécher. Vous aurez besoin d’un certain montant de Javel (regardez pour 4% hypochlorite de sodium sur l’étiquette). Utilisant la pipette, mettez 4 gouttes (environ 0,12mL) de Javel dans le bécher et puis mélangez cette solution. Gardez la pipette pour l’utilisez encore en leçon 4. Ce processus prend seulement une minute et devrait être fait juste avant la solution sera nécessaire. Chaque groupe aura besoin de 5mL de cette solution qu’ils vont diluer davantage.
Calcule de la concentration du chlore total de la solution préparé: Premièrement vous avez besoin d’une estimation du montant d’eau dans les verres des étudiants quand ils ont ajouté eau au 5mL de la solution du chlore. Demandez aux étudiants comment ils pourraient trouver ce volume maintenant que le verre a été déversé. Les meilleures manières sont de remplir le verre aussi proche que vous pouvez à où il était et puis soit le versé dans un cylindre gradué ou un bécher et de déterminer le volume ou de peser le verre et utilisé la densité d’eau connu pour trouver le volume.
Nous dirions qu’il est 80 mL dans cet exemple : Ajoutant 80 mL d’eau du robinet à l’échantillon préparé de 5 mL résulte en une solution de 85 mL. Divisant ce volume par 5mL donne le facteur par lequel votre solution a été dilué alors vous pouvez dire qu’en ajoutant le 5mL à 80 mL vous l’a dilué 85/5 = 17 fois. Ceci veut dire que la concentration du chlore total de la solution que vous avez préparé est environ 17 fois plus grande que les concentrations du chlore total que les étudiants ont trouvés avant d’ajouter le sac à thé.
Dans une classe plus avancé ou pour les années plus élevées vous désirez peut-être de faire les calculs en prenant en considération la contribution du chlore de l’eau du robinet.
Ce calcule plus avancé peut être fait en trouvant d’abord la masse du chlore en l’échantillon initial d’eau du robinet et la solution mélangée finale. Pour trouver la masse du chlore dans l’échantillon d’eau du robinet vous multipliez la concentration du chlore de votre eau du robinet par le volume de l’eau dans le verre. La masse du chlore dans un échantillon mélangé avant que le sac du thé a été ajouté peut être trouvé en multipliant la concentration du chlore de cet échantillon par son volume. N’oubliez pas que les conversions des unités seront nécessaires. La masse du chlore dans les échantillons de 5mL de la solution que vous avez préparé pour les étudiants peut être trouvé par soustraire le chlore initial de la masse finale du chlore. Finalement, la concentration de la solution du chlore préparé peut être trouvée en divisant cette masse par 5 mL.
Liens associés:
Chlore
Parce que le chlore est utilisé quand les contaminants sont enlevés d’eau, le plus de contaminants il y a le plus du chlore est nécessaire pour les enlever. Le montant total du chlore qui doit être ajouté à eau pour le désinfecter complètement est connu comme le demande en chlore pour cette eau. Pour des bonnes sources d’eau le demande en chlore est bas et la facilité de traitement d’eau a seulement besoin d’ajouter un petit montant de chlore pour désinfecter l’eau et le faire sûre à boire. Du chlore supplémentaire est d’habitude ajouté pour faire certain qu’aucune bactérie ne peut grandir dans les tuyaux et le système de distribution et que l’eau est encore propre quand il sort de votre robinet. En fait, contrairement à la plupart des autres directives de la qualité de l'eau qui stipulent le montant maximum recommandé d’un contaminant dans votre eau potable, la directive pour chlore est le minimum montant permis. Si le chlore est tout utilisé avant que l’eau vient du robinet il y a une risque que bactérie peut commencer à grandir dans les tuyaux d’eau. Les directives courantes pour chlore total des lignes directrices pour eau canadienne est une concentration minimum de 0,5mg/L. Estce que votre eau du robinet a satisfait cette exigence quand vous l’avez testé pendant la dernière leçon?
Il est facile de montrer l’effet qu’un contaminant peut avoir sur la concentration du chlore total d’un échantillon d’eau. Dans cette expérience vous allez voir que la demande en chlore créer par un petit peu du thé est assez pour utiliser tout le chlore dans l’échantillon d’eau.
Matériaux nécessaires pour cette expérience sont :
Deux bandes d’essais de chlore total
Deux verres plastiques
Sac de thé
Fiole vide de 5mL
Montre ou chronomètre
1. Utilisez la fiole de 5mL pour collectionner 5mL de la solution du chlore que votre professeur a préparé.
2. Versez cet échantillon dans un verre et puis remplissez ce verre d’eau du robinet jusqu’à ce qu’il soit environ ¾ plein pour diluer la solution. Tourbillonnez l’eau un peu pour faire certain que la solution est bien mélangée.
3. Remplissez le deuxième verre jusqu’à ce qu’il soit environ ¼ plein avec cette solution de chlore dilué. Le premier verre devrait encore être environ un demi plein; mettez le de côté pour l’instant et performez un essai de la concentration du chlore total sur l’échantillon dans le deuxième verre.
4. Lorsque vous avez le résultat de cet essai vous devez vidé et rincé le deuxième verre.
5. Trempez le sac du thé dans le premier verre deux ou trois fois jusqu’au temps que l’eau juste commence à tourner couleur. Ne laissez pas le sac du thé rester dans l’eau. Si l’eau change couleur trop il peut affecter le couleur de la bande d’essai quand vous faites le test. Le sac du thé peut être disposé ou composté.
6. Faite un test de la concentration du chlore total sur l’échantillon dans lequel vous avez trempé le sac du thé. Quand vous avez les résultats du test toute l’eau peut être disposée. Les verres devraient être rincés et gardés.