Качественный анализ химического состава воды

Требования, предъявляемые к качеству воды, могут быть самыми различными и определяются её целевым назначением. Для оценки качества пластовых, природных и сточных вод их образцы подвергают анализу. На основании результатов анализа делаются выводы о пригодности воды для конкретного вида потребления, возможности применения тех или иных методов очистки. Анализы подземных вод позволяют прогнозировать сопутствующие месторождения полезных ископаемых. При анализе вод для характеристики их свойств определяют химические, физические и бактериологические показатели. Основными показателями, определяющими пригодность воды для определенной отрасли народного хозяйства, являются химические, так как физические (содержание взвешенных частиц, температура, цвет, запах, плотность, сжимаемость, вязкость, поверхностное натяжение) и бактериологические (наличие бактерий) показатели зависят от химического состава воды.

К химическим показателям качества воды относятся:

состав растворенных газов.

Общее солесодержание характеризует присутствие в воде минеральных и органических примесей, количество этих примесей в виде общей минерализации, сухого и плотного остатков. Общая минерализация представляет собой сумму всех найденных в воде анализом катионов и анионов. Минерализацию выражают в миллиграмм-эквивалентах солей, находящихся в I л воды, или в процентах, то есть числом граммов растворенных веществ, содержащихся в 100 г раствора. Сухим остатком называется суммарное количество нелетучих веществ, присутствующих в воде во взвешенном, коллоидном и растворенном состоянии, выраженное в мг/л. Сухой остаток определяют путем выпаривания пробы воды, последующего высушивания при 105 о С и взвешивания. Плотный остаток – это сухой остаток, определенный из профильтрованной пробы воды. Следовательно, разница двух показателей соответствует содержанию взвешенных веществ пробы. Если сухой остаток прокалить при температуре 500-600 о С, то масса его уменьшится и получится остаток, называемый золой. Уменьшение массы происходит за счет сгорания органических веществ, удаления кристаллизационной воды, разложения карбонатов. Потери при прокаливании приближенно относят за счет органических примесей.

Жесткость воды обусловливается наличием в ней ионов Са 2+ и Mg 2+ . Для большинства производств жесткость воды является основным показателем её качества. В жесткой воде плохо пенится мыло. При нагревании и испарении жесткой воды образуется накипь на стенках паровых котлов, труб, теплообменных аппаратов, что ведет к перерасходу топлива, коррозии металлов и авариям.

Жесткость количественно выражается числом миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 л воды (мг-экв/л); 1 мг-экв/л жесткости соответствует содержанию в воде 20,04 мг/л ионов Са 2+ или

12,16 мг/л ионов Mg 2 + . Различают жесткость общую, карбонатную и некарбонатную.

Карбонатная жесткость связана с присутствием в воде в основном гидрокарбонатов и карбонатов кальция и магния, которые при кипячении воды переходят в нерастворимые средние или основные соли и выпадают в виде плотного осадка:

Таким образом, при кипячении карбонатная жесткость устраняется. Поэтому она называется также временной жесткостью. Следует сказать, что при переходе HCO₃ – в CO₃2 – и при выпадении карбонатов кальция и магния в воде остается некоторое количество ионов Са 2+ , Mg 2+ , CO₃2 – , соответствующее произведению растворимости СаСО₃ и (MgOH)₂CO₃. В присутствии посторонних ионов растворимость этих соединений повышается.

Некарбонатная (постоянная) жесткость не разрушается кипячением. Она обусловливается присутствием в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот, главным образом сульфатов и хлоридов.

Общаяжесткость воды представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости и обусловливается суммарным содержанием в воде растворенных солей кальция и магния. По величине общей жесткости принята следующая классификация природных вод:

Если известны концентрации (мг/л) в воде Ca 2+ , Mg 2+ и HCO₃ – , то жесткость рассчитывается по следующим формулам:

Общая жесткость

Карбонатная жесткость равна концентрации (мг/л) [HCO₃– ]; в случае, если содержание ионов кальция и магния в воде выше, чем количество гидрокарбонатов:

, где 61,02 – эквивалентная масса иона HCO₃ – .

Если же количество гидрокарбонатов в воде превышает содержание ионов кальция и магния, то карбонатная жесткость соответствует общей жесткости. Разность между общей и карбонатной жесткостью составляет некарбонатную жесткость: Ж_НК= Ж_О– Ж_К . Следовательно, Ж_НК – это содержание Ca 2+ и Mg 2 + , эквивалентное концентрации всех остальных анионов, в том числе и некомпенсированных гидрокарбонатов.

Окисляемость характеризует содержание в воде восстановителей, к которым относятся органические и некоторые неорганические (сероводород, сульфиты, соединения двухвалентного железа и др.) вещества. Величина окисляемости определяется количеством затраченного окислителя и выражается числом миллиграммов кислорода, необходимого для окисления веществ, содержащихся в 1 л воды. Различают общую и частичную окисляемость. Общую окисляемость определяют обработкой воды сильным окислителем – бихроматом калия K₂Cr₂O₇ или йодатом калия KIO₃. Частичную окисляемость определяют по реакции с менее сильным окислителем – перманганатом калия КMnO₄. По этой реакции окисляются только сравнительно легко окисляющиеся вещества.

Для полного окисления содержащихся в воде органических веществ, при котором происходят превращения по схеме

требуется количество кислорода (или окислителя в расчете на кислород), называемое химическим потреблением кислорода (ХПК) и выражаемое в мг/л.

При любом методе определения ХПК вместе с органическими веществами окисляются и неорганические восстановители, содержащиеся в пробе. Тогда содержание неорганических восстановителей в пробе определяют отдельно специальными методами и результаты этих определений вычитают из найденного значения ХПК.

Реакция среды характеризует степень кислотности или щелочности воды. Концентрация водородных ионов природных вод зависит главным образом от гидролиза солей, растворенных в воде, количества растворенных угольной кислоты и сероводорода, содержания различных органических кислот. Обычно для большинства природных вод величина рН изменяется в пределах 5,5-8,5. Постоянство рН природных вод обеспечивается наличием в ней буферных смесей. Изменение значения рН свидетельствует о загрязнении природной воды сточными водами.

Определение иона Cl – . В основу определения иона хлора положен аргентометрический метод Мора. Принцип анализа заключается в том, что при прибавлении к воде раствора AgNO₃ образуется белый осадок хлорида серебра:

Определение хлорид-ионов ведут в интервале рН = 6,5 ÷ 10, чтобы одновременно с AgCl не выпадал осадок Ag₂CO₃. Проведению определения Сl – мешает наличие в воде ионов брома, йода, сероводорода, от которых освобождаются предварительной обработкой воды.

Определение иона SO₄2– . Метод определения сульфат-ионов основан на малой растворимости сульфата бария, количественно выпадающего в кислой среде при добавлении к воде раствора хлорида бария: Ba 2+ + SO₄2– = BaSO₄↓

По массе образовавшегося осадка рассчитывают содержание иона SO₄2– .

Определение ионов CO₃2– и HCO₃– . Эти ионы определяют титрованием пробы воды растворами серной или соляной кислот последовательно с индикаторами фенолфталеином и метилоранжем. Реакция нейтрализации протекает в две стадии.

Первые порции кислоты вступают в реакции с карбонат-ионом, образуя гидрокарбонат-ион:

Окраска фенолфталеина при рН = 8,4 переходит из розовой в бесцветную, что совпадает с таким состоянием раствора, когда в нем остаются лишь гидрокарбонаты. По количеству кислоты, пошедшей на титрование, рассчитывают содержание карбонат-иона. Расход кислот на титрование с фенолфталеином эквивалентен содержанию половины карбонатов, т.к. последние нейтрализуются только наполовину до HCO₃ – . Поэтому общее количество CO₃2 – эквивалентно удвоенному количеству кислоты, затраченной на титрование. При дальнейшем титровании в присутствии метилоранжа происходит реакция нейтрализации гидрокарбонатов:

Метилоранж меняет окраску при pH = 4,3, т.е. в момент, когда в растворе остается только свободный диоксид углерода.

При расчете содержания ионов HCO₃ – в воде следует из количества кислоты, пошедшей на титрование с метилоранжем, вычесть количество кислоты, идущей на титрование с фенолфталеином. Общее количество кислоты, затраченной на нейтрализацию ионов ОН – , СО₃2– и НСО₃– , характеризует общую щелочность воды. Если рН воды ниже 4,3, то её щелочность равна нулю.

Определение ионов Ca 2+ , Mg 2+ . Имеется несколько методов обнаружения и определения содержания ионов Са 2+ и Mg 2+ . При добавлении в воду оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄ в случае присутствия ионов кальция образуется белый осадок оксалата кальция:

После отделения осадка оксалата кальция в воде можно определить ионы Mg 2+ с помощью раствора гидрофосфата натрия Na₂HPO₄ и аммиака. При наличии иона Mg 2 + образуется мелкокристаллический осадок соли магния:

Полученные осадки прокаливают и взвешивают. На основании полученных результатов вычисляется величина кальциевой и магниевой жесткости.

Наиболее быстрым и точным методом определения Са 2 + и Mg 2 + является комплексонометрический метод, основанный на способности двунатриевой соли этилендиаминотетрауксусной кислоты (трилон Б)

NaOOCCH₂CH₂COONa

N––CH₂––CH₂––N

образовывать с ионами кальция и магния прочные комплексные соединения.

При титровании пробы воды трилоном Б происходит последовательное связывание в комплекс сначала ионов кальция, а затем ионов магния. Содержание ионов кальция определяют, титруя воду в присутствии индикатора — мурексида. Мурексид образует с ионами кальция малодиссоциированное комплексное соединение, окрашенное в малиновый цвет.

Ионы магния не дают комплекса с мурексидом. Трилон Б извлекает Са 2+ из его растворимого комплекса с мурексидом, вследствие чего окраска раствора, изменяется на сиреневую:

По количеству трилона Б, расходуемого на титрование, определяют содержание Са 2 + . Титрованием пробы воды трилоном Б в присутствии индикатора хромогена черного определяют суммарное содержание Са 2 + и Mg 2 + , то есть общую жесткость воды. Вода, содержащая Са 2 + и Mg 2 + , в присутствии хромогена черного окрашивается в красный цвет вследствие образования комплекса с Mg 2 + . При титровании воды в точке эквивалентности происходит изменение цвета на синий вследствие протекания следующей реакции:

Содержание Mg 2+ вычисляют по разности между общим содержанием (Са 2+ + Mg 2+ ) и содержанием Са 2 + . Трилонометрическое определение каждого иона производится при том значении рН, при котором этот ион образует с трилоном Б соединение более прочное, чем с индикатором. Для поддержания заданного значения рН к титруемому раствору добавляют буферные растворы. Кроме того, поддержание заданной величины рН обеспечивает определенную окраску индикатора. Общую жесткость воды определяют при рН > 9, кальциевую – при рН = 12.

Определение ионов Na + , K + . Производится вычислением по разности между суммой мг-экв найденных анионов и катионов, поскольку вода электронейтральна:

С достаточно высокой точностью все присутствующие в воде катионы можно определить эмиссионной спектроскопией сухого остатка.

Растворенные в воде газы определяют химическими методами или газовой хроматографией.

Определение диоксида углерода производят титрованием пробы воды щелочью в присутствии индикатора–фенолфталеина:

Определение растворенного кислорода производится йодометрическим методом.

Для анализа в пробу воды поcледовательно добавляют раствор хлорида марганца и щелочной раствор йодида калия. Метод основан на окислении свежеполученного гидроксида двухвалентного марганца содержащимся в воде кислородом:

Количество образовавшегося в воде бурого осадка гидроксида четырехвалентного марганца эквивалентно количеству растворенного кислорода. При последующем добавлении к пробе соляной или серной кислоты четырехвалентный марганец вновь восстанавливается до двухвалентного, окисляя при этом йодид калия. Это приводит к выделению свободного йода, эквивалентного содержанию четырехвалентного марганца, или, что то же самое, растворенного кислорода в пробе:

Выделившийся свободный йод определяется количественно путем титрования раствором тиосульфата натрия:

I₂+ 2Na₂S₂O₃2NaI + Na₂S₄O₆

Йодометрический метод определения растворенного кислорода неприменим для вод, содержащих сероводород, так как сероводород вступает во взаимодействие с йодом и занижает результат. Во избежание этой ошибки предварительно связывают содержащийся в пробе сероводород в соединение, не препятствующее нормальному течению реакции. Для этой цели обычно используют хлорид ртути (II):

Определение H₂S. Прежде чем приступить к количественному определению сероводорода, определяют его качественное присутствие по характерному запаху. Более объективным качественным показателем служат свинцовые индикаторные бумажки (фильтровальная бумага, пропитанная раствором ацетата свинца). При опускании в воду, содержащую сероводород, свинцовая бумага темнеет, принимая желтую (малое содержание), бурую (среднее содержание) или темно-коричневую (высокое содержание) окраску.

В водных растворах сероводород присутствует в трех формах: недиссоциированный H₂S, в виде ионов HS – и S 2 – . Относительные концентрации этих форм в воде зависят от рН этой воды и в меньшей степени от температуры и общего солесодержания.

Если анализируемая вода не содержит веществ, реагирующих с иодом, то сероводород и его ионы можно определить следующим образом.

В основе количественного метода определения H₂S лежит реакция окисления сероводорода йодом:

К точно отмеренному подкисленному раствору йода, взятого в избытке по отношению к ожидаемому содержанию сероводорода, прибавляют определенное количество воды. Количество йода, израсходованное на окисление сероводорода, определяется обратным титрованием остатка йода тиосульфатом. Разница между количеством раствора тиосульфата, соответствующим всему количеству взятого для анализа йода, и количеством этого же раствора, затраченного на титрование остатка йода в пробе, эквивалентна содержанию сероводорода в исследуемой пробе.

источник

Вода – это источник жизни, но она может стать и причиной отравления или заболевания.

Кроме полезных минералов вода растворяет в себе вредные химические вещества, а также является благоприятной средой для обитания микроорганизмов.

Прежде, чем использовать воду в хозяйстве, нужно убедиться в ее безопасности.

Перед использованием воды в хозяйстве или на производстве необходимо произвести предварительную подготовку: из питьевой воды нужно удалить все вредные вещества и оставить питательные минералы, а для производства нужно понизить жесткость воды и содержание тяжелых металлов.

Чтобы узнать, какие именно вещества нужно удалить из воды производится химический и бактериологический анализ. На основании полученных результатов можно подобрать подходящее очистное оборудование.

Контроль эффективности работы фильтрации воды можно определить путем проведения повторного анализа. Сравнив результаты двух последних отборов проб можно судить о правильности выбора очистного оборудования.

Минерализация – это сумма всех растворенных веществ в воде. Этот параметр еще называют солесодержанием. Единицей измерения минерализации является миллиграмм на литр (мг/л.). Существуют нормы, определяющие пригодность воды для питья. Предельно-допустимый уровень минерализации для питьевой воды составляет 500 мг/л.

Для проведения анализа на уровень минерализации в воде необходимо произвести предварительную подготовку пробы. Она заключается в разложении органических веществ и выделения определяемых элементов, которые остаются в виде неорганических соединений. Выделяется два основных метода подготовки проб: сухой – нагревание в печи, мокрый – использование кислот-окислителей.

Одним из приборов для подготовки проб является СВЧ минерализатор. Его принцип действия: подготавливаемая проба и окислительные реагенты помещаются в стеклянный сосуд, плотно закрытый крышкой. Колба переносится в СВЧ минерализатор, и прибор включается в работу. При повышении температуры ускоряется процесс окисления, и все органические примеси разлагаются за короткий промежуток времени.

Проведение анализа воды осуществляется несколькими методами, каждый из которых предназначен для определения конкретного вещества или группы веществ.

Люминесценция и фотометрия – этот метод основан на явлении люминесценции, то есть свечении. Тестируемая вода подвергается действию ультрафиолета, и различные вещества проявляют свою реакцию: ответное свечение определенного цвета.

Для фиксации этой реакции применяются регистрирующие приборы. С помощью этого метода определяется содержание следующих примесей: нефтепродукты, нитриты, нитраты, фосфаты, анионные вещества, цианиды, формальдегидов и сероводород.

ИК-спектрометрия – это анализ воды для определения наличия нефтепродуктов и жиров. Принцип действия инфракрасного спектрометра – пропускание инфракрасного излучения через воду, что вызывает колебание молекул, распространяющееся неравномерно. По длинам волн определяется примесь того или иного вещества.

Полярография – это метод анализа воды для определения концентрации ионов кадмия, цинка, свинца, органических веществ. В его основе лежит движение ионов в результате электролитической диссоциации.

Масс-спектрометрия – это анализ структуры вещества на основании отношения массы вещества к заряду ионов. Этот метод позволяет определить изотопный состав молекул.

Потенциометрия – это метод анализа воды, позволяющий определить водородный показатель (рН) и наличие фторидов. Он основан на измерении электродвижущих сил.

Дозиметрия – это метод анализа воды, выявляющий радиоактивные примеси.

Электроосмос – это процесс движения жидкости через капилляры под воздействием электрического поля.

Цель физико-химического анализа воды – выявление состава растворенных веществ. Полученная информация дает возможность применить подходящее очистное сооружение, чтобы предотвратить отравление человека, загрязнение окружающей среды или нарушения технологического процесса.

Химический анализ воды применяется во многих сферах жизни: в быту – для получения чистой и полезной питьевой воды, в промышленности – для контроля очистных сооружений сточных вод, в промышленных технологических процессах – для получения конденсата с минимальным содержанием растворенных примесей.

Существует различное оборудование для проведения анализа воды: портативные приборы для бытового использования и высокоточное лабораторное оборудование, способное проводить анализы бытовой и промышленной воды.

Анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ – 02 – 5М» выполняет функции флуориметра, фотометра, хемилюминоминометра. Этот прибор позволяет определять содержание в воде следующих веществ: алюминия, бериллия, бора, ванадия, марганца, меди, молибдена, взвешенных частиц, мышьяка, нефтепродуктов, никеля, нитрита, общего железа, общего хрома, олова, селена, фенолов, флуоресцеина, формальдегида, цианидов и цинка.

Технические характеристики аппарата:

Время измерения – не более 16 с.
Допустимая погрешность 0.02.
Рабочий спектральный диапазон 200-900 мм.
Температура окружающего воздуха 10-350С.
Средний срок службы – не менее 5 лет.
Габариты: 305х320х110 мм.
Масса – 6,5 кг.
Питание от электросети 220 В.
Питание от батареи 12 В.
Частота тока 50 Гц.

Цена прибора: 564 000 рублей.

Экотестер «СОЭКС» — это дозиметрический прибор для бытового пользования, позволяющий определить радиоактивные излучения гамма-частиц и бета-частиц. Этот прибор обладает второй функцией – определение содержания нитратов в воде и продуктах питания.

диапазон измерения радиоактивности 3-100000 мкР/ч;
диапазон измерения концентрации нитратов: 20-5000 мг./кг;
время измерения: 10 сек;
питание: 2 батареи аккумуляторы, заряжаемые от электросети 220 В. 10 часов непрерывной работы.

Спектрометр TRIDION™-9 GC-TMS способен производить анализ воды, воздуха и почвы. Это портативный анализатор, производящий качественный и количественный анализ воды (химический и биологический состав воды).

размеры 380*390*229 мм;
вес: 14,5 кг;
рабочая температура: 5-400С;
влажность: до 100%;
электропитание: от литиевой батареи;
ввод пробы: впрыск жидкости;
предел обнаружения: от РРВ до РРМ для большинства веществ;
запись данных: USB накопитель.

СВЧ-минерализатор «МИНОТАВР®-2» — прибор минерализации воды под воздействием микроволнового поля. Его назначение – разложение органических веществ в воде для проведения физико-химического анализа.

Цена прибора: 357 000 рублей.

Чтобы получить официальный документ о пригодности воды к использованию в хозяйстве или на производстве нужно обратиться в сертифицированную лабораторию.

Корректность анализов будет зависеть от соблюдения технологии отбора проб и возможностей оборудования. Гарантию на чистоту анализа можно получить только в лаборатории.

источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ВОДЫ ОБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ В РАЙОНЕ П. ВЛАДИМИРОВКА С ПОМОЩЬЮ КАЧЕСТВЕННЫХ РЕАКЦИЙ

Я выбрала данную работу по химии, потому что это дает возможность глубже изучить строение веществ и происходящие химические реакции . Раскрытие, выбранной темы позволяет провести интересные химические опыты и наблюдения, с последующим публичным выступлением на заседании школьного научного общества. Тема моей работы связана с изучением качественного состава воды и, поэтому моя работа будет интересна не только учащимся.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №7

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА ВОДЫ

ИЗ ОБЪЕКТОВ ХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

С ПОМОЩЬЮ КАЧЕСТВЕННЫХ РЕАКЦИЙ»

Я данную работу по химии, потому что это дает возможность глубже изучить строение веществ и происходящие химические реакции в нашей повседневной жизни. Раскрытие, выбранной темы позволяет провести интересные химические опыты и наблюдения, с последующим публичным выступлением.

Тема моей работы связана с изучением качественного состава воды и, поэтому моя работа будет интересна не только учащимся.

1. Систематизировать собранный теоретический материал о свойствах воды, из пруда «Комсомольский» и артезианской скважины. вия некачественной воды на живые

2. Провести экспериментальные исследования воды из артезианской скважины и пруда «Комсомольский».

3. Провести биологический мониторинг артезианской скважины и пруда «Комсомольский».

4. Обработать и проанализировать полученные данные.

5. Предложить пути решения проблемы и улучшения экологической обстановки в окрестностей родника и пруда «Комсомольский».

6. На основании проведенных исследований, сделать соответствующие выводы.

Дать определение качественным реакциям;
Выяснить, на каких явлениях основаны качественные реакции;
Определить состав местных природных водоемов , выяснить какие качественные реакции можно использовать для определения состава воды;
Дать рекомендации по использованию изучаемых образцов воды.

1. Сбор и анализ информации по теме с использованием различных литературных источников.

2. Сбор и анализ статистических данных.

Качественные реакции — характерные реакции, используемые для идентификации различных веществ.

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются различные химические реакции. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях.Качественные реакции можно разделить на два вида: качественные реакции на катионы и анионы.

1.1 Качественные реакции на катионы

Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного катиона в растворе. Основные качественные реакции на катионы представлены в таблице 1.

Таблица 1.Качественные реакции на катионы.

Желто-зеленое окрашивание
Выпадение белого осадка, не раствори мого в кислотах: Ва 2+ + S0 4 2- BaS0 4

Гидратированные ионы Сu 2+ имеют голубую окраску

Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- PbS

Выпадение белого осадка; не раствори мого в HNO 3 , но растворимого в конц.
NH 3 • Н 2 0:
Аg + +Cl — AgCl

гексациано-феррат (III) калия (красная кровяная соль) ,K 3 [Fe(CN) 6 ]

Выпадение синего осадка:
К + + Fe 2+ + [Fe(CN) 6 ] 3- KFe[Fe(CN) 6 ] 4

1) гексацианоферрат (II) калия (желтая
кровяная соль)
K 4 [Fe(CN) 6 ]
2) роданид-ион SCN —

Выпадение синего осадка:
К+ + Fe 3+ + [Fe(CN) 6 ] 4- KFe[Fe(CN) 6 ]
Появление ярко-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe(SCN) 2+ , Fe(SCN) + 2

щелочь (амфотерные свойства гидроксида)

Выпадение осадка гидроксида алюминия при приливании первых порций щелочи и его растворение при дальнейшем приливании

Запах аммиака: NH 4 + + ОН — NH 3 + Н 2 0

Качественные реакции на катионы основаны на протекании химической реакции и на изменении цвета пламени, то есть на физическом процессе.

Таким образом определить наличие в растворе катионов можно как с помощью химических реакций, так по окраски пламени.

1.2. Качественные реакции на анионы

Это реакции, с помощью которых можно определить наличие того или иного аниона в растворе. Основные качественные реакции на анионы представлены в таблице 2.

Таблица 2.Качественные реакции на катионы.

Выпадение белого осадка, нерастворимого в кислотах:
Ва 2+ + S0 4 2- BaS0 4

1) добавить конц. H 2 SO 4 и Си, нагреть «2) смесь
H 2 S0 4 +FeSO 4

Образование голубого раствора, содержащего ионы Сu 2+ , выделение газа бурого цвета (NO 2 )
Возникновение окраски сульфата нитрозо-железа (II) [Fe(H 2 0) 5 NO] 2+ . Окраска от фи олетовой до коричневой (реакция «бурого кольца»)

Выпадение светло-желтого осадка в нейтральной среде: ЗАg+ + Р0 4 3- Аg 3 Р0 4

Выпадоние желтого осадка, не раствори мого в уксусной кислоте, но растворимого в HCI: Ва 2+ + СrO 4 2- BaCr0 4

Выпадение черного осадка: Pb 2+ + S 2- PbS

выпадение белого осадка, растворимого в
кислотах: Са 2+ + С0 3 2- = СаСОз

Са(ОН) 2 + С0 2 СаСО 3 + Н 2 0, СаСО 3 + С0 2 + Н 2 0 Са(НС0 3 ) 2 Выпадение белого осадка и его растворение при пропускании С0 2

Появление характерного запаха S0 2 : 2Н + + SO 3 2- Н 2 0 + S0 2 f

Выпадение-белого осадка: Са 2+ + 2F» CaF 2

Выпадение белого осадка, не растворимо го в HN03, но растворимого в конц. NH 3 • Н 2 0: Аg + +CI — AgCl
AgCI + 2(NH 3 • Н 2 0) [Ag(NH 3 ) 2 ] + + CI — + 2Н 2 О

Выпадение светло-желтого осадка, не растворимого в HN0 3 : Ag + + Br — = AgBr осадок темнеет на свету

Выпадение желтого осадка, не раствори мого в HNO 3 и NH 3 конц.: Аg+ + I — АgI осадок темнеет на свету

Качественные реакции на анионы основаны на химическом взаимодействии, то есть определить наличие того или иного иона можно, только проведя химическую реакцию.

В своей работе я буду использовать качественные реакции на анионы для изучения воды различного происхождения.

В своей работе я изучала образцы природной воды из артезианской скважины и пруда «Комсомольский».

Источники воды, используемые в хозяйственной деятельности п. Владимировка.

Обычные пресные родники Туркменского района встречаются довольно часто, но не повсеместно. К примеру, они локализуются в определенных зонах и отсутствуют на довольно обширных территориях. Именно одной из таких зон являются окрестности п. Владимировка.

Артезианская скважина – это скважина, которая получает воду из водоносного известняка. Не всякий известняк будет водоносным. Известняк, для артезианской скважины должен иметь пористую структуру с различными кавернами и полостями, в которых передвигается вода.

Для артезианской скважины, не требуется фильтр. Фильтром для нее является сама известняковая горная порода.

В артезианской воде практически нет органических загрязнителей. Связано это с тем, что залегание этой воды очень глубоко. Но вот с минеральными загрязнителями все не так гладко. В каждой местности и в каждом водоносном слое все обстоит по разному. В одной местности артезианская вода будет иметь благоприятный минеральный состав, а в другой может оказаться повышенное содержание железа (вода буреет на воздухе), марганца, солей жесткости.

Вода в артезианской скважине имеет коричневый цвет, что говорит о растворенном двухвалентном железе в виде ионов Fe2+.

2.2. Вода из пруда «Комсомольский»

Пруд — искусственный водоём для хранения воды с целью водоснабжения, орошения, разведения водоплавающей птицы, а также для санитарных и хозяйственных потребностей. Пруд «Комсомольский» находится в южной части п. Владимировка. Используется в основном для хозяйственных целей.

2.3. Мониторинг природных вод

Существует несколько способов контроля состава и качества природных вод и осадков. Далее рассмотрим наиболее распространенные из них.

Определение температуры воды

От температуры воды зависят многие параметры состояния водоемов и водостоков: содержание в воде растворенного кислорода, скорость протекания биологических и физико-химических процессов и видовое разнообразие. Кроме того, разность температуры воды в разных створах дает информацию о существующих промышленных или бытовых сбросах в реки и озера.

Определение органолептических свойств воды:

Прозрачность. Этот показатель обусловлен цветом и мутностью воды, т. е. содержанием в ней различных окрашенных и взвешенных органических и минеральных веществ. Мерой прозрачности служит высота водяного столба, сквозь который можно определить на белой бумаге шрифт определенного размера и типа.

Цвет (окраска) Чистая природная вода почти бесцветна. Наличие окраски поверхности вод обычно связано с присутствием гуминовых веществ и соединений железа.

Запах. Этот показатель обусловлен наличием в воде летучих пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. На запах подземных и поверхностных вод влияет присутствие в них органических веществ.

Определение кислотности
Определение окисляемости воды.

Данный показатель дает возможность судить о количестве органических веществ в воде.

Определение качественного состава воды.

§3. Экспериментальная часть.

Задача № 1 Анализ качества воды (визуальное). Качество воды характеризует её прозрачность, мутность, цвет, запах.

Задача № 2 Определите содержания в воде ионов хлора (CL — ), и сульфат ионов (SO 2- 4 ).

Задача № 3 Определение кислотности (рH) среды.

Задача № 4 Качественное определение жесткости.

Задача № 6 Определение окисляемости

Задача №5 Провести биологический мониторинг родника.

Задача № 6 Провести географический мониторинг родника

Объект исследования : Артезианская скважина около п. Владимировский , пруд «Комсомольский».

Время исследования: сентябрь – ноябрь 2011 года.

Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества взвешенных частиц или, глины, песка, микроорганизмов, от содержания химических веществ.Прозрачность характеризуется предельной глубиной, на которой ещё виден специально опускаемый белый диск диаметром около 20 см.

Мерой прозрачности может служить так же высота столба воды (в см), при которой можно различить на белой бумаге стандартный шрифт с высотой букв 3,5 см. Воду хорошо перемешивают и наливают в высокий цилиндр с внутренним диаметром 2,5 см и дном из плоско отшлифованного стекла. Цилиндр устанавливают неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4 см. Просматривая шрифт сверху через столб воды и сливая и доливая воду в цилиндр, находят высоту столба воды, еще позволяющую читать шрифт.

источник

Учебно-исследовательская работа по химии «Исследование химического состава водопроводной воды в условиях школьной лаборатории

МКОУ «Перегребинская СОШ №1»

«Исследование химического состава

водопроводной воды с. Перегребное

в условиях школьной лаборатории»

Руководитель: Ластаева А.А. , учитель химии

Исследование химического состава водопроводной воды в условиях школьной лаборатории

с. Перегребное, МКОУ «Перегребинская СОШ №1», 10 класс

Вода – основное химическое вещество организма. От качества питьевой воды зависит здоровье человека. В своей работе автор в условиях школьной лаборатории анализирует химический состав водопроводной воды, включающий в себя дробный метод, который разработал Николай Александрович Тананаев, позволяющих обнаруживать в растворе какой-либо определенный катион в присутствии большого числа других катионов, не прибегая к их предварительному осаждению.

Цель работы : Определение химического состава водопроводной воды с. Перегребное в условиях школьной лаборатории.

Изучить литературу по теме исследования

Найти методы определения качества водопроводной воды.

Определить факторы, влияющие на качество водопроводной воды

Выяснить качественный состав водопроводной воды.

Сопоставить качество водопроводной воды взятой из разных зданий с. Перегребное.

Предмет исследования : качество водопроводной воды

Объект исследования : химический состав водопроводной воды

1) эмпирические (наблюдение, эксперимент, беседа)

Автор приходит к выводам, что качество водопроводной воды ухудшается вследствие перемещения по водопроводным трубам, о чем свидетельствуют различие в результатах анализа воды в разных зданиях села.

Данная работа может быть использована на уроках химии при изучении тем «Теория электролитической диссоциации», «Соли».

Всем с детства известна истина, что вода – источник жизни . Однако, далеко не все осознают и принимают тот факт, что вода является залогом здоровья и хорошего самочувствия. Все знают о важности воды в нашем организме. Вода — источник жизни , это — не просто слова. Присутствуя во всех клетках и тканях, играя главную роль во всех биологических процессах. Взрослые теряют каждый день 3,5 литра воды. Поэтому, наше тело постоянно нуждается в пополнении запаса чистой водой.

В настоящее время большую озабоченность вызывают проблемы различных этапов питьевого водоснабжения, в том числе негативные изменения качества питьевой воды в водоразводящих системах при централизованном водоснабжении. Потребление недоброкачественной питьевой воды приводит к росту заболеваний. Большинство из нас, несмотря на все угрозы и предостережения врачей, предпочитают водопроводную — собранную в водохранилищах из рек и озер, прошедшую несколько уровней очистки и поступившую по трубам в кран. Некоторые очищают ее дополнительно в домашних условиях при помощи фильтра, другие покупают чистую питьевую воду в бутылках. Но давайте разберемся, насколько мы можем быть уверены в том, что пьем? Соответствует ли качество водопроводной воды в различных районах с. Перегребное требованиям ГОСТ? Можно ли в домашних условиях или в условиях школьной лаборатории определить качество воды?

Гипотеза: 1) Качество водопроводной воды можно определить в условиях школьной лаборатории.

2) Качество употребляемой нами воды соответствует ГОСТ

Цель: Определение химического состава водопроводной воды с. Перегребное при централизованном водоснабжении в условиях школьной лаборатории.

1.Изучить литературу по теме исследования

2.Найти методы определения качества водопроводной воды.

3.Определить факторы, влияющие на качество водопроводной воды

4.Выяснить качественный состав водопроводной воды.

5.Сопоставить качество водопроводной воды взятой из разных зданий с. Перегребное.

Предмет исследования : качество водопроводной воды

Объект исследования : химический состав водопроводной воды

1. Методы эмпирического исследования : наблюдение, эксперимент, беседа

2. Методы теоретического исследования: анализ

Исследовательский инструмент: качественный анализ, включающий в себя дробный метод, который разработал Н.А Танаев. Он открыл ряд новых, оригинальных реакций, позволяющих обнаруживать в растворе какой-либо определенный катион в присутствии большого числа других катионов, не прибегая к их предварительному осаждению.

Теоретический обзор информации по теме исследования

Нормы качества питьевой воды

Министерство экологии РФ по соответствию химического состава питьевой воды норме и ещё ряду экологических показаний, составляет ежегодный рейтинг лучших городов России. Например, 2015-году в число лидеров вошли Кызыл, Нижневартовск, Глазов, Петрозаводск, Ханты-Мансийск ( Приложение 1) . Однако на международном уровне при оценке самого чистого и качественного водоресурса Россия не попала в Топ-10, уступив место Швейцарии, Швеции, Норвегии. В этом соревновании оценивались органолептические, химические, микробиологические свойства воды, которые учитываются при установлении нормативных параметров.

Российские нормативные документы тоже включают требования к качеству по органолептическим свойствам (с оценкой запаха, мутности, вкуса и др.), химическому составу (жёсткости, окисляемости, щелочности и др.), вирусо-бактериологическим и радиологическим признакам. Нормы качества питьевой воды по СанПиНу и ГОСТу, установленные для пользования, подробно расписывают параметры содержания химических веществ (Приложение 2).

В процессе эксплуатации систем водоснабжения ответственность за качество возлагается на юридическое лицо или индивидуального предпринимателя, которые осуществляют контроль как в местах водозабора и в точках водоразбора, так и на промежуточном этапе поступления ресурса в распределительную сеть. В зависимости от места, правила регламентируют периодичность и количество проверок.

В местах водозабора микробиологические и органолептические пробы из подземных источников берутся не реже 4 раз в год (по сезонам); из поверхностных источников – не реже 12 раз. Неорганические/органические пробы из подземных источников – раз в году и из поверхностных – ежесезонно. Радиологические – независимо от источника – раз в год.

Соответствие нормам качества питьевой воды с высокой степенью достоверности определяется даже в домашних условиях. Для этого применяют переносные анализаторы, подающиеся уже с готовым к использованию набором реактивов.

Исследования проб перед поступлением в водораспределительную сеть проводятся чаще и зависят от большего количества факторов

Предназначение насосно-фильтровальных станций — очищение (осветление) и обеззараживание воды .

Насосно-фильтровальные станции (НФС) или станции очистки сточных вод представляют собой комплексы очистных сооружений, состав которых определяется качеством исходной воды, требованиями к водоподготовке и рядом других условий (производительностью станции, особенностями ландшафта и пр.).

Обычно в состав НФС входит: насосные станции первого и второго подъема, система обеззараживания, секции очистных сооружений (смесители, камеры хлопьеобразования, горизонтальные отстойники, блоки скорых фильтров ), резервуары чистой воды и блок вспомогательных сооружений (реагентное хозяйство). Современные НФС снабжаются системами автоматизированного управления технологическим процессом, значительно повышающими эффективность их работы.

В селе Перегребное действует две НФС. Водоочистительная станция очищает воду перед поступлением ее в водопроводную сеть села. Обеззараживание воды происходит ультрафиолетом, что способствует росту экологической безопасности процесса водоподготовки.

Канализационная очистительная станция служит для очистки воды, поступающую из канализационной сети села. Она построена в 2014 году. Производительность каждой 1 000 м.куб/сут. Диапазон производительности 800 – 1200 м 3 /сут ( Приложение 3)

Образующиеся на внутренней поверхности трубопроводов отложения являются продуктами сложных физико-химических процессов, происходящих на ней самой или на нанесённом защитном покрытии, а также в транспортируемой по трубопроводу воде. Кроме того, отложения в трубопроводах в ряде случаев являются продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, поселившихся и присутствующих в водопроводных трубах благодаря сложившимся условиям.

Характер отложений в трубопроводах, как правило, определяется:
— физико-химическими свойствами транспортируемых вод,

— условиями эксплуатации сети,

Запах воды из крана может меняться в худшую сторону по ряду причин. Чаще всего вода начинает неприятно пахнуть из-за металла водопроводных труб, чрезмерного размножения микроорганизмов, химических веществ, использующихся для борьбы с вредоносными бактериями.

К появлению неприятного запаха приводит множество причин. Чаще всего вода изменяет свой запах под воздействием очищающих химических веществ. Не менее распространенной причиной появления рассматриваемой проблемы является плохое качество водопроводных труб.

Половина населения России получает воду, опасную для здоровья. Загрязненная вода вызывает до 80 % всех известных болезней и на 30 % ускоряет процесс старения. Химические вещества поступают в организм человека не только при прямом потреблении воды в питьевых целях и при приготовлении пищи, а также и косвенно. Например, при вдыхании летучих веществ и кожном контакте во время принятия водных процедур. Вода, текущая из наших кранов, имеет определенный химический состав. Химические вещества, содержащиеся в воде, можно разделить на несколько групп:1) вещества, которые наиболее часто встречаются в водопроводной воде (фтор, железо, медь, марганец, цинк, ртуть, селен, свинец, молибден,нитраты,сероводород);
2) вещества, остающиеся в воде после реагентной обработки: коагулянты (сульфат алюминия), флоккулянты (полиакриламид), реагенты, предохраняющие водопроводные трубы от коррозии (остаточные триполифосфаты), хлор; 3)вещества, которые попадают в водоемы со сточными водами (бытовые, промышленные отходы, поверхностные стоки сельскохозяйственных угодий, которые были обработаны химическими средствами защиты растений: гербицидами и минеральными удобрениями); 4) компоненты, которые могут попадать в воду из водопроводных труб, переходников, соединений, сварочных швов и др. (медь, железо,свинец). Все эти вещества могут быть как полезными, так и опасными для здоровья человека ( Приложение 4 )

Лабораторное исследование химического состава водопроводной воды

Для исследования были взяты 3 пробы воды из разных зданий села Перегребное.

Образцы воды :1- эталонная проба воды: негазированная вода Bon Aqua , разливается в г. Самара, производитель фирма « Кока Кола»

2- водопроводная вода ул. Спасенникова 14 a кв.6

3- водопроводная вода ул. Лесная 1б кВ 11 (проба взята 14 февраля после отключения на 2 часа подачи воды).

4- водопроводная вода пер. Школьный, д 1 (химический кабинет).

В школьной лаборатории были проведены следующие исследования:

I. Определение запаха воды.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в неё естественным путём и со сточными водами. Определение запаха основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запахов воды при 20 и 60°С.

Оборудование и реактивы: пробы воды, стеклянные сосуды, колбы на 250 мл с пробкой, пробирки, водяная баня (60° С), универсальный индикатор.

Заполняем колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой. Взболтаем содержимое колбы. Откроем колбу и осторожно, не глубоко вдыхая воздух, сразу же определили характер и интенсивность запаха. Запах сразу не ощущался, поэтому испытание повторили, нагрев воду в колбе на водяной бане до 60 °С. Интенсивность запаха определяется по 5-ти бальной системе согласно таблице (Приложение 5). Выводы : Вода проб № 3, 4 не пригодна для питья . Проба № 1 — запах не ощущается. Оценка 0.

Проба № 2 – запах очень слабый. Оценка 1.Проба № 3 — отчетливый запах. Оценка 4. Проба № 4 — до нагревания запах железа слабый . После нагревания наблюдалась заметная интенсивность запаха. Оценка 3.

II. Определение цветности и мутности воды.

Цвет (или цветность) воды зависит от содержащихся примесей. Чистая вода бесцветна, но иногда имеет легкий голубоватый или изумрудный оттенок. При повышенном содержании различных органических веществ вода приобретает желто-коричневую окраску. Примеси минеральных веществ также изменяют цветность воды в зависимости от преобладания того или иного химического элемента.

Мутность воды обусловлена присутствием большого количества взвешенных частиц. Измеряется мутность в миллиграммах на литр (мг/л).

Оборудование: пробирка, белый лист бумаги, темный лист бумаги, настольная лампа.

Заполнили пробирку водой на 10-12 мл.

Рассмотрели пробирку сверху на белом фоне при достаточном освещении. Определили цветность воды по таблице (Приложение 6). Рассмотрели пробирку сверху на темном фоне при достаточном освещении. Определили мутность воды по таблице.

Проба № 1 – чистая прозрачная вода. Мутность не выявлена. Проба № 2 – прозрачная вода. Слабо опалесцирующая мутность. Проба № 3 — коричневая вода. Чрезвычайная мутность. Не годна для питья. Проба № 4 (пер. Школьный 1) — светло-желтоватая вода. Слабая мутность. Не годна для питья

III. Определение прозрачности воды.

Анализ на прозрачность определяет, насколько вода прозрачна.

Оборудование: мерный цилиндр, лист бумаги с напечатанным текстом, линейка.

Наливаем воду в прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, подложите под цилиндр на расстоянии 4см лист бумаги, на котором шрифт, высота букв которого 2мм, а толщина линий букв — 0,5 мм и сливаеме воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выразите степень прозрачности в сантиметрах.

Вывод: Проба № 1 – 17 см. Проба № 2 – 15 см . Проба № 3 — 1,8см . Проба № 4 – 11, 5 см

Вкус и привкус вызываются растворенными в воде неорганическими и органическими веществами. Например, большое количество растворенных солей делает воду соленой, присутствие железа придает воде металлический привкус, повышенное содержание углекислого газа (углекислоты) и органических кислот (щавелевой, яблочной, муравьиной и других)- кисловатый привкус, сульфат кальция — вяжущий вкус. Свежесть воде придает растворенный кислород. Измеряется вкус в баллах. Качественная вода должна иметь привкус не более 2 баллов.

Проба № 1 – привкуса нет. 1 балл. Проба № 2 – привкуса нет.2 балла. Проба № 3, 4 — не рискнули пробовать данные пробы .

IV. Качественное обнаружение катионов тяжелых металлов

Оборудование: пробы воды, уксусная кислота, дихромат калия.

В пробирку с пробой воды внесли по 1 мг 50% раствора уксусной кислоты и перемешали. Добавили по 0,5 мл 10% раствора дихромата калия . Пробирку встряхивали и через 10 минут приступили к определению. Содержимое пробирки рассматривают сверху на черном фоне, верхнюю часть пробирки до уровня жидкости прикрывают со стороны света картоном. При наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок хромата свинца.

Вывод: Ни в одной исследуемой пробе ионы свинца не обнаружены.

Показатели, влияющие на органолептические свойства воды

Определение реакции водной среды (pH).

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию среды (pH около 7). Значение pH воды хозяйственного, питьевого, культурно-бытового назначения регламентируется в пределах 6-9.

Оборудование: пробы воды, универсальная индикаторная бумага.

Ход работы:

Капнули исследуемой водой на универсальную индикаторную бумагу. Сравнили полученный цвет со шкалой индикаторной бумаги. Определили pH и среду раствора.

Вывод: Проба № 1- рН =6, среда слабо кислая. Проба № 2 – рН=6, среда слабокислая

Проба № 3– рН=7, среда нейтральная. Проба № 4 – рН=7, среда нейтральная

Определение жесткости воды.

Жесткость воды является одним из показателей ее качества. Она определяется по количеству содержащихся в ней солей кальция, магния (карбонатов, сульфатов и т.п.) и выражается в миллиграмм-эквиваленте на литр. Постоянная жесткость обусловлена присутствием некарбонатных солей ( хлориды или сульфаты ), растворимых в воде, так как эти соли устойчивы при нагревании и кипячении воды . Непостоянная (временная) или карбонатная отличается присутствием большого количества растворимых солей (карбонатов), которые становятся нерастворимыми при кипячении. Суммарная жесткость воды, т. е. общее содержание растворимых солей кальция и магния получила название общей жесткости.

Определение карбонатной жесткости воды.

Оборудование: пробирки, пипетка, хлороводородная кислота (0,05 Н), индикатор метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Ход работы:

Наливаем в пробирку 10 мл анализируемой воды, добавляем 5 капель фенолфталеина.

Вывод: Проба № 1( Bon Aqua ) – осадок не выпал, цвет не изменился . Проба № 2 – осадок не выпал, цвет не изменился . Проба № 3 – появилась муть, цвет слаборозовый (желтоватый оттенок). Проба № 4 – выпал осадок, цвет изменился

Определение гидро карбонат-ионов.

В пробах воды определяем концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавляем 2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруем пробу раствором 0,05 Н соляной кислоты до перехода желтой окраски в розовую. Сосчитать количество капель

Вывод: Во всех пробах для титрования понадобилась одна капля HCl до перехода желтой окраски в розовую.

Общий вывод: Вода во всех пробах содержит небольшое количество гидрокарбонат ионов, и пробы№ 3, №4 содержат карбонат ионы. Временная жесткость воды практически отсутствует, поэтому накипь при кипячении практически не образуется.

Определение содержания железа в воде.

Железо присутствует в природных водах обычно в виде гидрокарбоната Fe(НСОз) ₂ . При высокой концентрации этого элемента вода приобретает неприятный металлический вкус и быстро мутнеет при стоянии. Повышенное содержание солей железа способствует зарастанию водопроводных труб осадками.

Так как концентрация железа в природных водах незначительна, то ее нельзя определить тетриметрическим методом. Для этой цели лучше воспользоваться реакцией ионов Fе3+ с жёлтой кровяной солью, а Fе2+ красная кровяная соль.

Оборудование: образцы воды, жёлтая кровяная соль, красная кровяная соль.

В пронумерованные пробирки наливаем воды по 10-15 мл.

В каждую пробирку приливаем жёлтую кровяную соль и смотрим на окрашивание. Затем в новые пробы приливаем красную кровяную соль и сравниваем окрашивание.

В пробах воды №1, №2, № 3 не выявлено ионов железа (Fe 3+ ), в 4 пробе наблюдается характерный осадок бурого цвета. Проба № 4 уже содержал бурый осадок гидроксида железа (III). Данное вещество образуется при коррозии (ржавлении) сплава с содержанием железа, из которого изготовлены водоотводящие трубы. Появление ржавчины в пробе № 4 объясняется изменением напора воды в трубах.

Ионы Fe 2+ в пробах №1,2,4 не обнаружены. В пробе № 3 в ходе эксперимента выпал незначительный осадок зеленого цвета гидроксида железа (II). В ходе отстаивании воды пробы №3 она желтеет, т.е. под воздействием кислорода происходит образование гидроксида железа (III).

Обычно содержание меди в воде находится в пределах от 0,01 до 0,5 мг/л. В случае превышения содержания меди в воде 5,0 мг/л вода приобретает неприятный терпкий привкус. Согласно опубликованным данным, в случае содержания меди в воде выше 1,0 мг/л отмечается окрашивание белья во время стирки и коррозия алюминиевой посуды. Медь малотоксична. В концентрациях, которые не ухудшают органолептические свойства воды, отрицательное влияние меди на организм человека не установлено.

Оборудование: пробы воды, фарфоровая чашка, концентрированный раствор аммиака.

В фарфоровую чашку помещаем 3-5 мл исследуемой воды, выпариваем досуха и наносим на периферийную часть каплю концентрированного раствора аммиака.

Вывод: Проба № — появление практически незаметной светло-фиолетовой окраски

Проба № 2 — окраска отсутствует

Проба № 3 — окраска отсутствует. Проба № 4- появление практически незаметной светло-фиолетовой окраски

Таким образом, пробы воды №1, №4 содержат небольшое количество ионов меди.

Определение содержания хлоридов

Хлориды влияют на органолептические свойства питьевой воды. Они придают ей соленый вкус.

Оборудование: нитрат серебра, пробы воды.

В пробирку наливаем 5 мл исследуемой воды и добавляем 3 капли 1%- ного нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяем по осадку или помутнению.

Вывод : Проба №1 — выпал белый осадок, ионы хлора придают солоноватый привкус воде. Концентрация хлоридов 1-10 мг/л. Влияют на органолептические свойства питьевой воды, поэтому данные ионы в таком количестве вред организму не приносят. Содержание ионов хлора имеется на этикетке товара. В пробах воды №2, №3, №4 – осадка нет, следовательно ионы хлора не содержится. Значит, водопроводная вода не хлорируется.

VI .Определение содержания сульфатов.

Сульфаты также влияют на органолептические свойства питьевой воды и придают ей горький вкус.

В пробирку внесём 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл соляной кислоты (1:5) и 2 мл 5%-го раствора хлорида бария, перемешиваем. По характеру выпавшего осадка определяем ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути концентрация сульфат ионов менее 5мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут – 5-10мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу, после добавления хлорида бария, -10-100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат –ионов (более 100мг/л).

Вывод: В пробе №1 ( Bon Aqua )- выпал белый осадок. Сульфат-ионы присутствует в воде. Информацию о содержании данных ионов мы не нашли на этикетке товара. В пробах №2, №3, №4 осадок не выпал, следовательно сульфат-ионов не содержится

Химические вещества, образующиеся при обработке воды

Определение окисляемости воды.

Сложный санитарный показатель, который характеризует способность веществ, присутствующих в воде, взаимодействовать с сильными окислителями. С практической точки зрения окисляемость отражает степень загрязнения объекта водопользования органическими соединениями и выражается в миллиграммах кислорода на литр (мгО ₂ /дм 3 ).

Далее набираем в пробирку примерно 50 мл испытуемой воды (высота столба около 2 см) и вносим в опытный образец 1 каплю заранее заготовленного насыщенного раствора перманганата калия. Через час оцениваем изменение цвета раствора, которое и расскажет нам о степени окисляемости воды. Если раствор остался ярко-розовым – окисляемость низкая, а загрязнение воды минимально. Осветление до красного цвета свидетельствует об умеренной окисляемости, оранжевый говорит о сильном загрязнении воды, а желтый эквивалентен табличке «антисанитарное состояние воды».

Все пробы воды остались ярко-розовым, значит окисляемость их низкая и загрязнение воды органическими соединениями минимально.

Поставленная цель достигнута, первая гипотеза получила подтверждение. В условиях школьной лаборатории можно провести простейшие исследования по определению химического состава водопроводной воды.

Соответствие водопроводной воды с. Перегребное ГОСТ определить в условиях школьной лаборатории невозможно, так как необходимо специальное химическое оборудование. Поэтому вторая гипотеза не подтверждена.

Насосно-фильтровальные станции качественно функционируют, очищенная вода полностью соответствует требованиям ГОСТ.

Качество воды ухудшается вследствие перемещения по водопроводным трубам, о чем свидетельствуют различие в результатах анализа воды в разных зданиях села.

Механизм значительного увеличения концентрации соединений железа в питьевой воде в переменном режиме водопользования заключается в дефиците растворенного кислорода.

Пробы воды, взятые из трех зданий села Перегребное практически не отличаются химическим составом. Большое содержание ржавчины в составе водопроводной воды, взятой по улице Лесная 1 Б, объясняется изменением напора воды в трубах, что говорит о сильной их коррозии. Проба, взятая в школе, в кабинете химии, содержит постоянно большое количество ионов железа (+2), что говорит о большом износе водопроводных труб.

Список источников информации

Требования к качеству питьевой воды согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 и международные рекомендации ВОЗ (всемирная организация здравоохранения).

Общая минерализация (сухой остаток)

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионоактивные

Фториды (F) для климатических районов I и II

Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл

Споры сульфоредуцирующих клостридий

Требования к органолептическим свойствам воды

Влияние некоторых химических загрязнителей воды на организм человека .

Хлор в водопроводной воде

Хлор (Cl) , а точнее хлорсодержащие соединения, один из основных реагентов, используемых на водоочистных станциях для обеззараживания и осветления воды, поступающей в дома россиян. В воде хлор образует гипохлорную кислоту и гипохлорид натрия . Эти химические соединения, производные хлора, могут быть опасны для здоровья при их высоких концентрациях в воде. Особенно чувствительны к действию хлора дети.
Небольшие дозы хлора могут способствовать развитию воспаления слизистой оболочки полости рта, глотки, пищевода, вызывать спонтанную рвоту. Вода, содержащая большое количество хлора, оказывает токсическое действие на организм человека.

Алюминий в водопроводной воде

Алюминий (Al) присутствует в природной воде. Сульфат алюминия широко используется в процессах водоподготовки в качестве коагулянта, и присутствие его в питьевой воде является результатом недостаточного контроля при выполнении этих процессов. При изучении влияния на организм человека соединений алюминия было установлено, что алюминий в больших количествах может вызывать повреждение нервной системы .
Магний в водопроводной воде

Магний (Mg ) также необходим человеческому организму, он содержится в каждой клетке тела человека и постоянно вводится в организм с пищей и водой. Выявлено также и негативное влияние повышенного содержания магния на нервную систему человека, ионы магния обратимое угнетение центральной нервной системы, так называемый магниевый наркоз.

Железо в водопроводной воде

Железо (Fe) — это один из основных элементов природной воды. Иными источниками железа в водопроводной питьевой воде являются железосодержащие коагулянты, которые используются в процессах водоподготовки. Это может быть железо, проникающее в водопроводную воду из участков стальных и чугунных водопроводных труб, подвергшихся коррозии. При повышенном содержании железа в питьевой воде она приобретает ржавый цвет и металлический привкус. Такая вода непригодна к употреблению. Регулярное употребление питьевой воды повышенным содержанием железа может привести к развитию заболевания, которое носит название гемохроматоза (отложение соединений железа в органах и тканях человека).

Кальций в водопроводной воде

Кальций (Са) , поступающий в организм, обладает благоприятной для человека способностью уплотнять клеточные и межклеточные коллоиды, а также влиять на процессы образования клеточной оболочки. Выявлена способность ионов кальция уплотнять клеточную оболочку и снижать клеточную проницаемость, что приводит к снижению кровяного давления, а при недостаточной концентрации ионов кальция происходит растворение межклеточных спаек, разрыхление стенок кровеносных капилляров и увеличение клеточной проницаемости, что приводит к повышению кровяного давления. Известна положительная роль кальция в процессе свертывания крови .

Медь в водопроводной воде

Уровень меди (Cu) в подземных водах довольно низок, но использование меди в составляющих водопровода может способствовать значительному повышению ее концентрации в водопроводной воде. Концентрация меди более 3 мг/л может вызвать острое нарушение функции желудочно-кишечного тракта. У людей, страдающих либо перенесших заболевания печени (например, вирусный гепатит), собственный обмен меди в организме нарушен.
Наиболее чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети , находящиеся на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды существует реальная, угроза развития цирроза печени.

Свинец в водопроводной воде.

Источниками свинца (Рb) в питьевой водопроводной воде могут быть: свинец, растворенный в природной воде; свинец загрязнителей, попадающих в природную воду различными путями (например, бензин); свинец, содержащийся в водопроводных трубах, переходниках, сварочных швах и др. При употреблении воды с повышенным содержанием свинца могут развиваться острые или хронические отравления организма человека. Острое отравление свинцом опасно тем, что может привести к смертельному исходу. Хроническое отравление свинцом развивается при постоянном употреблении малых концентрации свинца. Свинец откладывается практически во всех органах и тканях человеческого организма.

Цинк в водопроводной воде

Цинк (Zn) содержится практически во всех продуктах, в воде в том числе. В ней он присутствует в виде солей и органических соединений. Его содержание в природной воде нe превышает 0,05 мг/л , но в водопроводной питьевой воде его концентрация может быть выше за счет дополнительного поступления из водопроводных труб.
Высокое содержание солей цинка в питьевой воде может вызвать серьезное отравление организма человека. Установлено, что уровень солей цинка в водопроводной питьевой воде более 3 мг/ л делает ее непригодной к употреблению

Потребление недоброкачественной питьевой воды приводит к росту заболеваний как инфекционной, так и неинфекционной природы, связанной с химическим составом воды. Нарушение приведенных качеств питьевой воды наблюдается при неблагополучном состоянии поверхностных водоисточников, низкой эффективности водоподготовки, а также неудовлетворительном состоянии внутренней поверхности труб водоразводящих систем

Таблица по определению характера запаха

источник