Wir erforschen den Boden/Wir weisen die Kohlenstoffdioxidbildung durch Bodenorganismen nach und Wir erforschen den Boden/Wir ermitteln den Kalkgehalt eines Bodens durch Kohlenstoffdioxid-Volumenmessung: Unterschied zwischen den Seiten

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{{Boden|Wir weisen Bodenpilze nach|Wir beobachten den Regenwurm bei der Wühlarbeit}}
 
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<h3>Wir  erforschen  den  Boden</h3>
<h3>Wir  erforschen  den  Boden</h3>
|[[Bild:Close-up of mole.jpg|100px|center]]
|[[Bild:Close-up of mole.jpg|100px|center]]
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[[Kategorie:Wir erforschen den Boden]]-->
<includeonly>[[Kategorie:Wir erforschen den Boden]]</includeonly>
==Wir ermitteln den Kalkgehalt eines Bodens durch Kohlenstoffdioxid-Volumenmessung==


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<h5 align="center">'''Versuchsanstellung und Untersuchungsmaterialien'''</h5>
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|Wenn Salzsäure auf Calziumcarbonat trifft, wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt.&nbsp;


==Wir weisen die Kohlenstoffdioxidbildung durch Bodenorganismen nach==
Das Kohlenstoffdioxid-Volumen lässt&nbsp; sich im Kolbenprober bestimmen.


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Scheidetrichter
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<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Informationen zum Thema'''</span></div>


|-
Kolbenprober
|In dem Versuch geht es um das Problem, die nicht mit dem bloßen Auge sichtbaren Mikroorganismen nachzuweisen, Spuren ihres Lebens zu finden.


Welches ist die Spur des Lebens bei Mikroorganismen?
Erlenmeyerkolben mit seitlichem Ansatz (250 ml)


Bei der Vielzahl der Mikroorganismen im Boden gibt es einen Stoff, der von allen ausgeschieden wird: das Kohlenstoffdioxid. Wie bei allen anderen Lebewesen auch (Mensch, Tier, Pflanze) wird als Endprodukt des Stoffwechsels das Kohlenstoffdioxid "ausgeatmet" und, da es sich um Bodenorganismen handelt, wird das Kohlenstoffdioxid in den Boden abgegeben, wo es zum Teil mit dem Bodenwasser zu Kohlenstoffsäure reagiert,zum weitaus größten Teil jedoch als Gas an die Bodenoberflache und in die Atmosphäre gelangt, wo es über die Pflanzen erneut in den Stoffkreislauf eingeführt wird.
Bodenproben
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<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
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<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<h5 align="center">'''Versuchsablauf'''</h5>
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Untersuchungsmaterialien'''</span></div>
 
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|&nbsp;
|a) Baue die Apparatur auf.
* 2 x 3 Gaswaschflaschen
 
* 2 x 1 Erlenmeyerkolben (1 000 ccm)  
 
* Verbindungsstücke


* doppelt durchbohrte Gummistopfen für die Erlenmeyerkolben
b) Fülle 20 g Boden in den Erlenmeyerkolben.


* Schlauchklemmen
c) Fülle 20 ml Salzsäure in den Scheidetrichter. Öffne den Hahn; die Salzsäure fließt auf die Bodenprobe.&nbsp;


* Kalilauge (3O%ig)
Den Hahn sofort wieder schließen. Wenn keine Blasen mehr aufsteigen, ist die Gasbildung beendet.


* Kalkwasser
d) Stelle die gewonnene Kohlenstoffdioxid-Menge fest.


* Wasserstrahlpumpe oder Elektropumpe
e) Werte aus!
 
* frische und sterilisierte Erdproben
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&nbsp;




[[Datei:Kohlenstoffdioxidnachweis.jpg|700px]]
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<h5 align="center">'''Erfahrungen und Konsequenzen'''</h5>
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| Der Versuch ist als Schüler-Partnerversuch geeignet. Das Verfahren ist durch erhebliche methodische Fehlerquellen beeinträchtigt:
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Versuchsablauf'''</span></div>


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|&nbsp;
| - Das Kohlenstoffdioxid sollte ''auf ''möglichst kurzem Wege in den Kolbenprober gelangen.
a) Fülle eine naturfrische Bodenprobe (250 cm3) in einen Erlenmeyerkolben. Verschließe den Kolben mit einem doppelt durchbohrten Stopfen. Klemme die Schlauchanschlüsse ab, damit kein Gas vorzeitig austritt.


b) Bewahre die verschlossene Bodenprobe zwei Tage bei Zimmertemperatur auf.
|-
 
| - Beim Umgang mit Erde werden die Dichtungsstellen verunreinigt und neigen zur Undichtigkeit (Trichter verwenden!).
c) Schließe die Waschflaschen a/b/c in Reihe an (siehe Zeichnung).
 
d) Fülle die Waschflasche "a" zu einem Viertel mit Kalilauge, die Waschflasche "b" und die Waschflasche "c" zu einem Viertel mit Kalkwasser.


e) Schließe die Wasserstrahlpumpe an den Ausgang der Waschflasche "c" und pumpe vorsichtig das Gas ab.
f) Öffne die Klemmen am Ausgang des Erlenmeyerkolbens.
g) Beobachte, ob sich das Kalkwasser trübt.
'''Parallelversuch'''
a) Fülle in einen Erlenmeyerkolben 250 cm3 naturfrischen Boden und erhitze ihn drei Stunden&nbsp;&nbsp;&nbsp; bei 150 0 C im Trockenschrank.
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| style="vertical-align:top" |
| - Vor dem Ablesen den Stempel hin- und herdrehen, sonst besteht die Gefahr, dass der Reibungswiderstand die Messwerte verfälscht.
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Versuchsdurchführung'''</span></div>


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|An der Versuchsvorbereitung und Versuchsdurchführung können die Schüler voll beteiligt werden.
| - Zu Demonstrationszwecken sollte eine carbonatreiche Bodenprobe entgast werden.
 
'''Probleme:'''
 
- Es ist nur im optimalen Fall möglich, alle Schüler in Partnerarbeit zu beteiligen und mit der entsprechenden Mengen an Materialien auszustatten.
 
'''Beispiel:'''
 
20 Schüler in 10 Partnerarbeitsgruppen x 6 Waschflaschen je Parallelversuchsanstellung= 60 Gaswaschflaschen = 20 Erlenmeyerkolben (a 250 ml)
 
- Die Versuchsauswertung kann erst nach zwei Tagen erfolgen.
 
- Das Absaugen der Gasmenge dauert nur 1 Minute ‚ dann liegt das Versuchsergebnis vor (Trübung oder Nicht-Trübung des Kalkwassers). Der Versuch ist also nicht stundenfüllend und kann auch nicht spontan wiederholt werden. Er eignet sich aber gut als Einzelversuch innerhalb eines bodenkundlichen Praktikums.
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<h5 align="center">''''''Erfahrungen und Konsequenzen'''</h5>
<h5 align="center">'''Verständnisfragen zum Experiment "Wir ermitteln den Kalkgehalt eines Bodens durch Kohlenstoffdioxid-Volumenmessung '''</h5>
 
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|Da es längere Zeit dauert, bis die Bakterien eine nennenswerte Menge Kohlenstoffdioxid produziert haben, ist es sinnvoll, den Boden vorher einzufüllen. 250 an3 Boden reichen aus, es kann aber auch durchaus mehr sein.
Die Probe bleibt im Erlenmeyerkolben zwei Tage abgedunkelt stehen; der Zeitraum kann ebenfalls erheblich überschritten werden. Da nur eine geringe Menge Gas gebildet wird, ist auf die Dichtigkeit der Stopfen und Schlauchanschlüsse zu achten, durch Verschmutzungen kann das Gas leicht entweichen.&nbsp;
|}


| 1. Was hast du in diesem Experiment getan?


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| style="vertical-align:top" |
| 2. Wie kann man von der Kohlenstoffdioxid-Menge auf den Kalkgehalt eines Bodens schließen?
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Kleine Kohlenstoffdioxid-Bodenkunde'''</span></div>
 
|-
 
|Kohlenstoffdioxid ist der wichtigste Rohstoff zum Aufbau der Pflanzen. In der Atmosphäre ist das Gas nur zu 0,03 Volumenprozent enthalten, das entspricht 0,05 Gewichtsprozent. Der Hauptanteil des Kohlenstoffdioxids, welches die Pflanzen benötigen, stammt aus der Bodenatmung.
 
&nbsp;Andere Quellen:
 
- Verbrennung von Kohle, Gas und Erdöl
 
- Vulkanausbrüche
 
- Atmung von Mensch und Tier
 
'''Leistung der Bodenbakterien'''
 
Etwa zwei Drittel der Kohlenstoffdioxid-Produktion im Boden stammen von den Mikroorganismen, ein Drittel stammt aus der Wurzelatmung. In einer Stunde werden auf einem Hektar (10 000 m2) aktiven Bodens zwischen 1 - 25 kg Kohlenstoffdioxid gebildet. Rechnet man im Frühjahr oder Herbst mit durchschnittlich 4 kg Kohlenstoffdioxid pro Hektar und Stunde, dann beträgt die Tagesleistung der Mikroorganismen 4 x 24= 96 kg Kohlenstoffdioxid je Hektar und Tag.
 
'''Der Kohlenstoffdioxid-Bedarf einer Ernte'''
 
Eine Zuckerrübenernte von 500 dt/ha (Rüben + Blatt) hat 100 dt Trockensubstanz oder 47 t reinen Kohlenstoff = 170 t Kohlenstoffdioxid. Diese Menge entspricht 9 000 m3 Kohlenstoffdioxid oder 30 Millionen Kubikmeter Luft mit normalem Kohlenstoffdioxid-Gehalt.
 
|}
 
 
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{|class="Pretytable"
<table border="1" width="100%">
|style="background-color:#EEE9BF;"|'''Kammer zum Auffangen des Kohlenstoffdioxid, welches aus dem Boden freigesetzt wird '''


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| style="vertical-align:top" |
| 3. Wo können Fehlerquellen bei diesem Experiment auftreten?
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Kammer zum Auffangen des Kohlenstoffdioxid, welches aus dem Boden freigesetzt wird '''</span></div>
|-
[[Bild:close-up of mole.jpg|120px|zum Link]]
 
[http://wwwuser.gwdg.de/~mlemke/GH.jpg|                                    Kohlenstoffdioxid-Messung]


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&nbsp;


 
[[Image:Tabelle%209.jpg]]  
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| style="vertical-align:top" |
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#336699; font-size:1px; height:8px; border-bottom: 1px groove #aaaaaa;"></div>
<div style="border: 1px groove #aaaaaa; background-color:#EEE9BF; align:center; padding:7px;">
<span style="font-family:palatino,serif; font-size:12pt;color:#000099;font-style:italic;">'''Warburg-Apparatur zur Gasmessung (hier: Kohlenstoffdioxid) mit Bariumchlorid'''</span></div>
 
|-
 
[[Bild:close-up of mole.jpg|120px|zum Link]]
[http://images.google.de/imgres?imgurl=http://philoscience.unibe.ch/lehre/winter99/experimente/experiment/oxymax1.jpg&imgrefurl=http://www.philoscience.unibe.ch/lehre/winter99/experimente/labordoku.html&usg=__MtRXfGoJ9hlBBF0ki_hn4gYqSXQ=&h=464&w=700&sz=138&hl=de&start=14&tbnid=LdzApWWWpYwsYM:&tbnh=93&tbnw=140&prev=/images%3Fq%3Dwarburg%2Bkohlenstoffdioxid%26gbv%3D2%26hl%3Dde%26sa%3DG|                              Warburg-Apparatur]




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Version vom 13. März 2009, 14:44 Uhr


Wir erforschen den Boden

Close-up of mole.jpg

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Wir ermitteln den Kalkgehalt eines Bodens durch Kohlenstoffdioxid-Volumenmessung

Versuchsanstellung und Untersuchungsmaterialien
Wenn Salzsäure auf Calziumcarbonat trifft, wird Kohlenstoffdioxid freigesetzt. 

Das Kohlenstoffdioxid-Volumen lässt  sich im Kolbenprober bestimmen.

Scheidetrichter

Kolbenprober

Erlenmeyerkolben mit seitlichem Ansatz (250 ml)

Bodenproben

 

 

Versuchsablauf
a) Baue die Apparatur auf.

b) Fülle 20 g Boden in den Erlenmeyerkolben.

c) Fülle 20 ml Salzsäure in den Scheidetrichter. Öffne den Hahn; die Salzsäure fließt auf die Bodenprobe. 

Den Hahn sofort wieder schließen. Wenn keine Blasen mehr aufsteigen, ist die Gasbildung beendet.

d) Stelle die gewonnene Kohlenstoffdioxid-Menge fest.

e) Werte aus!

 


 


Erfahrungen und Konsequenzen
Der Versuch ist als Schüler-Partnerversuch geeignet. Das Verfahren ist durch erhebliche methodische Fehlerquellen beeinträchtigt:
- Das Kohlenstoffdioxid sollte auf möglichst kurzem Wege in den Kolbenprober gelangen.
- Beim Umgang mit Erde werden die Dichtungsstellen verunreinigt und neigen zur Undichtigkeit (Trichter verwenden!).
- Vor dem Ablesen den Stempel hin- und herdrehen, sonst besteht die Gefahr, dass der Reibungswiderstand die Messwerte verfälscht.
- Zu Demonstrationszwecken sollte eine carbonatreiche Bodenprobe entgast werden.

 

Verständnisfragen zum Experiment "Wir ermitteln den Kalkgehalt eines Bodens durch Kohlenstoffdioxid-Volumenmessung
1. Was hast du in diesem Experiment getan?
2. Wie kann man von der Kohlenstoffdioxid-Menge auf den Kalkgehalt eines Bodens schließen?
3. Wo können Fehlerquellen bei diesem Experiment auftreten?

 

Tabelle 9.jpg


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