книги из ГПНТБ / Байкова, В. М. Химия после уроков

ский подход, используя примеры из художественной

и научно-популярной литературы, учитель раскрывает

путь поисков полезных ископаемых с помощью

растений.

Зачитывается отрывок из романа А. Бармина «Руда».

«...Помолчав, Дробинин спросил:

— А по травам искать умеешь? Ну-ка, покажи цветок,

который медной руды не любит!

Лялинский на ходу сорвал, должно быть наугад, сте­ бель белого клевера.

— Неверно. Белая кашка растет на руде, а вот крас­

ной никогда не увидишь. И еще вот эта.

Дробинин показал на ромашку с белыми лепестками

и золотисто-желтой серединой.

•— Не любит ромашка руды. Медная руда — она ядо­

витая. На богатых местах и совсем ничего не вырастает.

Если трава пожухлая и кустов никаких нет, значит медь

неглубоко, тут ищи на камнях лазоревых знаков»1.

А вот другой пример. В книге А. Малахова «Сто про­

фессий геолога» описывается такой эпизод: «Молодой человек собрал букет подснежников — первых даров вес­ ны-— и преподнес их девушке, а та, взяв цветы, подошла

к полевому спектрографу и сожгла в горелке аппарата.

Вспышка от сгоревших цветов, преломленная через приз­ мы спектрографа, запечатлелась тысячами линий на фо­

топластинке; изучив эти линии, девушка обнаружила

отчетливые знаки никеля и кобальта»2.

Но есть растения, которые, впитывая металлы, про­

должают нормально развиваться, не меняя ни формы, ни

окраски. Они растут и над месторождениями полезных

ископаемых, как и в любых других местах, где позволяет

климат. В золе таких растений с помощью химического и спектрального анализов определяют самые малые ко­

личества любого элемента. Остается только сравнить их

с обычным содержанием того или иного элемента в рас­

тениях, удаленных от месторождения, и уже можно ска­ зать, обогащена или нет ими почва. Потом сюда придут разведчики недр, заинтересованные сигналами от цве­ тов.

1 А. Бармин. Руда. Л., Детгиз, 1955, стр. 25.

? А. Мала.хав. Сто, профессий геолога. «Молодая гвардия», Μ., 1963, стр. 159.

100

Учащиеся узнают,, что в руках исследователя спек­

тральный анализ — могучее средство,, позволяющее об­ наруживать присутствие элементов в ничтожных коли­

чествах вещества.

Учитель сообщает о том, что месторождения полез­

ных ископаемых оказывают различное влияние на расти­

тельный покров в зависимости от их минералогического

состава. Так, например, рудные месторождения насыща­ ют почву избыточным.количеством соединений меди, же­

леза, кобальта, никеля и других металлов, которые угне­ тающе действуют на растительность. Только некоторые виды растений выносят высокую концентрацию соедине­

ний металлов в почве. Такие растения и указывают на

залегание тех или иных месторождений. Это растения-

рудознатцы, зеленые разведчики геологических толщ.

На почвах, в которых извести более 3%, растут рас-

тения-кальцелюбы (например, качим), и они являются постоянными индикаторами. Во Франции, возле Орлеа­

на, почва бедна известью, но в лесу обнаружили полосу

вьюнка, который обычно поселяется на известковых поч­ вах. Стали копать землю и нашли построенную еще рим­ лянами дорогу, выложенную известняком. В прошлом

крестьяне искали мергель там, где росли мать-и-мачеха или вьюнок, так как эти растения любят глинистую или

известковую почву. Средневековые рудокопы Чехии

и Германии знали, что особая «галмейная фиалка» ука­ зывает на близость цинковых руд. Позже исследования

показали, что в золе галмейной фиалки содержится до

4% окиси цинка, т- е. во много раз больше, чем в золе

обычных растений.

Существуют растения — указатели залегания нефте­ газоносных пород, алмазов, каменного угля, драгоцен­

ных металлов, воды. Установлено, что бородавчатая бе­

реза накапливает в себе марганец, зола американского

ореха может содержать до 37% алюминия. В Финляндии

в золе березы нашли медь и никель. Поиски в этом рай­

оне открыли богатые залежи металлов. Норвежские гео­

логи по мхам обнаружили залежи меди.

В степях Казахстана геологи ищут растения. Оказы­ вается, темно-зеленый куст солодки с ярким красно-фио­

летовым цветком растет над тем местом, где находится

пресная вода. Если цветок солодки бледен, значит вода

под ним солоновата.

101

В степях Калмыкии растут другие растения — водо­ указатели. Это верблюжья колючка, песчаная полынь,

ползучий пырей.

Повышенное содержание в почве химических элемен­ тов изменяет у растений обычную для них окраску цве­

тов и листьев. Так, избыток меди вызывает появление

у цветов синих и голубых тонов: лепестки роз голубеют. Если в почве много марганца, то он придает цветам

красную и розовую окраску, не свойственную им в обыч­ ных условиях. Никель обесцвечивает цветы. Листья по­ лыни от присутствия железа становятся ярко-желтыми,

цветы эшшольции, впитавшие в себя соли меди, прини­ мают сизую окраску, а от цинка окрашиваются в лимон­

ный цвет. В горах Армении найдены красивые махровые маки с черными пятнами на ярко-красных лепестках. Под

маками оказалось месторождение молибдена, который

на лепестках цветов и нарисовал черные узоры.

Многие школьники о растениях-рудознатцах узнают впервые, и эта особенность растений у многих вызывает

удивление, которое нередко становится началом творче­

ской деятельности учащихся. В данном случае сама при­

рода приближает к себе человека, направляет его мысль,

воспитывает и обогащает эстетически и нравственно.

«Когда прекрасное переживается и понимается не внеш­

не, не как одна лишь форма, но как смысл, когда оно становится предметом не только созерцательного на­ слаждения, но активной деятельности и творчества, то­ гда оно приобретает свое подлинное значение развиваю­

щего, возвышающего действенного начала в чело­ веке» 1.

На основании литературных данных в кружке состав­

ляются таблицы, показывающие, как отражается на рас­

тениях присутствие в почве полезных ископаемых. Таб­

лицы собираются в специальный альбом «Растения-ру­ дознатцы» и служат для кружковцев своего рода опреде­ лителем для поисков растений-рудознатцев. Растения гербаризируются или зарисовываются, к ним прилага­

ется паспорт, в котором зафиксированы названия расте­

ния, место произрастания, признаки, указывающие на

наличие полезных ископаемых.

*А. Александров. «Наука и жизнь», № 8, 1970, стр. 11.

102

P а сτeни я-рудознатцы и полезные ископаемые

Растения, указывающие на повышенное содержание в почве химическихэлементов

: 103

Растения, указывающие на содержание в почве некоторых полезных ископаемых

Влияние полезных ископаемых на рост и развитие некоторых растений

Подготовка экскурсии и задания

Знакомство с растениями-рудознатцами (рассказ учи­ теля, чтение отрывков из научно-художественной литера­ туры). Выбор маршрута. Каждая группа школьников собирает 2—3 растения, подробно описывает их место­ рождение, высказывает возможные предположения о за­

лежах полезных ископаемых на основе растительных

признаков. К описанию прилагаются гербарные листы описываемых растений или их рисунки в красках. На основе экскурсионного материала составляются альбом «Растения-рудознатцы», рассказы-задачи, рассказы-ри­

сунки.

ЛИТЕРАТУРА:

Викторов С. В. Лишайники как индикаторы литологических и геохимических условий в пустыне. «Вестник Московского универси­ тета», 1956, № 5.

104

Галин А. Растения помогают геологам. «Наука и жизнь», 1970, № 2, стр. 52.

Ma л юг а Д. П. О почвах и растениях как поисковых призна­ ках на металлы. «Природа», 1947, № 6.

Мирошников Л. Д. Связь растительности с выходами гор­ ных пород. «Природа», 1956, № 2.

Моисеева Т. Гипсолюбка ищет медь. «Химия и жизнь», 1966, №11, стр. 85.

Прокофьев О. В мире растений. Изд. «Кайнар», Алма-Ата, 1962, стр. 68—69.

Смуглый С. Зеленые рудознатцы. «Техника молодежи», 1965, № 12, стр. 5.

Исследовательская работа с растениями в природе

Большое образовательно-воспитательное значение имеют полевые опыты по исследованию химического

состава растений и лабораторные работы,, содержащие в себе элементы исследовательского характера. Они соз­ дают благоприятные условия для развития познаватель­

ной и творческой активности учащихся, дают возмож­

ность творчески использовать полученные знания, воспи­

тывают бережное отношение к природе.

Исторический подход, осуществляемый в. сочетании со знакомым материалом и практической направлен­

ностью, делает экскурсию интересной и полезной.

Учащимся известно,, что многие растения содержат

ценные питательные вещества и человек с давних пор использует их в пищу. Ряд растений обладает дубящими свойствами, их с глубокой древности используют для вы­

делки шкур.

Учитель, организуя эту работу, создает условия, при

которых учащиеся «добывают» знания сами, а не берут в готовом виде. Каждый школьник получает задание:

определить крахмал, белок или дубильное вещество в по­

левых условиях и собрать растения для исследования

в лаборатории. Во время экскурсии в природу возможны

следующие работы: наблюдение кристаллов красок

в клеточках растения; выделение пигментов из расте­

ний; наблюдение роли железа в образовании хлорофил­

ла; определение крахмала в растениях; определение глюкозы и фруктозы; определение спирта маннита в со­ ке деревьев, грибах; обнаружение витамина «С», откры­

тие белков, дубильных, веществ. Для этой , цели служит

небольшая походная лаборатория,, подготовленная круж­ ковцами в зимнее время.

105

ников исследовательских навыков, глубокому осмыслению

учебного материала, учит использовать знания на прак­

тике, превращает их в убеждения, помогает любить и понимать природу.

Опыты, проводимые в полевых условиях

Наблюдение кристаллов краски в клеточках расте­ ния. Для некоторых красящих веществ живая протоплаз­ ма проницаема. Небольшую веточку элодеи опустить

враствор метиленовой синьки на 1—2 часа. Вернувшись

сэкскурсии, листья рассмотреть под микроскопом. Вну­

три клеточек заметны пучки синих кристаллов краски.

106

Выделение пигментов из растений. Чтобы получить спиртовую вытяжку смеси пигментов и разделить их, надо положить свеженарезанные листья в банку со спир­

том, закрыть пробкой, дать постоять сутки, затем слить в фарфоровую чашечку. Предварительно нарезанные по­

лоски фильтровальной бумаги (l×20 см) одним концом

погружают в спиртовую вытяжку. На бумаге появляются вначале зеленые полосы хлорофилла, так как зеленые пигменты адсорбируются сильнее, затем желтые — каро­

тина и ксантофилла.

Роль железа в образовании хлорофилла. На желтые

листья растения, страдающего заболеванием, которое вызвано недостатком железа, наносится стеклянной па­ лочкой несколько капель слабого раствора хлорного или лимоннокислого железа. Места, на которые нанесены капли, через некоторое время зеленеют.

Определение крахмала в растениях. На срез расте­

ния, содержащего крахмал, наносят каплю раствора йода в йодистом кали. Срез окрашивается в синий цвет.

Определение глюкозы и фруктозы. Мелкие кусочки

растения на 5 минут погружают в пробирку с раствором

медного купороса (в 500 мл воды растворяется 34 г мед­

ного купороса). Извлеченные из раствора кусочки поме­

капельки жира имеют вид блестящих шариков. Возмо­

жен и другой путь определения в растениях жирных ма­

сел. Делают тонкий срез и помещают в каплю воды на

предметное стекло. Накрыв препарат покровным стек­

107

нанести немного' борной' кислоты (кристаллов)

и добавить кристаллик метилоранжа. Смесь окрасится

в красный цвет, что указывает на присутствие шестиатом­ ного спирта маннита— C⅛Hι4O6.

Обнаружение витамина «С» или аскорбиновой кис­ лоты (опыт в школьной лаборатории). В качестве ис­

следуемого м'атериала используют плоды шиповника,

зимнюю хвою или соки фруктов, овощей. 0,5 г материала

растирают в ступке с кварцевым песком, постепенно до­

бавляя 2%-ный раствор HCl до 10 мл. Фильтруют и к вы­ тяжке добавляют по каплям при взбалтывании слабый раствор KMnO4. Происходит обесцвечивание KMnO4,

указывающее на наличие в растворе аскорбиновой кис­

лоты. По скорости обесцвечивания сравнивают, какой из растительных объектов богаче витамином «С».

Изучение возможности использования растений как ингибиторов.

Приготовление ингибиторов.

(Опыт в школьной лаборатории)

и кипятят около часа. Горячий раствор отфильтровыва­

ют и фильтрат наполовину выпаривают — ингибитор го­

тов. Его сливают в бутылочку, снабженную этикеткой, затем исследуют эффективность.

Можно получить ингибитор, смешивая соки несколь­ ких растений, тогда его действие усиливается. Возможны поиски растений, сок которых влияет на скорость хими­ ческих реакций. Чтобы убедиться, что полученный раст­

реакция с выделением водорода. Добавляют немного

Составляют таблицу и выясняют, какой из ингибито­

ров растительного происхождения активнее.

108

ца

Белки в растениях. Белки открываются в растениях

при погружении среза в смесь глицерина и раствора

йода в йодистом кали. При рассмотрении под микроско­

пом белок окрашен в золотисто-желтый цвет.

Дубильные вещества в растениях. В полевых условиях дубильные вещества можно обнаружить, нанеся на толь­ ко что сделанный срез испытуемого растения каплю хлор­

ного железа — наступает почернение. В лаборатории для

выделения дубильных веществ растительный материал

измельчают и экстрагируют горячей водой. При этом имеющиеся вещества переходят в раствор, который затем

фильтруется. Берут пробу и к ней по каплям добавляют 1—2%-ный раствор хлорного железа. Окрашивание его

в синий или зелено-черный цвет указывает на присут­

ствие дубильных веществ. Дубители растительного про­

исхождения находятся в коре, древесине и корнях многих растений (дуб, ель, ива, лиственница и др.).

№ 7, стр. 65.

109