Министерство образования Российской Федерации Республики Крым

Министерство образования Российской Федерации
МБОУ г. Керчи РК школы №4 им. А.С.Пушкина
Республики Крым
Тема исследовательской работы учащихся
9-А класса:
«Анализ водопроводной воды»
Руководитель:
учитель химии
Карпецова
Галина Леонидовна
2015 г.
ЦЕЛЬ: ИЗУЧИТЬ МАТЕРИАЛ
 о водных ресурсах пресной воды в мире, в
России и в Крыму;
 качественных показателях питьевой воды;
 познакомиться с простейшими способами
анализа воды, определением её качества;
1. Теоретическая часть исследовательской работы.
Содержание:
1)Водные ресурсы пресной воды в мире, в России и в Крыму.
2)Качественные показатели питьевой воды.
2. Практическая часть исследовательской работы.
Содержание:
1)Органолептичесские показатели
 Определение запаха воды по таблице t 0 воды = 20 0С - 40 0С ;
 Определение прозрачности воды.
2) Химические показатели:
 Окисляемость воды;
 Определение pH воды;
 Определение общей жесткости воды
 Анализ воды на анионы Cl-
3. Заключение
Запасы воды на Земле
 1,6 млрд. км³- общее
содержание воды на земном
шаре
 1,3 млрд. км³ - сосредоточено
в глубинных слоях
 1,385 млрд. км³ - составляет
гидросферу Земли
 13000 км³ - в виде водяного
пара в атмосфере
 Во́дные ресу́рсы — поверхностные и подземные воды,
которые находятся в водных объектах и используются
или могут быть использованы. В более широком
смысле — во́ды в жидком, твёрдом и газообразном
состоянии и их распределение на Земле.
 Водные ресурсы — это все воды гидросферы, то есть
воды рек, озёр, каналов, водохранилищ, морей и
океанов, подземные воды, почвенная влага, вода (льды)
горных и полярных ледников, водяные пары
атмосферы.
 Общий объем (единовременный запас) водных
ресурсов составляет 1390 млн.куб.км, из них около
1340 млн.куб.км — воды Мирового океана. Менее 3 %
составляют пресные воды, из них технически доступны
для использования — всего 0,3 %
Вода в природе
Все воды делятся на поверхностные,
грунтовые и подземные. Наименьшую
степень
минерализации
имеют
поверхностные воды рек, озер, т.к. они
образуются при выпадении осадков и
сильно разбавляются ими.
Грунтовые воды (колодцы) протекают по
различным поверхностям, образованным
осадочными горными породами: песком,
глиной, и имеют среднюю степень
минерализации
Наибольшее количество солей содержится
в
подземных
водах
(артезианские
скважины)
Водные ресурсы
России
 Бассейн Северного Ледовитого океана – 2/3 S страны
 Обь (Иртыш, Ишим, Тобол), Лена (Вилюй, Алдан),
Северная Двина, Оленёк, Хатанга, Енисей (Ангара, Нижняя Тунгусска,
Подкаменная Тунгусска), Печора, Яна, Индигирка, Колыма.
 Бассейн Тихого океана – около 20% S страны
 Шилка, Аргунь, Амур (Зея, Бурея, Уссури), Анадырь.
 Бассейн внутреннего стока – около 10% S страны
 Волга (Ока, Кама), Урал, Терек.
 Бассейн Атлантического океана – около 3% S страны
 Западная Двина, Волхов, Дон, Кубань, Днепр.
Реки России
Крупнейшие реки :
Обь, Лена, Амур,
Волга, Енисей
Принадлежность к
бассейнам
По характеру течения
(влияние рельефа)
Горные :
Терек
Зея
Источники питания
( влияние климата)
Равнинные:
Волга
Обь
Смешанное
Большая часть рек.
Снеговое, дождевое,
грунтовое.
Амур
Дождевое,
грунтовое
Иртыш
ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ РОССИИ
Водные ресурсы
Крыма
Из-за неодинаковых условий
формирования и размещения
поверхностных вод Крым делят
на две части: равнинную
степную с очень малым числом
поверхностных водотоков и
горную лесную со сравнительно
густой речной сетью. Здесь берут
начало почти все реки
полуострова. Нет рек только на
плоских поверхностях яйл. Сток
большинства рек Крыма
зарегулирован созданием
водохранилищ, воды которых
используют для орошения и
водоснабжения.
Поверхностные воды
В Крыму насчитывают 1657 рек и
временных водотоков общей
длиной 5996 км. Из них около 150
рек. Это главным образом рекикарлики до 10 км длины. Только
река Салгир имеет длину более 200
км. Речная сеть развита на
полуострове крайне неравномерно.
В зависимости от направления
стока поверхностных вод принято
деление рек Крыма на три группы:
реки северо-западных
склонов Крымских гор:
Альма, Кача, Бельбек и Черная ;
реки Южного берега Крыма: УчанСу, Дерекойка, Улу-Узень,
Демерджи, Восточный Улу-Узень;
реки северных склонов Крымских
гор: Салгир, Мокрый Индол,
Чорох-Су.
Гидрологический режим рек
Крыма
Общий же объем стока с поверхности Крыма
составляет 0,560 км³ . Эти суммарные водные ресурсы рек
полуострова распределяются по его отдельным районам
крайне неравномерно.
Удельные водные ресурсы горной части в 32 раза
превышают ресурсы равнинной степной части Крыма.
Степной Крым с удельными водными ресурсами в 3 тыс.м³ в
год на 1 км² практически является бессточной областью. Для
орошения здесь необходимы воды рек других районов. К
тому же водные ресурсы рек Крыма резко изменяются от
года к году вследствие частого чередования многоводных и
маловодных лет. В многоводные годы они могут быть в 2-3
раза больше, а в маловодные — в 2-3 раза меньше, чем в
средние по водности годы.
Подземные воды Крыма
Крымский полуостров сравнительно
беден пресными подземными
водами, тем не менее они имеют
важное значение в народном
хозяйстве края. Накопление
подземных вод происходит путем
просачивания (инфильтрации)
атмосферных осадков, выпавших над
данной поверхностью, либо в
результате подтока со стороны уже
образовавшихся подземных вод, или
проникновения в водопроницаемые
пласты горных пород
поверхностного стока в руслах рек
(инфлюация). Менее распространен
четвертый способ образования
такой воды — конденсация ее в
пустотах горных пород.
Традиционно для оценки качества воды
в водном объекте или в источнике
водоснабжения, если речь идёт о получении
воды для питья, используются физические,
химические и санитарно-бактериологические
показатели. К физическим показателям
качества воды относят температуру, запахи и
привкусы, цветность и мутность. Химические
показатели характеризуют химический состав
воды. Обычно к числу химических
показателей относят водородные показатель
воды рН, жесткость и щёлочность,
минерализацию(сухой остаток), а также
содержание главных ионов. К санитарнобактериологическим показателям относят
общую бактериальную загрязнённость воды и
загрязнённость её кишечной палочкой,
содержание в воде токсичных и радиоактивных
микрокомпонентов. В зависимости от
загрязнённости водного объекта и назначения
воды предъявляются и дополнительные
требования к её качеству.
 Качество – это характеристика состава и свойств воды, определяющая её
пригодность для конкретных видов водопользования.
 Показатели качества –это перечень свойств воды, численные значения
которые сравнивают с нормами качества воды.
 Нормы качества –это установленные значения показателей качества воды
для конкретных видов водопользования.
 Показатели качества и нормы качества воды не являются жестко установленными и
неизменными. С ухудшением состояния окружающей среды в результате её
загрязнения, установлением причинно-следственной связи между количественной
и качественной характеристиками загрязнения негативными изменениями
изменяются показатели и нормы качества. Как правило, они становятся более
жесткими.
В нашей стране до последнего времени гигиенические требования к качеству воды
определялись ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая». В соответствии с этим документом,
показатели качества воды подразделялись на микробиологические,
токсикологические и органолептические. С 1996 г. гигиенические требования к
качеству питьевой воды централизованных систем водоснабжения определяются
санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.1047-01 «Питьевая вода» и
«Водным кодексом РФ» 1997 г.
Химические
Эпидемические
Органолептические
Радиологические
Эпидемические показатели
Вода является идеальной средой для развития
многочисленных форм бактерий , простейших и
высших организмов. Некоторый из развивающихся
в воде микробов являются распространители
«водных инфекций», к числу которых относят
возбудителей брюшного тифа, паратифов, холеры,
дизентерии и т.д. Вода может быть переносчиком
различного рода зародышей глистов(аскарид,
карликового цепня и др.) и простейших (амеб,
лямблий и др.).
Бактериальная загрязнённость воды
характеризуется числом содержащихся в ней
бактерий. Оно не должно превышать 50 в 1 мл
воды (50 000 в 1 л). В воде должны также и
простейшие.
Органолептические показатели
К числу органолептических показателей относятся запах,
привкус (вкус), цветность и мутность воды.
Наличие запахов и привкусов обусловлено присутствием
растворённых в воде газов, минеральных солей, органических
веществ, жизнедеятельностью микроорганизмов.
Запах воды может иметь природное (болотный, гнилостный,
землистый, сероводородный и др.) и искусственное
(ароматический, хлорный, фенольный, хлор фенольный,
нефтяной и др.) происхождение.
Привкус воды может быть горьковатым, солоноватым,
сладковатым, кисловатым и т.д. Для количественной оценки
запаха и привкуса используют 5-балльную шкалу. Как
правило, с повышением температуры запахи и привкусы
усиливаются. Вода, используемая для питья, не должна иметь
при температуре 60 градусов более 2 баллов. Запахи и
привкусы определяют опытные лаборанты органолептические,
поэтому данная оценка достаточно субъективна.
Химические показатели
К химическим показателям
воды относятся водородный
показатель рН, общая
минерализация (сухой
остаток), жёсткость,
щёлочность, окисляемость –
так называемые
обобщённые, а также
концентрация растворённых
органических и
неорганических веществ –
нефтепродуктов,
поверхностных-активных
веществ (ПАВ) и др.
Практическая часть
«Определение качества
воды.
Анализ водопроводной
воды»
Определение запаха
по таблице t° = 20°- 40°C.
Запах. Чистая питьевая вода не
должна иметь никакого запаха.
Любой запах указывает на
присутствие в воде либо продуктов
биологического распада
растительных или животных
организмов, либо каких-либо
химических соединений,
посторонних для питьевой воды.
Оценка запаха воды
Интенсивность запаха
Описательное определение
Балл
Нет
Отсутствие ощутимого запаха
0
Очень слабый
Запах ощущается опытным наблюдателем, не
ощущается потребителем
1
Слабый
Запах не привлекает внимания потребителя, не
обнаруживается наблюдателем
2
Заметный
Ощущается легко каждым человеком
3
Отчётливый (сильный)
Запах обращает на себя внимание, делает воду
неприятной для питья
4
Очень сильный
Запах настолько сильный, что делает воду
непригодной для питья
5
Результат: 2 балла
Вывод: вода пригодна для питья.
Определение прозрачности
На дно цилиндра
положили кольцо
проволоки и доливали
постепенно воду, пока
кольцо видно. Высота
столба воды, при котором
кольцо становится
невидимым, является
мерой прозрачности.
Вода пригодна для питьяпрозрачность не менее 30
см.
Результат: прозрачность в образце
воды 35 см.
Вывод: вода пригодна для питья.
Определение окисляемости
воды
Окисляемость воды. Это
количество кислорода (мг),
расходуемого на полное
окисление органических
веществ, содержащихся в 1 л
воды (обозначается — мг/л).
Чем меньше в воде
органических веществ, тем
меньше величина расхода
кислорода на полное
окисление содержащихся в 1
л воды органических веществ.
Например, окисляемость
чистых подземных вод, как
правило, не бывает более 2—
4 мг/л, речных — в пределах
7 мг/л.
Определение окисляемости
воды
В пробирку налили 10 мл
воды, добавили 3 капли 0,03%
раствора
KMnO4 оставили на 20
минут.
Сравнили окраску:
• Малиновая окраска
сохранилась - Н2О
удовлетворительная;
• Красная окраска – Н2О
подозрительная;
• Жёлто- бурая – Н2О
недоброкачественная.
Наблюдения: малиновая окраска
сохранилась.
Вывод: вода удовлетворительная
Определение pH
Техническое определение
кислотности воды (фактора рН) —
это мера активности иона водорода
(Н+), выраженная в виде
логарифма активности этого иона.
Соответственно в воде с
кислотностью рН = 7 содержится
10-7 моль/л ионов водорода, тогда
как рН = 6 означает, что в воде
находится 10-6 моль/л ионов
водорода. Диапазон кислотности
воды составляет от 0 до 14:
•0 — максимально кислая
среда, кислотность
воды максимальна.
•7 — нейтральная среда
•14 — максимально некислая среда
(щелочная, то есть); кислотность
воды минимальна.
Определение pH
Определение рН воды с
применением универсального
бумажного индикатора.
Поместили универсальный
бумажный индикатор в образец
исследуемой воды. Сравнили его
цвет со стандартной шкалой и
определили, что рН воды равен
6,5.
Вывод: показатель рН воды
соответствует государственным
стандартам для питьевой воды
(6,5-8,5).
Определение общей жёсткости воды.







В коническую колбу отмерили 50 мл
воды, добавили 3 мл аммиачного
буферного раствора, несколько
кристаллов индикатора хромогена
чёрного и титровали по капле
раствором трилона Б до перехода
красно- фиолетовой окраски на синефиолетовую.
Общая жёсткость воды
рассчитывается по формуле:
Жобщ.= С*V1 *1000(мг/экв)
V2
Л
V1 – объём раствора трилона Б,
израсходованного на титрование в мл.
V2 – объём воды, взятой для
титрования в мл.
С – концентрация триллиона Б.
Определение общей жёсткости воды.
Результаты: 5,9 мг/экв
Л
Вывод: вода довольно
мягкая, пригодна для
питья
Анализ воды на анионы хлора (Cl-)
Для определения количества и
химического состава, находящихся
в водных, растворах ионов,
существует широкий набор
методов. В нашей работе мы
использовали самый доступный для
проведения в школьной
лаборатории.
В опыте мы наблюдали за появлением
нерастворимого осадка.
Для анализа мы брали:
1.
стандартныйраствор,содержащий
данный анион (Cl-);
2.
исследуемую воду;
3.
контроль ( дистиллированную
воду).
В пробирки налили по 2 мл
растворов, добавили по 3 капли
AgNO3, тщательно перемешали,
наблюдали.
AgNO3 + Cl¯=AgCl + NO3¯
Анализ воды на анионы хлора (Cl-)
РАСТВОРЫ
ОСАДОК
СОДЕРЖИТСЯ ИОН
Стандартный
раствор,
содержащий
Cl-
Выпадает
белый осадок
Да
Исследуемая
вода
Помутнела
Да
Контроль
Бесцветная
Нет
Вывод: вода содержит
анионы хлора.
Заключение
Проведенные теоретические и
практические исследованиям
позволяют нам судить о пригодности
исследуемой воды для питья только по
отдельным качественным показателям.
Но мы узнали ,что прежде чем вода
попадает к потребителю ,она должна
проходить комплексное обследование в
специальных лабораториях с
применением точных приборов и
современных методик.