Исследование химического состава водопроводной воды

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование химического состава водопроводной воды

Наумов С.С. 1
1МБОУ СЕЧЕНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА
Шишканова В.К. 1Потёмкина Е.С. 2
1МБОУ СЕЧЕНОВСКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА
2Сеченовское ЛПУМГ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение [1]

Вода - важнейший элемент среды обитания человека, без которого само существование высокоорганизованных форм жизни невозможно. Не имея пищевой ценности, вода обеспечивает прохождение всех жизненных процессов в организме. Пищеварение, обмен веществ, синтез тканей и т.п. совершаются при активном участии воды. Она служит растворителем в организме для органических и неорганических веществ, необходимых для поддержания его функций. Вода используется человеком для обеспечения жизнедеятельности, в технологических процессах, в системах охлаждения и теплоснабжения, в сельском хозяйстве и т. д. В зависимости от назначения используемой воды, качественный и количественный состав примесей, содержащихся в воде, может быть различным. Требования, предъявляемые к воде разного назначения, регламентируются специальными нормативными документами (ГОСТ, Санитарные правила и нормы (СанПиН)) [6].

Гипотеза исследования: вода из водопровода может не соответствовать требованиям СанПин 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания".

Цель работы: исследовать в школьной лаборатории качество используемой воды из водопровода.

Задачи. 1. Познакомиться с санитарными правилами и нормами качества питьевой воды, методиками отбора проб воды, методиками качественного и количественного анализа обнаруженных в воде катионов и анионов.

2. Провести исследование органолептических и химических свойств воды.

3. Оценить пригодность водопроводной воды к употреблению населением нашего села.

Объект исследования: водопроводная вода.

Предмет исследования: органолептические и химические показатели воды.

Методы исследования, используемые в работе это - анализ теоретических источников, экспериментальное определение органолептических и химических свойств воды, метод сравнительного анализа результатов исследования.

1. Литературный обзор

    1. Общие сведения [7]

Сеченовский район недостаточно обеспечен ресурсами подземных вод питьевого качества. Острый дефицит в пресных подземных водах испытывает Сеченово. Слабая обеспеченность района пресными водами обусловлена природными условиями территории (преимущественным развитием глинистых пород). Водоснабжение Сеченовского округа осуществляется в основном за счет подземных вод водоносной нижнеказанской карбонатной серии и водоносного (слабоводоносного) уржумского карбонатнотерригенного комплекса. Водоносный (слабоводоносный) уржумский карбонатно-терригенный комплекс имеет повсеместное распространение. Мощность обводненной толщи от 5,0 до 60,0 м. Водовмещающие породы представлены мергелями с прослоями известняков, реже алевролитами, песчаниками. Глубина залегания подземных вод колеблется от 75,0 до 163,0 м. Подземные воды напорные, с величиной напора от 34,0 до 114,0 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубинах от 20,0 до 95,0 м. По химическому составу воды сульфатные кальциево-натриевые, натриевые с минерализацией 1,3-3,4 г/л, общей жесткостью 10,4-20,5 мг-экв/л. По степени естественной защищенности подземные воды комплекса являются защищенными от проникновения загрязняющих веществ с поверхности. Водоотбор для водоснабжения с. Сеченово на 01.01.2007 г. составлял 0,94 тыс.м3 /сут. Обеспечение населения высококачественной питьевой водой - одна из наиболее приоритетных проблем экологической безопасности страны.

1.2. Водоснабжение села Сеченово происходит посредством водопровода со скважин, находящихся в селе Козловка. Прежде чем вода будет доставлена потребителю, она проходит этапы очистки. Такие как станция обезжелезивания, фильтры с кварцевым песком, а также этап озонирования.

К сведению. Обеспечение населения безопасной водой является целью Федерального проекта «Чистая вода». В 2019 году этот показатель составлял 87,5 %. В соответствии с поставленными задачами к 2024 году качественной водой должно быть обеспечено 91 % россиян.Подрядной организацией ООО «Сеченовостройгаз» завершены работы по проведению водопровода по ул. Новая, ул. Колхозная, ул. Кооперативная в с. Сеченово. Общая протяженность водопровода составила 4352 м, работы выполнены за счет средств граждан и местного бюджета. Софинансирование за счет средств местного бюджета составило 1798,588 тыс.руб.

1.3 Влияние некоторых химических загрязнителей воды на организм человека.

Хлор в водопроводной воде. Хлор (Cl) , а точнее хлорсодержащие соединения, один из основных реагентов, исопользуемых 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.

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. 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

Нитраты в водопроводной воде. Данные соединения способны накапливаться в человеческом организме, если регулярно поступают в него в количествах, превышающих допустимые показатели. Но чем опасны нитраты? Прежде всего, они, попадая в организм, вступают в реакцию с гемоглобином – природным транспортировщиком кислорода по тканям. При взаимодействии гемоглобина с нитратами формируется метгемоглобин, который уже не способен переносить молекулы кислорода по крови и насыщать клетки. (Кислородное голодание, то есть гипоксия. Угнетение функции щитовидной железы).

Нитриты в водопроводной воде. Отравление высоконитритной водой вызывает поражение желудочно-кишечного тракта. Это может выражаться тошнотой, рвотой, диареей, мелкими кровоизлияниями внутренних органов. Слишком сильная интоксикация способна привести даже к коме. На коже могут появится различные неприятные раздражения и аллергические реакции. Так же угнетается центральная нервная система: появляются сонливость, депрессия, вялость и раскоординация движений, шум в ушах. К тому же нитриты негативно влияют на работу щитовидной железы и способствуют развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Сульфаты в водопроводной воде. Эти вещества обладают слабительным эффектом, что приводит к расстройству желудочно-кишечного тракта. Кроме того, в значительной концентрации сульфаты могут вызывать раздражение слизистой оболочки глаз и кожи, особенно если она отличается повышенной чувствительностью, причинять вред волосам. Воду с повышенным содержанием сульфатов не рекомендуется использовать не только в питьевых, но и хозяйственно-бытовых целях. К примеру, в присутствии кальция такие вещества способны образовывать накипь.

Ионы аммония в воде. Превышение нормы содержания аммония и аммиака могут придавать воде очень неприятный запах и привкус. А длительное употребление такой воды приводит к нарушению кислотно-щелочного баланса в организме. К тому же аммиак способен вызвать серьёзные поражения конъюнктивы глаз и слизистых оболочек. Ионы аммония защелачивают плазму крови, что может привести к гипоксии клеток. Отёк тканей, тошнота, тремор, приступы удушья, спутанность сознания – всё это далеко не полный список проблем, вызываемых избытком аммония и аммиака в воде.

1.4 Отбор пробы

Пробу исходной воды отбирали в чистую стеклянную колбу емкостью 1 литр, предварительно ополоснув ее исследуемой водой. Затем плотно закрыли крышкой. Анализ пробы должен быть выполнен в течение 8 часов после ее отбора.

2. Практическая часть «Определение основных показателей качества воды»

2.1 Определение взвешенных веществ [5]. Взвешенные вещества в исходной воде представляют собой различного размера частички песка, глины, остатки растительности и других веществ, захватываемых с поверхности почвы дождевыми или талыми водами. Наибольшая концентрация этих веществ в поверхностных водах наблюдается в паводковый период. Сущность метода определения взвешенных веществ состоит в определении фильтрованием общего содержания нерастворенных в воде частиц с последующим высушиванием и взвешиванием полученного осадка.

Ход работы. Перед отбором порции воды для анализа пробу тщательно перемешать для равномерного распределения взвешенных веществ. Объем порции воды составляет: 500 см3. Отобрали необходимую порцию исследуемой воды, профильтровали через предварительно высушенный взвешенный фильтр. Остатки смыли со стакана дистиллированной водой и перенесли на фильтр. Фильтр с осадком высушили и взвесили, после чего вычли массу фильтра без осадка и нашли массу взвешенных веществ в пробе, а затем в одном кубическом дециметре воды. Общее содержание взвешенных веществ (Х общ), в миллиграммах на литр, вычисляли по формуле: Х общ= (g2- g1) 1000/V, где g 2– масса фильтра с осадком взвешенных веществ после высушивания, г; g 1– масса высушенного фильтра без осадка, г; V – объем пробы, взятой для определения, см3 . Х общ= (g2- g1) 1000/ V= (4500-900)*1000/150= 24 мг/л. Вывод: взвешенные вещества отсутствуют.

2.2 Определение запаха воды [5]

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, универсальный индикатор.

Ход работы. Заполняем колбу водой на 1/3 объема и закроем 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 до 60 °С. Интенсивность запаха определяется по 5-ти бальной системе согласно таблице (Приложение 1). Вывод: запах очень слабый. После нагревания наблюдалось небольшое увеличение интенсивности запаха. Оценка 2.

2.3 Определение цветности воды [5]

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.

Ход работы. Заполнили пробирку водой на 10-12 мл. Рассмотрели пробирку сбоку, затем сверху на белом фоне при достаточном освещении. Определили цветность воды по таблице (Приложение 1). Рассмотрели пробирку сбоку, затем сверху на темном фоне при достаточном освещении. Определили мутность воды по таблице. Вывод: очень слабое желтоватое. Цветность в градусах равна 20.

2.4 Определение прозрачности воды [5]

Анализ на прозрачность определяет, насколько вода прозрачна. Для определения прозрачности применяют метод Снеллена, сущность которого состоит в прочтении стандартного шрифта сверху через водяной столб.

Оборудование: мерный цилиндр, лист бумаги с напечатанным текстом, линейка. Ход работ. Наливаем воду в мерный цилиндр с плоским дном диаметром 2,5 - 3 см, подложим под цилиндр на расстоянии 4 см лист бумаги, на котором шрифт, высота букв которого 2мм, а толщина линий букв - 0,5 мм. Льем воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден шрифт. Измеряем высоту столба оставшейся воды линейкой и выразим степень прозрачности в сантиметрах. Вывод: 30 см. Проба воды прозрачная.

2.5 Определение катионов тяжелых металлов [2]

Свинец – один из важнейших видов минерального сырья и в то же время – глобальный загрязнитель окружающей среды. В природе самородный металл встречается редко, однако содержится в большом количестве минеральных отложений и руд. Как свинец попадает в воду? В естественные водоёмы соединения свинца попадают с атмосферными осадками, из-за вымывания пород и почв. Но самый большой вклад в загрязнение водных источников вносит деятельность человека. Свинец относится к тяжелым металлам, крайне токсичен, является канцерогеном, при регулярном употреблении даже микроскопических доз может вызывать патологии кроветворной, сердечно-сосудистой, нервной систем.

Оборудование: пробы воды, уксусная кислота, дихромат калия. Ход работы. В пробирку с пробой воды налили по 1 мл 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 прикрываем со стороны света картоном. При наличии в исследуемой пробе ионов свинца должен выпасть желтый осадок хромата свинца. Вывод: в исследуемой пробе ионы свинца не обнаружены. (Норма по СанПиНу – 0,03 мг/л).

2.6 Определение водородного показателя [5]

Концентрации водородных ионов рН – один из важнейших показателей качества воды, по которому можно определить, щелочная вода или кислая и учитывается при всех видах обработки воды. Воду по величине рН можно проклассифицировать:

 кислая, рН = (1–3);

 слабокислая, рН = (4–6,5);

 нейтральная, рН = 7;

 слабощелочная,рН = (7,5–10);

 щелочная, рН = (11–14).

Ход работы. Для определения рН пользуются двумя методами. Первый способ дает возможность определить только целые значения рН. Для этого полоску универсальной индикаторной бумаги погрузили в анализируемую жидкость, вынули и сразу же сравнили ее окраску со стандартной шкалой. Второй способ состоит в определении рН с использованием датчика рН-метра цифровой лаборатории. В стеклянный стакан отмерить 100 см3 исследуемой воды и поставить на подставку штатива. рН-метр погрузили в стакан. На экране увидели значение рН. рН = 7,3. Среда нейтральная (такой же показатель на базе химической лаборатории ЛПУМГ).

2.7 Определение жесткости воды [5]. 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, бюретка для титрования, хлороводородная кислота (0,05 Н), индикаторы метиловый оранжевый, фенолфталеин.

Определение карбонат-ионов. Ход работы. Наливаем в пробирку 10 мл анализируемой воды, добавляем 5 капель фенолфталеина. Вывод: появилась муть, цвет слаборозовый (желтоватый оттенок).

Определение гидрокарбонат-ионов. Ход работы: 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: для титрования понадобилась две капли HCl до перехода желтой окраски в розовую.

Общий вывод: Вода содержит небольшое количество карбонат- и гидрокарбонат ионы. Временная жесткость воды присутствует, поэтому накипь при кипячении образуется в небольшом количестве. Показатель жесткости на базе химической лаборатории ЛПУМГ 3,8 мг-экв/л (норма по СанПиНу – 7,0).

2.8 Определение содержания хлорид-ионов [5]

Хлориды влияют на органолептические свойства питьевой воды. Они придают ей соленый вкус. Оборудование: нитрат серебра, проба воды.

Ход работы. В пробирку наливаем 5 мл исследуемой воды и добавляем 3 капли 1%- ного раствора нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определяем по осадку или помутнению. Вывод: в пробе воды осадка нет, следовательно, хлорид-ионы не содержатся. Значит, водопроводная вода не хлорируется. Показатель хлорид-ионов на базе химической лаборатории ЛПУМГ 8,0 мг/л (норма по СанПиНу –350).

2.9 Определение ионов аммония [2]

Присутствие иона аммония свидетельствует о наличии в воде органического вещества животного происхождения. При биохимическом разложении азотсодержащихорганических соединений образуется аммиак (NH3), который при растворении в воде образует ион аммония (NН4+). Употребление воды с повышенным содержанием азотсодержащих соединений приводит к нарушению окислительной функции крови. Взаимосвязь между аммиаком и аммонием отлично демонстрируется в уравнении химической реакции: NH+ H2O <-> NH4+ + OH. Основной фактор, определяющий соотношение аммиака и аммония в воде – показатель pH. В зависимости от уровня рН воды растворенный аммиак NH3 и аммоний ион NH4+ пребывают в состоянии динамического равновесия. При низком показателе pH равновесие смещается вправо, а при высоком – влево. При рН 6–8 доминирует форма аммиака, а при рН 9–11 начинают преобладать ионы аммония. В нашем случае доминирует форма аммиака. Озонирование заключается в пропускании озона через толщу воды (аллотропная модификация кислорода). В результате окисления аммонийный азот трансформируется в нитраты (в большей степени) и нитриты (в меньшей). Технология озонирования наиболее эффективна для обработки стоков с повышенной концентрацией аммонийной формы азота. Показатель ионов аммония на базе химической лаборатории ЛПУМГ менее 0,05 мг/л (норма по СанПиНу – 4,0).

2.10 Определение содержания нитрат-ионов [2]

Ход работы. На предметное стекло помещаем три капли раствора дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте, и одну-две капли исследуемой воды. В присутствии нитрат – ионов появляется синее окрашивание, интенсивность которого зависит от их концентрации. После проведения данного опыта получились следующие результаты: выпадает осадок, имеющий слабое темное окрашивание, со временем окраска исчезает. Концентрация нитрат-ионов незначительная. Показатель содержания нитрат-ионов на базе химической лаборатории ЛПУМГ 2,85 мг/л (норма по СанПиНу – 45)

2.11 Определение содержания нитрит-ионов [2]

Ход работы. Для анализа берем 10 мл исследуемой воды, к ней прибавляем 2 капли серной кислоты (конц. 1:3), 3 капли 3% раствора иодида калия. Образующийся при реакции йод выпадает в виде темно-серого осадка и окрашивает раствор в бурый цвет. 2I- + 2NO2 - + 4H+ = I2↓ + 2H2O + 2NO↑ Для того чтобы подтвердить наличие йода, к образовавшемуся бурому раствору прибавляем 3 капли крахмального клейстера. При этом раствор окрашивается в темно синий цвет в следствии образования адсорбционного соединения йода с крахмалом. Вывод: в пробе воды незначительное содержание нитрит-ионов. Показатель нитрит-ионов на базе химической лаборатории ЛПУМГ менее 0,02 мг/л (норма по СанПиНу – 3,0).

2.12 Определение сульфат-ионов [4]

Сульфаты также влияют на органолептические свойства питьевой воды и придают ей горький вкус. Оборудование: пробы воды, HCl, BaCl2

Ход работы. 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- 10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу, после добавления хлорида бария, -10-100 мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат – ионов (более 100мг/л). Вывод: Наблюдается слабая муть появляющаяся не сразу, а через несколько минут, значит примерное содержание сульфат -ионов 5-10 мг/л. Показатель сульфат-ионов на базе химической лаборатории ЛПУМГ 10,6 мг/л (норма по СанПиНу – 500).

2.13 Определение содержания ионов меди [2]

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.

Ход работы. В фарфоровую чашку помещаем 3-5 мл исследуемой воды, выпариваем досуха и наносим на периферийную часть каплю концентрированного раствора аммиака. Вывод: окраска отсутствует. (норма по СанПиНу – 1,0 мг/л).

2.14 Определение содержания ионов железа [2]

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 титриметрическим методом. Для этой цели лучше воспользоваться реакцией ионов Fе 3+ с жёлтой кровяной солью, а Fе 2+ красная кровяная соль.

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

Ход работыю В две пробирки наливаем воды по 10-15 мл. В первую пробирку приливаем жёлтую кровяную соль и обращаем внимание на окрашивание. Затем во вторую пробирку приливаем красную кровяную соль и сравниваем окрашивание. Вывод: в первой пробе в ходе эксперимента выпал незначительный осадок зеленоваго цвета гидроксида железа (II). Во второй пробирке окраска приобрела более интенсивную зеленую окраску. (Для определения железа (III) используют желтую кровяную соль K4[Fe(CN)6]). В присутствии ионов железа (II) образуется темно-синий осадок. Это — турнбуллева синь ‑ комплексная соль железа KFe[Fe(CN)6]). Появление турнбуллевой сини доказывает присутствие в растворе ионов железа (II).

2 К3[Fe(CN)6 ] +3 Fe SO4 = KFe[Fe(CN)6])↓ + 3K2SO4

Турнбуллева синь очень похожа по свойствам на берлинскую лазурь и тоже служила красителем. Названа по имени одного из основателей шотландской фирмы по производству красителей «Артур и Турнбуль».

Желтая кровяная соль – это гексацианоферрат калия K4[Fe(CN)6]. Для определения железа (II) используют красную кровяную соль K3[Fe(CN)6]). Синий осадок берлинской лазури показывает на присутствие в исходном растворе ионов трехвалентного железа.

К4[Fe(CN)6 ] +4 FeCl3 = KFe[Fe(CN)6])↓ + 12 KCl

Вывод: выпадение синего осадка не наблюдали, в пробе присутствует незначительное содержание железа. Показатель ионов железа на базе химической лаборатории ЛПУМГ 0,26 мг/л (норма по СанПиНу – 0,3).

2.15Определение окисляемости воды [5].

Сложный санитарный показатель, который характеризует способность веществ, присутствующих в воде, взаимодействовать с сильными окислителями. С практической точки зрения окисляемость отражает степень загрязнения органическими соединениями и выражается в миллиграммах кислорода на литр (мгО2/дм3 ).

Оборудование: пробы воды, KMnO4 Ход работы. 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. 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». Вывод: проба воды осталась ярко-розовой, значит окисляемость низкая и загрязнение воды органическими соединениями минимально.

3. Меры безопасности

Выполнение данной лабораторной работы, связанное с использованием кислот (HCl, Н24, НNО3), щелочами (NаОН, КОН), должно проводиться в отдельной хорошо вентилируемой лаборатории. Кислоты и щелочи при попадании на кожу могут вызвать ожог, поэтому необходимо применять меры, прежде всего для защиты рук. Все работы необходимо проводить только в халате. В случае попадания кислоты или щелочи на кожу, одежду, необходимо быстро промыть пораженный участок большим количеством воды, а на кожу сделать примочку из 2 -ного содового раствора. По окончании работы используемую посуду тщательно промыть, а бюретки заполнить дистиллированной водой.

4. Общие выводы:

1. Поставленная цель достигнута. В условиях школьной лаборатории можно провести простейшие исследования по определению химического состава водопроводной воды и сопоставить результаты с результатами химической лаборатории ЛПУМГ.

2. Насосно-фильтровальные станции качественно функционируют, очищенная вода полностью соответствует требованиям ГОСТ (результатам экспертизы).

3. Вода из водопровода соответствует требованиям СанПиНа 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

4. В ходе работы над проектом я познакомился с основными органолептическими и физико-химическими показателями, определяющими качество питьевой воды, методами отбора проб воды, санитарными правилами и нормами содержащими нормативно закрепленные предельно допустимые концентрации веществ.

5. Источники:

  1. Черникова А. П. Какую воду мы пьем. - М.: Просвещение, 1999. – 120 с

  2. Тананаев Н.А. Качественные реакции и анализ неорганических соединений дробным методом. – М.: Госхимиздат, 1950. - 248 с

  3. Основы химического анализа.- В.И. Астафуров; Москва: Просвещение 1982г.

  4. Практикум по неорганической химии под редакцией С.А. Балезина; Москва: Просвещение 1978

  5. В. И. Аксенов, Л. И. Ушакова, И. И. Ничкова Химия воды.- Екатеринбург.:

Издательство Уральского университета, 2014

  1. https://fsvps.gov.ru/sites/default/files/npa-files/2021/01/28/sanpin1.2.3685-21.pdf

  2. http://www.сеченовскийрайон.нижегородская-область.рф/?id=16549

Приложение 1

Таблица для определения характера и интенсивности запаха

Интенсивность запаха

Характер проявления запаха

Оценка интенсивности запаха

Нет

Запах не ощущается

0

Очень слабая 

Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды)

1

Слабая

Запах замечается, если обратить на это внимание

2

Заметная

Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о качестве воды

3

Отчетливая

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от употребления

4

Очень сильная

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

5

Характеристика вод по прозрачности

Прозрачность

Единица измерения, см

Прозрачная

Более 30

Маломутная

От 25 до 30

Средней мутности

От 20 до 25

Мутная

От 10 до 20

Очень мутная

Менее 10

Определение цветности

Окрашивает сбоку

Окрашивает сверху

Цветность в градусах

нет

нет

0

нет

едва заметное бледно-желтоватое

10

нет

очень слабое желтоватое

20

едва уловимое бледно-желтоватое

желтоватое

40

более заметное бледно-желтоватое

слабо желтое

50

очень бледно-желтое

желтое

100

бледно-зеленоватое

интенсивно-желтое

150

Просмотров работы: 64