Сравнение свойств соленой воды из различных водоемов России

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Ищукова А.С. 1

---

1МОБУ СОШ №8 им. А.Г. Ломакина

Черныш Е.Н. 1

---

1МОБУ СОШ №8 им. А.Г. Ломакина

Работа в формате PDF

12.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1. Актуальность темы

В 2022 году наша семья совершила несколько путешествий. На майских праздниках мы ездили на соленые озера: озеро Эльтон в Волгоградской области и озеро Баскунчак в Астраханской области. Вокруг озер все было покрыто белой солью. Мы набрали немного соли с собой и привезли соленой воды. На летних каникулах я гостила у бабушки на Черном море, в котором тоже соленая вода. Но вокруг моря соли не видно. Пока я была в гостях у бабушки, мои родители были в путешествии в Алтайском крае и привезли соль и соленую воду из озера Большое Яровое и Малинового озера. Мне стало интересно: как сильно отличается соленая вода, взятая из разных источников. На первый взгляд она без цвета и без запаха. Можно ли определить какая вода более соленая? Повлияет ли это на какие-то свойства воды? Можно ли мне будет определить это самой в домашних условиях? Поэтому я решила сделать настоящий проект.

Гипотеза исследования: Свойства соленой воды зависят от того как много соли содержится в воде.

Объект исследования: соленая вода из различных водоемов России.

Предмет исследования: интересные факты о воде, определение качества воды в домашних условиях.

Цель исследования: выявить как соль влияет на свойства воды.

Задачи исследования:

Найти интересные факты о воде

Узнать, как провести исследование свойств соленой воды в домашних условиях

Провести исследование для разных проб соленой воды и выявить самую соленую воду и ее влияние на свойства воды.

Методы исследования:

Поиск информации в сети Интернет.

Эксперимент

Анализ информации.

Систематизация знаний и их изложение в виде рассказа.

Значимость и прикладная ценность работы: работа может быть использована на уроках окружающего мира для расширения умственного кругозора детей и взрослых, которые желают больше узнать о составе и качестве воды.

2. Интересные факты о соленой воде

Когда-то давно, много миллионов лет назад наша планета Земля выглядела совсем не так, как сейчас. На планете был большой океан Тетис, который был расположен между континентами Гондвана и Лавразия (рис. 1) [1].

Рис. 1 – Океан Тетис

Тетис существовал на протяжении большей части истории земного шара. Он занимал южную часть современной Европы, область Средиземного моря, северные берега Африки, Черное и Каспиское моря, горы Памир, Тянь-Шань и Гималаи, а также Индию [1]. Когда мы с семьей были в путешествии в городе Казань, в музее мы видели скелеты огромных китов, которые были найдены на территории Республики Татарстан. Это объясняется тем, что когда-то на этой территории был океан Тетис.

Когда изменился рельеф Земного шара, и он стал выглядеть так, каким мы привыкли его видеть, остатки океана Тетис превратились в соленые озера и моря, в том числе в Черное море. Вода в этих озерах иногда намного соленее, чем в море. На территории нашей страны, в различных регионах есть такие соленые озера. Часто на берегу таких соленых озер строят санатории, потому что давно известны лечебные свойства соленой воды. Когда я готовила этот проект, то узнала, что морская вода может даже заменить человеческую кровь, так как по составу эти две жидкости очень похожи [2]. Также во время Великой Отечественной Войны время хирурги не только промывали раны солевыми растворами, но и накладывали на них солевые повязки. Благодаря этому раны быстро очищались от гноя, воспалительный процесс затухал, и больной шел на поправку [2]. Также соленая вода улучшает состояние кожи человека, увеличивает потребление миркоэлементов, улучшает дыхание и даже повышает наш иммунитет [3].

Еще один интересный факт: в Антарктиде есть озеро, которое в 11 раз соленее моря и именно поэтому оно замерзает только при -50⁰ С (рис. 2).

Озеро было обнаружено в 1961 году вертолетчиками Доном Ро и Джоном Хик, в честь которых и названо. Во время открытия озера температура воды была −30 °C, но льда на нём не было [4]. 

3. Опрос одноклассников

Перед тем как приступить к исследованию свойств воды, я решила узнать у моих одноклассников, что они думают и знают про соленую воду. Всего в опросе приняло участие 20 учеников из третьих классов МОБУ СОШ №8 им. А.Г. Ломакина. В анкете я задала 4 вопроса:

Какие соленые озера в России ты знаешь?

Знаешь ли ты какими полезными свойствами обладает соленая вода?

Как ты думаешь, может ли в озере вода быть солёнее, чем в море?

Как ты думаешь, свойства пресной и соленой воды будут одинаковые?

На первый вопрос большинство моих одноклассников ответили, что не знают соленых озер. Два человека ошибочно написали, что озеро Байкал соленое. Это не так, в 2021 году я была на Байкале. Озеро Байкал пресное. Еще несколько человек вместо озер указали Черное и Азовское моря (рис. 3).

На второй вопрос большинство моих одноклассников (17 человек) ответили, что не знают никаких полезных свойств соленой воды (рис. 3).

На третий вопрос большинство моих одноклассников (12 человек) ответили, что вода в озере не может быть соленее, чем в море (рис. 4).

На четвертый вопрос большинство моих одноклассников (19 человек) ответили, что соленая и пресная вода не будут обладать одинаковыми свойствами (рис. 4).

Ответы моих одноклассников подтверждают актуальность моего исследования,

4. Образцы воды для эксперимента

Для проведения экспериментов мы использовали воду, набранную в разных источников нашей страны. Эту воду мы привезли из путешествий. На озеро Эльтон (Волгоградская область) и озеро Баскунчак (Астраханская область) мы с родителями ездили в путешествие в мае 2021 года (рис. 5).

На рис. 6 показаны образцы соляных отложений на озерах Эльтон и Баскунчак.

Озеро Эльтон является крупнейшим озером Волгоградской области и самым большим по площади минеральным озером Европы, а также одним из самых минерализованных озер в мире [5]. Озеро заполнено насыщенным солевым раствором, который называется рапа. В воде содержатся водоросли, которые придают озеру красноватый оттенок. До 1882 года на Эльтоне велась добыча соли, в 1910 году на его берегу основан лечебный санаторий «Эльтон».

Озеро Баскунчак – это пересыхающее соленое озеро в Ахтубинском районе Астраханской области. Баскунчак представляет собой своеобразное углубление на вершине соляной горы, уходящей основанием на тысячи метров вглубь земли и прикрытой толщей осадочных пород. Сегодня чрезвычайно чистая соль озера составляет до 80 % от общей добычи соли в России.

Еще два озера этим летом во время путешествий увидели мои родители во время путешествия по Республике Алтай. Это озера Бурсоль (Бурлинское) и Большое Яровое (рис. 7).

Озеро Бурсоль (Бурлинское) расположено в Кулундинской степи Алтайского края. Площадь озера составляет 32 км², средняя глубина — один метр. Уникальное свойство озера — это цвет. В июне, июле озеро становится розовым, насыщенность цвета зависит от температуры воздуха и солнечной погоды. Достоверно не известно почему озеро меняет цвет [6]. По рельсам, проложенным прямо по дну озера, ездит специальный "комбайн", который рыхлит донные отложения на глубину до 45 см, благодаря этому скопившаяся соль всплывает на поверхность, ее собирают и на вагонетках вывозят к берегу по тем же рельсам. Затем ее несколько раз промывают от ила, используя соленую воду из озера и укладывают для просушки уже на берегу [7].

Озеро Большое Яровое – это бессточное горько-соленое озеро на западе Алтайского края [8]. Кочевые народы Алтая с древних времен наделяли в своих легендах и сказаниях озеро Яровое магическими свойствами. Озеро называлось "Озером надежд" и считалось местом исполнения желаний [9]. 

Я летом 2022 была в гостях у бабушки. Бабушка моя живет в городе Геленджике на берегу Черного Моря (рис. 8). Черное море – это тоже наследие океана Тетис. [3]. Характерной особенностью Чёрного моря является полное отсутствие жизни на глубинах более 150—200 м из-за насыщенности глубинных слоёв воды сероводородом [10].

Я нанесла на карту отметки, где расположены пять водоемов, из которых мы получили образцы воды (рис. 9).

5. Определение свойств воды в домашних условиях

Собрав все необходимые образцы воды, я провела ряд экспериментов для того, чтобы лучше узнать свойства соленой воды и узнать есть ли у такой воды различия. Ниже приведены описания и результаты моих экспериментов.

Эксперимент №1 Кристаллизация соли

Для первого эксперимента я взяла пять пластиковых емкостей (дно от пластиковой бутылки), залила в них примерно одинаковое количество соленой воды из разных источников. После этого опустила в каждый стакан несколько разных предметов: ткань, камень, пластик, веточку. Начало эксперимента было положено 16 октября 2022 года. На рис. 10 показаны образцы воды и предметы, которые были помещены в воду.

Вещи, помещенные в воду, простояли так в течение 3 месяцев (до 16 января 2023 года) на подоконнике при комнатной температуре. Первое, что можно заметить – это какой уровень воды остался в банках (рис. 11). При одинаковом уровне в начале эксперимента за три месяца практически полностью испарилась вода Черного Моря, вторым по наименьшему количеству оставшейся воды было озеро Большое Яровое. Больше всего воды осталось в стакане с водой из озера Баскунчак. Также не одинаково себя повели пластиковые края стаканов – на стаканах с водой из Черного моря и озера Большое Яровое не было никакого налета, на остальных осел плотный солевой налет (рис. 12). При этом наибольший слой соли осел на стакане с водой из озера Бурсоль.

Я извлекла и рассмотрела предметы из каждого стакана (рис. 13). Оставшуюся в стаканах воду а процедила через сито и таким образом получила те кристаллы соли, которые выпали в осадок на дно. Эти кристаллы я взвесила на весах (рис. 14). При этом важно было помнить, что много кристаллов соли еще осело на стенках стаканов и на предметах в воде. Не выпало осадков только в одном стакане – в стакане с водой из Черного моря.

После тщательного изучения всех предметов была составлена табл. 1, в которой представлены для сравнения результаты по каждой соленой воде. Из табл. 1 видно, что меньше всего соли образовалось в воде Черного моря. Только немного налета на ветке. Эта же вода сильно испарилась за три месяца. Больше всего соли в виде осадков выпало в воде из озера Баскунчак. При этом и стенки стакана с водой из озера Баскунчак были сильно покрыты соляным налетом.

Таблица 1 – Сравнительный анализ по результату Эксперимента №1

Вывод: По результатам первого эксперимента можно предположить, что меньше всего концентрация соли находится в образце воды из Черного моря, а больше всего – в воде из озер Бурсоль, Эльтон и Баскунчак. Сделать вывод о том, какое озеро из них самое соленое по эксперименту №1 нельзя.

Эксперимент №2 След от соленой воды

Для проведения этого эксперимента был использован плотный картон темного оттенка. На этом картоне я нарисовала соленой водой из каждого источника снежинку. Когда вода высохла, я рассмотрела полученный результат (рис. 15).

Из рис. 15 видно, что вода из Черного моря практически не оставило следа. Получается, что в Черном моле самая маленькая концентрация соли (этот же результат подтверждает и первый эксперимент). Снежинка из воды озера Большое Яровое тоже практически неразличима. Самый яркий соляной рисунок получился из воды с озера Бурсоль, вторая по яркости получилась снежинка из воды озера Эльтон. Можно предположить, что в этих озерах самая большая концентрация соли.

Вывод: Чем соленее вода, тем более яркий след из соляных кристаллов она оставляет на бумаге после ее высыхания. В озерах Бурсоль и Эльтон самая большая концентрация соли из всех образцов, используемых в проекте.

Эксперимент №3 Выталкивающая сила

Для этого эксперимента я взяла высокий стакан. Кроме соленой воды из источников в этом эксперименте я использовала простую воду из-под крана. Каждый раз я наливала в стакан одинаковое количество воды, а потом погружала в воду яйцо.

Из рис. 16 можно видеть, что в стакане с простой водой и в стакане с водой из Черного Моря яйцо упало на дно стакана, а в остальной воде всплыло. При этом в воде из озера Большое Яровое оно всплыло не так сильно, как в воде из других озер.

Вывод: Если в воде много соли, то она выталкивает предметы на поверхность. Чем больше в воде соли, тем сильнее она выталкивает предметы. В озере Большое Яровое вод более соленая, чем в Черном море, но менее соленая, чем в озерах Эльтон, Баскунчак и Бурсоль.

Эксперимент №4 Смешивание разной воды

Для этого эксперимента я также использовала не только соленую воду из источников, но и простую воду. Каждый образец воды я окрасила краской в свой цвет. После этого с помощью взрослых попробовала соединить воду из разных источников и посмотреть на результат. Первый опыт начался хорошо. Первые два слоя образовывали соленая сода из озера Бурсоль и пресная вода. Было видно границу разделения двух вод. Но после добавления остальных жидкостей было видно, что вода смешивается и в результате все краски смешались, только сверху остался небольшой синий слой простой воды (рис. 17).

Для второго опыта я взяла равные доли соленой воды из озера Баскунчак (окрашена в оранжевый цвет) и простой воды из крана (окрашена в синий цвет). Сразу после соединения двух разных вод, стало четко видно, что вода разделилась на два слоя и не смешивается (рис. 18). Через 2 часа нижний слой воды изменил цвет, но разделение слоев было по-прежнему видно. Вода стала одного цвета в стакане только через 24 часа после начала эксперимента.

Вывод: Если много воды с одинаковой концентрацией соли, то она смешается быстро (как это произошло в первом опыте). Вода с разной концентрацией соли не смешивается мгновенно, процесс происходит медленно.

Эксперимент №5 Способность замерзать

Для этого эксперимента я взяла одинаковое количество воды (100 миллилитров), залила ее в одинаковые емкости и убрала в морозилку. Через 2 часа после начала эксперимента простая вода замерзла полностью в лед, вода Черного моря стала густой консистенции, как будто кристаллы льда были смешаны с водой, а вся остальная вода оставалась жидкой (рис. 19). Через 10 часов после начала эксперимента полностью замерзла простая вода, вода Черного моря и вода из озера Большое Яровое. Вода из озер Эльтон, Баскунчак и Бурсоль осталась жидкой, но на дно выпал осадок из соли (рис. 19).

Вывод: Чем меньше в воде соли, тем быстрее замерзает вода. Черное моря самое слабосоленое из всех соленых образцов проекта. Вода из озера Большое Яровое соленее Черного моря. В соленой воде при низких температурах выпадает осадок соли.

Эксперимент №6 Выпаривание соли из воды

Для этого эксперимента я взяла одинаковое количество воды (100 миллилитров) для каждого источника и поставила эту воду выпариваться на плиту. Для воды из Черного моря и для воды из озера Большое Яровое сковородка покрылась белым налетом соли, но кристаллов не образовалось. Для трех остальных проб воды в емкости на дне после выпаривания осталось достаточно много соли (рис. 20).

Всю соль, которая осталась не дне сковородки, я взвесила на весах и засыпала обратно в баночки. Результаты взвешивания выпаренной соли приведены в табл. 2 и показаны на рис. 21.

Таблица 2 – Вес выпаренной соли

Вывод: Вода из озера Большое Яровое соленее Черного моря содержит во много раз меньше соли, чем озера Бурсоль, Баскунчак и Эльтон. Озера Эльтон и Бурсоль имеют примерно одинаковый уровень соли (погрешность в 1 грамм – соль, оставшаяся на стенках посуды).

Эксперимент №7 Кристаллы соли под микроскопом

Мне стало интересно, можно ли рассмотреть кристаллы соли вблизи. Я пробовала сделать это дома с помощью моего микроскопа. Но он уже старый и в него было плохо видно. Мама помогла мне с этим экспериментом. Она организовала визит в студенческое конструкторское бюро Южного федерального университета «КИТ», где недавно появился новый цифровой микроскоп. С его помощью нам удалось рассмотреть кристаллы соли вблизи и сделать очень красивые фотографии (рис. 22 и 23).

Вывод: Кристаллы соли при увеличении имеют разную форму. Некоторые похожи на кубики, некоторые на лед, некоторые на стекло, а некоторые на драгоценные камни. Мне очень понравилось рассматривать кристаллы соли в микроскоп.

Заключение

. В ходе работы были исследованы различные образцы соленой воды из озер Эльтон, Баскунчак, Бурсоль, Большое Яровое, а также из Черного моря. Я провела восемь очень интересных и познавательных экспериментов. Моя гипотеза о том, что свойства соленой воды зависят от того как много соли содержится в воде, оказалась правильной. С помощью экспериментов я выяснила, что уровень соли в воде влияет на такие свойства воды как выталкивающая сила и способность к замерзанию. Также с помощью экспериментов я выявила, что самая небольшая концентрация соли содержится в Черном море, а самая большая – в озерах Эльтон и Бурсоль.

Список литературы

Океан Тетис // Электронный ресурс. Режим доступа: https://vashsudak.com/krymskiy-poluostrov/329-okean-tetis.html

Зачем во время войны раненым переливали морскую воду // Электронный ресурс. Режим доступа: https://russian7.ru/post/zachem-vo-vremya-voyny-ranenym-pereliva/

Научное обоснование целебных свойств соленой воды // Электронный ресурс. Режим доступа: https://blog.padi.com/ru/the-science-behind-the-healing-powers-of-the-salty-sea/

Дон-Жуан // Электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/

Эльтон // Электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%BE%D0%BD

Бурлинское озеро (Бурсоль) // Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.turistka.ru/altai/info.php?ob=2356

Озеро Бурлинское (Бурсоль) // Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.sibalt.ru/info-yarovoe/947-ozero-burlinskoe-bursol

Большое Яровое https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%BE%D0%B5_%D0%AF%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5

Озеро Большое Яровое // Электронный ресурс. Режим доступа: https://www.sibalt.ru/info-yarovoe/423-ozero-bolshoe-yarovoe

Черное море // Электронный ресурс. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B5