Kemijska analiza vode u školskom laboratoriju. Proučavanje mineralnog sastava vode (provodi se u školskom laboratoriju). Prirodni izvori pitke vode

Obično se u hidrološkim laboratorijima za određivanje kakvoće vode provodi standardni test – određivanje biokemijske potrošnje kisika (BPK). U ovom slučaju, određivanje sadržaja kisika otopljenog u vodi provodi se ili kemijskom metodom Winklera ili fizikalno-kemijskom metodom, koja se temelji na amperometrijskom istraživanju.

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se popis sličnih radova. Također možete koristiti gumb za pretraživanje

Uvod. . . . . . . . . . 2

1. Pregled literature. . . . . . . . 4

1.1. Kisik u okolišu. . . . . 4

1.1.1. Kisik kao sastavni dio zraka. . . . 4

1.1.2. kisik u vodi. . . . . . . . 5

1.1.2.1. Ovisnost o sadržaju

Kisik u vodi od raznih čimbenika. . . . 5

1.1.2.2. Otopljeni kisik kao

kriterij za ocjenu onečišćenja voda. . . . . 7

1.2. Određivanje kisika otopljenog u vodi. . . 9

1.2.1. Winklerova kemijska metoda. . . . . . 9

1.2.2. Fizikalna i kemijska metoda. . . . . . 21

2. Eksperimentalni dio. . . . . . . 22

2.1. Priprema otopina. . . . . . . 22

2.2. Razvoj metodologije. . . . . . . . 23

2.3. Uzorkovanje vode i priprema uzorka. . . . . 26

2.4. Analiza vode na sadržaj otopljenog kisika. . 26

3. Rasprava o rezultatima. . . . . . . 28

Zaključci. . . . . . . . . . trideset

Popis korištene literature. . . . . 31

Primjena. . . . . . . . . 32

Uvod.

Od kemijskih elemenata koji se nalaze na planetu u velikim količinama, polovica su biogeni elementi, od kojih je jedan kisik. U okolišu se molekularni kisik nalazi u plinovitom stanju u zraku, a također je otopljen u vodi.

Kisik je jako oksidacijsko sredstvo i reagira s mnogim redukcijskim tvarima. Stoga prisutnost takvih tvari u okolišu smanjuje koncentraciju kisika dostupnog živim organizmima. Ovo svojstvo kisika je osnova za ocjenu onečišćenja voda redukcijskim tvarima, prvenstveno organskim tvarima.

Obično se u hidrološkim laboratorijima za određivanje kakvoće vode standardnim uzorkom provodi određivanje biokemijske potrošnje kisika (BPK). U ovom slučaju, određivanje sadržaja kisika otopljenog u vodi provodi se ili kemijskom metodom Winklera ili fizikalno-kemijskom metodom, koja se temelji na amperometrijskom istraživanju.

Često se proučavanje hidrokemijskih pokazatelja vodnih tijela provodi u sklopu posebnih laboratorijskih radionica na sveučilištima, kao i tijekom školskog praćenja okoliša. Amperometrijska metoda je od male koristi u ovim uvjetima. Provođenje studija Winklerovom metodom zahtijeva dostupnost jednostavnih i pristupačnih metoda za izvođenje analiza.

S tim u vezi, svrha Naš posao bio je ispitati Winklerovu metodu u našim laboratorijskim uvjetima i pripremiti detaljne preporuke za njezinu primjenu u praćenju okoliša u školama i posebnim laboratorijskim radionicama na našem sveučilištu.

Zadaci:

1. Napraviti pregled literature o metodama određivanja kisika u vodi;
2. Razraditi način određivanja;
3. Pripremiti smjernice za provođenje analiza u školskom okruženju.

1. PREGLED LITERATURE

1.1. Kisik u okolišu.

1.1.1. Kisik kao sastavni dio zraka.

Kisik je najzastupljeniji element u zemljinoj kori. Oko 23% ga je u atmosferi, oko 89% u vodi, oko 65% u ljudskom tijelu, 53% kisika u pijesku, 56% u glini itd. Ako izračunate njegovu količinu u zraku (atmosferi), voda (hidrosfera) i dio čvrste zemljine kore dostupan izravnom kemijskom proučavanju (litosfera), ispada da kisik čini približno 50% njihove ukupne mase. Slobodni kisik sadržan je gotovo isključivo u atmosferi, a njegova količina procjenjuje se na 1,2-10 15 tona.Uz svu neizmjernost ove vrijednosti, ona ne prelazi 0,0001 ukupnog sadržaja kisika u zemljinoj kori.

Slobodni kisik sastoji se od dvoatomnih molekula. Pod normalnim tlakom se ukapljuje na 183°C i skrućuje na 219°C. U plinovitom stanju kisik je bezbojan, ali u tekućem i krutom stanju ima blijedoplavu boju.

Mnogi životni procesi povezani su s molekularnim kisikom. Ova tvar podržava dah većine živih bića koja žive na planetu. U tom smislu vitalni zadatak je održavanje ravnoteže molekularnog kisika u vodenom i zračnom okolišu.

Vezanje molekularnog kisika događa se uglavnom zbog oksidacijskih reakcija. U tom slučaju molekularni kisik prelazi u sastav drugih atmosferskih plinova, minerala, vode, organske tvari itd.

Uz osiguravanje životnih procesa, molekularni kisik ima iznimnu ulogu u zaštiti živih organizama od štetnog djelovanja kratkovalnog ultraljubičastog zračenja Sunca.

Atomi kisika mogu komunicirati s O 2 uz stvaranje ozona:

O + O 2 \u003d O 3

Ozon je alotropska modifikacija kisika i u normalnim je uvjetima plinovita tvar. Stvaranje ozona intenzivno se događa u stratosferskim slojevima atmosfere, gdje je koncentriran takozvani ozonski omotač. Ozonski omotač apsorbira UV zračenje nešto veće valne duljine od molekularnog kisika 220-320 nm. U ovom slučaju dolazi do procesa disocijacije ozona na molekularni i atomski kisik:

O 3 \u003d O 2 + O

Produkti ove reakcije mogu međusobno reagirati i dobiti početni ozon. Dakle, postoji ravnoteža između procesa stvaranja ozona i njegovog uništavanja.

1.1.2. kisik u vodi

1.1.2.1. Ovisnost o topljivosti kisika

u vodi od nekih faktora.

Unatoč činjenici da je većina molekularnog kisika sadržana u atmosferskom zraku, njegova količina je također prilično velika u vodi. Kisik otopljen u vodi podržava vitalnu aktivnost vodenih organizama iu mnogim je slučajevima ograničavajući čimbenik širenja živih organizama.

Topivost ovog plina u vodi ovisi o mnogim čimbenicima. Dakle, pri povišenim temperaturama, topivost kisika, kao i drugih plinova, u vodi opada. Ovo razlikuje plinove od većine krutih tvari, čija se topljivost povećava kako se temperatura otapala povećava. Ovo neobično ponašanje plinova sasvim je prirodno, jer povećanje kinetičke energije čestica tijekom zagrijavanja dovodi do činjenice da molekule plina lakše napuštaju otopinu nego se u nju vraćaju. Stoga se s produljenim vrenjem otopina može gotovo potpuno otpliniti - iz nje se može ukloniti otopljeni plin.

Također se prati ovisnost topljivosti tvari o tlaku. Tlak malo utječe na topljivost krutina i tekućina, ali značajno utječe na topljivost plina. Ako tijekom isparavanja tekućine molekule s povećanom kinetičkom energijom prelaze u paru, onda je očito da molekule sa smanjenom kinetičkom energijom moraju prijeći iz plina u tekuću otopinu.

Pri određenoj temperaturi broj takvih molekula proporcionalan je tlaku plina. Stoga količina plina otopljenog u tekućini mora biti proporcionalna njezinom tlaku, što je izraženo Henryjevim zakonom: pri određenoj temperaturi koncentracija otopljenog plina proporcionalna je njegovom parcijalnom tlaku.

C i \u003d K i + R i,

gdje je S i koncentracija plina u otopini, P i njegov parcijalni tlak i Kі je Henryjeva konstanta, koja ovisi o prirodi plina i otapala. DOі je konstanta ravnoteže procesa otapanja plina.

Pošto pri konstantnoj temperaturi K i uvijek isto, onda izraz ima smisla:

K \u003d C i1 / P i1 \u003d C i2 / P i2,

gdje su S í1 i S í2 koncentracija otopljenog plina pri parcijalnim tlakovima, odnosno R i1 i P i2.

Parcijalni tlak kisika u zraku bit će:

P O 2 \u003d R atm. * 0,21,

gdje je 0,21 koeficijent koji pokazuje količinu kisika u zraku; R bankomat. - Atmosferski tlak.

Zatim, da bi se saznala koncentracija otopljenog kisika u vodi pri različitim tlakovima i konstantnoj temperaturi, dovoljno je znati topljivost kisika u vodi pri toj temperaturi, pri tlaku od 760 mm. rt. Umjetnost. i atmosferski tlak pri kojem su pokusi izvedeni.

1.1.2. Kisik otopljen u vodi

kao kriterij za ocjenu onečišćenja.

Kisik otopljen u vodi jedan je od najvažnijih biohidrokemijskih pokazatelja stanja okoliša. Osigurava postojanje vodenih organizama i određuje intenzitet oksidativnih procesa u morima i oceanima. Unatoč velikoj potrošnji, njegov sadržaj u površinskom sloju je gotovo uvijek blizu 100% zasićenja pri danoj temperaturi, salinitetu i tlaku. To je zbog činjenice da se njegov gubitak stalno nadoknađuje kao rezultat fotosintetske aktivnosti algi, uglavnom fitoplanktona, i iz atmosfere. Potonji proces odvija se kao rezultat tendencije koncentracija kisika u atmosferi i površinskom sloju vode prema dinamičkoj ravnoteži, u čijem kršenju površinski sloj oceana apsorbira kisik.

U zoni intenzivne fotosinteze (u fotičkom sloju) često dolazi do značajne prezasićenosti morske vode kisikom (ponekad i do 120125% i više). S povećanjem dubine njegova koncentracija opada zbog slabljenja fotosinteze i potrošnje za oksidaciju organskih tvari i disanje vodenih organizama, a na pojedinim dubinama u gornjem sloju njezino stvaranje i potrošnja približno su jednaki. Stoga se te dubine nazivaju kompenzacijskim slojevima, koji se okomito pomiču ovisno o fizikalno-kemijskim, hidrobiološkim uvjetima i podvodnom osvjetljenju; npr. zimi leže bliže površini. Općenito, nedostatak kisika raste s dubinom. Otopljeni kisik prodire u duboke slojeve isključivo zahvaljujući vertikalnoj cirkulaciji i strujanju. U nekim slučajevima, na primjer, u slučaju kršenja vertikalne cirkulacije ili prisutnosti velike količine lako oksidiranih organskih tvari, koncentracija otopljenog kisika može pasti na nulu. U takvim uvjetima počinju se odvijati redukcijski procesi stvaranjem sumporovodika, kao što se, primjerice, događa u Crnom moru na dubinama ispod 200 m.

U obalnim vodama značajan nedostatak kisika često je povezan s njihovim onečišćenjem organskim tvarima (naftni proizvodi, deterdženti i dr.), budući da su te tvari redukcijski agensi. Rezultirajuća reakcija oksidacije pretvara kisik iz njegovog molekularnog oblika u druge spojeve, čineći ga beskorisnim za održavanje života.

Na temelju toga, vjeruje se da je određivanje koncentracije kisika u vodi od velike važnosti u proučavanju hidroloških i hidrokemijskih režima vodnih tijela.

Obično se kisik otopljen u vodi određuje volumetrijskom metodom po Winkleru. Koriste se i fizikalno-kemijske metode: elektrokemijska, plinsko kromatografska, masena spektrometrijska i gasometrijska. Također je postala široko poznata polarografska metoda koja omogućuje određivanje bilo koje koncentracije kisika od pune zasićenosti do 10-6 g/l. Omogućuje kontinuirano, automatsko i gotovo trenutno bilježenje i najmanjih promjena u koncentraciji otopljenog kisika. Međutim, fizikalno-kemijske metode se gotovo nikada ne koriste u masovnim analizama zbog svoje složenosti i obično se koriste u znanstvenim istraživanjima.

1.2. Određivanje otopljenog kisika u vodi.

Za određivanje kisika otopljenog u vodi obično se koristi nekoliko metoda. Mogu se podijeliti na fizikalno-kemijske i kemijske.

Kemijske metode za određivanje otopljenog kisika temelje se na dobroj oksidacijskoj moći ovog plina.

O 2 + 4H + → 2H 2 O

Obično se koristi Winklerova metoda.

1.2.1. Winklerova kemijska metoda.

Među metodama za određivanje koncentracije otopljenog kisika, najstarija, ali još uvijek nije izgubila na važnosti, ostaje kemijska metoda Winklera. U ovoj metodi otopljeni kisik kvantitativno reagira sa svježe istaloženim Mn(II) hidroksidom. Kada se zakiseli, spoj mangana više valencije oslobađa jod iz otopine jodida u količinama ekvivalentnim kisiku. Oslobođeni jod dalje se određuje titracijom natrijevim tiosulfatom sa škrobom kao indikatorom.

Metoda je poznata od 1888. godine. Sve do kraja dvadesetog stoljeća način rada se stalno usavršavao. I tek 1970. godine počele su se koristiti fizikalno-kemijske metode analize za određivanje sadržaja kisika otopljenog u vodi. Kronologija razvoja Winklerove metode prikazana je u tablici 1[ 3 ] . Trenutno metoda nije izgubila na važnosti, a sada je glavni problem za poboljšanje metode povećanje točnosti i mogućnosti određivanja niskih koncentracija kisika.

Stol 1.

Kronološki razvoj Winklerove metode.

Suština metode

Metoda se temelji na oksidaciji dvovalentnog mangana s kisikom u u vodi netopljivi smeđi hidrat četverovalentnog mangana, koji, u interakciji u kiselom okruženju s ionima joda, oksidira ih u slobodni jod, kvantitativno određen titriranom otopinom natrijevog hiposulfita ( tiosulfat):

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.

Iz jednadžbi je vidljivo da je količina oslobođenog joda ekvimolarna količini molekularnog kisika. Minimalna koncentracija kisika određena ovom metodom iznosi 0,06 ml/L.

Ova metoda je primjenjiva samo na vode koje ne sadrže oksidante (na primjer, soli željeza) i redukcijske agense (na primjer sumporovodik). Prvi precjenjuju, a drugi podcjenjuju stvarnu količinu otopljenog kisika.

Izbor uzorka

Uzorak kisika trebao bi biti prvi uzorak uzet iz boce. Da biste to učinili, nakon ispiranja boce s kisikom vodom iz boce s gumenom cijevi, staklena cijev duljine 10 cm umetne se u slobodni kraj potonje i spusti na dno boce s kisikom. Voda se ulijeva umjerenom brzinom kako bi se izbjeglo stvaranje mjehurića zraka, a jedan volumen boce se nakon punjenja ulije u grlo. Ne zatvarajući slavinu boce, pažljivo izvadite cijev iz boce i tek tada zatvorite slavinu. Boca treba biti napunjena do vrha i ne smije imati mjehuriće zraka na stijenkama.

Odmah nakon punjenja fiksira se otopljeni kisik, za što se u tikvicu uzastopno dodaje 1 ml mangan klorida (ili sulfata) i 1 ml alkalne otopine kalijevog jodida (ili natrija). Pipete s ubrizganim reagensima moraju biti spuštene do polovice visine boce. Nakon unošenja reagensa, tikvica se pažljivo zatvori plutenim čepom, izbjegavajući ulazak mjehurića zraka, a nastali se talog snažno miješa okretanjem tikvice 1520 puta dok se ravnomjerno ne rasporedi u vodi. Zatim se tikvice s fiksiranim uzorcima prenesu na tamno mjesto radi taloženja. U tom stanju mogu se čuvati najviše jedan dan t< 10°C, a na višoj temperaturi ne više od 4 sata.

Priprema za analizu

Reagensi potrebni za analizu

A) Otopina manganovog klorida (ili sulfata) priprema se otapanjem 250 g soli u destiliranoj vodi u odmjernoj tikvici od 0,5 litara.

b) Da bi se pripremila alkalna otopina kalijevog jodida (ili natrija), jodidi se prvo moraju pročistiti od slobodnog joda, za što se isperu rektificiranim alkoholom ohlađenim na oko 5 °C na filterskom lijevku uz miješanje staklenim štapićem dok ne postanu gotovo bezbojni. pojavljuje se dio alkohola za pranje. Isprana sol se suši na mraku između listova filter papira jedan dan i čuva u dobro zatvorenim staklenkama od tamnog stakla (tikvicama). Zatim pripremaju:

Vodena otopina kalijevog jodida (ili natrijevog jodida)otapanjem u destiliranoj vodi 350 g KI (ili 392 g NaI 2H2 O) do volumena otopine od 300 ml;

vodena otopina kalijevog hidroksida (ili natrijevog hidroksida)otapanjem 490 g KOH (ili 350 g NaOH) u 360 odnosno 340 ml destilirane vode. Alkalije treba odvagati u porculanskoj čaši (ili šalici) u koju se uz miješanje ulijeva voda.

Dobivene otopine jodida i lužine s bilo kojim kationom se pomiješaju i njihov volumen se namjesti destiliranom vodom na jednu litru u odmjernoj tikvici. Dobivena otopina se čuva u boci s gumenim čepom.

V) Otopina sumporne kiseline u omjeru 1:4 priprema se dodavanjem malih dijelova jednog volumena koncentrirane sumporne kiseline gustoće 1,84 u četiri volumena destilirane vode u porculanskoj čaši uz miješanje.

G) Za pripremu 0,5% otopine škroba, 0,5 g pripravka "topivog škroba" promućka se u 1520 ml destilirane vode. Dobivena suspenzija se postupno ulije u 8590 ml kipuće vode i kuha 13 minuta dok otopina ne postane bistra. konzervira se dodavanjem 12 kapi kloroforma.

e) Otopina natrijeva tiosulfata koncentracije 0,02 mol/L priprema se otapanjem 5,0 g soli u otopini bez CO 2 destilirana voda (bez CO 2 destilirana voda se priprema kuhanjem potonje jedan sat. Zatim se pusti ohladiti u istoj tikvici (uvijek s čepom, cjevčicom za apsorpciju “kalijeve ili natrijeve lužine”) u litrenoj odmjernoj tikvici ili odmjernom cilindru, dovodeći otopinu do oznake Mora se konzervirati dodavanjem 3 ml kloroforma i pohranjuju se u tamne staklene boce s čepom opremljenim apsorpcijskom cijevi s granuliranom kalijevom ili natrijevom lužinom. Istodobno pripremite 35 l otopine.

Određivanje faktora korekcije za molarnost otopine natrijeva hiposulfita

Zbog nestabilnosti 0,02 mol/l otopine natrijeva hiposulfita potrebno je povremeno odrediti faktor korekcije za njegovu normalnost. To treba činiti svakodnevno prije početka titracije s kontinuiranim radom i prije titriranja svake serije uzoraka s dugim prekidima.

Faktor korekcije se nalazi titracijom jodatnih iona u kiseloj otopini:

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 - .

Stoga je jedan mol jodata ekvivalentan šest molova tiosulfata.

Nakon otapanja 1 g KI u 4050 ml destilirane vode, dodajte 2 ml sumporne kiseline u konusnu tikvicu. Zatim se pipetom ulije 15 ml otopine kalijevog jodata koncentracije 0,0033 mol/l, tikvica se zatvori, lagano promiješa i nakon minutnog zadržavanja otopine pristupi titraciji.

Dok se ne pojavi svijetložuta boja otopine, titracija se provodi bez indikatora, nakon čega se doda 1 ml otopine škroba i 50 ml destilirane vode i titracija se nastavlja dok titrirana tekućina potpuno ne promijeni boju. Pokus se ponavlja 23 puta i, ako odstupanje u očitanjima birete ne prelazi 0,01 ml, kao konačni rezultat uzima se aritmetička sredina.

Interferirajući učinak redoks aktivnih nečistoća.

Fe(II, III)

Spojevi dvostrukog željeza u fazi fiksacije kisika mogu djelovati kao konkurenti u odnosu na mangan. Nakon reakcije s kisikom nastaje Fe(III) hidroksid čija je kinetika interakcije s jodidom u kiselom mediju usporena. Dakle, pri koncentraciji željeza većoj od 25 mg/l, korištenje klasične inačice Winklerove metode dovodi do podcjenjivanja rezultata određivanja. Predloženo je eliminirati učinak željeza(III) dodavanjem fluorida ili uporabom fosforne kiseline prilikom zakiseljavanja uzorka. Nastali fluoridni ili fosfatni kompleks sprječava interakciju željeza s jodidnim ionima. Ali ovom metodom nije moguće eliminirati utjecaj dvovalentnog željeza.

Nitriti
Obično je prisutnost nitrita u vodi posljedica mikrobiološke pretvorbe amonija u nitrat. A poznato je da nitriti u kiseloj sredini mogu oksidirati jodidne ione, uzrokujući time precjenjivanje rezultata Winklerove metode. Međutim, do 0,05-0,1 mgN/l u vodi može se koristiti izravna Winklerova metoda. Trenutno je najčešći način neutralizacije učinka nitrita uporaba aditiva natrijevog azida. Ovdje ne treba zaboraviti da prekomjerno povećanje koncentracije azida također može dovesti do negativne pogreške. To je zbog mogućnosti reakcije:

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

Osim upotrebe azida, postoje i drugi načini za suzbijanje ili objašnjenje utjecaja nitrita: uporaba uree ili sulfaminske kiseline. Svi ti reagensi uništavaju nitrit do molekularnog dušika.

organske tvari.

Jasno je da će se utjecaj organskih tvari, kao izrazitih redukcijskih sredstava, očitovati u svim fazama određivanja otopljenog kisika po Winkleru. Molekularni kisik, oksidirani oblici mangana, molekularni jod su svi dovoljno jaki oksidansi za interakciju s organskim nečistoćama. Ako je voda bogata organskim tvarima (oksidabilnost 15-30 mg O 2 /l i više), onda se ispostavlja da je potrebno uvesti korekciju za njihovu interakciju. Na primjer, priručnik predlaže provođenje paralelnog jodnog testa, čime se utvrđuje koliko je joda potrošeno za jodiranje organskih nečistoća. Ali postoje metode koje se temelje na provođenju Winklerove metode, pod uvjetima drugačijim od klasičnih (vrijeme analize, koncentracije reagensa). Stoga je moguće odabrati uvjete pod kojima se može zanemariti ometajući učinak nečistoće.

Sulfidi i H2S.

Utvrđeno je da sadržaj sulfida u analiziranoj vodi dovodi do podcjenjivanja rezultata Winklerove metode. Utvrđeno je da je interakcija sulfida s oksidansima stehiometrijska: 1 mol kisika i 2 mol sulfida. Kao rezultat reakcije oslobađa se elementarni sumpor. Budući da su uz kisik jaki oksidansi u Winklerovoj metodi jod i mangan (III, IV), postoje različita mišljenja u formuliranju mehanizma interakcije sulfida s oksidansom. Tako se u radu smatra da sulfid stupa u interakciju s oksidiranim oblicima mangana. U radu je razvijena metoda za istovremeno određivanje sulfida i kisika u uzorku vode. Autori pomoću soli Zn talože ZnS, koji se zatim izdvaja i određuje spektrofotometrijski, au vodi koja je ostala iznad taloga određuje se otopljeni kisik. U ranijem radu korištena je slična shema, ali umjesto sulfata korišten je Zn acetat. U međudjelovanju kisika i sulfida moguće je i stvaranje tiosulfata, kao međuspoja. U radu se predlaže metoda obračunavanja takvog tiosulfata metodom slijepog uzorka.

Zaključno treba napomenuti da, uz modifikacije i metode razvijene posebno za specifične nečistoće, postoje općenitije metode usmjerene na određivanje ukupnog sadržaja redukcijskih sredstava (Rossova metoda) i oksidacijskih sredstava.

Za određivanje prisutnosti interferirajućih tvari u vodi koristi se sljedeća metoda.

Pet mililitara uzorka neutralizira se fenolftaleinom do pH=7 i doda se 0,5 ml. sumporne kiseline. Zatim dodajte nekoliko zrna, oko 0,5 g, kalijev jodid i škrob.

Plava boja otopine ukazuje na prisutnost oksidirajućih sredstava. Ako je otopina bezbojna, dodajte 0,2 ml. otopina joda. Protresite, ostavite 30 sekundi, ako se ne pojavi plava boja, dakle, ima redukcijskih sredstava.

Metode uklanjanja interferirajućih tvari u analizi.

1. U prisutnosti redukcijskih sredstava kisik se može odrediti prema Rossu: prvo se u tikvicu s kisikom doda 0,5 ml. sumporne kiseline (1:4), a zatim 0,5 ml. pomiješani reagens hipoklorit i natrijev sulfat, nakon toga se zatvori čepom, protrese i stavi na tamno mjesto 30 minuta. Za uklanjanje viška natrijevog hipoklorita dodajte 1 ml. kalijev tiocijanat i pomiješati. Za 10 minuta. Prijeđite na određivanje kisika.

2. Sa sadržajem željeza ( III ) manje od 1 mg/l. Njegov utjecaj se može zanemariti. U koncentraciji od 1-50 mg/l. Za otapanje taloga ortofosforna kiselina ρ=1,70 g/cm 3 .

3. Kada je sadržaj dušika u nitratima veći od 0,05 mg / l, teško je odrediti topljivi kisik izravnom Winklerovom metodom, jer nitriti u kiseloj sredini, djelujući kao katalizator, pridonose oksidaciji jodida u jod atmosferskim kisikom , što dovodi do povećane potrošnje tiosulfata i onemogućuje završetak titracije, jer se vraća plava boja indikatora. Za uklanjanje ometajućeg učinka nitrita može se primijeniti jedna od sljedećih metoda:

Prije otapanja taloga u kiselini, u tikvicu treba dodati nekoliko kapi 5%-tnog natrijeva azida;

Umjesto natrijevog azida može se koristiti 40% urea ili sulfaminska kiselina. U tom se slučaju mijenja redoslijed dodavanja reagensa: mangan hidroksid se istaloži sa 70% kalijevim hidroksidom ili 50% natrijevim hidroksidom, talog se otopi u kiselini, doda se 0,15 ml 40% sulfaminske kiseline ili uree, a zatim 15% kalija. jodid. Definicija se nastavlja.

4. Ako voda sadrži mnogo organskih tvari ili mineralnih reduktivnih tvari, potrebno je korigirati njihov unos joda. Da bi se to postiglo, ispitivana voda se stavi u dvije tikvice istog volumena, svaka sa 3-5 ml 0,02 m joda u zasićenoj otopini natrijevog klorida. Tikvice se zatvore čepovima, promiješaju i nakon 5 minuta u obje tikvice doda se po 1 ml alkalne otopine kalijevog jodida, a zatim se u tikvicu "a" doda 1 ml manganove soli, 1 ml destilirane vode. dodaje se u tikvicu "b". Zatvoriti čepovima i izmiješati. Nakon što se talog slegne, dodaju se jednake količine kiseline u obje tikvice i titrira jod tiosulfatom. Sadržaj otopljenog kisika izračunava se po formuli:

X \u003d 8 * n (A-B) * 1000 / V 1 - V 2,

gdje je B volumen 0,02 n. otopina tiosulfata, koja je išla za titriranje otopine u tikvici "b" ml; A također za bocu "a"; n. normalnost otopine tiosulfata, uzimajući u obzir korekciju; 8 ekvivalentna masa kisika; V 1 volumen boce s kisikom, ml; V 2 volumen svih reagensa dodanih u vodu za određivanje kisika, ml.

Točnost izravne Winklerove metode i njezine moguće pogreške.

Tijekom prve polovice 20. stoljeća prikupljena je velika eksperimentalna baza tijekom laboratorijskog i terenskog rada na temelju rezultata određivanja kisika Winklerovom metodom. Nađena su odstupanja u rezultatima određivanja otopljenog kisika u istim vodama prema metodama koje se razlikuju samo u detaljima, npr. metodi standardizacije otopine tiosulfata, koncentraciji reagensa, metodi titracije (cijele otopine). ili alikvot), itd. U većoj mjeri, ovaj problem je problem standardizacije Winklerove metode, očituje se u različitim tablicama topljivosti kisika. Razlike u tabličnim vrijednostima topljivosti kisika do 6% doprinijele su istraživanju temeljnih pitanja metodološke osnove i metodoloških pogrešaka Winklerove metode. Kao rezultat takvog rada, formuliran je niz potencijalnih izvora temeljnih pogrešaka metode u čistim vodama:

1. oksidacija jodida atmosferskim kisikom
2. isparavanje molekularnog joda
3. sadržaj otopljenog kisika u dodanim reagensima u postupku fiksacije kisika
4. primjesa molekularnog joda u jodidu
5. Neusklađenost između krajnje točke titracije i točke ekvivalencije
6. niska stabilnost otopina natrijevog tiosulfata i, sukladno tome, potreba za čestom standardizacijom
7. greške u standardizaciji natrijevog tiosulfata
8. poteškoće u titriranju malih količina joda
9. korištenje škroba kao indikatora: njegova nestabilnost i smanjenje osjetljivosti s porastom temperature.

Pogledajmo pobliže najznačajnije pogreške. Oksidacija jodida kisikom ubrzava se s povećanjem kiselosti. Učinak ovog procesa može se smanjiti podešavanjem pH vrijednosti medija. Preporučena vrijednost kiselosti je pH=2-2,5. Povećanje pH preko 2,7 je opasno, jer. tamo je već moguć proces stvaranja mangan hidrata. Istodobno s oksidacijom jodida moguć je i proces isparavanja joda. Nastanak kompleksne čestice J 3 - u uvjetima viška jodida (vidi shemu Winklerove metode) omogućuje vam da vežete gotovo sav molekularni jod u otopini. Jasno je da uvođenjem otopine manganove soli i alkalnog reagensa (lužina + jodid) unosimo neobračunatu količinu kisika otopljenog u tim reagensima. Budući da su u različitim verzijama Winklerove metode korišteni reagensi različitih koncentracija, nije bilo moguće koristiti niti jednu korekciju u izračunima. Za svaku metodu bilo je potrebno koristiti svoje izračunate ili eksperimentalne vrijednosti kisika unesenog s reagensima. Obično su te vrijednosti bile u rasponu od 0,005-0,0104 ppm.

Do sredine 1960-ih pojavila se potreba za jedinstvenim postupkom za određivanje otopljenog kisika. Tome je dijelom pridonijela velika raznolikost kemijskih metoda, razvoj instrumentalnih metoda i potreba za njihovom međusobnom usporedbom. Na temelju objavljenog rada Carpenter je formulirao postupak određivanja kisika prema Winkleru. U ovoj su verziji u obzir uzete gotovo sve potencijalne pogreške identificirane ranije. U zajedničkom radu Carritt i Carpenter dopunili su ovu tehniku ​​korekcijom za kisik otopljen u reagensima (0,018 ml/l). Eksperimentalno izmjerena vrijednost u radu se nešto razlikuje i iznosi 0,011 ml/L.

Pri određivanju karakteristika točnosti Winklerove kemijske metode, istraživači su se suočili s problemom točnog podešavanja koncentracije otopljenog kisika. U tu svrhu korišteno je zasićenje vode zrakom ili kisikom na zadanoj temperaturi, standardno dodavanje otopine kisika deoksigeniranoj vodi, elektrokemijsko generiranje kisika te korištenje alternativnih instrumentalnih metoda za određivanje kisika. Unatoč dugoj povijesti ovog problema i brojnim radovima, konačno rješenje još nije pronađeno i pitanje ostaje otvoreno. Najpopularniji način za određivanje koncentracije kisika u vodi bio je i još uvijek je - postupak zasićenja vode atmosferskim kisikom na fiksnoj temperaturi. Međutim, nedostatak ujednačenosti postupka (volumen otopine, uvjeti miješanja, način i brzina upuhivanja kisika) dovodi do značajnih pogrešaka, do 2%. U većoj mjeri to se očitovalo pri radu u području manje od 5 mgO 2 / l.

Oslanjajući se na vrlo preciznu pripremu otopina kisika dodavanjem standardnog dodatka deoksigeniranoj vodi, Carpenter je uspio postići točnost od 0,1% i ponovljivost od 0,02% na razini od 5 mgO 2 /l za varijantu Winklerove metode s fotometrijskom titracijom. Tablica 2 prikazuje točnost klasične verzije Winklerove metode pri različitim razinama koncentracije otopljenog kisika.

Tablica 2.

Pogreška Winklerove metode u čistim vodama.

Drugi važan parametar koji karakterizira mogućnosti metode je donja granica definicije. U literaturi se navode dvije vrijednosti donje granice: ~0,05 i ~0,2 mgO2/l. Jasno je da se granica detekcije može odrediti prema sljedećim kriterijima:

• kršenje stehiometrije reakcija koje su u osnovi kemijske osnove Winklerove metode
• osjetljivost reakcije na škrob jod
• koncentracija korištene otopine tiosulfata i rezolucija birete

1.2.2. Fizikalna i kemijska metoda.

Metoda se temelji na amperometrijskim studijama. Pretvarač koncentracije kisika radi elektrokemijskom redukcijom kisika koji se dovodi do njegove katode kroz selektivnu transmisijsku membranu. Električna struja koja se u ovom slučaju stvara proporcionalna je koncentraciji kisika u analiziranom mediju.

Senzor uronjen u analiziranu vodu, sastoji se od komore okružene selektivnom membranom, sadrži elektrolit i dvije metalne elektrode. Membrana je nepropusna za vodu i otopljene ione, ali propusna za kisik. Zbog razlike potencijala između elektroda, na katodi se reducira kisik, a na anodi metalni ioni iz otopine.

Brzina procesa izravno je proporcionalna brzini prolaska kisika kroz membranu i sloj elektrolita. A time i parcijalni tlak kisika u uzorku na danoj temperaturi.

2. EKSPERIMENTALNO.

2.1. Priprema reagensa.

Pripremili smo sljedeća rješenja

1. Manganov sulfat ili klorid ( II ), riješenje. Otopljeno 42,5 g. MnCl2*4H20 u destiliranoj vodi i razrijedi do 100 ml. Filtrirano kroz papirnati filter. Razrijeđena otopina u kiselom mediju, kada se doda kalijev jodid, ne bi trebala oslobađati slobodni jod.

2. Alkalna otopina kalijevog jodida.

65,4 g kalijevog jodida otopljeno je u 43,6 ml. destilirana voda. Kada se zakiseli, razrijeđena otopina ne smije ispuštati jod.

Otopljeno 305,2 g. KOH u 218 ml. destilirana voda. Obje otopine su pomiješane i dopunjene do 437 ml.

3. Natrijev tiosulfat pripremljen od fiksanala, 0,01923 N. rješenje (standardizirano K 2 Cr 2 O 7 ).

4. Kalijev dikromat je pripremljen iz točno poznatog uzorka.

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

gdje je 6 broj elektrona u redoks reakciji.

10 ml. otopina treba sadržavati 0,0003 ekv. kalijev dikromat.

1 ekv. - 49,03 g.

0,0003 ekviv. - x g. x \u003d 0,0147 g.

zatim, ako 10 ml. sadrži 0,0147 g, zatim 1000 ml. 1,47 g, što odgovara 0,03 ekv. Uzorak je uzet i iznosio je 1,4807 g, stoga je normalnost kalijevog dikromata = 0,0302 g.

5. Sumporna kiselina, razrijeđena otopina 2:1.

2.2. Razvoj metodologije.

Kako bismo razvili metodologiju određivanja kisika u vodi, proveli smo niz istraživanja.

Budući da nema standardnih otopina, pokušali smo dobiti vodu koja je gotovo potpuno lišena kisika. Da bismo to učinili, kuhali smo destiliranu vodu 3 sata. Rezultati određivanja kisika u takvoj vodi prikazani su na slici 1.

Riža. 1.

Određivanje kisika u prokuhanoj vodi

Nakon toga smo oksigenirali preostalu vodu. Zasićenje je provedeno propuštanjem zraka kroz vodu u gasometru tri sata. Rezultati analize vode dobiveni u ovom slučaju prikazani su na slici 2.

Riža. 2.

Određivanje sadržaja kisika u vodi zasićenoj kisikom nakon vrenja.

Rezultati koje smo dobili za analizu vode s visokim sadržajem kisika su ponovljiviji. Ovo još jednom ukazuje na teškoće primjene metode u uvjetima niskog sadržaja kisika u vodi.

2.3. Uzorkovanje i priprema uzorka

Obično se uzorci u dionici uzimaju na tri točke (u blizini obje obale i na plovnom putu). Budući da je akumulacija na kojoj smo proveli istraživanje bila zaobljenog oblika, uzorke smo uzimali duž njezine obale, na mjestu gdje se u nju ulijeva rijeka Dubravenka i na mjestu gdje rijeka iz nje istječe. Uzorkovanje je obavljeno s dubine od 10, 50 i 100 cm, a odmah nakon uzorkovanja upisan je odgovarajući zapis u dnevnik.

Za uzimanje uzoraka vode sastavili smo batometar. Ovaj uređaj je bila boca od litre s gumenim čepom pričvršćenim za stup. Batometar je spušten u vodu do željene dubine i izvučen je čep. Izvadivši batometar iz vode, izmjerili smo temperaturu. Prethodno baždarena tikvica s kisikom isprana je vodom iz boce i napunjena uzorkom dok nije isteklo oko 200 ml vode, odnosno dok se nije istisnula voda koja je bila u dodiru sa zrakom u tikvici. Tikvica treba biti do vrha ispunjena uzorkom i ne smije imati mjehuriće zraka na stjenkama.

Zatim u tikvicu s uzorkom vode dodamo 1 ml otopine manganovog klorida i 1 ml alkalne otopine kalijevog jodida. U tom slučaju moraju se koristiti zasebne pipete. Zatim brzo zatvoriti tikvicu da u njoj ne ostanu mjehurići zraka i dobro promiješati sadržaj tikvice. Zatim su tikvice s fiksiranim uzorcima prebačene u laboratorij na tamno mjesto radi taloženja.

2.4. Analiza vode na sadržaj otopljenog kisika.

Prije analize, sve boce s kisikom su kalibrirane na najbližih 0,01 ml.

Rezultirajući talog mangan hidroksida ostavljen je da se taloži najmanje 10 minuta. Zatim je dodano 5 ml otopine sumporne kiseline. Istiskivanje dijela prozirne tekućine iz tikvice otopinom sumporne kiseline nije bitno za analizu. Zatvorite bocu i dobro promiješajte. Talog mangan hidroksida će se otopiti.

Nakon toga je cijeli uzorak kvantitativno prebačen u konusnu tikvicu od 250 ml i brzo titriran s 0,01923 N. natrijevog tiosulfata uz kontinuirano miješanje do blago žute boje, nakon čega je dodano 1 ml 0,5% škroba i titrirano kap po kap do nestanka plave boje. Boja bi trebala nestati jednom kapi tiosulfata.

Obrada rezultata analize

C 1 \u003d V 2 * C 2 * 8 * 1000 / V 1 - V 3,

V 1 je ukupni volumen boce s kisikom (mL).

od 1 - koncentracija kisika u uzorku (mg/l.).

V 2 - volumen otopine natrijevog tiosulfata koji se koristi za titraciju (ml.).

od 2 - koncentracija otopine natrijevog tiosulfata (g-eq / l.).

8 je atomska masa kisika.

1000 je faktor pretvorbe za mjerne jedinice (iz g. u mg.).

V 3 - volumen vode koja se izlila tijekom uvođenja reagensa za fiksaciju kisika (ml.).

Zanemareni su neznatni gubici otopljenog kisika u vezanom obliku pri odvodnji viška tekućine.

3. RASPRAVA REZULTATA.

Riža. 3

Ovisnost sadržaja kisika u vodi o temperaturi.

Podaci koje smo dobili prikazani su u tablici 3.

Tablica 3

Rezultati određivanja koncentracije kisika,

otopljen u vodi rijeke Dubravenke.

Voda u kojoj su vršena mjerenja bila je temperature 16,5 O C. Podaci pokazuju da je voda prezasićena kisikom. Po našem mišljenju, to je zbog činjenice da se rijeka širi na mjestu uzorkovanja, tvoreći malo jezero, dok se područje kontakta između vode i zraka povećava i, sukladno tome, zasićenost vode kisikom. Uz to treba napomenuti da je na dan uzorkovanja padala kiša i vjerojatno je i to omogućilo prezasićenost vode kisikom.

Na temelju rezultata izrade metodologije rada i na temelju rezultata istraživanja prirodnih voda izradili smo smjernice za laboratorijski rad na istraživanju sadržaja kisika u vodi. Smjernice su dane u Dodatku 1.

ZAKLJUČCI.

Kao rezultat našeg rada:

• razvijena je metoda za određivanje sadržaja kisika u vodi;
• Voda rijeke Dubravenke analizirana je na području njezina križanja s Avenijom Mira;
• Izrađene su smjernice za izvođenje laboratorijskih radova na ovu temu.

Dakle, možemo zaključiti:

1. Metoda određivanja sadržaja kisika u vodi daje ponovljive rezultate u području visokih koncentracija kisika.
   1. Za usavršavanje tehnike može se analizirati destilirana voda prethodno zasićena kisikom.
   2. Metoda za određivanje kisika otopljenog u vodi može se koristiti u radionici iz analitičke kemije na temu "jodometrijska titracija", u radionici o metodama analize okolišnih objekata, u radionici iz fizikalne kemije u proučavanju ravnoteže otapanja. plinova u tekućinama za kemijsku specijalnost našeg sveučilišta, kao i u radionici hidrologije geografske specijalnosti.

POPIS KORIŠTENE LITERATURE

1. Nekrasov 1. svezak
2. Ekologija na nastavi kemije.
3. http://www.geocities.com/novedu/winkler.htm
4. http://www.oceanography.ru/library_archive/e_works/kaspy/methodhtml/oxygen/oxygen.htm

Istraživački projekt o ekologiji za školsku djecu.

Opis posla: Predstavljam vam istraživački rad s ciljem utvrđivanja kakvoće pitke vode iz različitih izvora unutar grada: bunara, izvora i vodovoda.

Cilj: Studija kvalitete pitke vode u gradu Kotovsku, Tambovska oblast.
Zadaci:
1. Ovladati metodologijom određivanja kakvoće vode za piće.
2. Napraviti usporednu analizu vode iz različitih izvora: bunara, izvora i vodovoda
3. Provesti anketu među stanovnicima grada o izvorima vode koje koriste.
Hipoteza: Sva voda koju pijemo je pitka.

Predmet proučavanja: Voda iz bunara, izvorska i vodovodna.
Predmet proučavanja: Kvaliteta vode.
Tijekom istraživačkog rada prošao sljedeće faze:
1. Proučavanje literature o ovoj temi.
2. Odabir teme rada, postavljanje ciljeva i zadataka.
3. Uzimanje uzoraka vode za analizu.
4. Izvođenje usporedne analize i pročišćavanje vode.
5. Usustavljivanje rezultata.
6. Prijava rada.
Za provedbu ovog istraživanja koristili smo se sljedećim metodama: proučavanje znanstveno-popularne literature i internetskih izvora na ovu temu, generalizacija i sistematizacija informacija o vodi, uzorkovanje, analiza i pročišćavanje vode, analiza obavljenog rada, formuliranje zaključaka. .

Eksperimentalno – eksperimentalni dio.
Analiza vode.
Nakon provedene ankete među stanovnicima grada doznali smo koje izvore vode koriste. Glavni izvori vode za stanovnike grada su vodovodi, izvori i bunari.
Uzeli smo vodu s tih izvora za usporednu analizu.

Boja:
voda ulivena u bezbojnu čašu ispituje se na pozadini bijelog lista papira.
Proljeće - prozirno.
Voda iz slavine - mutna, crvenkaste nijanse.
Bunarska voda je bistra.

U ovoj fazi smo pretpostavili da je voda s izvora prema organoleptičkim pokazateljima ispravna za piće.
Tijekom ove faze studije poduzeli smo sljedeće korake:
- napraviti izlet do izvora "Sjever";
- pratiti korištenje vode s izvora za piće;
- uzeti uzorak vode na analizu radi istraživanja (je li voda iz izvora ispravna za piće?);
- vodu sa izvora odnijeti na analizu u laboratorij TOGBOU SPO KIT.
- dobiti analize studije i usporediti ih s podacima SanPiN 2.1.4. 1175-02 „Higijenski zahtjevi za kvalitetu vode necentralizirane vodoopskrbe. Sanitarna zaštita izvora.
Mjesto našeg istraživanja nalazi se 250 metara zapadno od središnjeg dijela našeg grada Kotovska, u šumi, u blizini kafića Boomerang. Karakterizira ga činjenica da rijeka Tsna na ovom dijelu ima širinu od 28 metara. Obale rijeke Tsna su pješčane, lijeva je blaga, a desna strma. Naše vrelo teče s desne obale. Izvor ima odvod u rijeku Tsna.
Otkrili smo da je u roku od 2 sata došlo 3 ljudi i napunilo 4 posude vodom.
Vodu s ovog izvora dali smo u laboratorij za istraživanje.
Podaci iz laboratorijskih studija.

Kemijska istraživanja vode.
RN 63
Opća tvrdoća - 5,0 mg eq / dm
Suhi sediment - 255,0 mg / dm
Kloridi - 50,0 mg/dm
Sulfati - 57,0 mg/dm
Željezo - 0,1 mg / dm
Oksidabilnost - 5,3 mg / dm
Fluor - 0,55 mg/dm
Amonijak - 0,19 mg / dm
Kalcij - 37 mg/dm
Magnezij - 11,6 mg/dm
Nitriti - tragovi
Nitrati - tragovi
Rezultat analize pokazao je usklađenost sa zahtjevima SanPiN 2.1.4. 1175-02 "voda za piće" prema kemijskim i organoleptičkim pokazateljima.

Sanitarna i mikrobiološka istraživanja.
OKB (uobičajene koliformne bakterije) otkrivene /normalno-odsutno/
TMC (ukupni mikrobni broj) - 7 CFU
/norma - do 50 CFU/
TKB (termotolerantne koliformne bakterije) otkrivene/normalno odsustvo

Na temelju podataka istraživanja zaključili su:
bakteriološki pregled vode pokazao je neusklađenost sa zahtjevima SanPiN 2.1.4. 1175-02 "voda za piće", jer nema zone sanitarne zaštite, izvor se nalazi u neposrednoj blizini rijeke (izvorska voda se miješa s riječnom), izvor mora imati drvenu kuću.
Naša hipoteza nije potvrđena, voda s ovog izvora nije za piće.
Zaključak.
Obavljena istraživanja pokazuju da nije sva voda zahvaćena iz izvora u blizini grada Kotovska ispravna za piće. Sredstvo za čišćenje, koje sadrži najmanje nečistoća i stranih čestica, je voda iz bunara. Voda iz slavine sadrži nečistoće soli željeza i soli kalcija u prilično velikim količinama. Stoga se preporuča očistiti vodu iz slavine prije pijenja. Voda s izvora ne zadovoljava standarde vode za piće.
Za utvrđivanje kakvoće pitke vode iz vodoopskrbnog sustava i bunara oslanjali smo se samo na organoleptičke pokazatelje, budući da su ti izvori primjereno opremljeni te su u uvjetima gradske vodoopskrbe nadležna komunalna poduzeća dužna pratiti stanje vode, a njegov sastav je dovoljno stabilan. Ipak, planiramo u budućnosti provesti laboratorijska istraživanja vode iz ovih izvora.
Akcija "Živi, proljeće!"

MKOU "Peregrebinskaya srednja škola br. 1"

„Proučavanje kemijskog sastava

voda iz slavine sa Peregrebnoe

u školskom laboratoriju

Obrazovno istraživački rad

Izvedena:Černova, Ana

Učenik 10. razreda

Nadglednik:Lastaeva A.A. , profesorica kemije

S. Peregrebnoe, 2017

Proučavanje kemijskog sastava vode iz slavine u školskom laboratoriju

Černova Anna

S. Peregrebnoye, MKOU "Peregrebinskaya srednja škola br. 1", 10. razred

anotacija

Voda je glavna kemijska tvar tijela. Zdravlje ljudi ovisi o kvaliteti vode za piće. U svom radu autor, u uvjetima školskog laboratorija, analizira kemijski sastav vode iz slavine, što uključuje frakcijsku metodu koju je razvio Nikolaj Aleksandrovič Tananajev, a koja omogućuje otkrivanje bilo kojeg kationa u otopini u prisutnosti veliki broj drugih kationa, bez pribjegavanja njihovom preliminarnom taloženju.

Cilj rada : Određivanje kemijskog sastava vode iz slavine str. Peregrebnoe u školskom laboratoriju.

Zadaci:

Proučiti literaturu o temi istraživanja

Pronađite metode za određivanje kakvoće vode iz slavine.

Odredite čimbenike koji utječu na kvalitetu vode iz slavine

Odredite kvalitetu vode iz slavine.

Usporedite kvalitetu vode iz slavine iz različitih zgrada c. Peregrebnoe.

Predmet proučavanja : kvaliteta slavine voda

Predmet proučavanja

Metode istraživanja:

1) empirijski (promatranje, eksperiment, razgovor)

2) teorijski ( analiza , generalizacija)

Autor dolazi do zaključka da se kvaliteta vode iz slavine pogoršava zbog kretanja kroz vodovodne cijevi, o čemu svjedoče razlike u rezultatima analize vode u različitim zgradama sela.

Ovaj se rad može koristiti u nastavi kemije pri proučavanju tema "Teorija elektrolitičke disocijacije", "Soli".

PLAN ISTRAŽIVANJA

To svi znaju od djetinjstvavoda je izvor života . No, ne shvaćaju svi i ne prihvaćaju činjenicu da je voda ključ zdravlja i blagostanja. Svi znaju koliko je voda važna za naše tijelo.Voda je izvor života , ovo nisu samo riječi. Prisutan u svim stanicama i tkivima, igra glavnu ulogu u svim biološkim procesima. Odrasli gube 3,5 litara vode svaki dan. Stoga naše tijelo stalno treba obnavljati zalihe čiste vode.

Trenutno su vrlo zabrinjavajući problemi različitih faza opskrbe pitkom vodom, uključujući negativne promjene kvalitete vode za piće u vododistribucijskim sustavima s centraliziranom vodoopskrbom. Konzumacija pitke vode loše kvalitete dovodi do porasta bolesti. Većina nas, unatoč svim prijetnjama i upozorenjima liječnika, preferira vodu iz slavine - prikupljenu u rezervoarima iz rijeka i jezera, propuštenu kroz nekoliko razina pročišćavanja i dovedenu kroz cijevi do slavine. Neki je kod kuće dodatno pročišćavaju filtrom, drugi kupuju flaširanu čistu vodu za piće. Ali da vidimo kako možemo biti sigurni da pijemo? Je li kvaliteta vode iz slavine u različitim područjima s. Regrebnoe GOST zahtjevi? Je li moguće odrediti kvalitetu vode kod kuće ili u školskom laboratoriju?

Hipoteza: 1) Kvaliteta vode iz slavine može se utvrditi u školskom laboratoriju.

2) Kvaliteta vode koju koristimo u skladu je s GOST-om

Cilj: Određivanje kemijskog sastava vode iz slavine str. Peregrebnoe s centraliziranom opskrbom vodom u školskom laboratoriju.

Zadaci:

1. Proučiti literaturu o temi istraživanja

2. Pronađite metode za određivanje kakvoće vode iz slavine.

3. Odredite čimbenike koji utječu na kvalitetu vode iz slavine

4. Saznajte kvalitativni sastav vode iz slavine.

5. Usporedite kvalitetu vode iz slavine iz različitih zgrada s. Peregrebnoe.

Predmet proučavanja : kvaliteta slavine voda

Predmet proučavanja : kemijski sastav vode iz slavine

Metode istraživanja:

1. Metode empirijskog istraživanja : promatranje, eksperiment, razgovor

2. Metode teorijskog istraživanja: analiza

Alat za istraživanje: kvalitativna analiza, koja uključuje frakcijsku metodu koju je razvio N.A. Tanaev. Otkrio je niz novih, originalnih reakcija koje omogućuju otkrivanje bilo kojeg kationa u otopini u prisutnosti velikog broja drugih kationa, bez pribjegavanja njihovom prethodnom taloženju.

Teorijski pregled informacija o temi istraživanja

Standardi kvalitete vode za piće

Ministarstvo ekologije Ruske Federacije, prema usklađenosti kemijskog sastava pitke vode s normom i nizom drugih ekoloških pokazatelja, sastavlja godišnju ocjenu najboljih gradova u Rusiji. Na primjer, 2015. među liderima su bili Kyzyl, Nizhnevartovsk, Glazov, Petrozavodsk, Khanty-Mansiysk (Prilog 1) . Međutim, na međunarodnoj razini, kada se ocjenjuje najčišći i najkvalitetniji vodni resurs, Rusija nije ušla u Top 10, ustupivši mjesto Švicarskoj, Švedskoj i Norveškoj. U ovom natjecanju ocjenjivala su se organoleptička, kemijska, mikrobiološka svojstva vode koja se uzimaju u obzir pri utvrđivanju standardnih parametara.

Ruski regulatorni dokumenti također uključuju zahtjeve kvalitete za organoleptička svojstva (s procjenom mirisa, zamućenosti, okusa itd.), kemijski sastav (tvrdoća, oksidabilnost, alkalnost itd.), virusno-bakteriološke i radiološke znakove. Standardi kvalitete vode za piće prema SanPiN i GOST, utvrđeni za upotrebu, detaljno opisuju parametre sadržaja kemikalija(Prilog 2).

Tijekom rada vodoopskrbnih sustava odgovornost za kvalitetu snosi pravna osoba ili samostalni poduzetnik koji vrši kontrolu i na vodozahvatima i na vodozahvatima, kao iu međufazi resursa koji ulazi u distribucijsku mrežu. Ovisno o lokaciji, pravila reguliraju učestalost i broj inspekcija.

Na vodozahvatima najmanje 4 puta godišnje (sezonski) uzimaju se mikrobiološki i organoleptički uzorci iz podzemnih izvora; iz površinskih izvora - najmanje 12 puta. Anorganski/organski uzorci iz podzemnih izvora - jednom godišnje i iz površinskih izvora - svake sezone. Radiološki – bez obzira na izvor – jednom godišnje.

Sukladnost sa standardima kvalitete vode za piće utvrđuje se s visokim stupnjem sigurnosti čak i kod kuće. Za to se koriste prijenosni analizatori koji se isporučuju s kompletom reagensa spremnih za upotrebu.

Čimbenici koji utječu na kvalitetu vode iz slavine

Ispitivanje uzoraka prije ulaska u vodovodnu mrežu je češće i ovisi o više čimbenika

Rad crpnih i filterskih stanica

Svrha pumpanja i filtriranja stanice - čišćenje (posvjetljivanje) i dezinfekcija vode.

Crpne i filterske stanice(nfs) odnosno postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda su kompleksi uređaja za pročišćavanje čiji sastavodređuje se kvalitetom izvorne vode, zahtjevima za pročišćavanje vode i nizom drugih uvjeta (produktivnost biljaka, značajke pejzaž itd.).

Obično NFS uključuje: crpne stanice prvog i drugog dizanja, sustav dezinfekcije,dijelovi postrojenja za pročišćavanje (mješalice, komore za flokulaciju, horizontalni taložnici, blokovi brzih filtera ), spremnici čiste vode i blok pomoćnih objekata (postrojenja za reagense). Moderni NFS se isporučuju sautomatizirani sustavi upravljanja procesima koji značajno povećavaju učinkovitost njihova rada.

U selu Peregrebnoye postoje dva NSF-a. Uređaj za pročišćavanje vode pročišćava vodu prije nego što uđe u seosku vodovodnu mrežu. Dezinfekcija vode odvija se ultraljubičastim svjetlom, što pridonosi rastu sigurnosti okolišaproces obrade vode.

Uređaj za pročišćavanje koristi se za pročišćavanje vode koja dolazi iz kanalizacijske mreže naselja. Izgrađena je 2014. godine. Produktivnost svakih 1.000 kubnih metara / dan. Radni raspon 800 – 1200 m 3 /dan ( Dodatak 3)

Stanje vodovodnih cijevi

Naslage nastale na unutarnjoj površini cjevovoda produkt su složenih fizikalno-kemijskih procesa koji se odvijaju na samom cjevovodu ili na nanesenom zaštitnom premazu, kao iu vodi koja se transportira kroz cjevovod. Osim toga, naslage u cjevovodima u nekim su slučajevima produkti vitalne aktivnosti mikroorganizama koji su se naselili i prisutni u vodovodnim cijevima zbog prevladavajućih uvjeta.

Prirodu naslaga u cjevovodima obično određuju:
- fizikalna i kemijska svojstva transportiranih voda,

Radni uvjeti mreže

- vijek trajanja cjevovoda

Miris vode iz slavine može se pogoršati iz više razloga. Najčešće voda počinje neugodno mirisati zbog metala vodovodnih cijevi, prekomjernog razmnožavanja mikroorganizama, kemikalija koje se koriste za borbu protiv štetnih bakterija.

Mnogo je razloga za loš zadah. Voda najčešće mijenja svoj miris pod utjecajem kemikalija za čišćenje. Jednako čest uzrok problema koji se razmatra je loša kvaliteta vodovodnih cijevi.

Kemijski sastav vode iz slavine i njen učinak na ljudski organizam

Polovica stanovništva Rusije dobiva vodu koja je opasna po zdravlje. Zagađena voda uzrokuje do 80% svih poznatih bolesti i ubrzava proces starenja za 30%.Kemijske tvari u ljudski organizam ulaze ne samo izravnom konzumacijom vode za piće i tijekom kuhanja, već i neizravno. Na primjer, kod udisanja hlapljivih tvari i kontakta s kožom tijekom uzimanja vodenih postupaka. Voda koja teče iz naših slavina ima određeni kemijski sastav. Kemijske tvari sadržane u vodi mogu se podijeliti u nekoliko skupina: 1) tvari koje se najčešće nalaze u vodi iz vodovoda (fluor, željezo, bakar, mangan, cink, živa, selen, olovo, molibden, nitrati, sumporovodik);
2) tvari koje ostaju u vodi nakon kemijske obrade: koagulansi (aluminijev sulfat), flokulanti (poliakrilamid), reagensi koji štite vodovodne cijevi od korozije (rezidualni tripolifosfati), klor; 3) tvari koje u vodna tijela dospijevaju s otpadnim vodama (kućni otpad, industrijski otpad, površinsko otjecanje poljoprivrednog zemljišta koje je tretirano kemijskim sredstvima za zaštitu bilja: herbicidi i mineralna gnojiva); 4) komponente koje mogu dospjeti u vodu iz vodovodnih cijevi, adaptera, spojeva, varova itd. (bakar, željezo, olovo). Sve ove tvari mogu biti i korisne i opasne za ljudsko zdravlje (Dodatak 4)

OPIS POSLA

Laboratorijsko ispitivanje kemijskog sastava vode iz slavine

Za istraživanje su uzeta 3 uzorka vode iz različitih zgrada u selu Peregrebnoe.

Uzorci vode :1- referentni uzorak vode: mirna vodaBonAquapuni u Samari, proizvodi Coca Cola

2- voda iz slavine st. Spasennikova 14akvadrat 6

3- voda iz slavine st. Lesnaya 1b kV 11 (uzorak je uzet 14. veljače nakon što je dovod vode isključen na 2 sata).

4- voda iz slavine po. Škola, d 1 (kabinet kemije).

U školskom laboratoriju provedena su sljedeća istraživanja:

unutar 6-9

Ukupna mineralizacija (suhi ostatak)

mg/l

1000 (1500)

1000

Opća tvrdoća

mg-eq/l

7,0 (10)

Permanganat za oksidaciju

mg O2/l

5,0

Naftni proizvodi, ukupno

mg/l

0,1

Surfaktanti (tenzidi), anionski

mg/l

0,5

Fenolni indeks

mg/l

0,25

Alkalnost

mg HCO3 - /l

Aluminij (Al 3+ )

mg/l

0,5

s.-t.

0,2

Amonijačni dušik

mg/l

2,0

s.-t.

1,5

Azbest

milijuna po uvojku/l

Barij (Ba 2+ )

mg/l

0,1

s.-t.

0,7

Berilij (Be 2+ )

mg/l

0,0002

s.-t.

Bor (V, ukupno)

mg/l

0,5

s.-t.

0,3

Vanadij (V)

mg/l

0,1

s.-t.

0,1

Bizmut (Bi)

mg/l

0,1

s.-t.

0,1

Željezo (Fe, ukupno)

mg/l

0,3 (1,0)

org.

0,3

Kadmij (Cd, ukupno)

mg/l

0,001

s.-t.

0,003

Kalij (K + )

mg/l

Kalcij (Ca 2+ )

mg/l

kobalt (co)

mg/l

0,1

s.-t.

Silicij (Si)

mg/l

10,0

s.-t.

Magnezij 2+ )

mg/l

s.-t.

Mangan (Mn, ukupno)

mg/l

0,1 (0,5)

org.

0,5 (0,1)

Bakar (Cu, ukupno)

mg/l

1,0

org.

2,0 (1,0)

Molibden (Mo, ukupno)

mg/l

0,25

s.-t.

0,07

Arsen (As, ukupno)

mg/l

0,05

s.-t.

0,01

Nikal (Ni, ukupno)

mg/l

0,1

s.-t.

Nitrati (prema NO 3 - )

mg/l

s.-t.

50,0

Nitriti (prema NO 2 - )

mg/l

3,0

3,0

Živa (Hg, ukupno)

mg/l

0,0005

s.-t.

0,001

Olovo (Pb, ukupno)

mg/l

0,03

s.-t.

0,01

Selen (Se, ukupno)

mg/l

0,01

s.-t.

0,01

Srebro (Ag + )

mg/l

0,05

Sumporovodik (H 2 S)

mg/l

0,03

org.

0,05

Stroncij (Sr 2+ )

mg/l

7,0

org.

Sulfati (SO 4 2- )

mg/l

500

org.

250,0

Fluoridi (F) za klimatske regije I i II

mg/l

1,5 / 1,2

s.-t.s.-t.

1,5

Kloridi (Cl - )

mg/l

350

org.

250,0

Krom (kr 3+ )

mg/l

0,5

s.-t.

Krom (kr 6+ )

mg/l

0,05

s.-t.

0,05

Cijanidi (CN - )

mg/l

0,035

s.-t.

0,07

Cink (Zn 2+ )

mg/l

5,0

org.

3,0

kolifagi

Broj jedinica za stvaranje plaka (PFU) u 100 ml

Odsutnost

Spore klostridije koja reducira sumpor

Broj spora u 20 ml

Odsutnost

Giardia ciste

Broj cista u 50 ml

Odsutnost

Zahtjevi za organoleptička svojstva vode

Dodatak 2

Riža.1 Postrojenje za pročišćavanje otpadnih vodaSlika 2 Uređaj za filtriranje

Prilog 3

Učinci nekih kemijskih zagađivača vode na ljudski organizam .

Klor u vodi iz slavine

Klor (Cl), odnosno spojeve koji sadrže klor, jedan od glavnih reagensa koji se koristi u postrojenjima za pročišćavanje vode za dezinfekciju i pročišćavanje vode koja ulazi u domove Rusa. Uklor u vodi stvara hipoklornu kiselinuInatrijev hipoklorit. Ovi derivati ​​klora mogu biti opasni za zdravlje u visokim koncentracijama u vodi. Djeca su posebno osjetljiva na djelovanje klora.
Male doze klora mogu pridonijeti razvoju upale sluznice usne šupljine, ždrijela, jednjaka te izazvati spontano povraćanje. Voda koja sadrži veliku količinu klora ima toksični učinak na ljudski organizam.

aluminija u vodi iz slavine

Aluminij (Al) prisutan u prirodnoj vodi.Aluminijev sulfat naširoko se koristi u procesima obrade vodekao koagulant, a njegova prisutnost u vodi za piće rezultat je nedovoljne kontrole tijekom ovih procesa. Proučavajući učinak aluminijevih spojeva na ljudski organizam, utvrđeno je daaluminij u velikim količinama može uzrokovati oštećenje živčanog sustava.
Magnezij u vodi iz slavine

Magnezij) neophodan je i ljudskom organizmu, nalazi se u svakoj stanici ljudskog tijela i stalno se unosi u organizam hranom i vodom. Također je otkriven negativan učinak povećanog sadržaja magnezija na ljudski živčani sustav, reverzibilna depresija središnjeg živčanog sustava ionima magnezija, takozvana anestezija magnezijem.

Peglajte u vodi iz slavine

Željezo (Fe)je jedan od glavnih elemenata prirodne vode. Ostali izvori željeza u vodi za piće iz slavine su koagulansi koji sadrže željezo, a koji se koriste u procesima obrade vode. To može biti prodiranje željeza u vodu iz slavine iz dijelova vodovodnih cijevi od čelika i lijevanog željeza koji su bili podvrgnuti koroziji. S povećanim udjelom željeza u pitkoj vodi poprima hrđavu boju i metalni okus. Takva voda nije za upotrebu. Redovita konzumacija vode za piće s visokim udjelom željeza može dovesti do razvoja bolesti koja se naziva hemokromatoza (taloženje spojeva željeza u ljudskim organima i tkivima).

Kalcij u vodi iz slavine

Kalcij (Ca) , ulazeći u tijelo, ima čovjeku pogodnu sposobnost zbijanja staničnih i međustaničnih koloida, kao i utjecaja na procese stvaranja stanične membrane. Otkrivena je sposobnost iona kalcija da zadeblja staničnu stijenku i smanji propusnost stanice, što dovodi do sniženja krvnog tlaka, a kod nedovoljne koncentracije iona kalcija dolazi do otapanja međustaničnih priraslica, olabavljenja stijenki krvnih kapilara i povećanja propusnosti stanica, što dovodi do povećanja krvnog tlaka.Poznata je pozitivna uloga kalcija u procesu zgrušavanja krvi.

Bakar u vodi iz slavine

Razina bakra (Cu)u podzemnim vodama prilično je nizak, no uporaba bakra u komponentama vodovoda može doprinijeti značajnom povećanju njegove koncentracije u vodi iz slavine.Koncentracija bakra preko 3 mg/lmože uzrokovati tešku gastrointestinalnu disfunkciju. Kod osoba koje boluju ili su imale bolesti jetre (na primjer, virusni hepatitis) dolazi do poremećaja vlastitog metabolizma bakra u tijelu.
Na povišene koncentracije bakra u vodi najosjetljivija su dojenčad.koji su umjetno hranjeni. Čak iu djetinjstvu, kada se pije takva voda, postoji stvarna opasnost od razvoja ciroze jetre.

Olovo u vodi iz slavine.

Izvori olova (Pb)voda iz slavine za piće može sadržavati: olovo otopljeno u prirodnoj vodi; zagađivači olova koji ulaze u prirodnu vodu na različite načine (npr. benzin); olovo sadržano u vodovodnim cijevima, adapterima, varovima itd. Kadapitke vode s visokim sadržajem olovamože se razviti akutno ili kronično trovanje ljudskog tijela. Akutno trovanje olovom je opasno jer može biti smrtonosno. Kronično trovanje olovom razvija se stalnom uporabom niskih koncentracija olova. Olovo se taloži u gotovo svim organima i tkivima ljudskog tijela.

Cink u vodi iz slavine

cink (Zn)nalazi se u gotovo svim namirnicama, uključujući vodu. U njemu je prisutan u obliku soli i organskih spojeva. Njegov sadržaju prirodnoj vodi ne prelazi 0,05 mg/l, ali u vodi za piće iz slavine njegova koncentracija može biti veća zbog dodatnog unosa iz vodovodnih cijevi.
Visok sadržaj soli cinka u vodi za piće može uzrokovati ozbiljno trovanje ljudskog tijela. Utvrdio torazina soli cinka u pitkoj vodi iz slavine veća od 3 mg/l čini je neprikladnom za potrošnju

Potrošnja nekvalitetne vode za piće dovodi do povećanja bolesti zarazne i nezarazne prirode, povezanih s kemijskim sastavom vode. Kršenje zadanih svojstava vode za piće uočeno je u nepovoljnom stanju izvora površinske vode, niskoj učinkovitosti pročišćavanja vode, kao iu nezadovoljavajućem stanju unutarnje površine cijevi vodovodnih sustava.

Dodatak 4

Tablica za određivanje prirode mirisa