Vee keemiline analüüs kooli laboris. Vee mineraalse koostise uuringud (läbi viidud kooli laboris). Joogivee looduslikud allikad

Tavaliselt tehakse hüdroloogilistes laborites vee kvaliteedi määramiseks standardproov - biokeemilise hapnikutarbe (BHT) määramine. Sel juhul määratakse vees lahustunud hapniku sisaldus kas Winkleri keemilise meetodiga või amperomeetrilise uuringu põhjal füüsikalis -keemilise meetodiga.

Kui see töö teile ei sobinud, siis lehe allosas on nimekiri sarnastest töödest. Võite kasutada ka otsingunuppu

Sissejuhatus. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

1. Kirjandusülevaade. ... ... ... ... ... ... ... 4

1.1. Hapnik keskkonnas. ... ... ... ... 4

1.1.1. Hapnik kui õhu komponent. ... ... ... 4

1.1.2. Hapnik vees. ... ... ... ... ... ... ... 5

1.1.2.1. Sõltuvus sisust

Hapnik vees erinevatest teguritest. ... ... ... 5

1.1.2.2. Lahustunud hapnik nagu

veereostuse hindamise kriteerium. ... ... ... ... 7

1.2. Vees lahustunud hapniku määramine. ... ... üheksa

1.2.1. Winkleri keemiline meetod. ... ... ... ... ... üheksa

1.2.2. Füüsikalis -keemiline meetod. ... ... ... ... ... 21

2. Eksperimentaalne osa. ... ... ... ... ... ... 22

2.1. Lahenduste valmistamine. ... ... ... ... ... ... 22

2.2. Tehnika väljatöötamine. ... ... ... ... ... ... ... 23

2.3. Veeproovide võtmine ja proovide ettevalmistamine. ... ... ... ... 26

2.4. Vee analüüs lahustunud hapniku sisalduse osas. ... 26

3. Tulemuste arutamine. ... ... ... ... ... ... 28

Järeldused. ... ... ... ... ... ... ... ... ... kolmkümmend

Kasutatud kirjanduse loetelu. ... ... ... ... 31

Rakendus. ... ... ... ... ... ... ... ... 32

Sissejuhatus.

Planeedil suurtes kogustes leiduvatest keemilistest elementidest pooled on biogeensed elemendid, millest üks on hapnik. Keskkonnas sisaldub molekulaarne hapnik õhus gaasilises olekus ja see lahustatakse ka vees.

Hapnik on tugev oksüdeeriv aine ja reageerib paljude redutseerivate ainetega. Seetõttu vähendab selliste ainete olemasolu keskkonnas elusorganismidele kättesaadava hapniku kontsentratsiooni. See hapniku omadus on aluseks vee reostuse hindamisele redutseerivate ainete, peamiselt orgaaniliste ainete abil.

Tavaliselt tehakse hüdroloogilistes laborites vee kvaliteedi määramiseks standardproov - biokeemilise hapnikutarbe (BHT) määramine. Sel juhul määratakse vees lahustunud hapniku sisaldus kas Winkleri keemilise meetodiga või amperomeetrilise uuringu põhjal füüsikalis -keemilise meetodiga.

Sageli viiakse veekogude hüdrokeemiliste näitajate uurimine läbi ülikoolides spetsiaalsete laboratoorsete töötubade raames, samuti koolide keskkonnaseire ajal. Nendes tingimustes on amperomeetrilisest meetodist vähe kasu. Uuringute tegemine Winkleri meetodil nõuab lihtsaid ja taskukohaseid analüüsimeetodeid.

Sellega seoses eesmärk meie tööks oli testida Winkleri meetodit meie laboritingimustes ja koostada üksikasjalikud soovitused selle kasutamiseks koolide keskkonnaseirel ja spetsiaalsetes laboritöökodades meie ülikoolis.

Ülesanded:

1. Vaadake läbi kirjandus vees hapniku määramise meetodite kohta;
2. Töötada välja määramismeetod;
3. Koostada juhised analüüside tegemiseks koolikeskkonnas.

1. KIRJANDUSE ÜLEVAADE

1.1. Hapnik keskkonnas.

1.1.1. Hapnik kui õhu komponent.

Hapnik on maapõue kõige rikkalikum element. Atmosfääris on see umbes 23%, vee koostises - umbes 89%, inimkehas - umbes 65%, liiv sisaldab 53%hapnikku, savi - 56%jne. Kui arvutada selle kogus õhus ( Atmosfäär), vesi (hüdrosfäär) ja osa maapõuest (litosfäär), millele on otsene keemiline uurimine, selgub, et hapnik moodustab umbes 50% nende kogumassist. Vaba hapnikku leidub peaaegu eranditult atmosfääris ja selle kogus on hinnanguliselt 1,2–10 15 tonni. Selle väärtuse tohutul hulgal ei ületa see 0,0001 kogu maakoore hapnikusisaldusest.

Vaba hapnik koosneb kahekohalistest molekulidest. Normaalsel rõhul vedeldub -183 ° C juures ja tahkub -219 ° C juures. Gaasilises olekus on hapnik värvitu ja vedelas ja tahkes värvis helesinine.

Paljud eluprotsessid on seotud molekulaarse hapnikuga. See aine toetab enamiku planeedil elavate olendite hingamist. Sellega seoses on ülioluline säilitada molekulaarse hapniku tasakaalu vees ja õhus.

Molekulaarse hapniku seondumine toimub peamiselt oksüdatsioonireaktsioonide kaudu. Sel juhul viiakse molekulaarne hapnik ümber atmosfääri teiste gaaside, mineraalide, vee, orgaanilise aine jne koostisesse.

Lisaks oluliste protsesside pakkumisele mängib molekulaarne hapnik erakordset rolli elusorganismide kaitsmisel Päikese lühilaine ultraviolettkiirguse kahjulike mõjude eest.

Hapniku aatomid võivad O -ga suhelda 2 osooni moodustumisega:

O + O 2 = O 3

Osoon on hapniku allotroopne modifikatsioon ja normaalsetes tingimustes gaasiline aine. Osooni moodustumine toimub intensiivselt atmosfääri stratosfääri kihtides, kuhu on koondunud nn osoonikiht. Osoonikiht neelab UV -kiirgust veidi pikema lainepikkusega kui molekulaarne hapnik - 220-320 nm. Sel juhul toimub osooni dissotsieerumine molekulaarseks ja aatomhapnikuks:

О 3 = О 2 + О

Selle reaktsiooni saadused võivad üksteisega reageerida, moodustades esialgse osooni. Seega on tasakaal osooni moodustumise protsesside ja selle hävitamise vahel.

1.1.2. Hapnik vees

1.1.2.1. Hapniku lahustuvuse sõltuvus

vees mõnest tegurist.

Hoolimata asjaolust, et suurem osa molekulaarsest hapnikust sisaldub atmosfääriõhus, on selle kogus vees ka üsna suur. Vees lahustunud hapnik toetab veeorganismide elutegevust ja on paljudel juhtudel elusorganismide levikut piirav tegur.

Selle gaasi lahustuvus vees sõltub paljudest teguritest. Seega väheneb kõrgendatud temperatuuridel hapniku, nagu ka teiste gaaside, lahustuvus vees. See eristab gaase enamikust tahketest ainetest, mille lahustuvus suureneb koos lahusti temperatuuriga. See gaaside ebatavaline käitumine on üsna loomulik, kuna osakeste kineetilise energia suurenemine kuumutamise ajal toob kaasa asjaolu, et gaasimolekulid lahkuvad lahusest kergemini kui sinna tagasi. Seetõttu võib pikaajalise keetmise korral lahuse peaaegu täielikult degaseerida - lahustunud gaasi saab sellest eemaldada.

Jälgitakse ka ainete lahustuvuse sõltuvust rõhust. Rõhul on vähene mõju tahkete ainete ja vedelike lahustuvusele, kuid see mõjutab oluliselt gaasi lahustuvust. Kui vedeliku aurustumisel lähevad suurenenud kineetilise energiaga molekulid aurudeks, siis on ilmne, et vähenenud kineetilise energiaga molekulid peavad gaasist vedelasse lahusesse minema.

Antud temperatuuril on selliste molekulide arv proportsionaalne gaasirõhuga. Järelikult peaks vedelikus lahustunud gaasi kogus olema võrdeline selle rõhuga, mida väljendab Henry seadus: antud temperatuuril on lahustunud gaasi kontsentratsioon võrdeline selle osarõhuga.

C i = K i + R i,

kus C i - gaasi kontsentratsioon lahuses, P i - selle osarõhk ja Kі - Henry konstant, mis sõltub gaasi ja lahusti olemusest. TOі on gaasi lahustumisprotsessi tasakaalukonstant.

Kuna püsival temperatuuril I -le on alati sama, siis on väljend mõistlik:

K = C 1 / P 1 = C 2 / P 2,

kus С і1 ja С і2 Kas lahustunud gaasi kontsentratsioon osarõhul on vastavalt Рі1 ja P і2.

Hapniku osarõhk õhus on võrdne:

P O 2 = P atm. * 0,21,

kus 0,21 on koefitsient, mis näitab hapniku kogust õhus; R atm. - atmosfäärirõhk.

Seejärel, et teada saada lahustunud hapniku kontsentratsioon vees erinevatel rõhkudel ja konstantsetel temperatuuridel, piisab hapniku lahustuvuse teadmisest vees sellel temperatuuril, rõhul 760 mm. rt. Art. ja atmosfäärirõhk, millega katsed viidi läbi.

1.1.2. Vees lahustunud hapnik

reostuse hindamise kriteeriumina.

Vees lahustunud hapnik on keskkonnaseisundi üks olulisemaid biohüdrokeemilisi näitajaid. See tagab veeorganismide olemasolu ja määrab meredes ja ookeanides oksüdatiivsete protsesside intensiivsuse. Vaatamata suurele voolukiirusele on selle sisaldus pinnakihis antud temperatuuril, soolsusel ja rõhul peaaegu alati 100% küllastuse lähedal. See on tingitud asjaolust, et selle kadu täiendatakse pidevalt nii vetikate, peamiselt fütoplanktoni, kui ka atmosfääri fotosünteesi tõttu. Viimane protsess tekib tänu kalduvusele hapniku kontsentratsioonidele atmosfääris ja vee pinnakihis dünaamilisele tasakaalule, mille rikkumisel hapnik imendub ookeani pinnakihis.

Intensiivse fotosünteesi tsoonis (fotokihis) täheldatakse sageli märkimisväärset merevee üleküllastumist hapnikuga (mõnikord kuni 120-125% ja rohkem). Sügavuse kasvades väheneb selle kontsentratsioon orgaaniliste ainete oksüdeerumise ja veeorganismide hingamise fotosünteesi ja tarbimise nõrgenemise tõttu ning ülemise kihi teatud sügavustel on selle moodustumine ja tarbimine ligikaudu sama. Seetõttu nimetatakse neid sügavusi kompensatsioonikihtideks, mis liiguvad vertikaalselt sõltuvalt füüsikalis -keemilistest, hüdrobioloogilistest tingimustest ja veealusest valgustusest; näiteks talvel asuvad nad pinnale lähemal. Üldiselt suureneb hapnikuvaegus sügavusega. Lahustunud hapnik tungib sügavatesse kihtidesse eranditult vertikaalse ringluse ja voolude tõttu. Mõnel juhul, näiteks kui vertikaalne ringlus on häiritud või on suures koguses kergesti oksüdeeruvaid orgaanilisi aineid, võib lahustunud hapniku kontsentratsioon langeda nullini. Sellistes tingimustes hakkavad redutseerimisprotsessid toimuma koos vesiniksulfiidi moodustumisega, nagu näiteks Mustal merel alla 200 m sügavusel.

Rannikuvetes on märkimisväärne hapnikuvaegus sageli seotud nende saastamisega orgaaniliste ainetega (naftasaadused, pesuvahendid jne), kuna need ained on redutseerivad ained. Selle käivitatud oksüdeerimisreaktsioon kannab hapnikku selle molekulaarsest vormist teistele ühenditele, muutes selle elu säilitamiseks kasutuks.

Selle põhjal arvatakse, et veekogude hüdroloogilise ja hüdrokeemilise režiimi uurimisel on hapniku kontsentratsiooni määramisel vees suur tähtsus.

Tavaliselt määratakse vees lahustunud hapnik Winkleri mahulise meetodi abil. Kasutatakse ka füüsikalis -keemilisi meetodeid: elektrokeemilist, gaasikromatograafilist, massispektromeetrilist ja gaasomeetrilist. Laialt tuntuks on saanud ka polarograafiline meetod, mis võimaldab määrata hapniku kontsentratsiooni - alates täisküllastumisest kuni 10-6 g / l. See võimaldab pidevalt, automaatselt ja peaaegu koheselt registreerida vähimatki muutust lahustunud hapniku kontsentratsioonis. Kuid füüsikalis -keemilisi meetodeid ei kasutata massanalüüsides peaaegu kunagi nende keerukuse tõttu ja neid kasutatakse tavaliselt teadusuuringutes.

1.2. Vees lahustunud hapniku määramine.

Tavaliselt kasutatakse vees lahustunud hapniku määramiseks mitmeid meetodeid. Neid saab jagada füüsikalis -keemilisteks ja keemilisteks.

Lahustunud hapniku määramise keemilised meetodid põhinevad selle gaasi heal oksüdeerimisvõimalusel.

О 2 + 4Н + → 2Н 2 О

Tavaliselt kasutatakse Winkleri meetodit.

1.2.1. Winkleri keemiline meetod.

Lahustunud hapniku kontsentratsiooni määramise meetodite hulgas on vanim, kuid siiski asjakohane Winkleri keemiline meetod. Selle meetodi korral reageerib lahustunud hapnik kvantitatiivselt värskelt sadestunud Mn (II) hüdroksiidiga. Hapestamisel vabastab suurema valentsusega mangaanühend jodiidi lahusest joodi kogustes, mis on samaväärsed hapnikuga. Vabanenud jood määratakse täiendavalt tiitrimisel naatriumtiosulfaadiga tärklisega indikaatorina.

Meetod on tuntud alates 1888. Kuni kahekümnenda sajandi lõpuni täiustati töömeetodit pidevalt. Alles 1970. aastal hakati vees lahustunud hapniku sisalduse määramiseks kasutama füüsikalis -keemilisi analüüsimeetodeid. Winkleri meetodi väljatöötamise kronoloogia on esitatud tabelis 1.[ 3 ] ... Praegu pole meetod oma tähtsust kaotanud ja nüüd on meetodi täiustamise põhiprobleemiks täpsuse ja madala hapnikusisalduse määramise võime parandamine.

Tabel 1.

Winkleri meetodi kronoloogiline areng.

Meetodi olemus

Meetod põhineb kahevalentse mangaani oksüdeerimisel hapnikuga vees lahustumatuks pruuniks neljavalentse mangaani hüdraadiks, mis oksüdeerub happelises keskkonnas joodiioonidega vabaks joodiks, mis määratakse kvantitatiivselt naatriumhüposulfiti ( tiosulfaat):

Mn 2+ + 2OH - ® Mn (OH) 2,

2Mn (OH) 2 + O2 ® 2MnO (OH) 2,

MnO (OH) 2 + 2I - + 4H 3O + ® Mn 2+ + I 2 + 7H 2O,

I 2 + 2 Na 2 S 2 O 3 ® Na 2 S 4 O 6 + 2 NaI.

Võrranditest on näha, et vabanenud joodi kogus on võrdne molekulaarse hapniku kogusega. Selle meetodiga määratud minimaalne hapniku kontsentratsioon on 0,06 ml / l.

Seda meetodit saab kasutada ainult vees, mis ei sisalda oksüdeerivaid aineid (nt raudsoolad) ja redutseerivaid aineid (nt vesiniksulfiid). Esimesed hindavad üle, teised aga lahustunud hapniku tegelikku kogust.

Proovide valik

Hapnikuproov peaks olema esimene pudelist võetud proov. Selleks sisestatakse pärast hapnikupudeli pudelist veega loputamist koos kummist toruga 10 cm pikkune klaasist toru viimase vabasse otsa ja lastakse alla hapniku pudeli põhja. Õhumullide tekkimise vältimiseks valatakse vett mõõduka kiirusega ja pärast täitmist valatakse üks maht pudelist läbi kõri. Pudelikraani sulgemata eemaldage toru ettevaatlikult pudelist ja alles seejärel sulgege kraan. Pudel peab olema ääreni täis ja seintel ei tohi olla õhumulle.

Vahetult pärast täitmist fikseeritakse lahustunud hapnik, mille jaoks viiakse pudelisse järjestikku 1 ml mangaankloriidi (või sulfaati) ja 1 ml kaalium (või naatrium) jodiidi leeliselist lahust. Süstitud reaktiividega pipetid tuleb langetada poole pudeli kõrguseni. Pärast reaktiivide sisestamist suletakse pudel korgiga ettevaatlikult, vältides õhumullide sissepääsu, ja tekkinud sade segatakse jõuliselt, keerates pudelit 15-20 korda, kuni see on vees ühtlaselt jaotunud. Seejärel viiakse fikseeritud proovidega kolvid settimiseks pimedasse kohta. Selles olekus saab neid säilitada maksimaalselt ühe päeva kell t< 10 ° С ja kõrgemal temperatuuril mitte rohkem kui 4 tundi.

Ettevalmistus analüüsiks

Analüüsiks vajalikud reaktiivid

a) Mangaankloriidi (või sulfaadi) lahus valmistatakse, lahustades 250 g soola destilleeritud vees 0,5 -liitrises mõõtekolvis.

b) Kaaliumjodiidi (või naatrium) jodiidide leeliselise lahuse valmistamiseks tuleb esmalt puhastada vabast joodist, mille jaoks neid pestakse filtrilehtris umbes 5 ° C -ni jahutatud rektifitseeritud alkoholiga, segades klaasvardaga peaaegu värvitu osani. ilmub pesemisalkohol. Pestud soola kuivatatakse pimedas filtripaberilehtede vahel päev ja hoitakse hästi suletud tumedast klaasist purkides (kolbides). Seejärel valmistavad nad ette:

Kaaliumjodiidi (või naatriumjodiidi) vesilahusdestilleeritud vees lahustades 350 g KI (või 392 g NaI 2H 2 O) lahuse mahuni 300 ml;

kaaliumhüdroksiidi (või naatriumhüdroksiidi) vesilahusvastavalt 490 g KOH (või 350 g NaOH) lahustamist 360 ja 340 ml destilleeritud vees. Leelist tuleks kaaluda portselanklaasist (või kruusist), kuhu valatakse segades vett.

Saadud jodiidi ja leelise lahused segatakse mis tahes katiooniga ja nende maht viiakse mõõtekolbi destilleeritud veega ühe liitrini. Saadud lahust hoitakse kummikorgiga pudelis.

v) Väävelhappe 1: 4 lahus valmistatakse, valades väikeste portsjonitena segades portselanklaasi ühe ruumala kontsentreeritud väävelhapet tihedusega 1,84 kuni neli ruumala destilleeritud vett.

G) 0,5% tärklise lahuse valmistamiseks loksutatakse 0,5 g "lahustuvat tärklist" 15-20 ml destilleeritud vees, saadud suspensioon valatakse järk-järgult 85-90 ml keeva veega ja keedetakse 1-3 minutit. kuni lahus muutub selgeks.See säilitatakse 1-2 tilga kloroformi lisamisega.

e) 0,02 mol / l naatriumtiosulfaadi lahus valmistatakse, lahustades 5,0 g soola CO-vaba 2 destilleeritud vesi (CO -vaba 2 destilleeritud vesi valmistatakse, keetes viimast tund aega. Seejärel laske sellel jahtuda samas kolvis (alati korgiga, kaaliumi- või naatriumleelisega neelavas torus) liitrises mõõtekolvis või mõõtesilindris koos lahusega märgini. Seda tuleb säilitada, lisades 3 ml kloroformi ja hoitakse pimedas klaaspudelis.korgiga, mis on varustatud absorbeeriva toruga, mis on täidetud granuleeritud kaaliumi või naatriumleelisega. Valmistage samal ajal 3-5 liitrit lahust.

Naatriumhüposulfiti lahuse molaarsuse parandusteguri määramine

0,02 mol / l naatriumhüposulfiti lahuse ebastabiilsuse tõttu on vaja perioodiliselt määrata parandustegur selle normaalsusele. Seda tuleks teha iga päev enne pideva tööga tiitrimise alustamist ja enne iga proovipartii tiitrimist pikkade vaheaegadega.

Parandustegur leitakse jodaatioonide tiitrimisel happelises lahuses:

IO 3 - + 5 I - + 6 H 3 O + ® 2 I 2 + 9 H 2 0,

6 S 2 O 3 2- + 2 I 2 ® 3 S 4 O 6 2- + 6 I-.

Seetõttu võrdub üks mool jodaati kuue mooli tiosulfaadiga.

Pärast 1 g KI lahustamist 40-50 ml destilleeritud vees lisage koonilisse kolbi 2 ml väävelhapet. Seejärel valatakse pipetiga 15 ml kaaliumjodaadi lahust kontsentratsiooniga 0,0033 mol / l, kolb suletakse, segatakse õrnalt ja pärast lahuse minutilist hoidmist alustatakse tiitrimist.

Kuni lahuse helekollase värvuseni ilmub tiitrimine ilma indikaatorita, seejärel lisatakse 1 ml tärkliselahust ja 50 ml destilleeritud vett ning tiitrimist jätkatakse, kuni tiitritud vedelik on täielikult värvunud. Katset korratakse 2-3 korda ja kui büretti näitude erinevus ei ületa 0,01 ml, võetakse lõpptulemuseks aritmeetiline keskmine.

Redoksi häiriv toime - aktiivsed lisandid.

Fe (II, III)

Raudrauaühendid hapniku fikseerimise etapis võivad mangaani suhtes konkureerida. Pärast hapnikuga reageerimist moodustub Fe (III) hüdroksiid, selle koostoime kineetika happelises keskkonnas jodiidiga aeglustub. Seega, kui rauasisaldus on üle 25 mg / l, viib Winkleri meetodi klassikalise versiooni kasutamine määramistulemuste alahindamiseni. Tehti ettepanek kõrvaldada raua (III) toime, lisades proovi hapestamisel fluoriidi või kasutades fosforhapet. Saadud fluoriidi või fosfaadi kompleks takistab raua interaktsiooni jodiidioonidega. Kuid see meetod ei võimalda kõrvaldada raua mõju.

Nitriit
Tavaliselt on nitriti olemasolu vees tingitud ammooniumi mikrobioloogilisest muundamisest nitraadiks. Ja on teada, et happelises keskkonnas olevad nitritid on võimelised oksüdeerima jodiidioone, põhjustades seeläbi Winkleri meetodi tulemuste ülehindamise. Sellegipoolest, kui sisaldus vees on kuni 0,05–0,1 mgN / l, võib kasutada otsest Winkleri meetodit. Naatriumasiidilisandeid peetakse praegu kõige tavalisemaks viisiks nitritite mõju neutraliseerimiseks. Siinkohal ei tohiks unustada, et asiidi kontsentratsiooni liigne tõus võib põhjustada negatiivse vea. See on tingitud reaktsiooni võimalusest:

2N 3- + 2H + + J2 = 2HJ + 3N2

Lisaks asiidi kasutamisele on nitritite mõju pärssimiseks või sellega arvestamiseks ka teisi võimalusi: karbamiidi või sulfamiinhappe kasutamine. Kõik need reaktiivid lagundavad nitriti molekulaarseks lämmastikuks.

Orgaaniline aine.

On selge, et orgaaniliste ainete kui väljendunud redutseerivate ainete mõju avaldub Winkleri andmetel lahustunud hapniku määramise kõikides etappides. Molekulaarne hapnik, mangaani oksüdeeritud vormid, molekulaarne jood on kõik piisavalt tugevad oksüdeerijad, et suhelda orgaaniliste lisanditega. Kui vesi on rikas orgaaniliste ainete poolest (oksüdeeruvus 15-30 mg O 2 / l ja rohkem), siis osutub vajalikuks nende koostoime parandus. Näiteks tehakse käsiraamatus ettepanek teha paralleelne jooditest, leides seeläbi, kui palju joodi kulus orgaaniliste lisandite joodimiseks. Kuid on Winkleri meetodil põhinevaid meetodeid, mis erinevad klassikalistest tingimustest (analüüsi aeg, reaktiivide kontsentratsioon). Seega on võimalik valida tingimused, mille korral lisandi segavat mõju saab tähelepanuta jätta.

Sulfiidid ja H 2 S.

Leiti, et sulfiidide sisaldus analüüsitud vees viib Winkleri meetodi tulemuste alahindamiseni. Leiti, et sulfiidi vastasmõju oksüdeerijatega on stöhhiomeetriline: 1 mool hapnikku ja 2 mooli sulfiidi. Reaktsiooni tulemusena eraldub elementaarne väävel. Kuna Winkleri meetodis on lisaks hapnikule tugevad oksüdeerijad ka jood ja mangaan (III, IV), on sulfiidi ja oksüdeeriva aine vahelise interaktsiooni mehhanismi koostamisel erinevaid arvamusi. Nii arvatakse töös, et sulfiid interakteerub mangaani oksüdeeritud vormidega. Välja on töötatud meetod sulfiidide ja hapniku samaaegseks määramiseks veeproovis. Autorid sadestavad Zn soolade abil ZnS, mis seejärel eraldatakse ja määratakse spektrofotomeetriliselt ning sademe kohale jäävas vees määratakse lahustunud hapnik. Varasemas töös kasutati sarnast skeemi, kuid mitte sulfaati, vaid Zn -atsetaati. Hapniku ja sulfiidi vaheline reaktsioon võib põhjustada ka tiosulfaadi moodustumist vaheühendina. Töös pakutakse välja meetod sellise tiosulfaadi arvestamiseks, kasutades tühja proovi meetodit.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et koos konkreetsete lisandite jaoks välja töötatud modifikatsioonide ja tehnikatega on olemas ka üldisemaid meetodeid, mille eesmärk on määrata redutseerivate ainete (Rossi meetod) ja oksüdeerivate ainete kogusisaldus.

Häirivate ainete olemasolu kindlakstegemiseks vees kasutatakse järgmist meetodit.

Viis milliliitrit proovi neutraliseeritakse fenoolftaleiiniga pH = 7 -ni ja lisatakse 0,5 ml. väävelhape. Seejärel lisage mõned terad, umbes 0,5 g, kaaliumjodiid ja tärklis.

Sinine lahus näitab oksüdeerivate ainete olemasolu. Kui lahus on värvitu, lisage 0,2 ml. joodi lahus. Loksutage, jätke 30 sekundiks, kui sinist värvi ei ilmu, seetõttu on redutseerivaid aineid.

Häirivate ainete eemaldamise meetodid analüüsi ajal.

1. Redutseerivate ainete juuresolekul saab Rossi järgi määrata hapniku: esiteks lisatakse hapniku pudelisse 0,5 ml. väävelhape (1: 4) ja seejärel 0,5 ml. segatud reagent - hüpoklorit ja naatriumsulfaat, mille järel see suletakse korgiga, loksutatakse ja asetatakse 30 minutiks pimedasse kohta. Liigse naatriumhüpokloriti eemaldamiseks lisage 1 ml. kaaliumtiotsüanaati ja segati. 10 minuti pärast. Määrake hapnik.

2. Rauasisaldusega ( III ) alla 1 mg / l. Selle mõju on tühine. Kontsentratsioonil 1-50 mg / l. Sade lahustamiseks on vaja ortofosforhapet ρ = 1,70 g / cm 3 .

3. Kui nitraatlämmastiku sisaldus on üle 0,05 mg / l, on Winkleri otsesel meetodil raske lahustuvat hapnikku määrata, kuna katalüütiliselt toimivas happelises keskkonnas nitritid soodustavad atmosfääri hapniku toimel jodiidi oksüdeerumist joodiks, mis suurendab tiosulfaadi tarbimist ja häirib tiitrimise lõppu, kuna indikaatori sinine värv on taastatud. Nitritite häiriva toime kõrvaldamiseks võite kasutada ühte järgmistest meetoditest:

Enne sademe lahustamist happes lisage pudelisse mõni tilk 5% naatriumasiidi;

Naatriumasiidi asemel võib kasutada 40% karbamiidi või sulfamiinhapet. Sel juhul muutub reagentide lisamise järjekord: mangaanhüdroksiid sadestatakse 70% kaaliumhüdroksiidiga või 50% naatriumhüdroksiidiga, sade lahustatakse happes, lisatakse 0,15 ml 40% sulfaamhapet või karbamiidi ja seejärel 15% kaaliumjodiidi . Lisaks jätkatakse määratlust.

4. Kui vesi sisaldab palju orgaanilisi aineid või mineraalide redutseerijaid, on vaja nende joodi tarbimist korrigeerida. Selleks võetakse uuritav vesi kahte sama mahuga kolbi, millest igaüks sisaldab 3-5 ml 0,02 m joodi küllastunud naatriumkloriidi lahuses. Kolvid suletakse korkidega, segatakse ja 5 minuti pärast lisatakse mõlemasse kolbi 1 ml kaaliumjodiidi leeliselist lahust ja seejärel 1 ml mangaanisoola kolbi "a", 1 ml destilleeritud vett kolbi "b" . Sulgege ja segage. Pärast sette settimist lisatakse mõlemasse kolbi sama kogus hapet ja tiitritakse joodtiosulfaadiga. Lahustunud hapnikusisaldus arvutatakse järgmise valemi abil:

X = 8 * n (A -B) * 1000 / V 1 - V 2,

kus B on ruumala 0,02 N. tiosulfaadi lahus, mida kasutatakse lahuse tiitrimiseks pudelis "b" ml; A - ka pudeli "a" jaoks; n. - tiosulfaadi lahuse normaalsus, võttes arvesse muudatust; 8 - samaväärne hapniku mass; V 1 - hapniku pudeli maht, ml; V 2 - kõigi hapniku määramiseks vette lisatud reaktiivide maht, ml.

Otsese Winkleri meetodi täpsus ja selle võimalikud vead.

Kogu 20. sajandi esimesel poolel koguti labori- ja välitööde käigus Winkleri meetodil hapniku määramise tulemuste põhjal suur eksperimentaalne alus. Leiti erinevusi samades vetes lahustunud hapniku määramise tulemustes, kasutades meetodeid, mis erinevad ainult üksikasjadest, näiteks tiosulfaadi lahuse standardimise meetod, reaktiivide kontsentratsioon, tiitrimismeetod (kogu lahus või alikvoot) jne. See probleem on suuresti Winkleri meetodi standardimise probleem, mis avaldub mitmesugustes hapniku lahustuvustabelites. Erinevused hapniku lahustuvuse tabeliväärtustes kuni 6% aitasid kaasa Winkleri meetodi metoodilise aluse ja metoodiliste vigade põhiküsimuste uurimisele. Sellise töö tulemusena sõnastati mitmeid võimalikke põhivigade allikaid puhtas vees:

1. jodiidi oksüdeerimine atmosfääri hapnikuga
2. molekulaarse joodi lendumine
3. lahustunud hapniku sisaldus lisatud reaktiivides hapniku fikseerimise protseduuri ajal
4. molekulaarse joodi segu jodiidis
5. tiitrimise lõpp -punkti ja samaväärsuspunkti vahel
6. naatriumtiosulfaadi lahuste madal stabiilsus ja vastavalt vajadus sagedase standardimise järele
7. vead naatriumtiosulfaadi standardimisel
8. raskused väikese koguse joodi tiitrimisel
9. tärklise kasutamine indikaatorina: selle ebastabiilsus ja tundlikkuse vähenemine temperatuuri tõustes.

Peatume kõige olulisematel vigadel. Jodiidi oksüdeerimine hapnikuga kiireneb happesuse suurenemisega. Selle protsessi mõju saab vähendada, reguleerides söötme pH -d. Soovitatav happesuse väärtus on pH = 2-2,5. PH tõstmine üle 2,7 on ohtlik, sest seal on mangaanhüdraadi moodustumise protsess juba võimalik. Samaaegselt jodiidi oksüdeerimisega on võimalik ka joodi lendumise protsess. Kompleksse osakese teke J 3 - liigse jodiidi tingimustes (vt Winkleri meetodi skeemi) võimaldab see siduda peaaegu kogu lahuses oleva molekulaarse joodi. On selge, et mangaanisoola ja leeliselise reaktiivi (leelis + jodiid) lahuse lisamisega sisestame neis reagentides lahustumata hulga hapnikku. Kuna Winkleri meetodi erinevates versioonides kasutati erineva kontsentratsiooniga reaktiive, oli arvutustes võimatu kasutada üht korrektsiooni. Iga meetodi puhul oli vaja kasutada oma reagentidega sisestatud hapniku arvutatud või katselisi väärtusi. Tavaliselt olid need väärtused vahemikus 0,005–0,0104 ppm.

1960. aastate keskpaigaks tekkis vajadus ühtse menetluse järele lahustunud hapniku määramiseks. Osaliselt oli see tingitud paljudest keemilistest meetoditest, instrumentaalsete meetodite väljatöötamisest ja nende omavahelise võrdlemise vajadusest. Avaldatud töö põhjal koostas Carpenter Winkleri hapniku määramise protseduuri. Selles versioonis võeti arvesse peaaegu kõiki varem tuvastatud võimalikke vigu. Ühises töös täiendasid Carrit ja Carpenter seda tehnikat parandusega, et võtta arvesse reagentides lahustunud hapnikku (0,018 ml / l). Eksperimentaalselt mõõdetud väärtus oli veidi erinev ja ulatus 0,011 ml / l.

Winkleri keemilise meetodi täpsusomaduste määramisel seisid teadlased silmitsi lahustunud hapniku kontsentratsiooni täpse seadistamise probleemiga. Selleks kasutasime vee küllastumist õhu või hapnikuga antud temperatuuril, hapniku lahuse standardset lisamist deoksügeenitud veele, hapniku elektrokeemilist tootmist ja alternatiivsete instrumentaalsete meetodite kasutamist hapniku määramiseks. Vaatamata selle probleemi pikale ajaloole ja arvukatele töödele pole lõplikku lahendust veel leitud ja küsimus on endiselt lahtine. Kõige populaarsem viis hapniku kontsentratsiooni määramiseks vees on olnud ja on siiani - protseduur vee küllastamiseks atmosfääri hapnikuga fikseeritud temperatuuril. Kuid protseduuri ühtsuse puudumine (lahuse maht, segamistingimused, hapniku puhumise meetod ja kiirus) toob kaasa olulisi vigu, ulatudes 2%-ni. See avaldus suuremal määral vähem kui 5 mgO piirkonnas töötamisel 2 / l.

Tuginedes hapniku lahuste ülitäpsele valmistamisele, lisades deoksügeenitud vette standardse lisandi, suutis Carpenter saavutada 0,1% täpsuse ja 0,02% reprodutseeritavuse 5 mgO tasemel. 2 / L fotomeetrilise tiitrimisega Winkleri meetodi variandi puhul. Tabelis 2 on toodud Winkleri meetodi klassikalise versiooni viga erinevatel lahustunud hapniku kontsentratsioonidel.

Tabel 2.

Winkleri meetodi viga puhtas vees.

Teine oluline parameeter, mis iseloomustab meetodi võimalusi, on määratluse alumine piir. Kirjanduses tuuakse välja kaks alumise piiri väärtust: ~ 0,05 ja ~ 0,2 mgO2 / l. On selge, et avastamispiiri saab määrata järgmiste kriteeriumide alusel:

• Winkleri meetodi keemilise aluse aluseks olevate reaktsioonide stöhhiomeetria rikkumine
• tärklise joodi reaktsiooni tundlikkus
• kasutatud tiosulfaadi lahuse kontsentratsioon ja büreti lahutusvõime

1.2.2. Füüsikalis -keemiline meetod.

Meetod põhineb amperomeetrilistel uuringutel. Hapniku kontsentratsiooni muundur töötab läbi selektiivselt läbilaskva membraani katoodi siseneva hapniku elektrokeemilise redutseerimise. Sellisel juhul tekkiv elektrivool on võrdeline hapniku kontsentratsiooniga analüüsitud keskkonnas.

Analüüsitava veega sukeldatud andur, mis koosneb kambrist, mis on ümbritsetud selektiivse membraaniga, sisaldab elektrolüüti ja kahte metallielektroodi. Membraan ei lase vett ega lahustunud ioone läbi, kuid hapnik on läbilaskev. Elektroodide võimaliku erinevuse tõttu väheneb katoodil hapnik ja anoodil lahusest metallioonid.

Protsessi kiirus on otseselt võrdeline hapniku läbipääsu kiirusega läbi membraani ja elektrolüütkihi. Ja järelikult ka hapniku murdosa rõhk proovis antud temperatuuril.

2. EKSPERIMENTAALNE OSA.

2.1. Reaktiivide valmistamine.

Oleme koostanud järgmised lahendused

1. Mangaansulfaat või kloriid ( II ), lahendus. Lahustunud 42,5 g. MnCI2 * ​​4H20 destilleeritud vees ja täidetakse mahuni 100 ml. Filtreeritakse läbi paberfiltri. Lahjendatud lahus happelises keskkonnas koos kaaliumjodiidi lisamisega ei tohiks vabastada vaba joodi.

2. Leeliseline kaaliumjodiidi lahus.

Lahustati 65,4 g kaaliumjodiidi 43,6 ml -s. destilleeritud vesi. Hapendamisel ei tohiks lahjendatud lahus joodi eraldada.

Lahustunud 305,2 g. KOH mahus 218 ml. destilleeritud vesi. Mõlemad lahused segati ja täideti mahuni 437 ml.

3. Fikanaalist valmistatud naatriumtiosulfaat, 0,01923 N. lahendus (standardiseeritud K 2 Cr 2 O 7).

4. Kaaliumdikromaat valmistati täpselt teadaolevast proovist.

eq (K 2 Cr 2 O 7) = M (K 2 Cr 2 O 7) / 6,

kus 6 on elektronide arv redoksreaktsioonis.

10 ml. lahus peaks sisaldama 0,0003 ekv. kaaliumdikromaat.

1 ekv. - 49,03 g.

0,0003 ekv. - x g x x = 0,0147 g.

siis kui 10 ml. sisaldab 0,0147 g, seejärel 1000 ml. - 1,47 g, mis vastab 0,03 ekv. Kaalutud osa võeti ja tasandati 1,4807 g, seega kaaliumdikromaadi normaalsus = 0,0302 g.

5. Väävelhape, lahjendatud 2: 1 lahus.

2.2. Tehnika väljatöötamine.

Vees hapniku määramise meetodi täiustamiseks viisime läbi mitmeid uuringuid.

Kuna standardlahendusi pole, püüdsime saada vett peaaegu täielikult hapnikuta. Selleks keetsime destilleeritud vett 3 tundi. Sellises vees hapniku määramise tulemused on näidatud joonisel 1.

Riis. 1.

Hapniku määramine keedetud vees

Seejärel hapnikutasime ülejäänud vee. Küllastus viidi läbi, õhutades gaasimõõtjas kolme tunni jooksul õhku läbi vee. Sel juhul saadud vee analüüsi tulemused on näidatud joonisel 2.

Riis. 2.

Hapnikusisalduse määramine hapnikuga rikastatud vees pärast keetmist.

Kõrge hapnikusisaldusega vee analüüsimisel saadud tulemused on paremini reprodutseeritavad. See viitab veel kord meetodi rakendamise keerukusele madala hapnikusisaldusega vees.

2.3. Proovide võtmine ja proovide ettevalmistamine

Tavaliselt võetakse kohapeal proove kolmes punktis (mõlemas pangas ja faarvaatris). Kuna veehoidla, millel uurimistööd tegime, oli ümardatud, võtsime proovid mööda selle kaldaid, Dubravenka jõe ühinemiskohas ja kohas, kus jõgi sellest välja voolab. Proovide võtmine toimus 10, 50 ja 100 cm sügavuselt, kohe pärast proovide võtmist tehti vastav kanne püügipäevikusse.

Panime veeproovide võtmiseks kokku pudeli. See seade oli üheliitrine pudel, mille külge oli kinnitatud kummist kork. Batomeeter langetati vette vajalikule sügavusele ja pistik tõmmati välja. Pudeli veest välja võttes mõõtsime temperatuuri. Eelnevalt kalibreeritud hapnikupudelit loputati pudelist veega ja täideti prooviga, kuni umbes 200 ml vett välja valati, st kuni pudeli õhuga kokkupuutuv vesi välja pressiti. Pudel tuleb prooviga ääreni täita ja seintel ei tohi olla õhumulle.

Seejärel lisage veeprooviga pudelisse 1 ml mangaankloriidi lahust ja 1 ml kaaliumjodiidi leeliselist lahust. Sellisel juhul peate kasutama eraldi pipette. Seejärel sulgege pudel kiiresti, et sinna ei jääks õhumulle, ja segage pudeli sisu hoolikalt. Seejärel viidi fikseeritud proovidega viaalid settimiseks laborisse pimedasse kohta.

2.4. Vee analüüs lahustunud hapniku sisalduse osas.

Kõik hapnikupudelid kalibreeriti enne analüüsi täpsusega 0,01 ml.

Saadud mangaanhüdroksiidi sade lasti settida vähemalt 10 minutit. Seejärel valatakse 5 ml väävelhappe lahusesse. Analüüsi jaoks ei ole oluline läbipaistva vedeliku osa nihutamine pudelist väävelhappe lahusega. Sulgege pudel ja segage hoolikalt. Mangaanhüdroksiidi sade lahustub.

Pärast seda kanti kogu proov kvantitatiivselt 250 ml koonilisse kolbi ja tiitriti kiiresti 0,01923 N. naatriumtiosulfaati pidevalt segades kuni kergelt kollase värvini, seejärel lisati 1 ml 0,5% tärklist ja tiitrimist jätkati tilkhaaval, kuni sinine värv kadus. Värvus peaks kaduma ühe tilga tiosulfaadiga.

Analüüsi tulemuste töötlemine

C 1 = V 2 * C 2 * 8 * 1000 / V 1 - V 3,

V 1 on hapnikupudeli kogumaht (ml).

C 1 - hapniku kontsentratsioon proovis (mg / l).

V 2 - tiitrimiseks tarbitud naatriumtiosulfaadi lahuse maht (ml).

C 2 - naatriumtiosulfaadi lahuse kontsentratsioon (g-ekv / l).

8 on hapniku aatommass.

1000 - mõõtühikute teisendustegur (g -st mg -ni).

V 3 - hapniku fikseerimiseks vajalike reagentide sisestamise ajal välja valatud vee maht (ml).

Liigse vedeliku tühjendamise ajal ei arvestatud seotud kujul lahustunud hapniku ebaolulisi kadusid.

3. TULEMUSTE ARUTELU.

Riis. 3

Vees oleva hapnikusisalduse sõltuvus temperatuurist.

Saadud andmed on näidatud tabelis 3.

Tabel 3.

Hapniku kontsentratsiooni määramise tulemused,

lahustunud Dubravenka jõe vees.

Vesi, milles mõõtmisi tehti, oli temperatuuril 16,5 O C. Andmed näitavad, et vesi on hapnikuga üleküllastunud. Meie arvates on see tingitud asjaolust, et proovivõtu kohas laieneb jõgi, moodustades väikese järve, samal ajal kui vee kokkupuuteala õhuga ja vastavalt ka vee küllastumine hapnikuga suureneb. Lisaks tuleb märkida, et proovide võtmise päeval sadas vihma ja arvatavasti võimaldas see ka vett üleliigse hapnikuga küllastada.

Tuginedes töömeetodi väljatöötamise tulemustele ja loodusliku vee uuringute tulemustele, oleme välja töötanud juhised laboratoorseteks töödeks hapnikusisalduse uurimiseks vees. Metoodilised soovitused on toodud 1. lisas.

JÄRELDUSED

Meie tehtud töö tulemusena:

• on välja töötatud hapnikusisalduse määramise meetod vees;
• Analüüsiti Dubravenka jõe vett selle ristumiskohas Mira avenüüga;
• Koostatud juhised selleteemalisteks laboritöödeks.

Seega saame teha järeldusi:

1. Meetod hapnikusisalduse määramiseks vees annab reprodutseeritavaid tulemusi kõrge hapnikusisaldusega piirkonnas.
   1. Meetodi testimiseks saab analüüsida hapnikuga eelnevalt küllastunud destilleeritud vett.
   2. Vees lahustunud hapniku määramise meetodit saab kasutada analüütilise keemia töötoas teemal "jodomeetriline tiitrimine", keskkonnaobjektide analüüsimeetodite töötoas, füüsikalise keemia töötoas vee lahustumise tasakaalu uurimisel gaasid vedelikes meie ülikooli keemia erialale, samuti geograafilise eriala hüdroloogia töötoas.

KASUTATUD KIRJANDUSE LOETELU

1. Nekrasov 1.vol.
2. Ökoloogia keemia tundides.
3. http://www.geocities.com/novedu/winkler.htm
4. http://www.oceanography.ru/library_archive/e_works/kaspy/metodhtml/oxygen/oxygen.htm

Koolinoorte ökoloogiaalane uurimisprojekt.

Töö kirjeldus: Juhin teie tähelepanu uurimistööle, mille eesmärk on selgitada joogivee kvaliteeti erinevatest linna allikatest: kaevust, allikast ja veevarustussüsteemist.

Siht: Tambovi oblasti Kotovski linna joogivee kvaliteedi uuring.
Ülesanded:
1. Valdada joogivee kvaliteedi määramise meetodit.
2. Tehke võrdlev analüüs vett erinevatest allikatest: kaevudest, allikatest ja veevarustusest
3. Tehke linnaelanike seas küsitlus nende kasutatavate veeallikate kohta.
Hüpotees: Kogu vesi, mida me joome, on joodav.

Uuringu objekt: Kaevuvesi, allikavesi ja kraanivesi.
Õppeaine: Vee kvaliteet.
Uurimistöö käigus läbinud järgmised etapid:
1. Sel teemal kirjanduse uurimine.
2. Tööteema valimine, eesmärkide ja eesmärkide seadmine.
3. Veeproovide võtmine analüüsiks.
4. Võrdleva analüüsi läbiviimine ja vee puhastamine.
5. Tulemuste süstematiseerimine.
6. Töö registreerimine.
Selle uuringu läbiviimiseks kasutasime järgmisi meetodeid: selleteemalise populaarteadusliku kirjanduse ja Interneti -ressursside uurimine, vee kohta käiva teabe üldistamine ja süstematiseerimine, proovide võtmine, vee analüüs ja puhastamine, tehtud töö analüüs, järelduste sõnastamine.

Eksperimentaalne - eksperimentaalne osa.
Vee analüüs.
Olles läbi viinud küsitluse linna elanike seas, saime teada, milliseid veeallikaid nad kasutavad. Linna elanike peamised veeallikad on veevarustussüsteem, allikas ja kaev.
Võtsime nendest allikatest vett võrdlevaks analüüsiks.

Värvilisus:
värvitu klaasi valatud vesi on näha valge paberilehe taustal.
Kevad on läbipaistev.
Torustik - hägune, punakas toon.
Kaevu vesi on selge.

Selles etapis oleme esitanud hüpoteesi et allikavesi on organoleptiliste omaduste põhjal joodav.
Uuringu selles etapis tegime järgmised sammud:
- tehke ekskursioon Severny allika juurde;
- jälgida allikavee kasutamist joogiks;
- võtke uurimiseks analüüsiks veeproov (kas allikavesi sobib joomiseks?);
- viige allikast vesi analüüsimiseks TOGBOU SPO KITi laborisse.
- saada uuringu analüüse ja võrrelda neid SanPiN 2.1.4 andmetega. 1175-02 “Hügieeninõuded vee kvaliteedile detsentraliseeritud veevarustuses. Allikate sanitaarkaitse ".
Meie uurimiskoht asub 250 meetri kaugusel meie Kotovski linna keskosast läänes, metsas, kohviku Boomerang piirkonnas. Seda iseloomustab asjaolu, et Tsna jõgi on sellel lõigul 28 meetrit lai. Tsna jõe kaldad on liivased, vasakkallas on õrn, parempoolne on järsk. Meie fontanel tuleneb paremast kaldast. Allikas voolab Tsna jõkke.
Me tuvastasime tõsiasja, et 2 tunni jooksul tuli 3 inimest ja täitis 4 anumat veega.
Andsime sellest allikast saadud vee laborisse uurimiseks.
Laboratoorsete uuringute andmed.

Vee keemiline uurimine.
63 RN
Kogu kõvadus - 5,0 mg ekv / dm
Kuiv sete - 255,0 mg / dm
Kloriidid - 50,0 mg / dm
Sulfaadid - 57,0 mg / dm
Raud - 0,1 mg / dm
Oksüdeeritavus - 5,3 mg / dm
Fluor - 0,55 mg / dm
Ammoniaak - 0,19 mg / dm
Kaltsium - 37 mg / dm
Magneesium - 11,6 mg / dm
Nitrit - jäljed
Nitraadid - jäljed
Analüüsi tulemus näitas vastavust SanPiN 2.1.4 nõuetele. 1175-02 "joogivesi" keemiliste ja organoleptiliste omaduste järgi.

Sanitaar- ja mikrobioloogilised uuringud.
Tuvastati OKB (tavalised kolibakterid) / normi puudumine /
TBM (mikroobide koguarv) - 7 CFU
/ norm - kuni 50 CFU /
TCB (termotolerantsed kolibakterid) tuvastatud / puudub

Uuringuandmete põhjal jõudsime järeldusele:
vee bakterioloogiline uurimine näitas mittevastavust SanPiN 2.1.4 nõuetele. 1175-02 "joogivesi", sest puudub sanitaarkaitsevöönd, allikas asub jõe vahetus läheduses (allikavesi segatakse jõeveega), allikal peab olema raam.
Meie hüpotees ei leidnud kinnitust, selle allika vesi ei ole joodav.
Järeldus.
Läbiviidud uurimistöö näitab, et mitte kõik Kotovski linna läheduses asuvatest allikatest võetud vesi ei sobi joomiseks. Puhtam, mis sisaldab kõige vähem lisandeid ja võõrosakesi, on kaevust saadud vesi. Kraanivesi sisaldab rauasoolade lisandeid ja ka kaltsiumisoolasid on suures koguses. Seetõttu on soovitatav enne kasutamist kraanivesi puhastada. Allikavesi ei vasta joogivee normidele.
Veevarustussüsteemi ja kaevu joogivee kvaliteedi määramiseks tuginesime ainult organoleptilistele näitajatele, kuna need allikad on nõuetekohaselt varustatud ja linna veevarustuse tingimustes peavad vastavad kommunaalteenused jälgima vee seisundit ja koostis on piisavalt stabiilne. Sellest hoolimata plaanime tulevikus nendest allikatest pärit vee laboratoorseid uuringuid läbi viia.
Aktsioon "Ela, kevad!"

MCOU "Peregrebinskaja 1. keskkool"

"Keemilise koostise uurimine

kraanivesi c. Risttala

kooli laboris "

Hariduslik uurimistöö

Teostatud:Tšernova Anna,

10. klassi õpilane

Juhendaja:Lastajeva A.A. , keemiaõpetaja

koos. Peregrebnoye, 2017

Kraanivee keemilise koostise uurimine kooli laboris

Tšernova Anna

koos. Peregrebnoje, MCOU "Peregrebinskaja 1. keskkool", 10. klass

annotatsioon

Vesi on organismi peamine kemikaal. Inimeste tervis sõltub joogivee kvaliteedist. Autor analüüsib oma töös koolilaboris kraanivee keemilist koostist, mis sisaldab Nikolai Aleksandrovitš Tananajevi poolt välja töötatud murdmeetodit, mis võimaldab suure hulga juuresolekul tuvastada lahuses teatud katiooni. teisi katioone ilma nende esialgse sademeta.

töö eesmärk : Kraanivee keemilise koostise määramine lk. Ristmik kooli laboris.

Ülesanded:

Uurige uurimisteemalist kirjandust

Leidke meetodeid kraanivee kvaliteedi määramiseks.

Tehke kindlaks kraanivee kvaliteeti mõjutavad tegurid

Uurige kraanivee kvalitatiivset koostist.

Võrrelge erinevatest hoonetest võetud kraanivee kvaliteeti lk. Risttala.

Õppeaine : kraani kvaliteet vesi

Uuringu objekt

Uurimismeetodid:

1) empiiriline (vaatlus, katse, vestlus)

2) teoreetiline ( analüüs , üldistus)

Autor jõuab järeldusele, et kraanivee kvaliteet halveneb veetorusid mööda liikudes, mida tõendab küla erinevate hoonete veeanalüüsi tulemuste erinevus.

Seda tööd saab kasutada keemia tundides, kui õpitakse teemasid "Elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria", "Soolad".

UURIMISKAVA

Kõik teavad lapsepõlvest tõdevesi on elu allikas ... Kuid mitte kõik ei mõista ja ei aktsepteeri tõsiasja, et vesi on tervise ja heaolu võti. Kõik teavad vee tähtsusest meie kehas.Vesi on elu allikas , need pole ainult sõnad. Esineb kõikides rakkudes ja kudedes, mängides olulist rolli kõigis bioloogilistes protsessides. Täiskasvanud kaotavad iga päev 3,5 liitrit vett. Seetõttu peab meie keha pidevalt täiendama puhta veega varustamist.

Praegu valmistavad suurt muret joogiveevarustuse eri etappide probleemid, sealhulgas negatiivsed muutused joogivee kvaliteedis tsentraliseeritud veevarustusega veevärgisüsteemides. Halva kvaliteediga joogivee tarbimine põhjustab haiguste sagenemist. Enamik meist, hoolimata kõigist arstide ähvardustest ja hoiatustest, eelistab kraanivett - kogutud jõgede ja järvede veehoidlatesse, läbinud mitu puhastustaset ja söödetud torude kaudu kraani. Mõned inimesed puhastavad seda kodus täiendavalt filtri abil, teised ostavad pudelites puhast joogivett. Aga vaatame, kuidas saame olla kindlad, mida joome? Kas kraanivee kvaliteet erinevates piirkondades vastab c. Üleminek GOST -i nõuetele? Kas vee kvaliteeti on võimalik mõõta kodus või kooli laboris?

Hüpotees: 1) Kraanivee kvaliteeti saab määrata kooli laboritingimustes.

2) Meie kasutatava vee kvaliteet vastab GOST -ile

Siht: Kraanivee keemilise koostise määramine lk. Crossover tsentraliseeritud veevarustusega kooli laboris.

Ülesanded:

1. Uurige uurimisteemalist kirjandust

2. Leidke meetodid kraanivee kvaliteedi määramiseks.

3. Tehke kindlaks kraanivee kvaliteeti mõjutavad tegurid

4. Uurige kraanivee kvalitatiivset koostist.

5. Võrrelge erinevatest hoonetest võetud kraanivee kvaliteeti. Risttala.

Õppeaine : kraani kvaliteet vesi

Uuringu objekt : kraanivee keemiline koostis

Uurimismeetodid:

1. Empiirilise uurimise meetodid : vaatlus, katse, vestlus

2. Teoreetilise uurimise meetodid: analüüs

Uurimisvahend: kvalitatiivne analüüs, sealhulgas murdosa meetod, mille töötas välja N. A. Tanaev. Ta avastas mitmeid uusi, originaalseid reaktsioone, mis võimaldavad tuvastada lahuses teatud katiooni suure hulga teiste katioonide juuresolekul, ilma et nende esialgset sadestumist kasutataks.

Uurimisteemat käsitleva teabe teoreetiline ülevaade

Joogivee kvaliteedistandardid

Vene Föderatsiooni ökoloogiaministeerium koostab iga -aastase reitingu Venemaa parimate linnade kohta vastavalt joogivee keemilise koostise vastavusele normile ja mitmetele keskkonnanäitajatele. Näiteks 2015. aastal olid juhid Kyzyl, Nižnevartovsk, Glazov, Petroskoi, Hantõ-Mansiisk (Lisa 1) ... Rahvusvahelisel tasandil ei saanud Venemaa aga puhtaima ja kvaliteetseima veevarude hindamisel esikümnesse, andes teed Šveitsile, Rootsile ja Norrale. Sellel võistlusel hinnati vee organoleptilisi, keemilisi ja mikrobioloogilisi omadusi, mida võetakse arvesse reguleerivate parameetrite kehtestamisel.

Venemaa regulatiivdokumendid sisaldavad ka organoleptiliste omaduste kvaliteedinõudeid (koos lõhna, hägususe, maitse jms hinnanguga), keemilist koostist (kõvadus, oksüdeeruvus, aluselisus jne), viirus-bakterioloogilisi ja radioloogilisi omadusi. Kasutamiseks kehtestatud joogivee kvaliteedistandardid vastavalt SanPiN ja GOST kirjeldavad üksikasjalikult kemikaalide sisalduse parameetreid(Lisa 2).

Veevarustussüsteemide käitamise ajal lasub vastutus kvaliteedi eest juriidilisel isikul või üksikettevõtjal, kes kontrollivad nii veevõtukohti kui ka veevõtukohti ning jaotusvõrku siseneva ressursi vaheetappi . Sõltuvalt asukohast reguleerivad reeglid kontrollide sagedust ja arvu.

Veevõtukohtades võetakse mikrobioloogilisi ja organoleptilisi proove maa -alustest allikatest vähemalt 4 korda aastas (vastavalt aastaaegadele); pinnaallikatest - vähemalt 12 korda. Anorgaanilised / orgaanilised proovid maa -alustest allikatest - kord aastas ja pinnaallikatest - igal hooajal. Radioloogiline - olenemata allikast - üks kord aastas.

Vastavus joogivee kvaliteedistandarditele määratakse suure kindlusega isegi kodus. Selleks kasutatakse kaasaskantavaid analüsaatoreid, mis on varustatud kasutusvalmis reagentide komplektiga.

Kraanivee kvaliteeti mõjutavad tegurid

Prooviuuringuid enne veejaotusvõrku sisenemist tehakse sagedamini ja need sõltuvad rohkematest teguritest

Pumba- ja filtreerimisjaamade töö

Pumpamise ja filtreerimise eesmärk jaamad - puhastamine (selgitamine) ja vee desinfitseerimine.

Pumpamis- ja filtreerimisjaamad(NSF) või reoveepuhastid on puhastusrajatiste kompleksid, mille koostisselle määravad lähtevee kvaliteet, veepuhastusnõuded ja mitmed muud tingimused (tehase jõudlus, omadused) maastik jne).

Tavaliselt hõlmab NSF: esimese ja teise lifti pumbajaamu, desinfitseerimissüsteemi,töötlemisrajatiste osad (segistid, flokulatsioonikambrid, horisontaalsed settepaagid, kiired filtreerimisseadmed ), puhta vee reservuaarid ja abirajatiste plokk (reagentide rajatised). Tarnitakse kaasaegseid NSF -etehnoloogilise protsessi automatiseeritud juhtimissüsteemid, suurendades oluliselt nende töö efektiivsust.

Peregrebnoye külas on kaks NSF -i. Veepuhastusjaam puhastab vee enne selle veevarustusvõrku sisenemist. Vee desinfitseerimine toimub ultraviolettkiirgusega, mis aitab kaasa keskkonnaohutuse kasvuleveepuhastusprotsess.

Reoveepuhasti kasutatakse küla kanalisatsioonivõrgust tuleva vee puhastamiseks. See ehitati 2014. aastal. Tootlikkus iga 1000 kuupmeetri kohta päevas. Töövõime vahemik 800 - 1200 m 3 päevas ( 3. liide)

Veetorude seisukord

Torujuhtmete sisepinnale tekkinud setted on keeruliste füüsikalis -keemiliste protsesside produktid, mis toimuvad sellel või pealekantaval kaitsekattel, samuti torujuhtme kaudu transporditavas vees. Lisaks on hoiused torujuhtmetes mõnel juhul mikroorganismide elutähtsa tegevuse produktid, mis on valitsevate tingimuste tõttu settinud ja esinevad veetorudes.

Torujuhtmete hoiuste olemuse määravad tavaliselt:
- transporditava vee füüsikalis -keemilised omadused,

Võrgu töötingimused,

- torujuhtmete kasutusiga

Kraanivee lõhn võib halvasti muutuda mitmel põhjusel. Kõige sagedamini hakkab vesi lõhnama veetorude metalli, mikroorganismide liigse paljunemise, kahjulike bakterite vastu võitlemiseks kasutatavate kemikaalide tõttu.

Ebameeldiva lõhna põhjuseid on palju. Kõige sagedamini muudab vesi puhastuskemikaalidega kokku puutudes oma lõhna. Sama levinud põhjus vaadeldava probleemi ilmnemisel on veetorude halb kvaliteet.

Kraanivee keemiline koostis ja selle mõju inimkehale

Pool Venemaa elanikkonnast saab tervisele ohtlikku vett. Saastunud vesi põhjustab kuni 80% kõigist teadaolevatest haigustest ja kiirendab vananemisprotsessi 30% võrra.Kemikaalid sisenevad inimkehasse mitte ainult joogi- ja toiduvalmistamiseks mõeldud vee otsese tarbimise kaudu, vaid ka kaudselt. Näiteks lenduvate ainete sissehingamine ja kokkupuude nahaga veeprotseduuride ajal. Meie kraanidest voolav vesi on spetsiifilise keemilise koostisega. Vees sisalduvad kemikaalid võib jagada mitmesse rühma: 1) ained, mida kõige sagedamini leidub kraanivees (fluor, raud, vask, mangaan, tsink, elavhõbe, seleen, plii, molübdeen, nitraadid, vesiniksulfiid);
2) pärast reaktiiviga töötlemist vette jäänud ained: koagulandid (alumiiniumsulfaat), flokulandid (polüakrüülamiid), reaktiivid, mis kaitsevad veetorusid korrosiooni eest (tripolüfosfaatide jäägid), kloor; 3) ained, mis satuvad veekogudesse reoveega (olme-, tööstusjäätmed, põllumajandusmaa pindmine äravool, mida on töödeldud keemiliste taimekaitsevahenditega: herbitsiidid ja mineraalväetised); 4) komponendid, mis võivad sattuda vette veetorude, adapterite, vuukide, keevisõmbluste jms kaudu (vask, raud, plii). Kõik need ained võivad olla inimeste tervisele kasulikud ja ohtlikud (4. liide)

TÖÖ KIRJELDUS

Kraanivee keemilise koostise laboratoorsed uuringud

Uuringu jaoks võeti Peregrebnoye küla erinevatest hoonetest 3 veeproovi.

Veeproovid : 1- etalonvee proov: gaseerimata vesiBonAqua, villitud Samaras, tootja Coca Cola

2- kraanivee st. Spasennikova 14akorter 6

3- kraanivee st. Lesnaya 1b kV 11 (proov võeti 14. veebruaril pärast veevarustuse 2 tunniks väljalülitamist).

4- kraaniveerada. Kool, d 1 (keemiatuba).

Kooli laboris viidi läbi järgmised uuringud:

6-9 jooksul

Kogu mineralisatsioon (kuiv jääk)

mg / l

1000 (1500)

1000

Üldine kõvadus

meq / l

7,0 (10)

Permanganaadi oksüdeeruvus

mg O2 / l

5,0

Õlitooted kokku

mg / l

0,1

Pindaktiivsed ained (pindaktiivsed ained), anioonsed

mg / l

0,5

Fenoolne indeks

mg / l

0,25

Leeliselisus

mg HCO3 - / l

Alumiinium (Al 3+ )

mg / l

0,5

s.-t.

0,2

Ammoniaagi lämmastik

mg / l

2,0

s.-t.

1,5

Asbest

miljon juuksekarva / l

Baarium (VA 2+ )

mg / l

0,1

s.-t.

0,7

Berüllium (Be 2+ )

mg / l

0,0002

s.-t.

Boor (B, kokku)

mg / l

0,5

s.-t.

0,3

Vanaadium (V)

mg / l

0,1

s.-t.

0,1

Vismut (Bi)

mg / l

0,1

s.-t.

0,1

Raud (Fe, kokku)

mg / l

0,3 (1,0)

org.

0,3

Kaadmium (Cd, kokku)

mg / l

0,001

s.-t.

0,003

Kaalium (K. + )

mg / l

Kaltsium (ca 2+ )

mg / l

Kobalt (Co)

mg / l

0,1

s.-t.

Räni (Si)

mg / l

10,0

s.-t.

Magneesium (Mg 2+ )

mg / l

s.-t.

Mangaan (Mn, kokku)

mg / l

0,1 (0,5)

org.

0,5 (0,1)

Vask (Cu, kokku)

mg / l

1,0

org.

2,0 (1,0)

Molübdeen (Mo, kokku)

mg / l

0,25

s.-t.

0,07

Arseen (kokku, kokku)

mg / l

0,05

s.-t.

0,01

Nikkel (Ni, kokku)

mg / l

0,1

s.-t.

Nitraadid (NO 3 - )

mg / l

s.-t.

50,0

Nitrit (NO 2 - )

mg / l

3,0

3,0

Elavhõbe (Hg, kokku)

mg / l

0,0005

s.-t.

0,001

Plii (Pb, kokku)

mg / l

0,03

s.-t.

0,01

Seleen (Se, kokku)

mg / l

0,01

s.-t.

0,01

Hõbe (ag + )

mg / l

0,05

Vesiniksulfiid (H 2 S)

mg / l

0,03

org.

0,05

Strontsium (sr 2+ )

mg / l

7,0

org.

Sulfaadid (SO 4 2- )

mg / l

500

org.

250,0

Fluoriidid (F) kliimapiirkondade I ja II jaoks

mg / l

1,5 / 1,2

s.-t.s.-t.

1,5

Kloriidid (Cl - )

mg / l

350

org.

250,0

Kroom (kr 3+ )

mg / l

0,5

s.-t.

Kroom (kr 6+ )

mg / l

0,05

s.-t.

0,05

Tsüaniidid (CN - )

mg / l

0,035

s.-t.

0,07

Tsink (Zn 2+ )

mg / l

5,0

org.

3,0

Kolifaagid

Naastu moodustavad üksused (PFU) 100 ml kohta

Puudumine

Sulfo redutseerivate klostriidide eosed

Eoste arv 20 ml -s

Puudumine

Giardia tsüstid

Tsüstide arv 50 ml -s

Puudumine

Nõuded vee organoleptilistele omadustele

2. liide

Riis.1 ReoveepuhastiJoonis 2 Filtreerimisseade

3. liide

Mõne keemilise vee saasteaine mõju inimkehale .

Kloor kraanivees

Kloor (Cl), või pigem kloori sisaldavad ühendid, on üks peamisi reaktiive, mida kasutatakse veepuhastusjaamades venelaste kodudesse siseneva vee desinfitseerimiseks ja selgitamiseks. Vkloor moodustab vees hüpokloorhappejanaatriumhüpoklorit... Need kloorist saadud keemilised ühendid võivad vees olla kõrgel kontsentratsioonil tervisele ohtlikud. Lapsed on kloori toime suhtes eriti tundlikud.
Väikesed klooriannused võivad kaasa aidata suu, neelu, söögitoru limaskesta põletiku tekkele ja põhjustada spontaanset oksendamist. Vesi, mis sisaldab suures koguses kloori, avaldab inimkehale toksilist mõju.

Alumiinium kraanivees

Alumiinium (Al) esineb looduslikus vees.Alumiiniumsulfaati kasutatakse laialdaselt veepuhastusprotsessideskoagulandina ja selle olemasolu joogivees on nende protsesside ebapiisava kontrolli tulemus. Uurides alumiiniumühendite mõju inimkehale, leiti, etalumiinium suurtes kogustes võib kahjustada närvisüsteemi.
Magneesium kraanivees

Magneesium (Mg) on vajalik ka inimorganismile, see sisaldub inimkeha igas rakus ja siseneb kehasse pidevalt toidu ja veega. Samuti selgus suurenenud magneesiumi sisalduse negatiivne mõju inimese närvisüsteemile, magneesiumioonidele, kesknärvisüsteemi pöörduvale depressioonile, nn magneesiumanesteesiale.

Triikida kraanivees

Raud (Fe)on üks loodusliku vee põhielemente. Muud kraanijoogivee rauaallikad on rauda sisaldavad hüübimisvahendid, mida kasutatakse veepuhastusprotsessides. See võib olla raud, mis imbub kraanivette terasest ja malmist veetorude korrodeerunud aladelt. Suurenenud rauasisaldusega joogivees omandab see roostes värvi ja metallimaitse. See vesi on kasutamiskõlbmatu. Suure rauasisaldusega joogivee regulaarne tarbimine võib põhjustada haiguse, mida nimetatakse hemokromatoosiks (rauaühendite ladestumine inimese organitesse ja kudedesse).

Kaltsium kraanivees

Kaltsium (Ca) kehasse sisenemisel on soodne inimese võime tihendada rakulisi ja rakkudevahelisi kolloide, samuti mõjutada rakumembraani teket. Selgus kaltsiumioonide võime paksendada rakumembraani ja vähendada rakkude läbilaskvust, mis viib vererõhu languseni ning kaltsiumioonide ebapiisava kontsentratsiooni korral lahustuvad rakkudevahelised adhesioonid, lõdvenevad vere kapillaaride seinad ja rakud läbilaskvad. suureneb, mis põhjustab vererõhu tõusu.Kaltsiumi positiivne roll vere hüübimisprotsessis on teada..

Vask kraanivees

Vase (Cu) tasepõhjavees on üsna madal, kuid vase kasutamine veevarustussüsteemi osades võib põhjustada selle kontsentratsiooni olulist tõusu kraanivees.Vase kontsentratsioon üle 3 mg / lvõib põhjustada seedetrakti ägedat talitlushäiret. Inimestel, kes põevad või on põdenud maksahaigust (näiteks viirushepatiit), on organismi vaskvahetus häiritud.
Imikud on kõige tundlikumad vase kõrge kontsentratsiooni suhtes veespudelist toidetud. Isegi imikueas on sellist vett juues tõeline maksatsirroosi oht.

Plii kraanivees.

Plii allikad (Pb)kraanivee joomine võib sisaldada: looduslikus vees lahustatud pliid; plii saasteained, mis sisenevad looduslikku vette erinevate teede kaudu (nt bensiin); plii, mis sisaldub veetorudes, adapterites, keevisõmblustes jnejoogivesi suure pliisisaldusegavõib tekkida inimkeha äge või krooniline mürgistus. Äge pliimürgitus on ohtlik ja võib lõppeda surmaga. Krooniline pliimürgitus areneb pideva väikese pliikontsentratsiooni kasutamisel. Plii ladestub peaaegu kõigisse inimkeha organitesse ja kudedesse.

Tsink kraanivees

Tsink (Zn)sisaldub peaaegu kõigis toodetes, sealhulgas vees. See on selles soolade ja orgaaniliste ühendite kujul. Selle sisulooduslikus vees ei ületa 0,05 mg / l, kuid kraanijoogivees võib selle kontsentratsioon olla suurem veetorude täiendava sisselaske tõttu.
Joogivee kõrge tsingisoolasisaldus võib põhjustada inimkeha tõsist mürgitust. Määras selletsingi soolade sisaldus kraanijoogivees üle 3 mg / l muudab selle kasutuskõlbmatuks

Halva kvaliteediga joogivee tarbimine põhjustab vee keemilise koostisega seotud nakkuslike ja mitteinfektsioossete haiguste sagenemist. Ülaltoodud joogivee omaduste rikkumist täheldatakse pinnaveeallikate ebasoodsa seisundi, veetöötluse vähese efektiivsuse ja veevärgisüsteemide torude sisepinna ebarahuldava seisundi korral

4. liide

Lõhna iseloomu määramise tabel