Исследование качества воды в роднике г. Харцызска

Харцызская общеобразовательная школа №6

Донецкой Народной Республики

Республиканский конкурс ученических исследовательских работ химико-биологического профиля «Юный исследователь»

«Юный химик»

«Родник»

Исследование качества воды в роднике г. Харцызска

8-А класс Оболянский Владислав Михайлович

Руководитель: учитель-химии Смирнова Екатерина Сергеевна

2018г.

В данной исследовательской работе мы хотим определить качество родниковой воды на основные показатели качества питьевой воды: определение органолептических показателей качества воды, определение рH, обнаружение хлорид - ионов в воде, обнаружение ионов - аммония в воде, обнаружение сульфат - ионов в воде.

Аналитическая химия делится на две части – качественный и количественный анализ. При помощи качественного анализа устанавливают, из каких элементов (или ионов) состоит исследуемое вещество. Задачей количественного анализа является определение количественного содержания отдельных элементов или соединений, входящих в состав вещества.

Аналитическая химия и, в частности, количественный анализ имеют огромное значение для науки и производства. Например, химическую формулу неизвестного вещества устанавливают по процентному содержанию его составных частей, найденному при анализе. Химический анализ является важнейшим методом исследований и широко применяется во всех областях науки, которые так или иначе соприкасаются с химией. Так, огромное значение он имеет для минералогии, геологии, физиологии, микробиологии, медицинских, агрономических и технических наук.

Приступая к количественному анализу, необходимо точно знать качественный состав исследуемого вещества; к помощи качественного анализа приходится прибегать даже тогда, когда наличие определяемого элемента в веществе заведомо известно, так как, только зная качественный состав его, можно правильно выбрать метод количественного определения интересующего нас элемента.

На практике, однако, стоящая перед аналитиком задача обычно значительно упрощается, благодаря тому, что качественный состав большинства исследуемых материалов хорошо известен. Нередко известно даже и приблизительное содержание в них отдельных элементов.

Понятно, что в таких случаях не только отпадает необходимость в предварительном качественном исследовании вещества, но сильно облегчает выбор наиболее подходящего метода количественного анализа веществ.

Органолептическая диагностика. Не имея в арсенале специальных препаратов и оборудования, реально провести только органолептическое исследование, оценив образец на вид, вкус и запах. О повышенном содержании железа свидетельствует бурый или желтовато-коричневый оттенок, а также обильный осадок в виде хлопьев. Иногда цвет меняется только при встряхивании или нагреве. При небольших превышениях нормы вода может оставаться прозрачной, но вкус у нее будет с легким металлическим привкусом. Марганец заявляет о себе сероватым оттенком и темным налетом на посуде. Белизна, уходящая после отстаивания, свидетельствует о насыщении газами, например, метаном или хлором.Присутствие сероводорода легко определить по характерному запаху протухших яиц. Химические ароматы – явный признак загрязнения водоносного слоя сточными водами, сливаемыми на промышленном предприятии. О том, что источник загрязнен органическими соединениями, можно судить по наличию запаха протухшей рыбы или сырой земли. Показатели органолептического анализа Самостоятельное исследование ни в коем случае не должно быть единственным. Любые изменения вкуса, запаха и цвета – серьезный повод использовать для диагностики методы лабораторного анализа воды.

Методики химического исследования. Химическое исследование воды направлено на выявление органических и неорганических включений, определение степени жесткости, мутности и других важнейших показателей пригодности и качества. Всего в мире разработано более сотни различных методик, некоторые из которых практикуются только в единичных лабораториях. В списке наиболее популярных методов находятся: спектрофотометрия; биотестирование; кондуктометрия; фотометрия; капилярный электрофорез; турбидиметрия; газовая хроматография; гравиметрия; газовая хроматография; нефелометрия. Исследование питьевой воды влабораторных условиях как правило, лаборатории, специализирующиеся на диагностике качества воды, предлагают сокращенный и полный химический анализ. Сокращенный метод включает диагностику по 25 пунктам и определяет соответствие на допустимые показатели мутности, жесткости, окисляемости, общей минерализации, включений железа и магния, присутствие посторонних запахов. Сокращенную методику можно использовать при переезде на новое место и для подбора системы фильтрации в домах с центральным водоснабжением. Нормативы для проведения химического анализа Расширенные методы химического анализа воды позволяют с высокой точностью определить процент содержания в образце металлов, газов, щелочей, нефтепродуктов, мочевины, нитритов и аммиака. Полная диагностика предполагает тестирование по 100 и более пунктам. Этот метод рекомендуется выбирать владельцам частных скважин и колодцев еще на этапе строительства.

Содержание.

Тезисы _________________________________________________2-4

1.Содержание ___________________________________________5

2. Введение______________________________________________6-7

3. Основная часть.________________________________________8-13

3.1 Определение органолептических показателей качества воды

3.2 Определение рH

3.3 Обнаружение хлорид - ионов в воде

3.4 Обнаружение ионов аммония в воде

3.5 Обнаружение сульфат - ионов в воде

3.6 Опрос населения

3.7 Результаты исследования

4. Заключения и выводы_____________________________________14-15

Список используемой литературы_____________________________16

Приложение 1______________________________________________17-23

Введение.

Иван Бунин «Родник»

Вода самое распространенное и самое аномальное вещество на земном шаре. Вода покрывает около ¾ всей земной поверхности. В морях и океанах находится 98% общего количества воды. Морская вода содержит много солей и не пригодна для орошения, питья и многих других целей. Запасы пресной воды, необходимой для жизни и технических нужд, составляют лишь 2% общего количества воды.

Вода входит в состав тела любого живого существа в значительных количествах. Так, тело человека состоит из воды примерно на 70%, в крови человека около 80%, в мускулах 35%, в костях 25% воды. Организмы рыб содержат до 80%, земноводных – до 60% воды, в овощах содержится 60-80% воды.

Без воды не может прожить ни одно существо. Если организм человека теряет 12% влаги от массы тела, наступает смерть. Огромные количества воды необходимы для растений. Так, одно большое дерево летом извлекает из почвы и испаряет за сутки 50-70 ведер воды.

Вода - вечный минерал. Количество воды на земном шаре не изменяется. Вода – очень стойкое соединение. При нагревании вода закипает, превращаясь в пар, который заметно не разлагается даже при температуре 1000⁰С. Пар при охлаждении вновь дает воду. Если температуру воды понижать далее, то образуется лед, который при таянии снова дает воду. Поэтому очень долго воду считали простым веществом. В 1784 г. Г. Кавендиш получил воду сжиганием смеси водорода и кислорода.

2 Н₂ + О₂ = 2 Н₂О

При взаимодействии одной грамм-молекулы кислорода с двумя грамм-молекулами водорода образуется две грамм-молекулы воды.

Основная часть.

Объект нашего исследования – родниковая вода. Родник находится в г. Харцызске в районе Ростовской трассы. Качество родниковой воды оценивается рядом органолептических и химических показателей, которые оцениваются путем проведения наблюдений, опытов и химических анализов.

Целью работы является оценка качества питьевой воды в используемом источнике, проведение химических и органолептических исследований. Для осуществления целей были сформулированы задачи:

-изучить литературу по теме исследования;

-проанализировать состояние родниковой воды в исследуемом роднике;

-выявить пригодность воды для питья;

-изучить мнение населения о качестве воды и используемом роднике;

-проанализировать полученные результаты.

Родниковая вода! Сколько приятных ассоциаций вызывает данное словосочетание: журчание и кристальная прозрачность холодной воды, удивительный вкус. Напившись один раз родниковой воды, будешь помнить об этом всю свою сознательную жизнь. До сих пор бытует старинное поверье, что, напившись родниковой воды, получаешь живительную силу самой матушки земли. Да, оно и правильно!

Жители нашего района используют воду нашего родника для питья.

Ведь родник представляет собой естественный выход подземных вод и, по сути, своим составом не отличается от грунтовой, колодезной и артезианской. Стремясь к поверхности, вода проходит множественные стадии природной фильтрации, самоочищаясь в процессе от ненужных примесей. Все происходит на механическом уровне, химический состав остается неизменным. К тому же, по пути, она успевает насытиться полезными микроэлементами.

Методы исследования.

3.1 Органолептические показатели.

Прозрачность.

Прозрачность определяется концентрацией взвешенных частиц и ее же характеризует. Хорошо перемешиваем воду и наливаем в высокий цилиндр с внутренним диаметром 3,5 см. Цилиндр устанавливаем неподвижно над стандартным шрифтом на высоте 4 см. Просматривая шрифт сверху через столб воды и сливая, и доливая воду в цилиндр, находят высоту столба воды, еще позволяющую читать шрифт.

Цветность.

Большинство окрашенных веществ, присутствующих в воде – это гумусовые кислоты – весьма устойчивый продукт неполного разложения органических веществ. Высокая цветность воды, как правило, говорит о её болотном происхождении. По нормам, цветность воды в системе централизованного водоснабжения не должна превышать 20, колодезной - 30. Цветность ограничивается не потому, что окрашивающие вещества ядовиты, а потому что окрашенную воду неприятно пить.

Наливаем исследуемую пробу в стеклянный цилиндр и рассматриваем воду на фоне белого листа бумаги при дневном освещении сверху и сбоку.

Запах.

Запах обусловлен в первую очередь серосодержащими и азотсодержащими органическими соединениями, образующимися в результате разложения органики. Вода с выраженным запахом непригодна для жизни микроорганизмов, так как, либо ядовита, либо не содержит кислорода.

Итак, 100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливаем в колбу вместимостью 150-200 мл. Накрываем притертой пробкой, встряхиваем вращательным движением, открываем пробку и быстро определяем характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагреваем до 60°С на водяной бане и также оцениваем запах.

Интенсивность запаха воды определяют при 20 и 600С и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям. Запах питьевой воды не должен превышать 2 балла.

Вкус.

Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называют привкусами.

Испытуемую воду набираю в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживаю 3-5с. Интенсивность вкуса оцениваем по пятибалльной системе.

3.2 Водородный показатель - рН.

Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН – это показатель концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную реакцию (чистая вода), а рН = 14 – это сильная щелочь.

Мы определяем рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

• розово-оранжевая - рН около 5,

• светло-жёлтая - 6,

• светло-зелёная - 7,

• зеленовато-голубая - 8.

По нормам, рH питьевой воды должен лежать в пределах от 6,0 до 9,0.

3.3 Обнаружение хлорид - ионов в воде

Наливаем в пробирку 2 мл испытуемого раствора. Добавляем 1 мл концентрированного раствора AgNO₃. Имеющиеся хлориды в растворах дают устойчивый белый осадок хлорида серебра (AgCI).

3.4 Обнаружение ионов аммония в воде

Наливаем в пробирку 1мл испытуемого раствора. Добавляем к нему 1мл концентрированного раствора NaOH и добавили немного цинковой пыли. Для ускорения реакции смесь подогрели. Имеющиеся ионы аммония в растворах восстанавливаются до аммиака. Аммиак определяется по покраснению бесцветной фенофталеиновой бумаги или по покраснению лакмусовой бумаги, смоченных в дистиллированной воде и внесённых в пары.

3.5Обнаружение сульфат - ионов в воде

 Добавляем в пробирку с исследуемой водой 10 капель раствора соляной кислоты и 2 капли раствора гидроксида бария, наблюдаем в течение 3 мин за помутнением раствора.  Имеющиеся сульфаты в растворах проявляются в соединении сульфат бария (BaSO₄), который даёт белый осадок.

3.6 Опрос населения.

Метод социологического опроса

Провели социологический опрос среди жителей микрорайона, включая некоторых моих одноклассников, для определения знаний населения о качестве воды и возможности использования исследуемых родников. Респондентам раздавались анкеты, содержащие следующие вопросы:

Пользуетесь ли вы для питья и приготовления пищи водой с родников?

Всегда ли ездите на один и тот же родник?

Интересовались ли вы качеством используемой в роднике воды?

Удобно ли вам добираться до родника?

Ваши пожелания по благоустройству родника?

3.7 Результаты исследований.

Органолептические показатели источника

Проведенные исследования позволяют сделать выводы о том, что исследуемая вода бесцветная и прозрачная, так как проделанный опыт установил, что видимость шрифта изменилась в воде родника на высоте 32 см. Исследуя интенсивность запаха и вкуса воды, было установлено, что вода не имеет запаха и вкуса, что соответствует - 0 баллов.

Определение рH.

Водородный показатель исследуемой воды рН = 6, значит среда раствора слабокислая. В норме по положению СЭС рН должно быть в пределах от 6 до 9.

Обнаружение хлорид - ионов в воде.

В результате реакции в пробирке выпал белый осадок. Это говорит о наличии хлоридов в исследуемом растворе.

Обнаружение ионов аммония в воде.

При внесении фенолфталеиновой бумаги в пары, она цвет не изменила. Это значит, что ионы аммония в исследуемой воде отсутствуют.

Обнаружение сульфат - ионов в воде.

В результате проведения опыта осадок в пробирке не образовался. В исследуемом образце воды сульфаты не обнаружены.

Опрос населения.

Мною были опрошены жители нашего района, а также мои одноклассники, всего 50 человек. По результатам опроса можно определить следующие показатели:

Пользуетесь ли вы для питья и приготовления пищи водой с родников? – 37 челеловек.

Всегда ли ездите на один и тот же родник? – 37 человек.

Интересовались ли вы качеством используемой в роднике воды? – 13 человек.

Удобно ли вам добираться до родника? – положительный ответ 35 человек.

Ваши пожелания по благоустройству родника? – облагораживание места отбора воды.

Заключение и выводы.

Чистая вода представляет собою прозрачную жидкость без вкуса и запаха. Вода единственное соединение на планете, которое в земных условиях температуры и давления может находится в трех агрегатных состояниях: в виде льда, жидкости и пара.

Лед покрывает Арктику, Гренландию, Антарктиду. Ледовые глыбы в десятки квадратных километров плавают в полярных морях. Огромные массы воды в виде пара перемещаются в атмосфере. Испарение воды происходит при любой температуре. Так в течении зимы испаряется около 30% снегв, белье высыхает на морозе и т.д.

В воздухе всегда имеется некоторое количество паров воды зависящее от температуры, движения воздуха, наличия открытых водоемов и других факторов.

Вода – основная биологическая жидкость и довольно инертный растворитель многих органических и неорганических веществ. Это свойство воды очень важно для всех живых организмов, которые получают питательные вещества в мало измененном виде. Даже в ничтожно малых количествах вода обладает огромной каталитической активностью. Все тела земного шара содержат растворенную или адсорбированную воду, даже если в их составе не химически связанной воды.

На основе полученных мною данных можно сделать следующие выводы:

Мною были изучены литературные источники о значении воды и экологических проблемах.

Я научился определять ионы, рН. Эти знания мне пригодятся в дальнейшем изучении химии.

По физико-химическим показателям, по цветности, мутности, запаху, прозрачности вода из родника является пригодной для питья.

Мы провели анализ воды из источника.

Вода является пригодной для питья, так как ионы аммония не обнаружены.

Много узнал о значении пресной и питьевой воды для человека.

По результатам опроса населения я могу сделать следующий вывод: большая часть опрошенных пользуется родниковой водой и предпочитает родник который находится в близи от дома, меньшая часть задумывается о качестве родниковой воды обуславливая тем, что на протяжении многих лет пользуются этой водой. И конечно облагораживание места где находится родник является одной из главных пожеланий населения.

Список используемой литературы.

1. справочник по элементарной химии. Под общ. ред. А.Т. Пилипенко. Изд. 2-е, перераб. и доп. К., «Наук. Думка», 1978,544с.

2. Блинова А.Ф. «Вода: известная и неизвестная», учебно-методическая газета для учителей химии, №14, 2008

3. Габриелян О.С. и др. «Вода в нашей жизни», учебно-методическая газета для учителей химии, №5,6, 2009

4. Голованова Ф.И. «Вода – основа жизни», учебно-методическая газета для учителей химии, №7,2008

5. Давлетшин Р. «Вода – от реки до реки», экологическая газета Подрост, № 5-6,2002

6. Залетило С.С. «Вода – очистка воды», учебно-методическая газета для учителей химии, №17,2008

7. В.Н.Алексеев Количественный анализ. Государственное научно-техническое издательство химической литературы. Москва 1954.

8. Курлыкова С.В. «Опыты по очистке воды», учебно-методическая газета для учителей химии, №4, 2009

9. Некрасова С.М. «Вода - растворитель», учебно-методическая газета для учителей химии, №10, 2008

10. Интернет ресурсы.

Приложение 1.

Отбор пробы из родника.

Определение запаха.

Прозрачность.

Определение рН.

Обнаружение хлорид-ионов.

Обнаружение ионов аммония.

Обнаружение сульфат-ионов в воде.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/300634-issledovanie-kachestva-vody-v-rodnike-g-harcy