Жёсткая и мягкая вода

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

Жёсткая и мягкая вода

Арцыбасов А.Ю. 1Турчин Ф.А. 1Парфенов Ф.И. 1
1МАОУ "Инженерный лицей НГТУ
Степанова И.И. 1
1МАОУ "Инженерный лицей НГТУ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Вода — это важнейшее вещество на планете. Она составляет большую часть нашего тела, занимает огромную по размерам площадь на поверхности Земли и является основой для жизни всех организмов. Но, надо понимать, что не вся вода одинакова! Она может иметь разные характеристики, которые влияют на её свойства и использование. Одним из таких немаловажных различий является классификация воды на жёсткую и мягкую.

Концентрации магния и кальция в жёсткой воде достаточно высокие, в то время как мягкая вода содержит их меньше. Это влияет на здоровье людей, работу бытовой техники и качество водоёмов. Понимание этих характеристик и их величин, внимание к влиянию их на повседневную жизнь является актуальным для многих людей, особенно в условиях повышающегося интереса к экологии и рациональному потреблению ресурсов.

    1. Актуальность проекта.

Проблема жёсткости воды касается многих регионов нашей страны, а знание показателей её жёсткости помогает нам принимать правильные решения в повседневной жизни. Например, жители районов с жёсткой водой могут сталкиваться с проблемами, связанными с образованием накипи в чайниках и водонагревателях, ухудшением вкусовых качеств пищи и даже негативным воздействием на здоровье кожи. Понимание различий между жёсткой и мягкой водой позволяет не только эффективно решать эти проблемы, но и осознанно подходить к выбору способов фильтрации воды и её обработки.

Кроме того, данная тема может быть интересна для изучения в рамках школьного образовательного процесса и научных исследований, так как она затрагивает вопросы экологии, химии и здоровья. Узнавая больше о свойствах воды, люди могут в значительной степени улучшить качество жизни и сократить негативное воздействие на окружающую среду, используя природные ресурсы более рационально.

Таким образом, наш проект направлен на изучение характеристик жёсткой и мягкой воды, её влияния на повседневную жизнь и возможные способы решения возникающих проблем.

    1. Цели и задачи проекта:

  1. Изучить понятия жёсткой и мягкой воды

  • Определить, что такое жёсткая и мягкая вода.

  • Понять, как определяется жёсткость воды (параметры и единицы измерения).

  1. Исследовать состав жёсткой и мягкой воды

  • Выяснить, какие минералы присутствуют в жёсткой воде (кальций, магний и др.).

  • Изучить компоненты мягкой воды и проверить, как они влияют на химический состав.

  1. Определить источники жёсткой и мягкой воды

  • Узнать, где встречаются жёсткая и мягкая вода в природе.

  • Изучить, как человеческая деятельность и её продукты влияют на уровень жёсткости воды (например, через загрязнения).

  1. Сравнить свойства жёсткой и мягкой воды

  • Исследовать, как жёсткость воды влияет на повседневную жизнь (на стиральные машины, утюги, чайники, здоровье и т.д.).

  • Провести опрос о том, как люди воспринимают разницу между жёсткой и мягкой водой.

  1. Изучить способы смягчения жёсткой воды

  • Исследовать методы смягчения воды.

  • Узнать о современных технологиях и устройствах для очистки воды на примере бытовых фильтров.

  1. Проанализировать влияние жёсткой и мягкой воды на здоровье

  • Исследовать, как жёсткая и мягкая вода могут влиять на здоровье человека.

  • Выяснить, какие рекомендации дают специалисты по поводу использования различных типов воды.

  1. Подготовить практические рекомендации

  • На основе проведённых исследований предложить рекомендации по использованию жёсткой и мягкой воды в быту.

  • Подготовить советы для выбора фильтров для воды и способов её смягчения.

  • Подготовить отчёт о проведённых опытным путём исследований.

  • Создать презентацию для научно-практической конференции, чтобы поделиться своими находками с одноклассниками и учителями.

Гипотеза: Мы предполагаем, что вода, которая содержит в своём составе много минералов, имеет разную жёсткость. Так же мы думаем, что существуют разные способы умягчения воды в бытовых условиях. Мы хотим узнать, действительно ли это так, и как разные виды воды могут влиять на повседневную жизнь.

1.4 Основные этапы работы над проектом:

1. Работа с литературой и интернетом.

2. Забор проб воды.

3. Проведение экспериментов.

  • Заваривание чая.

  • Определение жёсткости воды. Экспресс - тест.

  • Определение жёсткости воды с помощью хозяйственного мыла.

  • Определение жёсткости воды химическим способом.

4. Исследование методов смягчения воды

  • фильтрация

  • кипячение

  • заморозка

  1. Работа над проектом.

Глава 1. Теоретическая часть

    1. Историческая справка

Первым явление жёсткости воды описал и ввёл сам термин "жёсткая вода" английский учёный Джозеф Блэк в XVIII веке

А теперь подробнее, как это происходило:

1. Наблюдения (Античность и Средневековье)

Люди задолго до XVIII века сталкивались с последствиями жёсткой воды:

· Древние римляне заметили, что в некоторых регионах мыло плохо пенится, а в котлах и трубах образуется много накипи.

· Ремесленники (бумажники, красильщики, мыловары) эмпирически знали, что вода из разных источников по-разному влияет на качество их продукции.

Однако в те времена это объясняли просто "разным качеством" воды, не понимая химической природы явления.

2. Научное открытие и введение термина (XVIII век)

Настоящий прорыв произошёл в эпоху развития химии. Ключевую роль здесь сыграл шотландский физик и химик Джозеф Блэк (Joseph Black).

· В 1750-х годах Блэк проводил исследования, которые привели его к открытию углекислого газа ("связанного воздуха", как он его называл).

· Изучая взаимодействие известковой воды (раствор гидроксида кальция) с углекислым газом, он обнаружил, что образуется нерастворимый карбонат кальция — тот самый минерал, который является причиной накипи.

· Джозеф Блэк первым понял разницу между временной и постоянной жёсткостью. Он установил, что временная жёсткость устраняется кипячением, и связал это с выделением углекислого газа и осаждением карбоната кальция.

· Именно он ввёл в научный обиход термины "жёсткая вода" (hard water) и "мягкая вода" (soft water), основанные на том, что в жёсткой воде мыло плохо мылится и как бы "затвердевает", образуя соли кальция и магния нерастворимый осадок (мыльные шлаки).

  1. Дальнейшее развитие (XIX век)

В XIX веке, когда стали использовать паровые машины и котлы, проблема накипи от жёсткой воды стала очень важной — оборудование ломалось. Учёные выяснили, что причина в растворённых солях кальция и магния, и придумали способы измерять и смягчать воду, чтобы машины и приборы служили дольше.

1.2. Определение понятий «жёсткая» и «мягкая» вода

  • Жёсткая вода — вода, содержащая значительное количество ионов кальция и магния, которые влияют на пенообразование мыла и образуют отложения (накипь).

  • Мягкая вода — вода с низким содержанием этих ионов; она хорошо пенит мыло и не даёт заметной накипи.

1.3. Какой тип воды лучше подходит для стирки, готовки, бытовых нужд?

Для приготовления пищи лучше всего подходит мягкая вода. Такая вода не меняет вкус и аромат блюд, не образует накипи и позволяет сохранить больше полезных веществ, поскольку не содержит большого количества солей жёсткости, которые могут замедлять процесс приготовления и ухудшать текстуру пищи. 

Мягкая вода лучше подходит для стирки, так как она эффективнее удаляет загрязнения при меньшем расходе моющего средства и не оставляет накипи на белье и деталях стиральной машины.

Для бытовых нужд лучше всего подходит вода средней жёсткости. Такая вода не приводит к образованию накипи, экономит моющие средства и продлевает срок службы бытовой техники.

1.4. Есть ли польза у каждого из типов воды?

Жёсткая вода очень вредна, её надо обязательно смягчать! Это правда. Но с другой стороны, если копнуть глубже, то выяснится, что и очень мягкая вода небезопасна для человека. Кто же прав и какая вода полезнее, мягкая или жёсткая?

Природа любит баланс – для человеческого организма одинаково вредна как очень жёсткая, так и очень мягкая вода. Истина где-то посередине – вода должна быть нормальной минерализации.

1.5. Стоит ли задумываться о жёсткости воды?

Жёсткость воды – одна из основополагающих характеристик, влияющая на её свойства и возможности использования.

На что влияет жёсткость воды в быту?

В быту жёсткая вода вызывает:

  • Износ бытовых приборов – образуется накипь в чайниках, бойлерах, стиральных машинах, котлах снижая эффективность нагревательных элементов,

  • активизирует коррозию бытовых приборов,

  • ускоряет процесс коррозии радиаторов и труб,

  • плохо отмывается посуда,

  • на выстиранной одежде появляются разводы и налёт.

При использовании такой воды человеком возникают и субъективные ощущения:

  • несмываемость мыла,

  • жёсткость волос,

  • при питье ощущается горьковатый вкус.

Более серьёзной проблемой является влияние жёсткой воды на здоровье человека:

  • при постоянном употреблении возможны проблемы с пищеварением и

  • развитие мочекаменной болезни,

  • в организме соли соединяются с белками и оседают на стенках желудка, кишечника и почек, вызывая заболевания,

  • регулярное мытье тела и головы жёсткой водой ведёт к обезвоживанию кожи и волос, вызывая сухость, раздражение, шелушение и ломкость волос (соли кальция и магния образуют осадок на коже и волосах, ухудшая проникновение влаги и питательных веществ)

  • у чувствительных людей контакт с жёсткой водой может вызвать аллергические реакции, зуд, дерматиты, экземы,

  • употребление сильно жёсткой воды может повышать нагрузку на сердце и сосуды, способствуя развитию гипертонии и атеросклероза.

Глава 2. Социологический опрос (Приложение 1)

Мы решили опросить своих одноклассников по выбранной мною теме и задали несколько вопросов:

  1. Считаете ли вы, что от качества воды зависит наше здоровье?

25 – да 0- нет

  1. Считаете ли вы воду в нашем городе экологически чистой?

0– да 25 - нет

  1. Какую воду пьют в вашей семье?

4 - водопроводную , 4 - отстоянную, 20 - очищенную бытовым фильтром,

8 - кипяченную, 15 - бутилированную, 3 - очищенную народными методами

  1. Остаются ли следы накипи на посуде при кипячении воды?

10 – да 15 - нет

  1. Образуется ли белый налёт от воды на сантехнике?

7 – да 18 - нет

  1. Что вас не устраивает в воде из-под крана?

0 - вкус 5 - запах, 0 - другое, 20 - все устраивает

  1. Можете ли вы определить какая вода преобладает у вас дома?

0– да 25 - нет

  1. Нужно ли ограничивать жёсткость воды?

15 – да 10 - нет 0 -не знаю

Вывод: Изучив результаты нашего социологического опроса, мы были приятно удивлены, что ребята из нашего класса понимают, что от качества употребляемой ими воды зависит их здоровье. Так же опрос показал, что не все понимают, как определить степень жёсткости домашней воды и зачем её ограничивать.

В школе у нас зашёл разговор о том, что каждый из нас видел дома осадок в чайнике и белый налёт на раковине. А когда умываешься, кожу «стягивает» от сухости. Мы стали разбираться и поняли даже то, что каждый из нас пьёт разную воду. Один - кипячёную, другой только бутилированную, а третий - фильтрованную. А у бабушки в гостях, в деревне, отстоянная вода из под крана.

Глава 3. Практическая часть

 Методы определения жёсткости воды в домашних условиях.

Для экспериментов взяли пробы воды из разных источников:

Таблица 1

п/п

Наименование

образца

1.

Скважина

Образец 1

2.

Талая вода (снег)

Образец 2

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

4.

Бутилированная вода

Образец 4

5.

Кипяченая вода

Образец 5

6.

Дистиллированная вода

Образец 6

7.

Холодная вода после бытового фильтра

Образец 7

8.

Бидистиллированная вода

Образец 8

Набор проб воды осуществлялся по всем правилам, предъявляемых данному процессу: 

  • Перед отбором водопроводной воды её пропускали сильным напором в течение 5 минут.

  • Для набора проб использовали новые пластиковые бутылки объёмом 1 литр.

  • Бутылки наполняли с максимальной осторожностью, давая струе медленно стекать по одной из стенок. Это снижает риск насыщения пробы воды кислородом и не позволяет воде менять свой химический состав.

  • Отбор пробы начинали с ополаскивания ёмкости  той водой, которая будет взята на анализ.

  • Воду набрали до краёв горла и сразу закрыли.

  • Пробы отбирали в день проведения исследования, чтобы срок хранения пробы воды не превышал 24 часов.

3.1 Для определения жёсткости воды, проведены несколько экспериментов.

Эксперимент 1

Исследование жёсткости воды с помощью чая. (Приложение 2)

Самым простым и быстрым способом проверки жёсткости воды, по мнению хозяек, является обычный чай.

Для данного эксперимента использовали две пробы воды (табл.2).

Таблица 2

п/п

Наименование

образца

1.

Скважина

Образец 1

2.

Талая вода (снег)

Образец 2

Порядок проведения эксперимента:

  • взвешиваем на весах необходимое количество чая (1гр),

  • образцы воды вскипятили и перелили в стеклянные стаканы,

  • засекаем секундомером время и наблюдаем процесс заваривания чая.

Вывод:

Достаточно заварить чай, дать ему время настояться и спустя несколько минут посмотреть на его оттенок.

В стакане с образцом 1 - чай стал мутным и тёмным, на поверхности образовалась плёнка, в образце 2 – процесс заваривания происходил дольше, чай остался прозрачным, на поверхности образца воды не наблюдалось плёнки, чай осел почти полностью на дно стакана, цвет чая - персиковый. Очевидно, что чай с образцом 1 пить нельзя!

Эксперимент 2

Исследование жёсткости воды с помощью экспресс-теста. (Приложение 3)

Порядок проведения эксперимента:

  • собрали 8 проб воды (табл.1),

  • в каждый образец воды (20мл) погрузили тест-полоску на 1-2 секунды,

  • ребром полоски сняли избыток воды,

  • положили тест-полоску на фильтровальную бумагу индикаторной зоной вверх и выдержали 30 секунд по секундомеру согласно инструкции,

  • в течение 1 минуты при хорошем освещении зафиксировали результаты.

Вывод: эксперимент показал - очень жёсткая вода в образцах 1 и 3, жёсткая вода в образцах 4,5 и 7, а в образцах 2,6 и 8 вода мягкая.

Эксперимент 3

Определение жестокости воды с помощью хозяйственного мыла.(Приложение 4)

Порядок проведения эксперимента:

  • собрали 8 проб воды (табл.1).,

  • в чистую бутылку с пробами воды (200мл) поместили 0,5 мг мыльной стружки,

  • интенсивно размешали для образования пены в течение 1 минуты,

  • зафиксировали результат.

Результаты опыта:

самый высокий столб пены наблюдался в образцах № 2,6,8 – мягкая вода,

самый низкий столб пены в образцах № 1,3 – очень жесткая вода, в образцах №4,5,7 – средний слой пены.

Вывод: талая вода, дистиллированная и бидистиллированная мягкая, мыло быстро растворилось и создало большое количество пены.

Бутилированная, кипячёная и холодная вода после бытового фильтра показали среднюю степень жёсткости, что вполне объяснимо, она очищенная.

Вода из скважины и водопроводная горячая вода очистке не подлежали, поэтому в ней присутствует гораздо большее содержание солей. Жирные кислоты в соединении с кальцием и магнием, образовали прочные соединения, и мыло перестало давать пену. Такую воду пить нельзя!

Эксперимент 4

Исследование жесткости воды методом титрования трилоном Б (Приложение 5)

Для данного эксперимента использовали три пробы воды (табл.3)

Таблица 3

п/п

Наименование

№ образца

1.

Скважина

Образец 1

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

7.

Холодная вода после бытового фильтра

Образец 7

Порядок проведения эксперимента:

  • в стеклянную коническую колбу помещаем пробу анализируемой воды объёмом 100мл (см3)

  • добавляем 5 мл аммиачного буферного раствора концентрация pH 10

  • к полученному раствору добавляем 2 шпателя (10 мкг) индикатора эриохрома чёрного,

  • при непрерывном помешивании добавляем раствор Трилона Б с шагом 5 капель в коническую колбу до изменения окраски с розовой на синюю,

  • результат фиксируем в таблицу,

  • производим расчёт общей жёсткости по формуле:

Жводы = , где

М – ммоль трилона Б,

F – коэффициент разбавления,

Kтр - коэффициент трилона,

Vпробы – объём пробы образца.

Вывод: результаты показали, что вода из скважины в 2,7 раза жёстче водопроводной воды, а после кипячения и фильтрации жёсткость воды снизилась.

3.2 Способы умягчения воды.

Умягчение воды – процесс снижения жёсткости воды, уменьшения концентрации ионов кальция и магния.

Мы провели исследование следующих способов умягчения:

Эксперимент 5

Исследование умягчение образцов воды с помощью кипячения и отстаивания. (Приложение 6)

Для данного эксперимента мы использовали два образца воды (табл.4).

Таблица 4

п/п

Наименование

образца

1.

Скважина

Образец 1

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

И TDS- измеритель. Быстро и объективно оценить минерализацию воды можно с помощью TDS-метра — это самый простой инструмент. Проще говоря - это солемер. Он поможет оценить степень минерализации воды, но степень загрязнённости им определить нельзя.

Порядок проведения эксперимента:

  • каждый из образцов вскипятили в течении 2,5 и 10 минут,

  • разлили по ёмкостям и оставили отстаиваться в течении 3 часов,

  • провели замеры жёсткости воды TDS – измерителем на высоте 1 см от дна ёмкости (исключая осадок),

  • результаты зафиксировали в таблицу.

Вывод: при кипячении воды уменьшается её жёсткость, а при отстаивании в течение 3 часов взвешенные вещества выпали в осадок (образец 1).

Однако при кипячении происходит дегазация воды – удаляются все полезные газы кислород и углекислый газ. Длительное постоянное употребление кипячёной воды приводит к снижению иммунитета.

Эксперимент 6

Исследование умягчения образцов воды с помощью замораживания. (Приложение 7)

Для эксперимента мы выбрали следующие образцы воды (табл.5). Таблица 5

п/п

Наименование

№ образца

1.

Скважина

Образец 1

2.

Талая вода (снег)

Образец 2

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

4.

Бутилированная вода

Образец 4

5.

Кипячёная вода

Образец 5

7.

Холодная вода после бытового фильтра

Образец 7

Порядок проведения эксперимента:

  • Отстоявшиеся в течение 2 часов образцы воды (100мл) переместили в морозильную камеру на 5 часов,

  • Незамерзшую воду в банках с образцами слили,

  • Провели замеры TDS –измерителем

Вывод: Диаграмма и график показывают динамику снижения жёсткости воды после заморозки. Это надёжный способ очистки воды от примеси солей.

Эксперимент 7

Исследование умягчение образцов воды с помощью бытового фильтра. (Приложение 8)

Порядок проведения эксперимента:

  • собрали 6 проб воды (табл.5),

  • в каждый стакан с пробой погрузили TDS-измеритель согласно инструкции и зафиксировали результат исходных параметров жёсткости воды,

  • каждый образец воды прогонялся через чистый картридж фильтра Барьер в объёме 200мл (замещение чистой воды в картридже – на исследуемый образец воды) + 100мл для сбора пробы

  • набрали отфильтрованный образец в стакан,

  • фиксировали результат изменения жёсткости воды TDS-измерителем,

  • после каждого образца воды картридж промывался чистой водой в объёме 500мл

Вывод: бытовые фильтры для смягчения воды (умягчители) помогают решить проблемы, связанные с жёсткостью воды, — от накипи в бытовых приборах до сухости кожи. Однако выбор фильтра зависит от исходного уровня жёсткости воды и особенностей эксплуатации.

  1. Заключение.

Вывод:

Результаты исследования, проведённого в ходе выполнения проектной работы, полностью подтвердили выдвинутую нами гипотезу.

Жёсткую воду перед употреблением целесообразно умягчить. Наша вода, применяемая для питья, легко умягчается вымораживанием, кипячением.

Вода, поступающая в стиральные, посудомоечные машины, в газовые котлы для отопления, обязательно должна умягчаться специальными химическими фильтрами.

При стирке белья в стиральной машине необходимо добавлять в стиральный порошок средства для умягчения воды.

Однако для жизнедеятельности человеческого организма ионы кальция и магния необходимы, так как играют важную роль в процессах формирования костной ткани, свёртываемости крови, сокращения сердечной мышцы, передачи нервных импульсов. Установлено, что в местностях с пониженным содержанием кальция и магния в питьевой воде сердечные заболевания более распространены. Отсюда следует, что важно вести контроль над содержанием солей кальция и магния в питьевой воде

Качество нашей жизни напрямую зависит от качества воды, которую мы пьём. На основании проделанной работы мы разработали рекомендации по выбору воды, оптимальной по свойствам для бытовых нужд и для здоровья. (Приложение 9)

Теперь вы узнали, что такое жёсткость воды, познакомились со способами её определения в домашних условиях, а также, как смягчить жёсткую воду. Осталось только выбрать наиболее подходящий способ получения мягкой воды, и вы сразу же почувствуете разницу и вкус. Здоровья вам и берегите себя.

  1. Список используемой литературы

  • Britannica — статья «Hard water» (Encyclopaedia Britannica).

  • Wikipedia (рус.) — «Жёсткость воды».

  • Всемирная организация здравоохранения (WHO)_- Руководство по обеспечению качества питьевой воды.

  • US EPA — материалы по качеству воды и влиянию минерализации.

  • Химия. 7 класс. Учебник - Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Ахлебинин А.К.

Приложение 1

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

Эксперимент 1

Цель: изучить жёсткость воды с помощью чая.

Для данного эксперимента мы использовали два образца воды:

Образец 1 – вода из скважины и Образец 2 – талая вода (снег)

Порядок проведения эксперимента:

  • взвешиваем на весах необходимое количество чая (1гр),

  • образцы воды вскипятили и перелили в стеклянные стаканы,

  • засекаем секундомером время и наблюдем процесс заваривания чая.

10 секунд 2 минуты 3 минуты 5 минут

Вывод: в стакане с образцом 1 - чай стал мутным и тёмным, на поверхности образовалась плёнка, в образце 2 – процесс заваривания происходил дольше, чай остался прозрачным, на поверхности образца воды не наблюдалось плёнки, чай осел почти полностью на дно стакана, цвет чая - персиковый. Очевидно, что чай с образцом 1 пить нельзя!

Приложение 3

Эксперимент 2

Цель: изучить жесткость воды с помощью экспресс- теста.

 

Применяли:1.Экспресс-тест на определения качества воды в том числе жесткость.

Расшифровку результатов проводили с помощью инструкции экспресс-теста согласно таблице:

Результат

25 ppm (мг/л)

50 ppm (мг/л)

100 ppm (мг/л)

250 ppm (мг/л)

425 ppm (мг/л)

Ммоль/л

625,5

1251

2502

6255

10633,5

Жесткость

0,5

1

2

5

8,5

Результаты проб выглядит следующим образом:

 

Образец 1

Образец 2

Образец 3

Образец 4

Образец 5

Образец 6

Образец 7

Образец 8

Описание образца

Скважина

Талая

Водопроводная

Бутилированная

Кипяченая

Дистиллированная

Вода п/быт. фильтра

Бидистилированная

Шкала жесткости

 

Индикатор образца

               

Жестко-сть

8,5

0,5

5

2

2

0

2

0

 

Очень жесткая

Мягкая

Очень жесткая

Жесткая

Жесткая

Мягкая

Жесткая

Мягкая

Вывод:

Эксперимент показал: очень жесткая вода в образцах 1 и 3, жесткая вода в образцах 4,5 и 7, а в образцах 2,6 и 8 вода мягкая.

Приложение 4

Эксперимент 3

Цель: изучить жесткость воды в бытовых условиях с помощью хозяйственного мыла.

Для определения жесткости воды в каждый из образцов (200мл) поместили одинаковое количество мыльной стружки (0,5гр), интенсивно размешали в течение 1 минуты до образования пены и зафиксировали результат.

Результаты опыта:

самый высокий столб пены наблюдался в образцах № 2,6,8 – очень мягкая вода,

самый низкий столб пены в образцах № 1,3 – очень жесткая вода, в образцах №4,5,7 – средний слой пены.

Вывод:

Талая вода, дистиллированная и бидистиллированная вода мягкая, мыло быстро растворилось и создало большое количество пены.

Бутилированная, кипяченая и холодная вода после бытового фильтра показали среднюю степень жесткости, что вполне объяснимо, она очищенная.

Вода из скважины и водопроводная горячая вода очистке не подлежали, поэтому в ней присутствует гораздо большее содержание солей. Жирные кислоты в соединении с кальцием и магнием, образовали прочные соединения, и мыло перестало давать пену. Такую воду пить нельзя!

Приложение 5

Эксперимент 4

Цель: определить общую жесткость воды используя титрование трилоном Б

фото 1 фото 2 фото 3

фото 4 фото 5

Порядок проведения эксперимента:

1. в стеклянную коническую колбу помещаем пробу анализируемой воды объёмом 100мл, добавляем 5 мл аммиачного буферного раствора концентрация pH 10 (фото 1)

2. к полученному раствору добавляем 2 шпателя (5 мкг) индикатора эриохрома черного (фото 2),

3. при непрерывном помешивании добавляем раствор Трилона Б с шагом 5 капель в коническую колбу до изменения окраски с розовой на синюю (фото 3,4,5)

п/п

Наименование

образца

Кол-во капель при титровании

Кол-во капель при титровании 1мл = 20капель, мл

Жесткость

1.

Скважина

Образец 1

180

9

4,5

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

65

3,25

1,625

5.

Кипяченая вода

Образец 5

55

2,75

1,375

7.

Водопроводная вода холодная после бытового фильтра

Образец 7

45

2,25

1,01

Вывод:

Результаты показали, что вода из скважины в 2,7 раза жёстче водопроводной воды, а после кипячения и фильтрации жесткость воды снизилась.

Приложение 6

Эксперимент 5

Цель: определить как кипячение и отстаивание влияет на жесткость воды.

Для данного эксперимента мы использовали два образца воды:

  • Образец 1 – вода из скважины и Образец 3 – водопроводная вода,

Кипячение: вода из скважины – осадок

2 минуты 5 минут 10минут

В результате кипячения изменяется структура воды, выпадают в осадок соли, образуя накипь.

Результаты кипячения: вода из скважины

Результаты кипячения: вода водопроводная

Результаты эксперимента

 

п/п

Наименование

Исходное значение жесткости воды

кипячение 2 мин.

кипячение 5 мин.

кипячение 10 мин.

Образец 1

1.

Скважина

335

305

207

167

Образец 3

3.

Водопроводная горячая вода

100

98

94

74

Вывод: при кипячении воды уменьшается ее жесткость, а при отстаивании в течение 3 часов взвешенные вещества выпали в осадок (образец 1).

Однако при кипячении происходит дегазация воды – удаляются все полезные газы кислород и углекислый газ. Длительное постоянное употребление кипяченой воды приводит к снижению иммунитета.

Приложение 7

Эксперимент 6

Цель: Определить как замораживание влияет на жесткость воды.

Для эксперимента мы выбрали следующие образцы воды

п/п

Наименование

№ образца

1.

Скважина

Образец 1

2.

Талая вода (снег)

Образец 2

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

4.

Бутилированная вода

Образец 4

5.

Кипяченая вода

Образец 5

7.

Холодная вода после бытового фильтра

Образец 7

Порядок проведения эксперимента:

  • Отстоявшиеся в течение 2 часов образцы воды (100мл) переместили в морозильную камеру на 5 часов,

  • Незамерзшую воду в банках с образцами слили,

  • Провели замеры TDS –измерителем и занесли полученные результаты в таблицу

 

Скважина

Талая вода (снег)

Водопроводная горячая вода

Бутилированная вода

Кипяченая вода

Холодная вода после бытового фильтра

показания TDS - измерителя

           

Результаты эксперимента:

 

п/п

Наименование

Исходное значение жесткости воды

Жесткость воды после заморозки

Образец 1

1.

Скважина

335

258

Образец 2

2.

Талая вода (снег)

36

30

Образец 3

3.

Водопроводная горячая вода

100

90

Образец 4

4.

Бутилированная вода

147

135

Образец 5

5.

Кипяченая вода

100

81

Образец 7

7.

Холодная вода после бытового фильтра

93

69

Вывод: Диаграмма и график показывают динамику снижения жесткости воды после заморозки. Это надежный способ очистки воды от примеси солей.

Приложение 8

Эксперимент 7

Цель: Определить как использование бытового фильтра влияет на жесткость воды.

Для эксперимента мы выбрали следующие образцы воды

п/п

Наименование

образца

1.

Скважина

Образец 1

2.

Талая вода (снег)

Образец 2

3.

Водопроводная горячая вода

Образец 3

4.

Бутилированная вода

Образец 4

5.

Кипяченая вода

Образец 5

7.

Холодная вода после бытового фильтра

Образец 7

Порядок проведения эксперимента:

  • собрали 6 проб воды

  • в каждый стакан с пробой погрузили TDS-измеритель согласно инструкции и зафиксировали результат исходных параметров жесткости воды,

  • каждый образец воды прогонялся через чистый картридж фильтра Барьер в объёме 200мл (замещение чистой воды в картридже – образцом исследуемой воды) + 100мл для сбора пробы,

  • набрали отфильтрованный образец в стакан,

  • фиксировали результат изменения жесткости воды TDS-измерителем,

  • после каждого образца воды картридж промывался чистой водой в объёме 500мл

Результаты эксперимента:

 

п/п

Наименование

Исходное значение жесткости воды

После бытового фильтра Барьер (картридж)

Образец 1

1.

Скважина

335

182

Образец 2

2.

Талая вода (снег)

36

25

Образец 3

3.

Водопроводная горячая вода

100

81

Образец 4

4.

Бутилированная вода

147

107

Образец 5

5.

Кипяченая вода

100

81

Образец 7

7.

Холодная вода после бытового фильтра

93

69

Вывод: бытовые фильтры для смягчения воды (умягчители) помогают решить проблемы, связанные с жёсткостью воды, — от накипи в бытовых приборах до сухости кожи. Однако выбор фильтра зависит от исходного уровня жёсткости воды и особенностей эксплуатации.

Приложение 9

Рекомендации по выбору воды, оптимальной по свойствам для бытовых нужд и для здоровья:

  • Для того, что бы бытовая техника служила долго, необходимо использовать специальные средства для смягчения воды;

  • Для воды из под крана следует проводить дополнительную очистку, кипячением или использовать специальные бытовые фильтры;

  • Перед покупкой фильтра следует сделать химический анализ воды, что бы правильно подобрать фильтр. Можно воспользоваться одним самых простых и быстрым способом проверки жесткости воды, эксперимент с чаем, о нем мы рассказывали в нашей работе. Так же можно воспользоваться Экспресс-тестом, его можно приобрести на любой из площадок маркетплейсов.

  • Если вы уже пользуетесь фильтром, то не забывайте вовремя менять сменный картридж;

  • Не кипятить воду более 5-7 минут;

  • Не допускать вторичного кипячения воды;

  • При выборе бутилированной воды стоит обращать внимание на этикетку. На ней должна быть указана: категория воды, источник происхождения, перечисляются основные элементы химического состава и их концентрация в мг/л (миллиграммах на литр), срок годности. Также рекомендуется покупать воду только в крупных магазинах, чтобы избежать контрафактной продукции.

Просмотров работы: 19