Определение качества минеральной воды методом химического анализа

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Жданов Д.А. 1

---

1МБОУ "Гимназия №13"

Чадалина Надежда Николаевна 1

---

1МБОУ "Гимназия №13"

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение. Актуальность темы

Прилавки магазинов, торгующих продуктами питания, предлагают широкий ассортимент минеральной воды на любой вкус. Вы без труда отыщите карбонатную и сульфатную минеральную воду, газированную и негазированную, с ароматизаторами и без них.

Природные полезные свойства минеральной воды уникальны, ведь они формировались в недрах земли, в совершенно особых условиях. Они проходят естественную обработку различными горными породами, высокими температурами, растворенными газами, всевозможными энергетическими полями.

Главная ценность минеральных вод заключается в том, что их «приготовила» и наделила целебными свойствами сама природа. Вроде бы любую минеральную воду можно химически разложить по солям и, значит, воссоздать. Однако искусственно насыщенная минералами вода не способна заменить природную, потому что не обладает волшебным действием. Важно, что любая минеральная вода тесно связана с тем местом, где она добывается или изливается на поверхность. Когда она выходит из недр земли, то растворяет не только соли и насыщается ими, но проходит сквозь различные гравитационные, магнитные, биологические поля. Именно этим объясняются их неповторимые вкусовые и оздоравливающие качества.

Поскольку искусственно воссоздать условия подземной природной лаборатории невозможно, никакой комплекс минералов не сравнится с природной минеральной водой.

Многообразие минеральной воды, представленной на полках магазинов, способно ввести в заблуждение кого угодно. В рамках исследовательской работы на тему "Определение качества минеральной воды методом химического анализа" планируется узнать: какая из минеральных вод наиболее полезна для нашего организма.

Цель: изучить состав минеральных вод различных торговых марок и их воздействие на организм человека.

Задачи:

познакомиться с литературой по данному вопросу;

изучить биологическую роль минеральной воды и её влияние на здоровье человека;

провести химический анализ состава различных торговых марок минеральной воды;

дать сравнительную характеристику минеральным водам разных производителей.

Объект исследования: минеральная вода различных торговых марок.

Предмет исследования: химический состав и полезные свойства минеральной воды различных торговых марок.

Гипотеза: мы проведём анализ минеральной воды различных торговых марок и предположим что, все виды минеральной воды полезны для человека.

Методики:

1.изучение теоретических основ по литературным источникам;

2. изучение торговых марок исследуемых минеральных вод;

3. химический анализ минеральной воды.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. История открытия минеральной воды

Минеральная вода – это подземная вода, содержащая в повышенных концентрациях биологические активные минеральные и органические компоненты, обладающими специфическими физико-химическими свойствами.

История «минералки» берёт своё начало в незапамятные времена, в III тысячи лет до нашей эры, когда в сохранившихся памятниках Месопотамии появляются первые упоминания о «подземных водах».

В то время подземные воды казались людям удивительным явлением природы, даром богов. Секрет их силы они объяснить не могли.

Однако уже ближе к нашей эре, в I веке предпринимаются первые попытки исследования минеральной воды. Так, греческий врач и учёный Архигинес предположил, что сила целебные свойства минеральной воды зависят от её состава и предложил делить «подземные воды» на несколько категорий.

Впоследствии исследованиями минеральных вод занимались такие великие мыслители как Гиппократ и Гален, но в «тёмную», религиозную эпоху Средневековья народ с трудом верил в оздоровительные способности добытых из-под земли вод.

Окончательно «утвердить своё место» в повседневной жизни минеральным водам удалось только в эпоху Просвещения и в XIX веке, когда немецкие, чешские и сербские минеральные курорты стали самыми модными у аристократии местами встреч.

В России добыча данных вод впервые начинается по указу Петра I и, как и в Европе, набирает силу к середине позапрошлого столетия. В СССР особенно распространены были добываемые на Кавказе минеральные воды.(рис. 1)[7,8].

Рис.1. Поляна Нарзанов. Эльбрус

1.2 Классификация минеральных вод

Для определения минеральной воды на группы учитывают следующие показатели : уровень минерализации, ионный и газовый состав, температуру, кислотность или щёлочность, радиоактивность.

1.2.1. Классификация минеральных вод по количественному содержанию минеральных веществ

По содержанию минеральных веществ минеральные воды делятся на:

столовые (содержащие солей до 1 г на литр), которые можно пить сколько угодно;

лечебно-столовые (2–8 г на литр). Они годятся и когда просто хочется пить, и если здоровье нужно подправить. Обычно такие воды прописывает врач, но их можно использовать как столовые с одной оговоркой – «несистематически»;

лечебные (уровень солей больше 10 г на литр). Это уже лекарство, которое требует рекомендации врача. Да и по вкусу она такая, что просто так пить ее не захочешь. На организм человека эти воды оказывают сильное воздействие. Их пьют в строго оговоренном количестве – столовая, а то и чайная ложка в день;

воды бальнеологического назначения для наружного применения (для ванн). Количество солей в них (10-140 грамм на литр)[1,3].

1.2.2. Классификация минеральных вод по температуре

По температуре различают:

холодные, t < 20°С;

теплые, t = 21-36°С;

горячие (термальные), t=37-42°С;

очень горячие (высокотермальные), t > 42°С минеральные воды. Высокотермальные воды достигают температуры более 90°С.[6].

1.2.3. Классификация минеральных водв зависимости от газового состава и наличия специфических элементов

Углекислые (кислые) минеральные воды;

сульфидные (сероводородные) минеральные воды;

бромистые минеральные воды;

йодистые минеральные воды;

мышьяковистые минеральные воды;

радиоактивные (радоновые) минеральные воды [7].

1 .2.4.Классификация минеральных вод по ионному составу

Химический состав минеральной воды представляет собой, в первую очередь, разнообразные комбинации из шести основных ионов: натрий (Na^-), кальций (Са²⁺), магний (Мg²⁺), хлор (Сl^--), сульфат (SO₄^2-) и гидрокарбонат (НСО₃^-(рис.2).

Рис.2. Ионный состав минеральной воды

Таблица 1. Классификация минеральных вод в зависимости

от содержания ионов

1.3. Влияние минеральной воды на организм человека

Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами. Питьевые минеральные воды поступают из природных источников, в растворе которых содержаться различные полезные газы и соли.

Оксид углерода (IV)является важным компонентом минеральной воды, так как за счёт взаимодействия углекислого газа с подземными породами и формируются лечебные свойства воды. Углекислый газ смягчает вкус напитка и способствует лучшему утолению жажды. Он также стабилизирует химический состав минеральной воды, поэтому для сохранения всех полезных свойств её перед розливом дополнительно насыщают двуокисью углерода.

В небольших количествах в минеральной воде содержится почти вся таблица Менделеева в микро- и ультрамикродозах. В наибольшем количестве в ней представлены: железо, йод, фтор, бром, мышьяк, кобальт, молибден, медь, марганец и литий. Они в свою очередь тоже оказывают влияние на организм человека, и притом каждый своё. Хлор влияет на выделительную функцию почек. Калий инатрий поддерживают необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма. Йод активизирует функцию щитовидной железы, участвует в процессах рассасывания и восстановления.Бром усиливает тормозные процессы, нормализуя функцию коры головного мозга. Железо входит в структуру гемоглобина, его недостаток в организме приводит к анемии. Медь помогает железу переходить в гемоглобин.

Раздражая многочисленные рецепторы слизистой оболочки полости рта и желудка, минеральная вода влияет не только на слюноотделение, но и на структурную и моторную функции желудка и кишечника, функциональное состояние мочеотделительной и других систем. Одновременно (особенно в верхних отделах кишечника) происходит всасывание выпитой минеральной воды и поступление ее в лимфатическую и кровеносную системы. Это приводит к изменению химического состава и кислотно-щелочного равновесия жидкостей и тканей, усиливает образование биологически активных веществ, что, в конечном счете, сказывается на функциональной активности многих органов и систем, на течении обменных процессов в организме [4].

Глава 2. Практическая часть. Результаты исследования

Для анализа состава минеральной воды, воздействия её на организм человека были взяты минеральные воды пяти известнейших торговых марок.

2.1. Объекты исследования и их характеристика

Характеристики минеральной воды исследуемых товарных марок взяты с товарных упаковок.

Таблица 2. Образец №1. Лечебно-столовая

Таблица 3. Образец №2. Лечебно-столовая

Таблица 4. Образец №3. Лечебно-столовая

Таблица 5. Образец №4. Лечебно-столовая

Таблица 6. Образец №5. Лечебная

2.2. Определение химического состава минеральной воды

Б ал проведён химический анализ состава минеральной воды пяти товарных марок. Определяли рН воды, наличие хлорид, сульфат, карбонат и гидрокарбонат – ионов в исследуемых пробах (рис.8, приложение 1 рис. 1-5) [1,2].

Рис.8. Химический анализ состава минеральной воды в лабораторных условиях.

2.2.1. Определение рН воды

Химические свойства воды зависят от содержания в ней минеральных веществ, которые находятся в виде растворенных гидратированных ионов. Одной из важных характеристик химического состава воды является реакция её среды, т.е. кислотность воды.

  Для определение pН взяли 5 пробирок и наливали в каждую пробирку по одному виду минеральной воды и опустили в пробирки жёлтую лакмусовую бумагу. После 3-4 минут мы сравнили результаты со школой pН. Полученные результаты заносим в таблицу 7.

2.2.2. Определение наличия сульфат – ионов в воде

В пробирку внесли 10 мл исследуемой воды, 0,5 мл концентрированной соляной кислоты и 3 мл 20%-ного раствора хлорида бария. Если вода содержит сульфат ионы, то появится белый тонкодисперсный, или, как говорят, молочный осадок сульфата бария. О концентрации его в воде можно судить по степени прозрачности полученной смеси. Результаты анализа занесены в таблицу 7.

2.2.3. Определение хлорид – ионов

В пробы минеральной воды добавляли нитрат серебра. Выпадение белого осадка или помутнее указывает на содержание в воде хлорид – ионов (таблица 7).

2.2.4. Определение карбонат - ионов

Определяем анионы  CO₃^2- . Добавим в чистые пробирки минеральную воду и добавляем HCl. Результаты так же занесли в таблицу 7.

Выводы

1. Изучили литературу по теме исследования. Познакомились с классификацией минеральных вод.

2. Ознакомились с биологической ролью минеральной воды и её влиянием на организм человека.

3. Провели химический анализ состава различных торговых марок минеральной воды.

Образец №1, образец №2, образец №3 и образец №5 имеют слабо-щелочную реакцию (рH = 8), образец №4 – слабо кислотную (рH = 6).

Все торговые марки минеральной воды содержат хлорид-ионы, на что указывает выделение обильного осадка хлорида серебра.

Слабую реакцию на сульфат-ион дали все пробы минеральной воды.

Пробы всех торговых марок минеральной воды содержат ионы HСO₃^- , на что указывает выделение углекислого газа при действии соляной кислоты.

Полученные результаты химического анализа всех торговых марок минеральной воды соответствует информации на этикетке. Проводя эксперименты, мы доказали, что минеральные воды исследуемых образцов соответствуют своему назначению и качеству.

Мы подтвердили выдвинутую гипотезу и можем порекомендовать: при выборе минеральной воды обращать внимание на информацию: состав, место изготовления, срок хранения (в пластиковой бутылке не более 6 месяцев), назначение воды. Минеральную воду лечебно-столовую и лечебную необходимо употреблять по назначению врача. Минеральную воду можно применять для лечения и профилактики различных заболеваний (приложение 2).

Используемые источники

1. Алексеев В.Н. Качественный химический полумикроанализ, М., Химия. 1993.

2. Алимарина И. П. Методы обнаружения и разделения элементов, М., Изд-во Моск. ун-та, 1984, 208 с..

3. Ганейзер Г. Е. Подземные воды нашей Земли, М., Просвещение, 199

4. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. – М.: Мир, 1976

5. Химическая энциклопедия т.1. – М.: Советская энциклопедия, 1988.

6. www.edabezvreda.ru

7. http://minvody.ucoz.ru

8. http://www.mineral.tj

Приложение 1

Результаты химического анализа проб минеральных

вод различных торговых марок

Рис.1. Образец №1. Лечебно-столовая

Рис.2. Образец №2. Лечебно-столовая

Рис.3. Образец №3. Лечебно-столовая

Рис.4. Образец №4. Лечебно-столовая

Рис.5. Образец №5. Лечебная

Приложение 2

Профилактика и лечение заболеваний с использованием

минеральной воды различных марок

Минеральная вода Образец №1 используется для:

лечения и профилактики хронических гастритов,

неосложненной язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки,

хронических колитов и энтероколитов,

хронических заболеваний печени и желчевыводящих путей,

хронических панкреатитов,

болезней обмена веществ,

хронических заболеваний мочевыводящих путей.

Минеральную воду Образец №2 специалисты рекомендуют для лечения и профилактики таких заболеваний как:

колиты,

гастриты,

панкреатиты,

остаточные явления после вирусного гепатита,

подагра,

болезни желудка,

зоб,

ожирение,

лёгкие формы сахарного диабета.

Минеральная вода Образец №4 показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

болезни органов пищеварения,

проблемы с обменом веществ,

болезни почек,

цистит,

уретрит,

нарушения в нервной системе,

заболевания сердечнососудистой системы,

ожирение.

Минеральная вода Образец №5 показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

хронические гастриты с нормальной и пониженной кислотностью,

синдром раздраженной кишки,

дискинезия кишечника,

заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей,

хронический панкреатит.

сахарный диабет,

ожирение,

нарушение солевого и липидного обмена.