Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE”
Curso: 2016-17
Laboratorio del agua ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN DEL MAR MENOR NIVEL: 4º ESO OBJETIVOS:
Determinar la presencia de los principales contaminantes del Mar Menor, relacionarlos con sus causas y consecuencias. Hacer un estudio comparativo entre la contaminación del Mar Menor y del Mar Mediterráneo. Aplicar técnicas de laboratorio relacionadas con el tratamiento y control de la calidad del agua. Sensibilizar al alumnado sobre la importancia y repercusión de las actividades humanas sobre el ecosistema acuático del Mar Menor.
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD La actividad consta de 7 experimentos a través de los cuales, el alumno determinará algunos parámetros físico-químicos y biológicos importantes en el ecosistema del Mar Menor, representativos de los principales tipos de contaminación que sufre debido a las actividades humanas desarrolladas en su entorno. El alumno pondrá en práctica diversos análisis que tienen lugar en los laboratorios especializados en calidad del agua. Compararemos los resultados obtenidos con los esperados y extraeremos conclusiones de ellos. SESIONES (2 sesiones en el laboratorio+ 4 sesiones previas en el aula): 1 Introducción (1 sesión en el aula) Debate sobre la observación directa de la calidad del agua durante el verano 2016, periodo de baño. Análisis de causas, teniendo en cuenta las actividades humanas del entorno. Visita a la EDAR de San Pedro del Pinatar. 2. Trabajo de investigación (3 sesiones en aula de ordenadores) realizado en grupos de 3-4 alumnos sobre el ecosistema acuático del Mar Menor. Estudio de sus principales características físico-químicas y biológicas. 3. Realización de los experimentos (2 sesiones en el laboratorio de Biología). Los alumnos trabajarán por parejas. Todos harán todas las experiencias. Los alumnos disponen de un protocolo de la práctica a realizar y de una ficha de trabajo donde anotarán los resultados obtenidos de cada experimento y las conclusiones de ellos, respondiendo a las cuestiones planteadas. 4. Puesta en común. Una vez realizados los experimentos, se hará una puesta en común de los resultados y las conclusiones extraídas. REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO Para la realización de los experimentos se seguirá el siguiente protocolo de trabajo: 1. Lectura del objetivo del experimento. 2. Comprobación del material necesario.
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3. Desarrollo del experimento, paso a paso según las instrucciones de la ficha. 4. Limpieza del material. 5. Reflexión y conclusiones. EXPERIMENTOS A REALIZAR: Experimento Experimento Experimento Experimento Experimento Experimento Experimento
1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:
Tensión superficial y solubilidad del agua Sólidos en suspensión Conductividad Determinación de pH Nitratos/Fosfatos Detección de metales pesados Cultivo microbiológico
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PROTOCOLO DE LAS PRÁCTICAS A REALIZAR Experimento 1 Tensión superficial y solubilidad del agua PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DEL AGUA ¿Qué vamos a hacer? Observar el comportamiento de dos sustancias que no se mezclan entre sí: agua y aceite. Comprobar cuál es la mejor técnica para eliminar el aceite del agua residual que llega a una depuradora. ¿Qué necesitamos? Agua del grifo Aceite Detergente 1 espátula 1 vaso de precipitados 1 embudo de decantación Recipiente para gestionar los residuos Papel para secar Pasos a seguir: 1ª PARTE: TENSIÓN SUPERFICIAL. COMPORTAMIENTO DEL AGUA Y EL ACEITE 1. Coger el vaso de precipitados y llenarlo con 100 ml de agua del grifo. 2. Añadir 2 gotas de aceite y observar su comportamiento. 3. A continuación, añadir 1 gota de detergente al agua. 4. Observar el comportamiento de la gota de aceite y responder a la pregunta 1 de la Ficha de resultados. 5. Verter el contenido del vaso en el recipiente de residuos del aceite. 6. Limpiar el material para la segunda parte. 2ª. PARTE: SOLUBILIDAD. ¿CÓMO SEPARAR AGUA Y ACEITE? Vamos a experimentar dos técnicas para separar la mezcla agua + aceite. Técnica de flotación: 1. Coger el vaso de precipitados y llenarlo con 100 ml de agua. Añadir 25 gotas de aceite. 2. Remover con la espátula y esperar hasta que aparezcan las dos fases. 3. Quitar el aceite con ayuda de la espátula. El aceite que se elimine se depositará en el papel de secar. 4. Contestar a la pregunta 2 de la Ficha de resultados. 5. Verter el contenido del vaso en el recipiente de residuos. 6. Limpiar el vaso de precipitados para la siguiente técnica.
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Técnica de decantación: 1. Coger el vaso de precipitados y llenarlo con 100 ml de agua. Añadir 25 gotas de aceite. 2. Coger el embudo de decantación y comprobar que la llave está cerrada (posición horizontal). 3. Verter el contenido del vaso en el embudo de decantación. Poner el tapón y agitar ligeramente. 4. Dejar de agitar y esperar hasta que aparezcan las dos fases. 5. Quitar el tapón del embudo y abrir la llave para separar los dos componentes de la mezcla. El agua se recoge en el vaso de precipitados, cerrar la llave cuando vaya a salir el aceite y recoger el aceite en el bote de residuos abriendo de nuevo la llave de paso. 6. Contestar a las preguntas de la Ficha de resultados. 7. Verter el contenido del vaso en el recipiente de residuos del aceite. Experimento 2 Sólidos en suspensión ¿Qué vamos a hacer? Medir la cantidad de sólidos en suspensión que se encuentran en dos muestras de agua: una del Mar Menor y otra de la playa más próxima del Mediterráneo. ¿Qué necesitamos? Muestra de agua del Mar Menor Muestra de agua del Mediterráneo Balanza de precisión 1 espátula 1 pinza 2 papeles de filtro 1 kitasato 1 embudo filtrante 1 jeringa para vacío 1 vidrio de reloj 1 pipeta 1 vaso de precipitados con agua del grifo Pasos a seguir: Hay que realizar todos los pasos primero con la muestra del Mar Menor y después con la del Mediterráneo. 1. Encender la balanza. Depositar el vidrio de reloj en ella. 2. Humedecer el disco de papel con agua dejándolo sobre la mesa y utilizando la pipeta y el vaso de precipitados con el agua del grifo. A continuación depositar el papel encima del vidrio de reloj que está en la balanza y pulsar el botón Tara.
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3. Montar el equipo de filtración según el siguiente dibujo: 4. Con ayuda de las pinzas, colocar el disco de papel de filtro anterior en el embudo del kit de filtración. 5. Remover con la espátula la muestra de agua del Mar Menor y verter la mitad en el embudo. Remover de nuevo hasta que todos los sólidos en suspensión estén en movimiento y en ese momento verter todo el contenido en el embudo arrastrando los restos de sólidos con ayuda de la espátula. 6. Con ayuda de un compañero: sujetar el kitasato y presionar el embudo hacia abajo para asegurarnos de que no entra aire. Con cuidado, aspirar con la jeringa para acelerar la filtración. Si la jeringuilla no entra en la boquilla del kitasato no intentar meterla, sólo apoyarla en la boquilla, para evitar romper el kitasato. 7. Una vez filtrada la muestra, pesar el disco con los residuos retenidos y anotar el peso en la Ficha de resultados. 8. Realizar todos los pasos de nuevo, pero con la muestra de agua del Mediterráneo. 9. Responde a las preguntas de la Ficha de resultados. Experimento 3: Conductividad ¿Qué vamos a hacer? Determinar la cantidad de sales disueltas en una muestra de agua mediante el análisis de la conductividad del agua. Determinar cuál de las muestras de agua tiene más sales disueltas según los valores de conductividad obtenidos. ¿Qué necesitamos? 1 vaso de precipitados con agua destilada 2 vasos de precipitados con muestras de agua del Mar Menor y Mediterráneo. 1 conductímetro portátil Pasos a seguir: El vaso de precipitados con agua destilada se utilizará para limpiar el sensor del conductímetro al cambiar de la muestra A a la B. Las unidades se expresan en microSiemens (μS). Si al realizar la medición apareciera en la pantalla la siguiente imagen, cambiar la escala a 20-200 mS (miliSiemens). 1.
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Realizar las medidas en el orden descrito a continuación: 1. Encender el conductímetro y comprobar que se encuentra en la posición de 0-200 S (microSiemens). 2. Sumergir el sensor del conductímetro en la muestra de agua del Mar Menor, esperar 10 segundos a que se estabilice y anotar el resultado en la Ficha de Resultados. Repetir este paso dos veces más. 3. Limpiar el sensor del conductímetro con el agua destilada. 4. Sumergir el sensor del conductímetro en la muestra de agua del Mediterráneo, esperar 10 segundos a que se estabilice y anotar el resultado en la Ficha de Resultados. Repetir este paso, dos veces más. 5. Limpiar el sensor del conductímetro con el agua destilada. 6. Contestar a las preguntas de la Ficha de Resultados. Experimento 4: Determinación de pH ¿Qué vamos a hacer? Determinar la acidez o basicidad de 4 muestras de agua diferentes. Determinar según los valores de pH de dos muestras (del Mar Menor y del Mar Mediterráneo) si hay diferencias entre las muestras y razonar su causa. ¿Qué necesitamos? Muestra A (Mar Menor) en un tubo de ensayo Muestra B (Mar Mediterráneo) en un tubo de ensayo Tiras colorimétricas de pH Tabla colorimétrica Medidor digital de pH Pasos a seguir: 1. Introducir una tira colorimétrica de pH en la muestra A durante 1 segundo sujetando con los dedos e inclinando un poco la muestra si fuera necesario. Sacarla y observar el cambio de color. Anotarlo en la Ficha de resultados. 2. Introducir una tira colorimétrica de pH en la muestra B durante 1 segundo. Sacarla y observar el cambio de color. Anotarlo en la hoja de resultados. 3. Ordenar las muestras de pH más ácido a pH más básico. Observar los valores de pH obtenido para cada una de las muestras y contestar a las cuestiones planteadas en la ficha de resultados. Hacer, ahora, la determinación con el medidor digital, previamente calibrado: 1. Introducir el sensor en la muestra de agua del Mar Menor. Anotar el resultado. 2. Limpiar el sensor con agua destilada. 3. Introducir el sensor en la muestra de agua del Mediterráneo. Anotar el resultado. 4. Contesta las cuestiones planteadas. Experimento 5: Determinación de Nitratos y Fosfatos ¿Qué vamos a hacer?
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Medir la cantidad de nitratos y fosfatos que se encuentran en dos muestras de agua: una del Mar Menor y otra del Mediterráneo. Determinar si hay diferencias en los resultados y razonar a qué se deben. ¿Qué necesitamos? Recipiente para gestionar los residuos 2 Tablas de colores (una de nitratos y otra de fosfatos) Kit análisis muestra agua. Compuesto de: Muestra de agua del Mar Menor 1 tubo de ensayo con tapón para análisis de nitratos (N) 1 tubo de ensayo con tapón para análisis de fosfatos (P) 2 pipetas Pasteur Tiras reactivas para análisis de nitratos 1 y 2 Pastilla (reactivo) para análisis de fosfatos Kit de muestra agua del Mediterráneo. Compuesto de: 1 tubo de ensayo con la muestra de nitratos (N) 1 tubo de ensayo con la muestra de fosfatos (P) ANÁLISIS NITRATOS (N) Pasos a seguir: 1. Introducir una tira reactiva de nitratos en cada una de las dos muestras de agua. Identificar la tira convenientemente. 2. Dejarlas secar sobre el papel absorbente de la superficie de la mesa. 3. Esperar 5 minutos. 4. Comparar el color de la muestra con la tabla de color de nitratos y anotar el resultado en la Ficha de resultados. ANÁLISIS FOSFATOS (P) 1. Con la pipeta, llenar el tubo de ensayo (P) con la muestra de agua del Mar Menor, hasta la marca de 5 ml. 2. Añadir la pastilla para análisis de fosfatos (con las letras en azul). 3. Tapar y mezclar hasta que la pastilla se disuelva. 4. Esperar 5 minutos. 5. Comparar el color de la muestra con la tabla de color de fosfatos y anotar el resultado (en ppm) en la Ficha de resultados. 6. Observar ahora el tubo de ensayo con la muestra de agua del Mediterráneo. Comparar el color de la muestra con la tabla de color de fosfatos y anotar el resultado (en ppm) en la Ficha de resultados. Experimento 6: Determinación de la presencia de metales pesados Materiales: Muestras de agua del Mar Menor y Mediterráneo. Tiras reactivas de identificación. Marca las tiras reactivas de metales pesados que vas a utilizar con alguna marca que te permita identificarla posteriormente.
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Utiliza una de ellas para introducirla en la muestra de agua del Mar Menor. Utiliza la otra para la muestra de agua del Mediterráneo. Espera 5 minutos. Compara los colores de cada una de ellas con la carta colorimétrica. Indica los metales que se pueden detectar con las tiras reactivas y los que dan positivo en cada una de las muestras. Anota los resultados en la ficha. Compara los resultados obtenidos en ambas muestras. Describe tu observación. ¿Encuentras alguna justificación para los resultados obtenidos? Explícala. Experimento 7: Cultivo microbiológico Preparamos un medio de cultivo sólido de agar agar para el conjunto de grupos de la clase. Para ello: 1. Pesamos 5g de agar-agar. 2. Preparamos 100 ml de agua salada (3,5 %)(35 gramos de sal por cada litro de agua). 3. Ponemos 3,5 gramos de sal común en un matraz y completamos hasta 100 ml añadiéndole agua del grifo. Agitamos bien. 4. Añadimos al matraz los 5g pesados de agar-agar. 5. Ponemos a calentar el matraz al baño maría en el baño termostático (100º C). Agitamos de vez en cuando para la completa disolución. 6. Vertemos una pequeña cantidad hasta cubrir el fondo de las placas de Petri. 7. Dejamos enfriar y solidificar. Cada equipo tiene dos placas. Con un bastoncillo hacemos una siembra en zig-zag sobre cada placa, tomando en un caso la muestra de agua del Mar Menor, y en el otro caso, la muestra de agua del Mediterráneo. Cubrimos las placas con sus tapas correspondientes y las situamos en lugar tranquilo, seco y protegido de la luz solar directa. Esperamos 48 horas. Observaremos las diferencias, si las hubiera, entre el crecimiento bacteriano observado en cada placa (nº de colonias, tamaño de las colonias) Razonar de forma argumentada en la ficha de resultados a qué podemos atribuir dichas diferencias.
FICHA DE RESULTADOS Experimento 1 Tensión superficial y solubilidad del agua 1. Explicar que le pasa a la gota de aceite cuando se añade una gota de jabón. ¿Por qué pensáis que pasa eso?
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Curso: 2016-17
2. ¿En qué agua normalmente podemos encontrarnos aceite y restos de otras grasas? 3. ¿Cuál puede ser la procedencia del aceite y los restos de otras grasas que observamos en el agua del mar?
4. ¿Cuál de las dos técnicas que habéis utilizado para separar agua y aceite usaríais para separar las grasas en una depuradora? ¿Por qué? Experimento 2 Sólidos en suspensión Peso en gramos de sólidos en suspensión muestra Mar Menor = Peso en gramos de sólidos en suspensión muestra Mediterráneo = ¿Observas diferencia? Si observas diferencia, ¿A qué la podrías atribuir? Explica razonadamente la importancia de este tipo de contaminación y de la turbidez correspondiente ocasionada.
Experimento 3 CONDUCTIVIDAD La conductividad depende de la cantidad total de todo tipo de sales disueltas en el agua (cloruros, bicarbonatos, nitratos, fosfatos, sulfatos, etc). La medida de la conductividad es indicativa de la salinidad total. La mayor concentración en nitratos y en fosfatos procedentes de los aportes de fertilizantes incrementará la conductividad total. Comprobar resultados de ambas pruebas en las dos muestras de agua. CONDUCTIVIDA D MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MEDITERRÁNEO
MEDIDA 1
MEDIDA 2
MEDIDA 3
MEDIA
Razona las causas a las que podríamos atribuir diferencias en la conductividad de ambas muestras de agua.
Experimento 4: Determinación del pH
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Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE” pH (según tira reactiva) MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MAR MEDITERRÁNEO
Color observado
Curso: 2016-17 pH correspondiente
pH (según medidor Medida de pH digital) MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MAR MEDITERRÁNEO 1. Si observas diferencias en los resultados obtenidos por los diferentes procedimientos, a qué crees que se deben?
2. ACLARACIÓN: El agua oceánica es ligeramente alcalina, y el valor de su pH está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de la temperatura; si esta aumenta, el pH disminuye y tiende a la acidez; también puede variar en función de la salinidad, de la presión o profundidad y de la actividad vital de los organismos marinos, la contaminación, etc. ¿Consideras los resultados obtenidos dentro de lo normal y esperado? ¿Por qué?
3. ¿Es importante el pH del agua para los seres vivos? ¿Qué tipos de seres vivos crees que serán más sensibles a la modificación del pH?
Experimento 5: Determinación de nitratos y fosfatos (prueba colorimétrica) NITRATOS
Color observado
Concentración correspondiente de nitratos
Color observado
Concentración correspondiente de fosfatos
MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MEDITERRÁNEO FOSFATOS MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MEDITERRÁNEO Si observas diferencias entre las muestras de agua de distinta procedencia, ¿a qué las podemos atribuir?
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Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE”
Curso: 2016-17
¿Los resultados obtenidos en este experimento están en consonancia con la conductividad estimada?
¿Qué efecto fundamental tiene el incremento de estas sales en el agua?
¿Cuál puede ser la causa responsable?
Experimento 6: Determinación de la presencia de metales pesados (prueba colorimétrica) Metales pesados
Metal 1: ………..
Metal 2: ……….
Metal 3: ………
Metal 4: ………..
Metal 5: ………
MUESTRA MAR MENOR MUESTRA MEDITERRÁNEO Si observas diferencias entre las dos muestras de agua, ¿a qué pueden ser debidas?
¿Destaca algún metal en alguna muestra respecto a los demás? ¿A qué puede deberse?
¿Qué efectos puede tener la contaminación por metales pesados en el agua del mar?
Experimento 7: Cultivo microbiológico Crecimiento microbiológico Placa con muestra Mar Menor Placa con muestra Mediterráneo
Abundancia de colonias
Tamaño de las colonias
Aspecto de las colonias
¿Los resultados obtenidos son los esperados? ¿Por qué? Si observas diferencias, ¿a qué pueden ser debidas? Realiza un dibujo del aspecto de las placas.
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Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE” CRITERIOS DE EVALUACIÓN
ANÁLISIS DE DATOS
CONOCIMIENT OY CONCEPTOS CIENTÍFICOS
CONCLUSIONES
Curso: 2016-17
GRADO DE APRENDIZAJE Para determinar un aprendizaje satisfactorio, el alumno debe alcanzar el nivel 2 o 3 en cada uno de los apartados: Análisis de datos Conocimiento y comprensión de los contenidos Capacidad de sacar conclusiones.
El alumno no alcanza ningún nivel
El alumno emplea los datos experimentales para hacer el análisis de los resultados pero la relación a los objetivos de la actividad experimental son nulos.
El alumno emplea alguno de los datos experimentales para hacer el análisis de los resultados, lo que resulta en poca relación con los objetivos de la actividad.
El alumno utiliza todos y cada uno de los datos para hacer el análisis de resultados relacionado a los objetivos de la actividad.
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El alumno no alcanza ningún nivel
Es capaz de recordar cierta información de los conceptos pero no es capaz de aplicarlos para explicar la actividad experimental; muestra cierta capacidad de seleccionar información, expresarla en sus propias palabras y utilizarla.
Muestra buenos conocimientos y buena comprensión de los conceptos; puede aplicarlos para resolver algunas situaciones sencillas de la actividad experimental. Cierto grado de comprensión de la naturaleza de los fenómenos realizados es evidente.
Demuestra buenos conocimientos globales y comprensión de los conceptos, puede aplicarlos en cada una de las situaciones experimentales, es capaz de sintetizar y evaluar nuevas ideas, y tiene una apreciación muy buena de la naturaleza de los fenómenos realizados.
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El alumno incluye en la conclusión una justificación no relacionada con la hipótesis, pero comenta sobre posibles fuentes de error y cumplimiento de los objetivos.
El alumno incluye en su conclusión la justificación de la hipótesis, posibles fuentes de error; comenta sobre el cumplimiento de los objetivos y hace sugerencias
El alumno no alcanza ningún nivel
El alumno hace sólo una justificación sobre la realización del trabajo y sus dificultades.
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Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE”
Curso: 2016-17 para mejorar el trabajo experimental.
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EVALUACIÓN / CALIFICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES PRÁCTICAS EN LABORATORIO
INSTRUMENTOS DE EVALUACIÓN
CALIFICACIÓN
Actúa con orden, cuidado y responsabilidad
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Conoce la finalidad de la experiencia programada
0 -1
Realiza correctamente las técnicas básicas
0 -1
Anota los resultados en el cuaderno y realiza los dibujos indicados
0 -1
Contesta de forma acertada las cuestiones planteadas sobre la experiencia realizada, recogiéndolas en el cuaderno de forma clara y limpia.
0 -1
Aporta el material requerido para la realización de la práctica
0 -1
Saca conclusiones y aporta sugerencias para mejorar la experiencia
0 -1
Participa en el grupo de trabajo de forma activa y solidaria, valorando
0 -1
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Proyecto interdisciplinar: “TURISMO SOSTENIBLE”
Curso: 2016-17
el propio esfuerzo y el de los demás
Valora la aportación formativa de las experiencias prácticas
0 -1
Recoge y limpia el material utilizado en la práctica
0 -1
0 -10
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