Проект Вода. Исследовательская работа по химии Сравнительный анализ воды из питьевых источников населенных пунктов Жарынского сельского поселения
 Скачать 122.75 Kb.
|
|
2.5. Общая минерализация С научной точки зрения общая минерализация (или общее солесодержание, или сухой остаток) представляет собой суммарную концентрацию в воде катионов, анионов и нерастворенных веществ. Выражаясь простым языком, характеризует общее количество примесей в объекте водопользования. Выражается минерализация в миллиграммах на дециметр кубический (литр). Согласно ГОСТу предельно допустимая концентрация (далее ПДК) солесодержания составляет 1 000 мг/дм3. Высокая минерализация вовсе не указывает на неудовлетворительное качество воды. Например, лечебная минеральная вода очень часто имеет высокое солесодержание и обладает целебными свойствами. Однако превышение ПДК минерализации питьевой воды приводит к изменению ее вкуса, повышению жесткости. А также известно, что не все растворимые соли, а следовательно, и минеральные воды являются целебными, то лучшей питьевой водой считается вода с минимальной минерализацией. Количественную оценку солесодержания исследуемых образцов в условиях школьного кабинета химии сделать не представляется возможным. Поэтому мы провели сравнительный анализ на минерализацию отобранных проб. Методика опыта проста: на предметное стекло наносили каплю исследуемой воды и оставляли на день, чтобы вода испарилась. На стеклах оставался сухой остаток в виде пятен различной интенсивности. Внимательно рассмотрели оставшиеся следы солей на предметных стеклах. Составили из них ряд по мере возрастания интенсивности оставшихся солевых пятен, давая оценку каждой позиции от 1 до13 баллов. Результаты отражены в таблице № 6. Таблица № 6
2.6. Окисляемость С химической точки зрения окисляемость – это способность находящихся в питьевой воде соединений взаимодействовать с сильными окислителями. Потребителю необходимо знать, что окисляемость является санитарным показателем, характеризующим степень загрязнения объекта водопользования органическими соединениями, и выражается в миллиграммах кислорода на литр (мгО/дм3). Определить количественные показали окисляемости можно только в лабораторных условиях. Однако дать воде качественную характеристику по этому показателю абсолютно реально даже в условиях школьного кабинета химии. Помогла нам в этом обычная «марганцовка», или перманганат калия (KMnO4). Делаем насыщенный раствор перманганата, в котором на дне сосуда остаются не растворенные кристаллы марганцовки. Далее набираем в стеклянные стаканчики по 50 мл испытуемых проб воды, и вносим в опытные образцы по одной капле насыщенного раствора марганцовки. Оставляем пробы на 1 час. Затем оцениваем изменение окраски растворов. Изменение цвета раствора рассказывает нам о степени окисляемости воды. Если раствор остается ярко-розовым – окисляемость низкая, а загрязнение воды минимально. Потемнение раствора до красного свидетельствует об умеренной окисляемости, оранжевый цвет говорит о сильном загрязнении воды, а желтый эквивалентен табличке «Антисанитарное состояние водоисточника». Результаты исследования представлены в таблице № 7. Таблица № 7
2.7. Жесткость Жесткость воды – главный враг бытовой техники. Она обусловлена наличием катионов кальция и магния. Именно ионы этих металлов при нагревании образуют нерастворимые соединения с гидроксильными и карбонатными ионами, которые оседают на стенках бытовых приборов и водопроводных труб в виде накипи. Жесткость воды бывает постоянной, общей и временной. Временная жесткость обусловлена гидрокарбонатами, которые выпадают в осадок в процессе кипячения. Постоянная жесткость связана, преимущественно, с сульфатами и другими солями, которые при кипячении из раствора не выделяются. Постоянная жесткость устраняется специальными технологическими методами. По новым стандартам, принятым в России, единица жесткости измеряется в градусах жесткости, 1о Ж соответствует 1 мг-экв/л. Воду принято делить по величине обжей жесткости на: - мягкую (от 0о до 2о Ж); - среднюю (от 2,1о до 7о Ж); - жесткую (от 7,1о до 10о Ж); - сверхжесткую (более 10о Ж). Оптимальная жесткость воды, установленная Всемирной организацией здравоохранения, определена на уровне 1-2о Ж. В России этот показатель имеет значение - 7о Ж. Повышенная жесткость – визитная карточка воды артезианских горизонтов, в неглубоких бытовых скважинах и колодцах она значительно ниже. Жесткость исследуемой воды определяли по двум показателям: - сравнение по жесткости исследуемых образцов между собой; - приблизительное определение количественного значения жесткости для каждой пробы. Готовили раствор обычного хозяйственного мыла. 1 грамм мыла тщательно измельчаем, растворяем в небольшом количестве теплой дистиллированной воды. Полученный раствор выливаем в дозированный стакан и приливаем еще дистиллированной воды на высоту 7 см. (мыло 72%). Получается, что каждый сантиметр раствора способен связать определенное количество солей, которые делают воду жесткой. В данном случае это количество будет соответствовать 1о Ж на литр воды. В чистые стаканы наливаем по 500 грамм исследуемых проб. Постоянно помешивая, добавляем в пробы приготовленный ранее мыльный раствор. Как только образуется мыльная белая пена, это сигнал, что все соли жесткости в воде связаны. Смотрим, сколько мыльного раствора было израсходовано. Каждый сантиметр - соответствует 2о Ж. Теперь, умножаем этот показатель на количество сантиметров израсходованного мыльного раствора. Получаем количественный показатель жесткости исследуемой воды. Полученные результаты отражены в таблице № 8. Таблица № 8
Для сравнения жесткости воды исследуемых проб проводили следующий эксперимент. В пробирки наливали по 10 мл воды каждой пробы. В каждую пробирку добавляли по 2 капли приготовленного ранее мыльного раствора. Закрываем пробкой и равномерно встряхиваем 10 раз каждую пробирку. Измеряем линейкой высоту столба пены, образовавшейся в каждой пробирке. Чем выше столб пены, тем мягче исследуемая вода. Результаты заносим в таблицу № 9. Таблица № 9
2.8. Ионы хлора (Cl-) Хлорид ионы присутствуют практически во всех водах. Их концентрация зависит от горных пород, слагающих данную местность, а также от степени загрязненности воды бытовыми отходами. ПДК хлоридов в воде питьевого назначения – до 350 мг/л. Избыток ионов хлора приводят к появлению отеков, повышению артериального давления, возникновению головных болей. Приблизительное содержание хлоридов определяют по осадку или помутнению исследуемой воды при добавлении 10% раствора нитрата серебра: - слабая (опалесцентная) муть – 1-10 мг/л; - сильная муть – 10-50 мг/л; - образуются хлопья, но осаждаются не сразу – 50-100 мг/л; - образуется белый объемистый осадок – более 100 мг/л. Провели эксперимент: в пробирки отбирали по 5 мл исследуемых образцов воды и добавляли 3 капли 10% раствора нитрата серебра. Наблюдали за изменениями в растворах. Результаты отражены в таблице № 10. Таблица № 10
2.9. Ионы железа (Fe 2+;3+) Железо находится в подземных водах главным образом в виде дигидрокарбоната железа (II) – Fe(HCO3)2. При контакте воды с воздухом железо окисляется, образуя гидроксид железа (III) – Fe(OH)3, придающий воде мутность и бурую окраску. Она часто появляется, когда набранная вода постоит какое-то время. При содержании в воде подземных водоисточников железа в концентрации более 0,3-0,5 мг/л органолептические свойства воды ухудшаются, а при концентрации железа свыше 1-2 мг/л вода, кроме мутности и коричневой окраски приобретает неприятный вяжущий вкус. По ГОСТу содержание железа в водопроводной воде не должно превышать 0,3 мг/л, а в воде местных источников водоснабжения – 1 мг/л. Длительное употребление человеком воды с повышенным содержанием железа может привести к заболеванию печени, увеличивает риск инфарктов, негативно влияет на репродуктивную функцию организма. Для определения содержания железа в исследуемых пробах воды провели следующий эксперимент. В пробирки налили по 10 мл исследуемой воды, прибавили по 2 капли 24% соляной кислоты, а затем по 4 капли 50% раствора роданида калия (KNCS). Наблюдали за изменением окрашивания растворов. Результаты отражены в таблице № 11. Таблица № 11
2.10. Карбонат ионы (СО32-) Наличие карбонат анионов в воде определяет её жесткость. Об этом мы уже упоминали выше. Карбонат ионы определяют постоянную жесткость воды, т. е, жесткость, которая не устраняется простыми методами в домашних условиях. Для определения карбонат ионов в пробирки налили по 10 мл исследуемой воды. В каждую пробирку добавляем по 4 капли 10% раствора соляной кислоты. Наблюдаем за происходящими явлениями: выделением пузырьков углекислого газа. По интенсивности их выделения судим о более или менее значительном содержании карбонатов. Норматив ПДК карбонат ионов по ГОСТу составляет 100 мг/л. Полученные результаты заносим в таблицу № 12. Таблица № 12
2.11. Сульфат ионы (SO42-) Концентрация сульфатов в источниках водоснабжения допускается до 500 мг/л. Сульфаты попадают в питьевую воду из слагающих местность горных пород, а также со сбросами сточных вод. Сульфаты в питьевой воде не оказывают токсичного влияние на человека, однако могут ухудшать вкус воды: ощущение вкуса сульфатов возникает при их концентрации 25—400 мг/л. Сульфаты могут вызывать отложение осадков в водопроводных трубах. Метод определения сульфат аниона основан на известной реакции сульфат аниона с катионами бария: SO42- + Ва2+ = BaSO4. Образующийся сульфат бария выпадает в осадок. По количеству выпавшего осадка определяют ориентировочно содержание сульфатов: - отсутствие мути – менее 5 мг/л; - слабая муть, появляющаяся через несколько минут - 5-10 мг/л; - муть, проявляющаяся сразу – 10-100 мг/л; -сильная муть в виде оседающего осадка – более 100 мг/л. По определению сульфатов провели следующий эксперимент. В пробирки налили по 10 мл исследуемой воды, добавили 0,5 мл раствора соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5% раствора хлорида бария. Все перемешали. Наблюдали за происходящими изменениями в пробирках. Результаты отражены в таблице № 13. Таблица № 13
|