3 försurade sjöar

Frågeställning: Vilken av sjöarna är surast? Vilken av sjöarna är minst sur?

Hypotes: Jag tror att man med hjälp av NaOH och BTB kan ta reda på vilket vattenprov som är surast och vilket som är minst surt genom att se vilket vattenprov som ändrar färg, och då också pH-värde, snabbast och långsammast. 

Material:

• 20 ml vattenprov från alla 3 sjöar (A, B och C)
• pipett
• BTB
• NaOH
• glasstav
• 100 ml bägare
• förkläde
• skyddsglasögon

Metod:

1. Häll upp 20 ml av det första vattenprovet (A) i en 100 ml bägare med hjälp av en pipett. 
2. Droppa i BTB i vattnet och rör om med en glasstav. Droppa i så mycket BTB som behövs för att vattnet ska få stark och tydlig färg. 
3. Gör en tabell i ditt dokument för att hålla reda på hur mycket NaOH du droppar i till vattnet.
4. Droppa i en droppe NaOH i bägaren och rör om med glasstaven. Skriv upp i tabellen. 
5. Upprepa steg 4 tills vattnet börjar ändra färg. Försök att ta lika mycket NaOH varje gång. 
6. Skriv i tabellen hur många droppar du behöver tillsätta för att vattnet ska ändra färg.
7. När vattnet har ändrat färg till blått (basiskt) så tar du en bild för att dokumentera. 
8. Häll ut vattnet och diska ur bägaren ordentligt.
9. Upprepa med vattenprov B, fyll i tabellen.
10. Diska bägaren.
11. Upprepa med vattenprov C, fyll i tabellen. 
12. Diska bägaren och annan utrustning, samt städa undan. 
13. Kolla i din tabell. Det vattenprov som ändrar färg fortast är minst sur och det vattenprov som ändrar färg långsammast är mest sur. 

Säkerhet:

Eftersom NaOH är ett basiskt ämne så är det frätande, särskilt om man får det i ögonen. Därför så måste man ha på sig skyddsglasögon och förkläde. Om man får NaOH på sig så sköljer man direkt med vatten och om man får det i ögonen så sköljer man med vatten eller med ögonduschen. Man får inte heller ha på sig kontaktlinser när man utför experimentet. 

Resultat:

Det behövdes 5 droppar NaOH för att göra vattenprov A basiskt. Det behövdes 9 droppar NaOH för att göra vattenprov B basiskt. Det behövdes 3 droppar NaOH för att göra vattenprov C basiskt. 

Slutsats:

Sjö B är surast eftersom jag behövde mest NaOH för att göra den basisk. Sjö C är minst sur eftersom jag behövde minst NaOH för att göra den basisk. 

Sjö B är surast eftersom den innehåller flest vätejoner av de tre sjöarna. Sjö C är minst sur eftersom den innehåller minst vätejoner av de tre sjöarna. 

En lösning kan ha olika pH-värde. PH-värde är ett mått på hur sur en lösning är. Det som bestämmer vilket pH-värde en lösning har är vätejoner (H+) och hydroxidjoner (HO-). Om det finns flest vätejoner i en lösning så är lösningen sur. Desto fler vätejoner det finns i lösningen, desto surare är den. En ämne som är surt kallas för en syra. PH-värdet för en sur lösning är under 7. Om det finns flest hydroxidjoner i en lösning så blir den basisk. Desto fler hydroxidjoner det finns i lösningen, desto mer basisk är den. Ett ämne som är basiskt kallas för en bas. PH-värdet för en basisk lösning är mer än 7. Om det finns lika många vätejoner som hydroxidjoner i en lösning så blir de tillsammans vattenmolekyler och lösningen blir neutral. PH-värdet för ett neutralt lösning är 7.

BTB är en indikator. Det innebär att den ändrar färg beroende på vilket pH-värde en lösning har. BTB kan bara bli tre färger. Grön som är neutralt, gult som är surt och blått som är basiskt. När man droppar i BTB i lösningen så ändrar den färg beroende på vilket pH-värde den har. Men man kan inte veta exakt vilket pH-värde lösningen har eftersom BTB bara kan visa om den är sur, neutral eller basisk. När man droppade i BTB i vattenproven från de försurade sjöarna så blev lösningen gul eftersom de är sura. Men de är olika mycket sura eftersom de innehåller olika mycket vätejoner. 

NaOH är en bas. Den innehåller alltså flest hydroxidjoner. För att ändra pH-värdet i en lösning från sur till neutral eller basisk så måste man tillsätta ett basiskt ämne. Det gör man för att vätejonerna i den sura lösningen ska slå sig ihop med hydroxidjonerna i den basiska för att bilda vattenmolekyler och bli neutral. Det är dock väldigt svårt att få exakt lika många vätejoner som hydroxidjoner. 

När jag tillsätter NaOH till vattenproverna från försurade sjöar så kommer hydroxidjonerna i NaOH till slut överstiga vätejonerna i vattenprovet. Då har lösningen blivit basisk. Jag kan se vilken sjö som är surast respektive minst sur genom att se vilken sjö som behöver mest NaOH för att bli basisk alltså flest hydroxidjoner, samt minst NaOH för att bli basisk alltså minst hydroxidjoner.

Sjö B var surast. Alltså innehöll den mest vätejoner och behövde då mest hydroxidjoner för att de skulle överstiga antalet vätejoner och bli basisk. Sjö C var minst sur. Alltså innehöll den minst vätejoner och behövde minst hydroxidjoner för att de skulle överstiga antalet vätejoner och bli basisk.

Min hypotes stämde eftersom jag med hjälp av NaOH och BTB lyckades ta reda på vilken sjö som var surast och minst sur.

Mitt resultat är rimligt eftersom det är bevisat att sura lösningar innehåller flest vätejoner och att basiska lösningar innehåller flest hydroxidjoner. Då är det rimligt att om jag lägger till tillräckligt många hydroxidjoner i en sur lösning så kommer det överstiga antalet vätejoner och den kommer bli basisk. Då är det också rimligt jag behövde lägga till olika mycket hydroxidjoner i de olika lösningarna eftersom jag vet att alla sjöarna är olika mycket sura och innehåller därför olika mycket vätejoner. 

Erfarenheter av det här experimentet som jag kan använda i vardagen är att det finns många försurade sjöar och man kan använda basiska ämnen för att neutralisera dem. Sjöar blir främst försurade av försurat regn, vilket tillkommer när ämnen som t.ex. svavel och kväve släpps ut vid förbränning i bland annat fabriker och bilar. De reagerar med vatten i atmosfären och bildar svavelsyra och salpetersyra som orsakar försurning när de regnar ner i vatten och på mark. PH-värdet sänks då i vattnet och marken och påverkar den biologiska mångfalden. PH-värdet i svenska sjöar kan vara så lågt som 4,5. För att minska försurningen så måste man, som i experimentet, tillsätta ett basiskt ämne. Det kallas att man tillsätter en buffert. En buffert är ett ämne som kan motverka pH-förändring i t.ex. en sjö.

Ett basiskt ämne som man ofta använder som buffert är kalk (CaCO₃). När man tillsätter det så kallas det för att man kalkar. Man kalkar en sjö genom att sprida ut kalk i sjön. När kalken löser sig i vattnet så fångas vätejonerna, som gör vattnet surt, upp av vätekarbonat. Då minskar försurningen, men man måste kalka om efter ett tag eftersom utsläppen av gaser som orsakar försurning fortsätter. Kalken man använder ska inte vara i för små delar så att de inte kommer ut i naturen på ställen som de inte behövs på. Om den kommer ut där det inte är försurat så får man ett överskott av hydroxidjoner där vilket inte heller är bra för naturen. Man använder just kalk eftersom de inte påverkar djur och natur på ett så negativt sätt som vissa andra ämnen man använder som bufferts gör.Man får inte heller tillsätta för mycket kalk. Då blir det för mycket hydroxidjoner i vattnet och pH-värdet blir inte neutralt. PH-värdet blir istället basiskt vilket inte heller är bra för naturen. 

I människokroppen så finns det också syror som kan behöva neutraliseras med hjälp av basiska ämnen. När det blir för mycket saltsyra i magsäcken så kan det orsaka magsår. Då måste man ta mediciner som innehåller basiska ämnen för att neutralisera överskottet. Om det finns bakterier i munhålan så kan de omvandla matrester i munnen till mjölksyra. För att motverka det så innehåller tandkräm basiska ämnen. Det hjälper också för att motverka hål i tänderna orsakade av syror i t.ex. godis. 

Jag har också lärt mig om Indikatorer. En Indikator kan visa vilket pH-värde en lösning har. Två exempel på Indikatorer är BTB och pH-papper. Det finns också naturliga Indikatorer, t.ex. Lackmus och rödkål. Naturliga indikatorer är växter vars färgämnen ändrar färg vid olika pH-värden. Vissa indikatorer kan visa mer exakt vilket pH-värde en lösning har. pH-papper är impregnerade med olika indikatorer och kan ha många olika färger beroende på lösningens pH-värdet. Andra Indikatorer kan bara anta tre eller minde färger beroende på om pH-värdet på lösningen är basiskt, neutralt eller surt. Ett exempel på det är BTB som jag använde som indikator i det här experimentet. BTB kan bar ha färgerna grön vilket är neutralt, blått vilket är basiskt och gult som är surt. Då kan man inte veta så exakt vilket pH-värde en lösning har. 

Det jag hade kunnat göra för att få ett tydligare och bättre resultat är att använda ett mätglas. När jag genomförde experimentet så använde jag en pipett och hällde upp vattenproverna direkt i bägaren. Med ett mätglas så hade det varit mycket lättare att få lika mycket vatten från alla vattenproverna. Det hade kunnat ge ett bättre resultat.

När jag bytte vattenprov så diskade jag ur bägaren. Det jag hade kunnat förbättra är att också diska glasstaven och pipetten när jag byter vattenprov. Jag använde glasstaven för att röra om i vattenprovet efter att jag tillsatt NaOH. Då kan finnas spår av NaOH på glasstaven och när jag använde den på nästa vattenprov kunde det göra att vattenprovet blev mindre surt. Om jag hade diskat glasstaven så hade jag fått ett mer riktigt resultat. Pipetten använde jag för att ta upp de olika vattenproven och tillsätta dem i bägaren. Eftersom jag inte diskade ur pipetten innan jag tog upp nästa vattenprov så kunde det finnas kvar spår från det tidigare vattenprovet i pipetten. det kan göra att vattenprovet blir surare. Om jag hade diskat ur pipetten så hade jag inte fått det här problemet. 

Innan jag påbörjade experimentet så hade jag kunnat diskat ur bägaren för att vara säker på att bägaren var ren. 

För att vara säker på att mitt resultat var korrekt så kunde jag ha jämfört det med andras resultat, t.ex. med dem i klassen. För att vara ännu mer säker på att mitt resultat är korrekt så kunde jag ha inte bara ha jämfört mitt resultat med min klass utan också med andra klasser. Jag hade också kunnat upprepa experimentet en eller två gånger. 

En annan frågeställning jag skulle vilja ha svar på utifrån det här experimentet är:

Vilket pH-värde har de olika sjöarna?

I experimentet så använde jag BTB som indikator, som bara kan ha tre färger. Gult som är surt, grönt som är neutralt och blått som är basiskt. Då fick jag inte veta exakt vilket pH-värde sjöarna hade, bara att de är sura. Med hjälp av pH-papper så skulle man kunna få veta mer exakt vilket pH-värd sjöarna har. 

I experimentet så använde vi konstgjorda sjöar. Det hade varit intressant om vi kunde upprepa experimentet med riktigt sjövatten för att se hur sura våra sjöar egentligen är samt vilken som är surast. Man hade då kunnat gå till olika sjöar i området och tagit med vatten från alla dem tillbaka till kemisalen. vi hade sedan kunnat använda BTB eller pH-papper för att ta reda på vilken av sjö som är surast och hur sura dem är. 

felkällor

En felkälla i experimentet är att bägaren kan vara smutsig. Den kan innehålla spår av något annat ämne som kan vara basiskt, neutralt eller surt. Då får man inte ett korrekt resultat eftersom det kan göra vattenprovet mer eller mindre surt. Om man inte diskar bägaren ordentligt så kan det också göra att vattnet blir mer eller mindre surt eftersom det finns kvar spår av andra ämnen. Man kan alltså få ett felaktigt resultat. Glasstaven och pipetten kan också vara smutsiga.

Man kan ta för lite BTB så att man inte kan se färgen så tydligt. Då kan man läsa av resultatet felaktigt eftersom man inte kan se vilken färg vattenprovet blir. 

Man kan ta olika mycket NaOH varje gång man tillsätter det. Om man tar stora droppar så behövs det färre droppar men om man tar små droppar så behövs det fler droppar. Om man då tar olika stora droppar i de olika vattenproverna så får man ett felaktigt resultat. 

Om man glömmer att röra om så kan man inte se resultatet direkt. Då kan man läsa av resultatet felaktig och tro att vattnet är mer eller mindre surt.