Analyse chimique de l'eau dans un laboratoire scolaire. Etudes de la composition minérale de l'eau (réalisées dans un laboratoire scolaire). Sources naturelles d'eau potable

Habituellement, dans les laboratoires hydrologiques pour déterminer la qualité de l'eau, un échantillon standard est effectué - la détermination de la demande biochimique en oxygène (DBO). Dans ce cas, la détermination de la teneur en oxygène dissous dans l'eau est réalisée soit par la méthode chimique de Winkler, soit par la méthode physico-chimique, basée sur une étude ampérométrique.

Si cette œuvre ne vous convenait pas en bas de page vous trouverez une liste d'œuvres similaires. Vous pouvez également utiliser le bouton de recherche

Introduction. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

1. Revue de la littérature. ... ... ... ... ... ... ... 4

1.1. Oxygène dans l'environnement. ... ... ... ... 4

1.1.1. L'oxygène comme composant de l'air. ... ... ... 4

1.1.2. Oxygène dans l'eau. ... ... ... ... ... ... ... 5

1.1.2.1. Dépendance du contenu

Oxygène dans l'eau provenant de divers facteurs. ... ... ... 5

1.1.2.2. Oxygène dissous sous forme

critère d'évaluation de la pollution de l'eau. ... ... ... ... 7

1.2. Détermination de l'oxygène dissous dans l'eau. ... ... neuf

1.2.1. La méthode chimique de Winkler. ... ... ... ... ... neuf

1.2.2. Méthode physico-chimique. ... ... ... ... ... 21

2. Partie expérimentale. ... ... ... ... ... ... 22

2.1. Préparation des solutions. ... ... ... ... ... ... 22

2.2. Travailler la technique. ... ... ... ... ... ... ... 23

2.3. Prélèvement d'eau et préparation d'échantillons. ... ... ... ... 26

2.4. Analyse de l'eau pour la teneur en oxygène dissous. ... 26

3. Discussion des résultats. ... ... ... ... ... ... 28

Conclusion. ... ... ... ... ... ... ... ... ... trente

Liste de la littérature utilisée. ... ... ... ... 31

Application. ... ... ... ... ... ... ... ... 32

Introduction.

Parmi les éléments chimiques présents en grande quantité sur la planète, la moitié sont des éléments biogènes, dont l'oxygène. Dans l'environnement, l'oxygène moléculaire est contenu à l'état gazeux dans l'air et est également dissous dans l'eau.

L'oxygène est un agent oxydant puissant et réagit avec de nombreux agents réducteurs. Par conséquent, la présence de telles substances dans l'environnement réduit la concentration d'oxygène disponible pour les organismes vivants. Cette propriété de l'oxygène est à la base de l'évaluation de la pollution de l'eau par des agents réducteurs, principalement des substances organiques.

Habituellement, dans les laboratoires hydrologiques pour déterminer la qualité de l'eau, un échantillon standard est effectué - la détermination de la demande biochimique en oxygène (DBO). Dans ce cas, la détermination de la teneur en oxygène dissous dans l'eau est réalisée soit par la méthode chimique de Winkler, soit par la méthode physico-chimique, basée sur une étude ampérométrique.

Souvent, l'étude des indicateurs hydrochimiques des masses d'eau est réalisée dans le cadre d'ateliers de laboratoire spéciaux dans les universités, ainsi que lors de la surveillance de l'environnement scolaire. La méthode ampérométrique est peu utile dans ces conditions. Mener des recherches par la méthode Winkler nécessite des techniques analytiques simples et abordables.

A cet égard, l'objectif notre travail consistait à tester la méthode Winkler dans nos conditions de laboratoire et à préparer des recommandations détaillées pour son utilisation dans le cadre de la surveillance de l'environnement scolaire et des ateliers de laboratoire spéciaux de notre université.

Tâches:

1. Passer en revue la littérature sur les méthodes de détermination de l'oxygène dans l'eau ;
2. Élaborer la méthode de détermination;
3. Préparer des lignes directrices pour la réalisation d'analyses en milieu scolaire.

1. REVUE DE LA LITTÉRATURE

1.1. Oxygène dans l'environnement.

1.1.1. L'oxygène comme composant de l'air.

L'oxygène est l'élément le plus abondant dans la croûte terrestre. Dans l'atmosphère, il est d'environ 23%, dans la composition de l'eau - environ 89%, dans le corps humain - environ 65%, le sable contient 53% d'oxygène, l'argile - 56%, etc. Si vous calculez sa quantité dans l'air ( atmosphère), de l'eau (hydrosphère) et d'une partie de la croûte terrestre solide (lithosphère) accessible à l'investigation chimique directe, il s'avère que l'oxygène représente environ 50 % de leur masse totale. L'oxygène libre est contenu presque exclusivement dans l'atmosphère et sa quantité est estimée à 1,2-10 15 tonnes.Pour toute l'énormité de cette valeur, elle ne dépasse pas 0,0001 de la teneur totale en oxygène de la croûte terrestre.

L'oxygène libre est composé de molécules diatomiques. Sous pression normale, il se liquéfie à -183°C et se solidifie à -219°C. À l'état gazeux, l'oxygène est incolore et dans le liquide et le solide, il a une couleur bleu pâle.

De nombreux processus vitaux sont associés à l'oxygène moléculaire. Cette substance soutient la respiration de la plupart des créatures vivantes vivant sur la planète. À cet égard, il est d'une importance vitale de maintenir l'équilibre de l'oxygène moléculaire dans l'eau et l'air.

La liaison de l'oxygène moléculaire se produit principalement par des réactions d'oxydation. Dans ce cas, la conversion de l'oxygène moléculaire dans la composition d'autres gaz de l'atmosphère, minéraux, eau, matière organique, etc. est effectuée.

En plus du maintien des processus vitaux, l'oxygène moléculaire joue un rôle exceptionnel dans la protection des organismes vivants contre les effets nocifs du rayonnement ultraviolet à ondes courtes du Soleil.

Les atomes d'oxygène peuvent interagir avec O 2 avec formation d'ozone :

O + O 2 = O 3

L'ozone est une modification allotropique de l'oxygène et est une substance gazeuse dans des conditions normales. La formation d'ozone se produit de manière intensive dans les couches stratosphériques de l'atmosphère, où se concentre la couche d'ozone. La couche d'ozone absorbe le rayonnement UV avec une longueur d'onde légèrement plus longue que l'oxygène moléculaire - 220-320 nm. Dans ce cas, le processus de dissociation de l'ozone en oxygène moléculaire et atomique se produit :

3 = О 2 + О

Les produits de cette réaction peuvent réagir les uns avec les autres pour produire l'ozone initial. Ainsi, un équilibre s'établit entre les processus de formation de l'ozone et sa destruction.

1.1.2. Oxygène dans l'eau

1.1.2.1. Dépendance à la solubilité de l'oxygène

dans l'eau de certains facteurs.

Malgré le fait que la majeure partie de l'oxygène moléculaire soit contenue dans l'air atmosphérique, sa quantité dans l'eau est également assez importante. L'oxygène dissous dans l'eau soutient l'activité vitale des organismes aquatiques et, dans de nombreux cas, est un facteur limitant pour la propagation des organismes vivants.

La solubilité de ce gaz dans l'eau dépend de nombreux facteurs. Ainsi, à des températures élevées, la solubilité de l'oxygène, comme d'autres gaz, dans l'eau diminue. Cela distingue les gaz de la plupart des solides, dont la solubilité augmente avec l'augmentation de la température du solvant. Ce comportement inhabituel des gaz est tout à fait naturel, car une augmentation de l'énergie cinétique des particules lors du chauffage conduit au fait que les molécules de gaz quittent plus facilement la solution que d'y revenir. Par conséquent, avec une ébullition prolongée, la solution peut être presque complètement dégazée - le gaz dissous peut en être retiré.

La dépendance de la solubilité des substances à la pression est également tracée. La pression a peu d'effet sur la solubilité des solides et des liquides, mais affecte considérablement la solubilité d'un gaz. Si, lors de l'évaporation d'un liquide, des molécules avec une énergie cinétique accrue passent en vapeur, alors il est évident que les molécules avec une énergie cinétique réduite devraient passer d'un gaz à une solution liquide.

A une température donnée, le nombre de telles molécules est proportionnel à la pression du gaz. Par conséquent, la quantité de gaz dissous dans un liquide doit être proportionnelle à sa pression, qui s'exprime par la loi de Henry : à une température donnée, la concentration d'un gaz dissous est proportionnelle à sa pression partielle.

C i = K i + R i,

où C i - concentration de gaz en solution, P je - sa pression partielle et Kі - La constante de Henry, qui dépend de la nature du gaz et du solvant. Àі est la constante d'équilibre du processus de dissolution du gaz.

Car à température constanteà moi est toujours le même, alors l'expression a un sens :

K = C 1 / P і1 = C і2 / P і2,

où С і1 et С і2 Est la concentration du gaz dissous aux pressions partielles, respectivement Рі1 et P і2.

La pression partielle d'oxygène dans l'air sera égale à :

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

où 0,21 est un coefficient indiquant la quantité d'oxygène dans l'air ; R au m. - Pression atmosphérique.

Ensuite, pour connaître la concentration d'oxygène dissous dans l'eau à différentes pressions et températures constantes, il suffit de connaître la solubilité de l'oxygène dans l'eau à cette température, à une pression de 760 mm. rt. De l'art. et la pression atmosphérique à laquelle les expériences ont été effectuées.

1.1.2. Oxygène dissous dans l'eau

comme critère d'évaluation de la pollution.

L'oxygène dissous dans l'eau est l'un des indicateurs biohydrochimiques les plus importants de l'état de l'environnement. Elle assure l'existence des organismes aquatiques et détermine l'intensité des processus oxydatifs dans les mers et les océans. Malgré le débit élevé, sa teneur dans la couche superficielle est presque toujours proche de 100 % de saturation à une température, une salinité et une pression données. Cela est dû au fait que sa perte est constamment reconstituée à la fois en raison de l'activité photosynthétique des algues, principalement du phytoplancton, et de l'atmosphère. Ce dernier processus se produit en raison de la tendance des concentrations d'oxygène dans l'atmosphère et la couche superficielle d'eau à un équilibre dynamique, en violation duquel l'oxygène est absorbé par la couche superficielle de l'océan.

Dans la zone de photosynthèse intense (dans la couche photique), une sursaturation importante de l'eau de mer en oxygène est souvent observée (parfois jusqu'à 120-125% et plus). Avec l'augmentation de la profondeur, sa concentration diminue en raison de l'affaiblissement de la photosynthèse et de la consommation pour l'oxydation des substances organiques et la respiration des organismes aquatiques, et à certaines profondeurs de la couche supérieure, sa formation et sa consommation sont approximativement les mêmes. Par conséquent, ces profondeurs sont appelées couches de compensation, qui se déplacent verticalement en fonction des conditions physico-chimiques, hydrobiologiques et de l'éclairement sous-marin ; par exemple, en hiver, ils se trouvent plus près de la surface. En général, le manque d'oxygène augmente avec la profondeur. L'oxygène dissous pénètre dans les couches profondes exclusivement du fait de la circulation verticale et des courants. Dans certains cas, par exemple, lorsque la circulation verticale est perturbée ou la présence d'une grande quantité de matière organique facilement oxydable, la concentration en oxygène dissous peut tomber à zéro. Dans de telles conditions, des processus de réduction commencent à avoir lieu avec la formation d'hydrogène sulfuré, comme cela se produit par exemple dans la mer Noire à des profondeurs inférieures à 200 m.

Dans les eaux côtières, un déficit important en oxygène est souvent associé à leur pollution par des substances organiques (produits pétroliers, détergents, etc.), car ces substances sont des agents réducteurs. La réaction d'oxydation déclenchée par cela transfère l'oxygène de sa forme moléculaire à d'autres composés, le rendant inutile pour maintenir la vie.

Sur cette base, on pense que la détermination de la concentration en oxygène dans l'eau est d'une grande importance dans l'étude des régimes hydrologiques et hydrochimiques des masses d'eau.

Habituellement, l'oxygène dissous dans l'eau est déterminé par la méthode volumétrique de Winkler. Des méthodes physico-chimiques sont également utilisées : électrochimique, chromatographique en phase gazeuse, spectrométrique de masse et gazométrique. La méthode polarographique est également devenue largement connue, ce qui permet de déterminer n'importe quelle concentration en oxygène - de la pleine saturation à 10-6 g/l. Il permet d'enregistrer en continu, automatiquement et quasi instantanément les moindres changements de concentration en oxygène dissous. Cependant, les méthodes physico-chimiques ne sont presque jamais utilisées dans les analyses de masse en raison de leur complexité et sont généralement utilisées dans la recherche scientifique.

1.2. Détermination de l'oxygène dissous dans l'eau.

Plusieurs méthodes sont couramment utilisées pour déterminer l'oxygène dissous dans l'eau. Ils peuvent être divisés en physico-chimiques et chimiques.

Les méthodes chimiques de détermination de l'oxygène dissous reposent sur le bon pouvoir oxydant de ce gaz.

2 + 4Н + → 2Н 2 О

La méthode Winkler est couramment utilisée.

1.2.1. La méthode chimique de Winkler.

Parmi les méthodes de détermination de la concentration en oxygène dissous, la plus ancienne, mais toujours d'actualité, reste la méthode chimique de Winkler. Dans cette méthode, l'oxygène dissous réagit quantitativement avec l'hydroxyde de Mn (II) fraîchement précipité. Lors de l'acidification, un composé de manganèse d'une valence plus élevée libère de l'iode de la solution d'iodure en quantités équivalentes à l'oxygène. L'iode libéré est en outre déterminé par titrage avec du thiosulfate de sodium avec de l'amidon comme indicateur.

La méthode est connue depuis 1888. Jusqu'à la fin du XXe siècle, la méthode de travail était constamment améliorée. Ce n'est qu'en 1970 que les méthodes d'analyse physico-chimique ont commencé à être utilisées pour déterminer la teneur en oxygène dissous dans l'eau. La chronologie du développement de la méthode Winkler est présentée dans le tableau 1.[ 3 ] ... Actuellement, la méthode n'a pas perdu de sa pertinence, et maintenant le principal problème pour l'amélioration de la méthode est d'améliorer la précision et la capacité de déterminer de faibles concentrations d'oxygène.

Tableau 1.

Développement chronologique de la méthode Winkler.

L'essentiel de la méthode

La méthode est basée sur l'oxydation du manganèse divalent avec de l'oxygène en hydrate brun insoluble dans l'eau de manganèse tétravalent, qui, interagissant en milieu acide avec des ions iode, les oxyde en iode libre, déterminé quantitativement par une solution titrée d'hyposulfite de sodium (thiosulfate ):

Mn 2+ + 2OH - ® Mn (OH) 2,

2Mn (OH) 2 + O 2 ® 2MnO (OH) 2,

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

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

On peut voir à partir des équations que la quantité d'iode libérée est équimolaire à la quantité d'oxygène moléculaire. La concentration minimale en oxygène déterminée par cette méthode est de 0,06 ml/l.

Cette méthode n'est applicable qu'aux eaux exemptes d'agents oxydants (par exemple sels ferriques) et d'agents réducteurs (par exemple sulfure d'hydrogène). Les premiers surestiment et les seconds sous-estiment la quantité réelle d'oxygène dissous.

Selection d'Echantillon

L'échantillon d'oxygène doit être le premier échantillon prélevé dans la bouteille. Pour ce faire, après avoir rincé la bouteille d'oxygène avec de l'eau d'une bouteille, accompagnée d'un tube en caoutchouc, un tube en verre de 10 cm de long est inséré dans l'extrémité libre de cette dernière et descendu jusqu'au fond de la bouteille d'oxygène. L'eau est versée à un débit modéré pour éviter la formation de bulles d'air et un volume de la bouteille est versé par sa gorge après remplissage. Sans fermer la valve de la bouteille, retirez soigneusement le tube de la bouteille et ensuite seulement fermez la valve. La bouteille doit être remplie à ras bord et exempte de bulles d'air sur les parois.

Immédiatement après le remplissage, l'oxygène dissous est fixé, pour lequel 1 ml de chlorure de manganèse (ou sulfate) et 1 ml d'une solution alcaline d'iodure de potassium (ou de sodium) sont successivement introduits dans le flacon. Les pipettes contenant les réactifs injectés doivent être abaissées à la moitié de la hauteur du flacon. Après l'introduction des réactifs, le flacon est soigneusement fermé avec un bouchon, évitant la pénétration de bulles d'air, et le précipité formé est vigoureusement agité en retournant le flacon 15 à 20 fois jusqu'à ce qu'il soit uniformément réparti dans l'eau. Ensuite, les flacons avec les échantillons fixés sont transférés dans un endroit sombre pour décantation. Dans cet état, ils peuvent être stockés une journée maximum à t< 10 ° C et à une température plus élevée pas plus de 4 heures.

Préparation à l'analyse

Réactifs nécessaires à l'analyse

une) Une solution de chlorure de manganèse (ou sulfate) est préparée en dissolvant 250 g de sel dans de l'eau distillée dans une fiole jaugée de 0,5 litre.

b) Pour préparer une solution alcaline d'iodure de potassium (ou de sodium), les iodures doivent d'abord être débarrassés de l'iode libre, pour lequel ils sont lavés avec de l'alcool rectifié refroidi à environ 5°C sur un entonnoir à filtre en remuant avec une baguette de verre jusqu'à un rendu presque incolore. une partie de l'alcool de lavage apparaît. Le sel lavé est séché à l'obscurité entre des feuilles de papier filtre pendant une journée et conservé dans des bocaux (flacons) bien fermés en verre foncé. Puis ils préparent :

Solution aqueuse d'iodure de potassium (ou d'iodure de sodium)dissoudre dans l'eau distillée 350 g KI (ou 392 g NaI 2H 2 O) jusqu'à un volume de solution de 300 ml;

une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium (ou d'hydroxyde de sodium)dissoudre 490 g de KOH (ou 350 g de NaOH), respectivement, dans 360 et 340 ml d'eau distillée. L'alcali doit être pesé dans un verre en porcelaine (ou une tasse), où l'eau est versée tout en remuant.

Les solutions résultantes d'iodure et d'alcali sont mélangées avec n'importe quel cation et leur volume est porté à un litre avec de l'eau distillée dans une fiole jaugée. La solution résultante est conservée dans une bouteille avec un bouchon en caoutchouc.

v) Une solution d'acide sulfurique 1: 4 est préparée en versant par petites portions un volume d'acide sulfurique concentré de densité 1,84 à quatre volumes d'eau distillée dans un verre en porcelaine sous agitation.

G) Pour préparer une solution de 0,5% d'amidon, 0,5 g de la préparation "amidon soluble" est agité dans 15-20 ml d'eau distillée. La suspension résultante est progressivement versée dans 85-90 ml d'eau bouillante et bouillie pendant 1-3 minutes jusqu'à ce que la solution devienne limpide. Elle est conservée en ajoutant 1 à 2 gouttes de chloroforme.

e) Une solution de thiosulfate de sodium à 0,02 mol/L est préparée en dissolvant 5,0 g de sel dans du CO sans 2 eau distillée (sans CO 2 l'eau distillée est préparée en faisant bouillir cette dernière pendant une heure. Puis la laisser refroidir dans la même fiole (toujours munie d'un bouchon, "un tube absorbant à base de potassium ou de sodium) dans une fiole jaugée ou une éprouvette graduée d'un litre en portant la solution au trait. Elle doit être conservée en ajoutant 3 ml de chloroforme et conservé dans un flacon en verre foncé muni d'un bouchon muni d'un tube absorbant rempli de granulés de potassium ou d'alcali de sodium Préparer en même temps 3 à 5 litres de solution.

Détermination du facteur de correction pour la molarité de la solution d'hyposulfite de sodium

En raison de l'instabilité de la solution d'hyposulfite de sodium à 0,02 mol / l, il est nécessaire de déterminer périodiquement le facteur de correction à sa normalité. Cela doit être fait quotidiennement avant de commencer le titrage en fonctionnement continu et avant de titrer chaque lot d'échantillons avec de longues pauses.

Le facteur de correction est trouvé lors du titrage des ions iodate dans une solution acide :

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 -.

Par conséquent, une mole d'iodate équivaut à six moles de thiosulfate.

Après avoir dissous 1 g de KI dans 40-50 ml d'eau distillée, ajouter 2 ml d'acide sulfurique dans un erlenmeyer. Ensuite, 15 ml d'une solution d'iodate de potassium à une concentration de 0,0033 mol/L sont versés à la pipette, le ballon est fermé, agité doucement, et après avoir maintenu la solution pendant une minute, le titrage est lancé.

Jusqu'à l'apparition d'une couleur jaune clair de la solution, le titrage est effectué sans indicateur, après quoi 1 ml de solution d'amidon et 50 ml d'eau distillée sont ajoutés et le titrage est poursuivi jusqu'à ce que le liquide à titrer soit complètement décoloré. L'expérience est répétée 2-3 fois, et si l'écart dans les lectures de la burette ne dépasse pas 0,01 ml, la moyenne arithmétique est prise comme résultat final.

Action interférente de redox - impuretés actives.

Fe (II, III)

Les composés ferreux au stade de la fixation de l'oxygène peuvent jouer le rôle de concurrents vis-à-vis du manganèse. Ayant réagi avec l'oxygène, il se forme de l'hydroxyde de Fe (III) dont la cinétique d'interaction avec l'iodure en milieu acide est ralentie. Ainsi, à une concentration en fer supérieure à 25 mg/l, l'utilisation de la version classique de la méthode de Winkler conduit à une sous-estimation des résultats de détermination. Il a été proposé d'éliminer l'effet du fer (III) en ajoutant du fluorure ou en utilisant de l'acide phosphorique lors de l'acidification de l'échantillon. Le complexe de fluorure ou de phosphate résultant empêche le fer d'interagir avec les ions iodure. Mais cette méthode ne permet pas d'éliminer l'effet du fer ferreux.

Nitrite
Habituellement, la présence de nitrite dans l'eau est due à la conversion microbiologique de l'ammonium en nitrate. Et on sait que les nitrites en milieu acide sont capables d'oxyder les ions iodures, provoquant ainsi une surestimation des résultats dans la méthode de Winkler. Néanmoins, lorsque la teneur en eau atteint 0,05-0,1 mgN/l, la méthode directe de Winkler peut être utilisée. Les suppléments d'azoture de sodium sont maintenant considérés comme le moyen le plus courant de neutraliser les effets des nitrites. Il ne faut pas oublier ici qu'une augmentation excessive de la concentration en azoture peut conduire à une erreur négative. Ceci est dû à la possibilité que la réaction se déroule :

2 N 3- + 2 H + + J 2 = 2 HJ + 3 N 2

En plus de l'utilisation de l'azoture, il existe d'autres moyens de supprimer ou de prendre en compte l'effet des nitrites : l'utilisation d'urée ou d'acide sulfamique. Tous ces réactifs décomposent le nitrite en azote moléculaire.

Matière organique.

Il est clair que l'influence des substances organiques, en tant qu'agents réducteurs prononcés, se manifestera à toutes les étapes de la détermination de l'oxygène dissous selon Winkler. L'oxygène moléculaire, les formes oxydées de manganèse, l'iode moléculaire sont tous des oxydants suffisamment puissants pour interagir avec les impuretés organiques. Si l'eau est riche en matière organique (oxydabilité 15-30 mg O 2 / l et plus), alors il s'avère nécessaire d'introduire une correction pour leur interaction. Par exemple, le manuel propose d'effectuer un test d'iode parallèle, déterminant ainsi la quantité d'iode consommée pour l'iodation des impuretés organiques. Mais il existe des méthodes basées sur la méthode de Winkler, qui diffèrent des conditions classiques (temps d'analyse, concentration des réactifs). Ainsi, il est possible de sélectionner les conditions dans lesquelles l'effet perturbateur de l'impureté peut être négligé.

Sulfures et H 2 S.

Il a été constaté que la teneur en sulfures dans l'eau analysée conduit à une sous-estimation des résultats de la méthode de Winkler. Il a été constaté que l'interaction du sulfure avec les oxydants est stoechiométrique : 1 mole d'oxygène et 2 moles de sulfure. À la suite de la réaction, du soufre élémentaire est libéré. Étant donné que dans la méthode de Winkler, en plus de l'oxygène, l'iode et le manganèse (III, IV) sont également des oxydants forts, il existe des opinions différentes dans la formulation du mécanisme d'interaction du sulfure avec un agent oxydant. Ainsi, dans le travail, on pense que le sulfure interagit avec les formes oxydées de manganèse. Une méthode pour la détermination simultanée des sulfures et de l'oxygène dans un échantillon d'eau a été développée. Les auteurs, à l'aide de sels de Zn, précipitent le ZnS, qui est ensuite séparé et dosé par spectrophotométrie, et l'oxygène dissous est dosé dans l'eau restant au-dessus du précipité. Dans des travaux antérieurs, un schéma similaire a été utilisé, mais pas de sulfate, mais l'acétate de Zn a été utilisé. Lorsque l'oxygène et le sulfure réagissent, le thiosulfate peut également se former en tant qu'intermédiaire. L'article propose une méthode de comptabilisation d'un tel thiosulfate en utilisant la méthode de l'échantillon à blanc.

En conclusion, il convient de noter qu'à côté des modifications et des techniques développées spécifiquement pour des impuretés spécifiques, il existe des techniques plus générales visant à déterminer la teneur totale en agents réducteurs (méthode de Ross) et en agents oxydants.

Pour déterminer la présence de substances interférentes dans l'eau, utilisez la méthode suivante.

Cinq millilitres de l'échantillon sont neutralisés à pH = 7 avec de la phénolphtaléine et 0,5 ml sont ajoutés. acide sulfurique. Ajoutez ensuite quelques grains, environ 0,5 g, de l'iodure de potassium et de l'amidon.

Une solution bleue indique la présence de substances oxydantes. Si la solution est incolore, ajoutez 0,2 ml. solution iodée. Agiter, laisser reposer 30 secondes, si aucune couleur bleue n'apparaît, il y a donc des substances réductrices.

Méthodes d'élimination des substances interférentes pendant l'analyse.

1. En présence d'agents réducteurs, l'oxygène peut être déterminé selon Ross : d'abord, 0,5 ml est ajouté à la bouteille d'oxygène. acide sulfurique (1 : 4), puis 0,5 ml. réactif mélangé - hypochlorite et sulfate de sodium, après quoi il est fermé avec un bouchon, secoué et placé dans un endroit sombre pendant 30 minutes. Pour éliminer l'excès d'hypochlorite de sodium, ajouter 1 ml. thiocyanate de potassium et agité. Dans 10 minutes. Déterminer l'oxygène.

2. Avec teneur en fer ( III ) moins de 1 mg/l. Son influence est négligeable. À une concentration de 1-50 mg / l. Pour dissoudre le précipité, il faut de l'acide orthophosphorique = 1,70 g/cm 3 .

3. Avec une teneur en azote nitrique supérieure à 0,05 mg/L, il est difficile de doser l'oxygène soluble par la méthode directe de Winkler, car les nitrites en milieu acide, jouant le rôle de catalyseur, favorisent l'oxydation de l'iodure en iode par l'oxygène de l'air, ce qui conduit à une consommation accrue de thiosulfate et perturbe la fin du titrage, puisque la couleur bleue de l'indicateur est restaurée. Pour éliminer l'effet perturbateur des nitrites, vous pouvez appliquer l'une des techniques suivantes :

Avant de dissoudre le précipité dans l'acide, ajouter quelques gouttes d'azoture de sodium à 5% dans le flacon ;

Au lieu d'azoture de sodium, 40 % d'urée ou d'acide sulfamique peuvent être utilisés. Dans ce cas, l'ordre d'ajout des réactifs change : de l'hydroxyde de manganèse est précipité avec de la potasse à 70 % ou de la soude à 50 %, le précipité est dissous dans de l'acide, on ajoute 0,15 ml d'acide sulfamique à 40 % ou d'urée puis 15 % de potassium iodure. De plus, la définition est poursuivie.

4. Si l'eau contient de nombreuses substances organiques ou minéraux réducteurs, il est alors nécessaire d'introduire une correction de leur consommation d'iode. Pour ce faire, l'eau d'essai est prélevée dans deux flacons de même volume contenant chacun 3 à 5 ml de 0,02 m d'iode dans une solution saturée de chlorure de sodium. Les flacons sont fermés avec des bouchons, mélangés et après 5 minutes 1 ml d'une solution alcaline d'iodure de potassium est ajouté dans les deux flacons, puis 1 ml de sel de manganèse dans le flacon "a", 1 ml d'eau distillée dans le flacon "b" . Boucher et mélanger. Une fois le sédiment déposé, une quantité égale d'acide est ajoutée aux deux flacons et titrée avec du thiosulfate d'iode. La teneur en oxygène dissous est calculée par la formule :

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

où B est le volume de 0,02 N. solution de thiosulfate utilisée pour le titrage de la solution dans un flacon "b" ml; A - également pour la bouteille "a" ; n.m. - la normalité de la solution de thiosulfate, compte tenu de l'amendement ; 8 - masse équivalente d'oxygène; V1 - le volume de la bouteille d'oxygène, en ml ; V2 - le volume de tous les réactifs introduits dans l'eau pour le dosage de l'oxygène, ml.

Précision de la méthode directe de Winkler et de ses éventuelles erreurs.

Tout au long de la première moitié du 20e siècle, au cours de travaux en laboratoire et sur le terrain, une large base expérimentale a été constituée sur la base des résultats de la détermination de l'oxygène par la méthode de Winkler. Des divergences ont été trouvées dans les résultats de la détermination de l'oxygène dissous dans les mêmes eaux par des méthodes ne différant que dans les détails, par exemple, la méthode de normalisation de la solution de thiosulfate, la concentration des réactifs, la méthode de titrage (la solution entière ou aliquote) , etc. Ce problème est en grande partie le problème de la standardisation de la méthode Winkler, se manifeste dans la variété des tables de solubilité de l'oxygène. Des différences dans les valeurs tabulaires de solubilité de l'oxygène jusqu'à 6% ont facilité la recherche sur les questions fondamentales de la base méthodologique et des erreurs méthodologiques de la méthode de Winkler. À la suite de ces travaux, un certain nombre de sources potentielles d'erreurs fondamentales de la méthode dans les eaux propres ont été formulées :

1. oxydation de l'iodure avec l'oxygène atmosphérique
2. volatilisation de l'iode moléculaire
3. la teneur en oxygène dissous dans les réactifs ajoutés lors de la procédure de fixation de l'oxygène
4. mélange d'iode moléculaire dans l'iodure
5. discordance entre le point final du titrage et le point d'équivalence
6. faible stabilité des solutions de thiosulfate de sodium et, par conséquent, la nécessité d'une normalisation fréquente
7. erreurs dans la normalisation du thiosulfate de sodium
8. difficulté à titrer de petites quantités d'iode
9. utilisation de l'amidon comme indicateur : son instabilité et sa diminution de sensibilité avec l'augmentation de la température.

Attardons-nous sur les erreurs les plus importantes. L'oxydation de l'iodure par l'oxygène s'accélère avec l'augmentation de l'acidité. L'influence de ce processus peut être réduite en ajustant le pH du milieu. La valeur d'acidité recommandée est pH = 2-2,5. Augmenter le pH au-dessus de 2,7 est dangereux car le processus de formation d'hydrate de manganèse y est déjà possible. Simultanément à l'oxydation de l'iodure, le processus de volatilisation de l'iode est également possible. Formation d'une particule complexe J 3 - dans des conditions d'excès d'iodure (voir le schéma de la méthode de Winkler) il permet de lier pratiquement tout l'iode moléculaire en solution. Il est clair qu'en introduisant une solution de sel de manganèse et d'un réactif alcalin (alcali + iodure), on introduit ainsi une quantité non comptabilisée d'oxygène dissous dans ces réactifs. Étant donné que des réactifs de concentrations différentes ont été utilisés dans différentes versions de la méthode de Winkler, il était impossible d'utiliser une seule correction dans les calculs. Il était nécessaire pour chaque méthode d'utiliser ses propres valeurs calculées ou expérimentales d'oxygène introduit avec les réactifs. En règle générale, ces valeurs étaient comprises entre 0,005 et 0,0104 ppm.

Au milieu des années 1960, il était nécessaire d'avoir une procédure unifiée pour la détermination de l'oxygène dissous. Cela était dû en partie à la grande variété des méthodes chimiques, au développement des méthodes instrumentales et à la nécessité de leur intercomparaison. Sur la base des travaux publiés, Carpenter a formulé la procédure de détermination de l'oxygène de Winkler. Dans cette version, presque toutes les erreurs potentielles identifiées précédemment ont été prises en compte. Dans un travail commun, Carrit et Carpenter ont complété cette technique par une correction pour tenir compte de l'oxygène dissous dans les réactifs (0,018 ml/l). La valeur mesurée expérimentalement était légèrement différente et s'élevait à 0,011 ml / l.

Lors de la détermination des caractéristiques de précision de la méthode chimique de Winkler, les chercheurs ont été confrontés au problème de définir avec précision la concentration d'oxygène dissous. Pour ce faire, nous avons utilisé la saturation de l'eau en air ou en oxygène à une température donnée, l'ajout standard d'une solution d'oxygène à l'eau désoxygénée, la génération électrochimique d'oxygène et l'utilisation de méthodes instrumentales alternatives pour la détermination de l'oxygène. Malgré la longue histoire de ce problème et de nombreux travaux, la solution définitive n'a pas encore été trouvée et la question reste ouverte. Le moyen le plus populaire de régler la concentration en oxygène dans l'eau a été et reste à ce jour - la procédure de saturation de l'eau avec de l'oxygène atmosphérique à une température fixe. Cependant, le manque d'uniformité de la procédure (volume de solution, conditions d'agitation, méthode et taux de soufflage d'oxygène) conduit à des erreurs importantes, atteignant 2%. Cela s'est manifesté dans une plus grande mesure lorsque l'on travaille dans la région de moins de 5 mgO 2 / l.

S'appuyant sur la préparation très précise de solutions d'oxygène en introduisant un additif standard dans de l'eau désoxygénée, Carpenter a réussi à atteindre une précision de 0,1% et une reproductibilité de 0,02% au niveau de 5 mgO. 2 / L pour une variante de la méthode Winkler avec titrage photométrique. Le tableau 2 montre l'erreur de la version classique de la méthode de Winkler à différents niveaux de concentration en oxygène dissous.

Tableau 2.

L'erreur de la méthode Winkler dans les eaux propres.

Un autre paramètre important caractérisant les capacités de la méthode est la borne inférieure de la définition. Dans la littérature, deux valeurs de la limite inférieure sont citées : ~ 0,05 et ~ 0,2 mgO2/l. Il est clair que la limite de détection peut être déterminée par les critères suivants :

• violation de la stoechiométrie des réactions sous-jacentes à la base chimique de la méthode de Winkler
• sensibilité de la réaction d'iode d'amidon
• la concentration de la solution de thiosulfate utilisée et la résolution de la burette

1.2.2. Méthode physico-chimique.

La méthode est basée sur des études ampérométriques. Un convertisseur de concentration d'oxygène fonctionne par réduction électrochimique de l'oxygène entrant dans sa cathode à travers une membrane sélectivement perméable. Le courant électrique généré est proportionnel à la concentration en oxygène dans l'environnement analysé.

Un capteur immergé dans l'eau à analyser, constitué d'une chambre entourée d'une membrane sélective, contient un électrolyte et deux électrodes métalliques. La membrane est imperméable à l'eau et aux ions dissous, mais l'oxygène est perméable. En raison de la différence de potentiel entre les électrodes, l'oxygène est réduit à la cathode et les ions métalliques de la solution à l'anode.

La vitesse du processus est directement proportionnelle à la vitesse à laquelle l'oxygène traverse la membrane et la couche d'électrolyte. Et par conséquent - à la pression partielle d'oxygène dans l'échantillon à une température donnée.

2. PARTIE EXPÉRIMENTALE.

2.1. Préparation des réactifs.

Nous avons préparé les solutions suivantes

1. Sulfate ou chlorure de manganèse ( II ), Solution. Dissous 42,5 g. MnCl 2 * 4 H 2 O dans de l'eau distillée et complété à 100 ml. Filtré sur un filtre en papier. Une solution diluée en milieu acide additionnée d'iodure de potassium ne doit pas libérer d'iode libre.

2. Solution alcaline d'iodure de potassium.

Dissoudre 65,4 g d'iodure de potassium dans 43,6 ml. eau distillée. Lorsqu'elle est acidifiée, la solution diluée ne doit pas libérer d'iode.

Dissous 305,2 g. KOH à 218 ml. eau distillée. Les deux solutions ont été mélangées et complétées à 437 ml.

3. Thiosulfate de sodium préparé à partir de fixanal, 0,01923 N. solution (normalisée K 2 Cr 2 O 7).

4. Le bichromate de potassium a été préparé à partir d'un échantillon connu avec précision.

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

où 6 est le nombre d'électrons dans une réaction d'oxydoréduction.

10 ml. la solution doit contenir 0,0003 éq. dichromate de potassium.

1 éq. - 49,03 grammes.

0,0003 équiv. - x g. x = 0,0147 g.

puis si 10 ml. contient 0,0147 g, puis 1000 ml. - 1,47 g, ce qui correspond à 0,03 équiv. La portion pesée a été prélevée et nivelée à 1,4807 g, d'où la normalité du dichromate de potassium = 0,0302 g.

5. Acide sulfurique, solution diluée 2 : 1.

2.2. Travailler la technique.

Afin d'affiner la méthode de détermination de l'oxygène dans l'eau, nous avons mené un certain nombre d'études.

Comme il n'y a pas de solutions étalons, nous avons essayé d'obtenir une eau presque totalement dépourvue d'oxygène. Pour ce faire, nous avons fait bouillir de l'eau distillée pendant 3 heures. Les résultats de la détermination de l'oxygène dans une telle eau sont illustrés à la figure 1.

Riz. 1.

Détermination de l'oxygène dans l'eau bouillie

Nous avons ensuite oxygéné l'eau restante. La saturation a été réalisée en faisant barboter de l'air dans de l'eau dans un gazomètre pendant trois heures. Les résultats de l'analyse de l'eau obtenue dans ce cas sont présentés sur la figure 2.

Riz. 2.

Détermination de la teneur en oxygène dans l'eau oxygénée après ébullition.

Les résultats que nous avons obtenus pour l'analyse des eaux à forte teneur en oxygène sont plus reproductibles. Ceci montre encore une fois la difficulté d'appliquer le procédé dans des conditions de faible teneur en oxygène de l'eau.

2.3. Échantillonnage et préparation des échantillons

En règle générale, des échantillons sur place sont prélevés en trois points (sur les deux rives et dans le chenal). Le réservoir sur lequel nous avons mené la recherche étant arrondi, nous avons prélevé des échantillons le long de ses rives, au confluent de la rivière Dubravenka et à l'endroit où la rivière en sort. L'échantillonnage a été effectué à une profondeur de 10, 50 et 100 cm. Immédiatement après l'échantillonnage, une inscription correspondante a été faite dans le journal de bord.

Nous avons assemblé une bouteille pour prélever des échantillons d'eau. Cet appareil était une bouteille d'un litre avec un bouchon en caoutchouc attaché à un poteau. Le bathomètre a été abaissé dans l'eau à la profondeur requise et le bouchon a été retiré. En sortant la bouteille de l'eau, nous avons mesuré la température. Une bouteille d'oxygène pré-calibrée a été rincée avec de l'eau d'une bouteille et remplie d'un échantillon jusqu'à ce qu'environ 200 ml d'eau s'écoulent, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'eau en contact avec l'air dans la bouteille soit expulsée. Le flacon doit être rempli à ras bord avec l'échantillon et exempt de bulles d'air sur les parois.

Ajoutez ensuite 1 ml de solution de chlorure de manganèse et 1 ml d'une solution alcaline d'iodure de potassium dans une bouteille contenant un échantillon d'eau. Dans ce cas, vous devez utiliser des pipettes séparées. Fermez ensuite rapidement le flacon pour qu'il n'y ait plus de bulles d'air et mélangez soigneusement le contenu du flacon. Ensuite, les flacons contenant les échantillons fixés ont été transférés au laboratoire dans un endroit sombre pour décantation.

2.4. Analyse de l'eau pour la teneur en oxygène dissous.

Toutes les bouteilles d'oxygène ont été calibrées à 0,01 ml près avant l'analyse.

On a laissé le précipité d'hydroxyde de manganèse résultant se déposer pendant au moins 10 minutes. On verse ensuite 5 ml de solution d'acide sulfurique. Le déplacement d'une partie du liquide transparent de la bouteille avec une solution d'acide sulfurique n'est pas important pour l'analyse. Fermer le flacon et bien mélanger. Le précipité d'hydroxyde de manganèse se dissoudra.

Après cela, l'ensemble de l'échantillon a été transféré quantitativement dans une fiole conique de 250 ml et rapidement titré avec 0,01923 N. thiosulfate de sodium sous agitation continue jusqu'à coloration légèrement jaune, après quoi 1 ml d'amidon à 0,5 % a été ajouté et le titrage a été poursuivi goutte à goutte jusqu'à disparition de la coloration bleue. La couleur devrait disparaître avec une goutte de thiosulfate.

Traitement des résultats d'analyse

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

V1 est le volume total de la bouteille d'oxygène (ml).

C 1 - concentration en oxygène dans l'échantillon (mg/l.).

V2 - le volume de solution de thiosulfate de sodium consommé pour le titrage (ml).

C 2 - concentration de la solution de thiosulfate de sodium (g-eq/l.).

8 est la masse atomique de l'oxygène.

1000 - facteur de conversion des unités de mesure (de g. À mg.).

V3 - le volume d'eau déversé lors de l'introduction des réactifs de fixation de l'oxygène (ml).

Des pertes insignifiantes d'oxygène dissous sous forme liée lors de l'évacuation de l'excès de liquide ont été négligées.

3. DISCUSSION DES RÉSULTATS.

Riz. 3

Dépendance de la teneur en oxygène dans l'eau sur la température.

Les données que nous avons obtenues sont présentées dans le tableau 3.

Tableau 3.

Les résultats de la détermination de la concentration d'oxygène,

dissous dans l'eau de la rivière Dubravenka.

L'eau dans laquelle les mesures ont été faites avait une température de 16,5ô C. Les données montrent que l'eau est sursaturée en oxygène. À notre avis, cela est dû au fait qu'au lieu d'échantillonnage, la rivière se dilate, formant un petit lac, tandis que la zone de contact de l'eau avec l'air et, par conséquent, la saturation de l'eau en oxygène augmente. De plus, il faut noter qu'il a plu le jour du prélèvement et, probablement, cela a aussi permis à l'eau de se saturer excessivement en oxygène.

Sur la base des résultats de l'élaboration de la méthode de travail et des résultats des études sur l'eau naturelle, nous avons développé des directives pour le travail de laboratoire pour étudier la teneur en oxygène dans l'eau. Des recommandations méthodologiques sont données en annexe 1.

CONCLUSIONS.

Suite à nos travaux :

• une méthode de détermination de la teneur en oxygène de l'eau a été élaborée ;
• L'eau de la rivière Dubravenka dans la zone de son intersection avec l'avenue Mira a été analysée ;
• Lignes directrices compilées pour les travaux de laboratoire sur ce sujet.

Ainsi, nous pouvons tirer des conclusions :

1. La méthode de détermination de la teneur en oxygène de l'eau donne des résultats reproductibles dans le domaine des concentrations élevées en oxygène.
   1. L'eau distillée pré-saturée en oxygène peut être analysée pour parfaire la méthode.
   2. La méthode de détermination de l'oxygène dissous dans l'eau peut être utilisée dans un atelier de chimie analytique sur le thème « titrage iodométrique », dans un atelier sur les méthodes d'analyse des objets de l'environnement, dans un atelier de chimie physique dans l'étude de l'équilibre de dissolution des gaz dans les liquides pour la spécialité chimie de notre université, ainsi que dans un atelier sur l'hydrologie, spécialité géographique.

LISTE DE LA LITTÉRATURE UTILISÉE

1. Nekrasov 1er tome
2. L'écologie en cours de chimie.
3. http://www.geocities.com/novedu/winkler.htm
4. http://www.oceanography.ru/library_archive/e_works/kaspy/metodhtml/oxygen/oxygen.htm

Projet de recherche sur l'écologie pour les écoliers.

Description du travail: Je porte à votre connaissance des travaux de recherche visant à préciser la qualité de l'eau potable provenant de diverses sources au sein de la ville : un puits, une source et un système d'approvisionnement en eau.

Cible: Etude de la qualité de l'eau potable dans la ville de Kotovsk, région de Tambov.
Tâches:
1. Maîtriser la méthode de détermination de la qualité de l'eau potable.
2. Mener une analyse comparative de l'eau de différentes sources : un puits, une source et une réserve d'eau
3. Mener une enquête auprès des habitants de la ville sur les sources d'eau qu'ils utilisent.
Hypothèse: Toute l'eau que nous buvons est potable.

Objet d'étude : Eau de puits, eau de source et eau du robinet.
Sujet d'étude: La qualité d'eau.
Au cours des travaux de recherche passé les étapes suivantes:
1. Étude de la littérature sur ce sujet.
2. Choisir un sujet de travail, fixer des buts et des objectifs.
3. Échantillonnage d'eau pour analyse.
4. Mener une analyse comparative et la purification de l'eau.
5. Systématisation des résultats.
6. Enregistrement du travail.
Pour réaliser cette étude, nous avons utilisé les méthodes suivantes : étude de la littérature de vulgarisation scientifique et des ressources Internet sur ce sujet, généralisation et systématisation des informations sur l'eau, prélèvement, analyse et épuration de l'eau, analyse des travaux effectués, formulation de conclusions.

Expérimental - partie expérimentale.
Analyse de l'eau.
Après avoir mené une enquête auprès des habitants de la ville, nous avons découvert quelles sources d'eau ils utilisent. Les principales sources d'eau pour les habitants de la ville sont un système d'approvisionnement en eau, une source et un puits.
Nous avons prélevé de l'eau de ces sources pour une analyse comparative.

Chromaticité :
l'eau versée dans un verre incolore est vue sur le fond d'une feuille de papier blanc.
Le printemps est transparent.
Le robinet est trouble, de couleur rougeâtre.
L'eau du puits est claire.

A ce stade, nous avons émis une hypothèse que l'eau de la source, en raison de ses caractéristiques organoleptiques, est potable.
Au cours de cette étape de l'étude, nous avons suivi les étapes suivantes :
- faire une excursion à la source de Severny ;
- contrôler l'utilisation de l'eau de la source à des fins de consommation ;
- prélever un échantillon d'eau pour analyse à des fins de recherche (l'eau de la source est-elle potable ?) ;
- transporter l'eau de la source pour analyse au laboratoire de TOGBOU SPO KIT.
- d'obtenir des analyses de l'étude et de les comparer avec les données de SanPiN 2.1.4. 1175-02 “Exigences hygiéniques pour la qualité de l'eau dans l'approvisionnement en eau décentralisé. Protection sanitaire des sources".
Le lieu de nos recherches est situé à 250 mètres à l'ouest de la partie centrale de notre ville de Kotovsk, dans la forêt, dans le quartier du café Boomerang. Il se caractérise par le fait que la rivière Tsna dans cette section a une largeur de 28 mètres. Les rives de la rivière Tsna sont sablonneuses, la rive gauche est douce, la rive droite est escarpée. Notre fontanelle suit depuis la rive droite. La source se jette dans la rivière Tsna.
Nous avons identifié le fait qu'en moins de 2 heures, 3 personnes sont venues et ont rempli 4 récipients d'eau.
Nous avons fourni l'eau de cette source au laboratoire pour la recherche.
Données de recherche en laboratoire.

Recherche chimique de l'eau.
RN 63
Dureté totale - 5,0 mg eq / dm
Sédiment sec - 255,0 mg / dm
Chlorures - 50,0 mg / dm
Sulfates - 57,0 mg / dm3
Fer - 0,1 mg / dm
Oxydabilité - 5,3 mg / dm
Fluor - 0,55 mg / dm
Ammoniac - 0,19 mg / dm
Calcium - 37 mg / dm
Magnésium - 11,6 mg / dm
Nitrite - traces
Nitrates - traces
Le résultat de l'analyse a montré la conformité aux exigences de SanPiN 2.1.4. 1175-02 "eau potable" par caractéristiques chimiques et organoleptiques.

Recherche sanitaire et microbiologique.
OKB (bactéries coliformes communes) détectées / absence de norme /
TMC (nombre total de microbes) - 7 UFC
/ norme - jusqu'à 50 UFC /
TCB (bactéries coliformes thermotolérantes) détectées/normes absentes

Sur la base des données de recherche, nous avons conclu:
l'examen bactériologique de l'eau a montré le non-respect des exigences de SanPiN 2.1.4. 1175-02 "eau potable", car il n'y a pas de zone de protection sanitaire, la source est à proximité immédiate de la rivière (l'eau de source se mélange à la rivière), la source doit avoir un cadre.
Notre hypothèse n'a pas été confirmée, l'eau de cette source n'est pas potable.
Conclusion.
Les travaux de recherche effectués montrent que toutes les eaux provenant de sources situées à proximité de la ville de Kotovsk ne sont pas potables. La plus pure, contenant le moins d'impuretés et de particules étrangères, est l'eau du puits. L'eau du robinet contient des impuretés de sels de fer et les sels de calcium sont également en grande quantité. Par conséquent, il est recommandé de nettoyer l'eau du robinet avant utilisation. L'eau de source ne répond pas aux normes d'eau potable.
Pour déterminer la qualité de l'eau potable d'un système d'approvisionnement en eau et d'un puits, nous nous sommes appuyés uniquement sur des indicateurs organoleptiques, car ces sources sont équipées de manière appropriée et dans les conditions d'approvisionnement en eau de la ville, les services publics concernés doivent surveiller l'état de l'eau, et son la composition est suffisamment stable. Néanmoins, nous prévoyons de réaliser à l'avenir des études en laboratoire sur l'eau de ces sources.
L'action « Vivre, printemps ! »

MCOU "École secondaire Peregrebinskaya n ° 1"

"Etude de la composition chimique

eau du robinet c. Barre transversale

dans un laboratoire scolaire"

Travail de recherche pédagogique

Effectué :Tchernova Anna,

élève de 10e année

Superviseur:A.A. Lastaeva , Professeur de chimie

avec. Peregrebnoye, 2017

Etude de la composition chimique de l'eau du robinet dans un laboratoire scolaire

Tchernova Anna

avec. Peregrebnoe, MCOU "École secondaire Peregrebinskaya n° 1", 10e année

annotation

L'eau est le principal produit chimique du corps. La santé humaine dépend de la qualité de l'eau potable. Dans son travail, dans un laboratoire scolaire, l'auteur analyse la composition chimique de l'eau du robinet, qui comprend une méthode fractionnée développée par Nikolai Aleksandrovich Tananaev, qui permet de détecter un certain cation dans une solution en présence d'un grand nombre de autres cations, sans recourir à leur précipitation préalable.

but du travail : Détermination de la composition chimique de l'eau du robinet p. Carrefour dans un laboratoire scolaire.

Tâches:

Examiner la littérature sur le sujet de recherche

Trouver des méthodes pour déterminer la qualité de l'eau du robinet.

Identifier les facteurs affectant la qualité de l'eau du robinet

Découvrez la composition qualitative de l'eau du robinet.

Comparer la qualité de l'eau du robinet prélevée dans différents bâtiments p. Barre transversale.

Sujet d'étude : qualité du robinet l'eau

Objet d'étude

Méthodes de recherche:

1) empirique (observation, expérimentation, conversation)

2) théorique ( une analyse , généralisation)

L'auteur arrive à la conclusion que la qualité de l'eau du robinet se dégrade à cause du déplacement le long des conduites d'eau, comme en témoigne la différence des résultats d'analyse de l'eau dans les différents bâtiments du village.

Ce travail peut être utilisé en cours de chimie lors de l'étude des thèmes "Théorie de la dissociation électrolytique", "Sels".

PLAN DE RECHERCHE

Tout le monde connaît la vérité depuis l'enfance quel'eau est source de vie ... Cependant, tout le monde ne réalise pas et n'accepte pas le fait que l'eau est la clé de la santé et du bien-être. Tout le monde connaît l'importance de l'eau dans notre corps.L'eau est source de vie , ce ne sont pas que des mots. Présent dans toutes les cellules et tissus, jouant un rôle majeur dans tous les processus biologiques. Les adultes perdent 3,5 litres d'eau par jour. Par conséquent, notre corps a constamment besoin de reconstituer l'approvisionnement en eau propre.

Actuellement, les problèmes des différentes étapes de l'approvisionnement en eau potable sont très préoccupants, notamment les changements négatifs de la qualité de l'eau potable dans les systèmes de distribution d'eau avec approvisionnement en eau centralisé. La consommation d'eau potable de mauvaise qualité entraîne une augmentation des maladies. La plupart d'entre nous, malgré toutes les menaces et les avertissements des médecins, préfèrent l'eau du robinet - collectée dans des réservoirs des rivières et des lacs, passée à plusieurs niveaux de purification et acheminée par des tuyaux jusqu'au robinet. Certaines personnes la purifient également à la maison à l'aide d'un filtre, d'autres achètent de l'eau potable en bouteilles. Mais voyons comment nous pouvons être sûrs de ce que nous buvons ? La qualité de l'eau du robinet dans différentes zones correspond-elle à c. Passage aux exigences GOST ? Est-il possible de mesurer la qualité de l'eau à la maison ou dans un laboratoire scolaire ?

Hypothèse: 1) La qualité de l'eau du robinet peut être déterminée dans un laboratoire scolaire.

2) La qualité de l'eau que nous utilisons est conforme à GOST

Cible: Détermination de la composition chimique de l'eau du robinet p. Crossover avec alimentation en eau centralisée dans un laboratoire scolaire.

Tâches:

1. Examiner la littérature sur le sujet de recherche

2. Trouvez des méthodes pour déterminer la qualité de l'eau du robinet.

3. Identifier les facteurs affectant la qualité de l'eau du robinet

4. Découvrez la composition qualitative de l'eau du robinet.

5. Comparez la qualité de l'eau du robinet prélevée dans différents bâtiments avec. Barre transversale.

Sujet d'étude : qualité du robinet l'eau

Objet d'étude : composition chimique de l'eau du robinet

Méthodes de recherche:

1. Méthodes de recherche empirique : observation, expérience, conversation

2. Méthodes de recherche théorique : analyse

Outil de recherche: analyse qualitative, y compris la méthode fractionnaire, qui a été développée par N.A. Tanaev. Il a découvert un certain nombre de réactions nouvelles et originales qui permettent de détecter un certain cation dans une solution en présence d'un grand nombre d'autres cations, sans recourir à leur précipitation préalable.

Aperçu théorique des informations sur le sujet de recherche

Normes de qualité de l'eau potable

Le ministère de l'Écologie de la Fédération de Russie établit une évaluation annuelle des meilleures villes de Russie en fonction de la conformité de la composition chimique de l'eau potable avec la norme et un certain nombre d'indications environnementales. Par exemple, en 2015, Kyzyl, Nizhnevartovsk, Glazov, Petrozavodsk, Khanty-Mansiysk (Annexe 1) ... Cependant, au niveau international, lors de l'évaluation de la ressource en eau la plus propre et de la plus haute qualité, la Russie n'a pas atteint le Top 10, laissant la place à la Suisse, la Suède et la Norvège. Dans ce concours, les propriétés organoleptiques, chimiques, microbiologiques de l'eau ont été évaluées, qui sont prises en compte lors de l'établissement des paramètres réglementaires.

Les documents réglementaires russes incluent également des exigences de qualité pour les propriétés organoleptiques (avec une évaluation de l'odeur, de la turbidité, du goût, etc.), de la composition chimique (dureté, oxydabilité, alcalinité, etc.), des caractéristiques virales, bactériologiques et radiologiques. Les normes de qualité de l'eau potable selon SanPiN et GOST, établies pour l'utilisation, décrivent en détail les paramètres de la teneur en produits chimiques(Annexe 2).

Lors de l'exploitation des systèmes d'approvisionnement en eau, la responsabilité de la qualité incombe à une personne morale ou à un entrepreneur individuel, qui exerce un contrôle à la fois aux points de prise d'eau et aux points de prise d'eau, et à l'étape intermédiaire de la ressource entrant dans le réseau de distribution . Selon le lieu, des règles régissent la fréquence et le nombre de contrôles.

Aux points de prise d'eau, des prélèvements microbiologiques et organoleptiques de sources souterraines sont effectués au moins 4 fois par an (selon les saisons) ; à partir de sources de surface - au moins 12 fois. Échantillons inorganiques / organiques de sources souterraines - une fois par an et de sources de surface - chaque saison. Radiologique - quelle que soit la source - une fois par an.

Le respect des normes de qualité de l'eau potable est déterminé avec un degré élevé de certitude, même à la maison. Pour cela, des analyseurs portables sont utilisés, fournis avec un jeu de réactifs prêt à l'emploi.

Facteurs affectant la qualité de l'eau du robinet

Les études d'échantillons avant d'entrer dans le réseau de distribution d'eau sont réalisées plus souvent et dépendent de plus de facteurs

Exploitation des stations de pompage et de filtration

But du pompage et du filtrage gares - nettoyage (clarification) et désinfection de l'eau.

Stations de pompage et de filtration(NSF) ou les stations d'épuration sont des installations de traitement dont la compositionest déterminé par la qualité de la source d'eau, les exigences de traitement de l'eau et un certain nombre d'autres conditions (performance de l'installation, caractéristiques paysage, etc.).

Habituellement, la NSF comprend : des stations de pompage du premier et du deuxième ascenseur, un système de désinfection,sections d'installations de traitement (mélangeurs, chambres de floculation, décanteurs horizontaux, unités de filtration rapide ), des réservoirs d'eau propre et un bloc d'installations auxiliaires (installations de réactifs). Les NSF modernes sont fournissystèmes de contrôle automatisé des processus technologiques, augmentant considérablement l'efficacité de leur travail.

Dans le village de Peregrebnoye, il y a deux NSF. La station d'épuration purifie l'eau avant qu'elle n'entre dans le réseau d'adduction d'eau du village. La désinfection de l'eau se produit avec la lumière ultraviolette, ce qui contribue à la croissance de la sécurité environnementaleprocédé de traitement de l'eau.

La station d'épuration sert à épurer l'eau provenant du réseau d'égouts du village. Il a été construit en 2014. Productivité de chaque 1 000 mètres cubes / jour. Portée des performances 800 - 1200 m 3 jours ( Annexe 3)

État des conduites d'eau

Les sédiments formés sur la surface interne des canalisations sont le produit de processus physico-chimiques complexes se produisant sur celle-ci ou sur le revêtement protecteur appliqué, ainsi que dans l'eau transportée dans la canalisation. De plus, les dépôts dans les canalisations sont dans certains cas des produits de l'activité vitale de micro-organismes qui se sont installés et sont présents dans les conduites d'eau en raison des conditions ambiantes.

La nature des dépôts dans les pipelines est généralement déterminée par :
- propriétés physico-chimiques des eaux transportées,

Les conditions de fonctionnement du réseau,

- durée de vie des canalisations

L'odeur de l'eau du robinet peut changer pour le pire pour un certain nombre de raisons. Le plus souvent, l'eau commence à sentir désagréable à cause du métal des conduites d'eau, de la multiplication excessive des micro-organismes, des produits chimiques utilisés pour lutter contre les bactéries nocives.

Il y a plusieurs raisons à une odeur désagréable. Le plus souvent, l'eau change d'odeur lorsqu'elle est exposée à des produits chimiques de nettoyage. Une raison tout aussi courante de l'apparition du problème considéré est la mauvaise qualité des conduites d'eau.

La composition chimique de l'eau du robinet et son effet sur le corps humain

La moitié de la population russe reçoit une eau dangereuse pour la santé. L'eau polluée cause jusqu'à 80 % de toutes les maladies connues et accélère le processus de vieillissement de 30 %.Les produits chimiques pénètrent dans le corps humain non seulement par la consommation directe d'eau pour la boisson et la préparation des aliments, mais aussi indirectement. Par exemple, l'inhalation de substances volatiles et le contact avec la peau lors d'un traitement à l'eau. L'eau qui coule de nos robinets a une composition chimique spécifique. Les produits chimiques contenus dans l'eau peuvent être divisés en plusieurs groupes : 1) substances que l'on retrouve le plus souvent dans l'eau du robinet (fluor, fer, cuivre, manganèse, zinc, mercure, sélénium, plomb, molybdène, nitrates, sulfure d'hydrogène) ;
2) substances restant dans l'eau après traitement réactif : coagulants (sulfate d'aluminium), floculants (polyacrylamide), réactifs protégeant les conduites d'eau de la corrosion (tripolyphosphates résiduels), chlore ; 3) substances qui pénètrent dans les plans d'eau avec les eaux usées (déchets ménagers, industriels, ruissellement superficiel des terres agricoles, qui ont été traitées avec des produits phytopharmaceutiques chimiques : herbicides et engrais minéraux) ; 4) composants pouvant pénétrer dans l'eau à partir de conduites d'eau, adaptateurs, joints, soudures, etc. (cuivre, fer, plomb). Toutes ces substances peuvent être à la fois utiles et dangereuses pour la santé humaine (Annexe 4)

DESCRIPTION DU TRAVAIL

Etude en laboratoire de la composition chimique de l'eau du robinet

Pour l'étude, 3 échantillons d'eau ont été prélevés dans différents bâtiments du village de Peregrebnoye.

Échantillons d'eau : 1- échantillon d'eau de référence : eau plateBonAqua, mis en bouteille à Samara, fabriqué par Coca Cola

2- eau du robinet st. Spasennikova 14uneappartement 6

3- eau du robinet st. Lesnaya 1b kV 11 (l'échantillon a été prélevé le 14 février après que l'alimentation en eau a été coupée pendant 2 heures).

4 voies d'eau du robinet. Ecole, d 1 (salle de chimie).

Au laboratoire de l'école, les études suivantes ont été réalisées :

dans les 6-9

Minéralisation totale (résidus sec)

mg/l

1000 (1500)

1000

Dureté générale

meq/l

7,0 (10)

Oxydabilité du permanganate

mg O2 / l

5,0

Produits pétroliers, au total

mg/l

0,1

Tensioactifs (tensioactifs), anioniques

mg/l

0,5

Indice phénolique

mg/l

0,25

Alcalinité

mg HCO3 - / je

Aluminium (Al 3+ )

mg/l

0,5

s.-t.

0,2

Azote ammoniacal

mg/l

2,0

s.-t.

1,5

Amiante

millions de boucles de cheveux / l

Baryum (VA 2+ )

mg/l

0,1

s.-t.

0,7

Béryllium (Être 2+ )

mg/l

0,0002

s.-t.

Bore (B, total)

mg/l

0,5

s.-t.

0,3

Vanadium (V)

mg/l

0,1

s.-t.

0,1

Bismuth (Bi)

mg/l

0,1

s.-t.

0,1

Fer (Fe, total)

mg/l

0,3 (1,0)

org.

0,3

Cadmium (Cd, total)

mg/l

0,001

s.-t.

0,003

Potassium (K + )

mg/l

Calcium (Ca 2+ )

mg/l

Cobalt (Co)

mg/l

0,1

s.-t.

Silicium (Si)

mg/l

10,0

s.-t.

Magnésium (Mg 2+ )

mg/l

s.-t.

Manganèse (Mn, total)

mg/l

0,1 (0,5)

org.

0,5 (0,1)

Cuivre (Cu, au total)

mg/l

1,0

org.

2,0 (1,0)

Molybdène (Mo, total)

mg/l

0,25

s.-t.

0,07

Arsenic (As, total)

mg/l

0,05

s.-t.

0,01

Nickel (Ni, total)

mg/l

0,1

s.-t.

Nitrates (par NO 3 - )

mg/l

s.-t.

50,0

Nitrite (par NO 2 - )

mg/l

3,0

3,0

Mercure (Hg, total)

mg/l

0,0005

s.-t.

0,001

Plomb (Pb, total)

mg/l

0,03

s.-t.

0,01

Sélénium (Se, total)

mg/l

0,01

s.-t.

0,01

Argent (Ag + )

mg/l

0,05

Sulfure d'hydrogène (H 2 S)

mg/l

0,03

org.

0,05

Strontium (Sr 2+ )

mg/l

7,0

org.

Sulfates (SO 4 2- )

mg/l

500

org.

250,0

Fluorures (F) pour les régions climatiques I et II

mg/l

1,5 / 1,2

s.-t.s.-t.

1,5

Chlorures (Cl - )

mg/l

350

org.

250,0

Chrome (Cr 3+ )

mg/l

0,5

s.-t.

Chrome (Cr 6+ )

mg/l

0,05

s.-t.

0,05

Cyanures (CN - )

mg/l

0,035

s.-t.

0,07

Zinc (Zn 2+ )

mg/l

5,0

org.

3,0

Coliphages

Unités formatrices de plaques (PFU) par 100 ml

Absence

Spores de clostridies sulfo-réductrices

Nombre de spores dans 20 ml

Absence

Kystes de Giardia

Nombre de kystes dans 50 ml

Absence

Exigences relatives aux propriétés organoleptiques de l'eau

Annexe 2

Riz.1 Station d'épurationFig. 2 Dispositif de filtrage

Annexe 3

L'effet de certains polluants chimiques de l'eau sur le corps humain .

Chlore dans l'eau du robinet

Chlore (Cl), ou plutôt des composés contenant du chlore, est l'un des principaux réactifs utilisés dans les stations d'épuration pour la désinfection et la clarification de l'eau entrant dans les habitations des Russes. Vle chlore forme de l'acide hypochlorique dans l'eauetl'hypochlorite de sodium... Ces composés chimiques dérivés du chlore peuvent être dangereux pour la santé à des concentrations élevées dans l'eau. Les enfants sont particulièrement sensibles à l'action du chlore.
De petites doses de chlore peuvent favoriser le développement d'une inflammation de la muqueuse buccale, du pharynx, de l'œsophage et provoquer des vomissements spontanés. L'eau contenant une grande quantité de chlore a un effet toxique sur le corps humain.

Aluminium dans l'eau du robinet

Aluminium (Al) présent dans l'eau naturelle.Le sulfate d'aluminium est largement utilisé dans les procédés de traitement de l'eaucomme coagulant, et sa présence dans l'eau potable est le résultat d'un contrôle insuffisant au cours de ces processus. Lors de l'étude de l'effet des composés d'aluminium sur le corps humain, il a été constaté quel'aluminium en grande quantité peut causer des dommages au système nerveux.
Magnésium dans l'eau du robinet

Magnésium (Mg) il est également nécessaire au corps humain, il est contenu dans chaque cellule du corps humain et est constamment introduit dans le corps avec de la nourriture et de l'eau. L'effet négatif de l'augmentation de la teneur en magnésium sur le système nerveux humain, les ions magnésium, la dépression réversible du système nerveux central, la soi-disant anesthésie au magnésium, a également été révélé.

Repasser dans l'eau du robinet

Fer (Fe)est l'un des principaux éléments de l'eau naturelle. D'autres sources de fer dans l'eau potable du robinet sont les coagulants contenant du fer, qui sont utilisés dans les processus de traitement de l'eau. Il peut s'agir de fer qui s'infiltre dans l'eau du robinet à partir de zones corrodées de conduites d'eau en acier et en fonte. Avec une teneur en fer accrue dans l'eau potable, elle acquiert une couleur rouille et un goût métallique. Cette eau est inutilisable. La consommation régulière d'eau potable à forte teneur en fer peut entraîner le développement d'une maladie appelée hémochromatose (dépôt de composés de fer dans les organes et les tissus humains).

Calcium dans l'eau du robinet

Calcium (Ca) entrer dans le corps a une capacité humaine favorable à densifier les colloïdes cellulaires et intercellulaires, ainsi qu'à influencer la formation de la membrane cellulaire. La capacité des ions calcium à épaissir la paroi cellulaire et à réduire la perméabilité cellulaire a été révélée, ce qui entraîne une diminution de la pression artérielle, et avec une concentration insuffisante d'ions calcium, les adhérences intercellulaires se dissolvent, les parois des capillaires sanguins se desserrent et la perméabilité cellulaire augmente, ce qui entraîne une augmentation de la pression artérielle.Le rôle positif du calcium dans le processus de coagulation du sang est connu..

Cuivre dans l'eau du robinet

Niveau de cuivre (Cu)dans les eaux souterraines est assez faible, mais l'utilisation de cuivre dans les composants d'un système d'approvisionnement en eau peut entraîner une augmentation significative de sa concentration dans l'eau du robinet.Concentration en cuivre supérieure à 3 mg/lpeut provoquer un dysfonctionnement aigu du tractus gastro-intestinal. Chez les personnes souffrant ou ayant eu une maladie du foie (par exemple, une hépatite virale), l'échange de cuivre de l'organisme est altéré.
Les nourrissons sont les plus sensibles aux concentrations élevées de cuivre dans l'eaunourri au biberon. Même dans la petite enfance, en buvant une telle eau, il existe un réel risque de cirrhose du foie.

Plomb dans l'eau du robinet.

Sources de plomb (Pb)l'eau potable du robinet peut contenir : du plomb dissous dans l'eau naturelle ; les polluants du plomb entrant dans l'eau naturelle de diverses manières (par exemple l'essence); plomb contenu dans les conduites d'eau, les adaptateurs, les soudures, etc.eau potable à haute teneur en plombune intoxication aiguë ou chronique du corps humain peut se développer. Le saturnisme aigu est dangereux et peut être mortel. Le saturnisme chronique se développe avec l'utilisation constante de faibles concentrations de plomb. Le plomb se dépose dans presque tous les organes et tissus du corps humain.

Zinc dans l'eau du robinet

Zinc (Zn)contenus dans presque tous les produits, y compris l'eau. Il y est présent sous forme de sels et de composés organiques. Son contenudans l'eau naturelle ne dépasse pas 0,05 mg / l, mais dans l'eau potable du robinet, sa concentration peut être plus élevée en raison de l'apport supplémentaire des conduites d'eau.
La teneur élevée en sels de zinc dans l'eau potable peut provoquer de graves intoxications du corps humain. déterminé quele niveau de sels de zinc dans l'eau potable du robinet supérieur à 3 mg/l la rend inutilisable

La consommation d'eau potable de mauvaise qualité entraîne une augmentation des maladies de nature infectieuse et non infectieuse liées à la composition chimique de l'eau. Une violation des qualités ci-dessus de l'eau potable est observée avec un état défavorable des sources d'eau de surface, une faible efficacité du traitement de l'eau, ainsi qu'un état insatisfaisant de la surface intérieure des tuyaux des systèmes d'alimentation en eau

Annexe 4

Tableau de détermination du caractère olfactif