Исследовательская работа "Целесообразность использования смягчающих средств в воде городе Новый Уренгой"

Целесообразность использования смягчающих средств в воде городе Новый Уренгой

Исполнители: Сагдиева Лениза и Гехаева Зулихан,10 класс,16 лет,

                         МБОУ СОШ №12,  г. Новый Уренгой

Руководитель: Звенигородская Елена Николаевна, учитель химии,

                         МБОУ СОШ №12, г. Новый Уренгой.

Введение

Не так давно наша семья покупала новую стиральную машину-автомат. Продавец посоветовал сразу же приобрести и смягчитель воды, так как наша уренгойская вода способствует быстрому выходу из строя бытовой техники. И тут же на большом мониторе шел рекламный ролик о несчастной хозяйке, у которой сломалась стиральная машина, так как она не добавляла «Calgon» при каждой стирке. Мы с подругой решили выяснить, действительно  ли в нашей воде  так  необходим смягчитель «Calgon».

Актуальность темы

В настоящее время реклама призывает людей использовать недешевые средства бытовой химии, которые зачастую нецелесообразны или могут быть заменены на более практичные.

Цель работы:   Изучение необходимости использования смягчающих средств  для бытовых  приборов  в г. Новый Уренгой

Объект исследования:         применение смягчителей в местной воде

Предмет исследования:       водопроводная вода г. Новый Уренгой; средство       

                                                для стиральных машин «Calgon» 

Гипотеза исследования:       Качество воды г. Новый Уренгой делает  

                                                необходимым использование смягчителей в  

                                                бытовых приборах.

Задачи:                                1.Исследовать жесткость водопроводной воды и  

                                               состава «Calgon»

                                              2.Провести социологический опрос среди  жителей    

                                                 города

                                              3.Проанализировать результаты исследований и           

                                                 доказать или опровергнуть свою гипотезу

Основная часть

Поломку стиральных машин в рекламных роликах вызвала накипь.       Накипь - это твёрдые отложения, образующиеся на тех поверхностях теплообменных аппаратов, на которых происходит нагревание (кипение, испарение) воды с растворенными солями жесткости. При нагреве воды соли, содержащиеся в ней, разлагаются на углекислый газ и нерастворимый осадок. Эти соли откладываются на ТЭНе и внутренних поверхностях устройств, приводя их в негодность. ( Приложение 1.)  Накипь – это карбонаты кальция и магния. На наличие накипи  влияет жесткость воды.

Существует постоянная и временная жѐсткость воды. Если вода содержит гидрокарбонаты кальция, магния, которые устраняются кипячением, то это временная жѐсткость.

Если в воде содержатся другие соединения кальция и магния, то такую жѐсткость называют постоянной, и еѐ нельзя устранить кипячением. Морская вода - самая жѐсткая природная вода Дождевая и талая вода самые мягкие природные воды, содержание этих солей в такой воде близко к нулю. Питьевая вода должна иметь жѐсткость не более 7 мг-экв/л (ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая") Качество воды выступает как характеристика ее состава и свойств, определяющая пригодность воды для конкретных видов использования.

Согласно рекламе: Calgon– это средство для смягчения воды и предотвращения образования накипи. Благодаря инновационной формуле специальное смягчающее средство для стирки Calgon  не только защищает машинку от накипи, но и значительно повышает качество стирки. (Приложение 2.)   На этикетке в составе средства указаны: менее 5% неионогенные ПАВ, микрокристаллическая целлюлоза, поликарбоксилаты. А в интернете нам раскрыли, что содержимое этого  чудодейственное средства: смесь соды и триполифосфата натрия. Мы решили проверить это качественными реакциями на фосфат- ион.

Практическая часть

Качественная реакция на фосфат-ион

Фосфат натрия Na₃PO₄ содержит фосфат-ион - кислотный остаток фосфорной кислоты. К раствору фосфата натрия добавим нитрат серебра.

Na₃PO₄ + 3AgNO₃= Ag₃PO₄ ↓ +3 NaNO₃

Ион серебра и фосфат-ион образуют нерастворимое вещество желтого цвета ‑ фосфат серебра. Реакция образования желтого фосфата серебра ‑ качественная реакция на фосфат-ион, реакция, которая позволяет обнаружить фосфат-ион в растворе.

Оборудование:  пробирки, штатив для пробирок. (Приложение 3.)

Смягчать необходимо только жесткую воду. Значит нужно узнать жесткость уренгойской воды.

За помощью мы обратились в химическую лабораторию «ГорВодоканала».

Нам рассказали, что вода в город поступает из подземных скважин. Всего их восемьдесят, но постоянно действующих шестьдесят. В лаборатории ежемесячно делается анализ воды пяти скважин по одиннадцати параметрам.

Нам предоставили реактивы для проведения исследования жесткости воды. Методика проведения анализа определяется ГОСТ 4151-72

Титриметрический метод определения жесткости   

Сущность метода. Метод основан на образовании прочного комплексного со-                

                               единения трилона Б с ионом кальция и магния.

Аппаратура и реактивы: пипетка10, буферный раствор, индикатор,  трилон Б.

Проведение анализа. В коническую колбу на 250 мл мы налили 100 мл исследуемой воды и добавили поочередно 5 мл буферного раствора, индикатор хром тёмно – синий. Раствор перемешивают. Титруем медленно 0,05 н раствором трилона Б до изменении окраски на синюю..                                       

Расчет общей жесткости производят по формуле:

Xмг. экв/л = (Vмл*Nг. экв/л*1000мг. экв/г. экв) / V₁мл. ,

где: V - объем раствора трилона "Б", пошедшего на титрование, мл.

N - нормальность раствора трилона "Б" г. экв\л.

V₁- объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл.

Уравнение взаимодействия трилона Б (комплексона III) с ионами металлов (Ca²⁺ , Mg²⁺ , Fe²⁺), содержащимися в воде:

Подставив, полученные данные в формулу получили значение 0,33 мг-экв/л, что соответствует очень мягкой воде. (Приложение 4)

Мягкая вода	1,5-3 мг-экв/л
Умеренно жесткая вода	3-6 мг-экв/л
Жесткая вода	6-9 мг-экв/л
Очень жесткая вода	Свыше 9 мг-экв \л

Данные лаборатории «Горводоканала» подтверждают наши исследования. Средние показатели жесткости по городу значительно меньше единицы, что соответствует очень мягкой воде.(Приложение 5)

Следующим этапом нашей работы стал социологический опрос в двух крупнейших магазинах бытовой химии  «Оптима»  и «Любимый»

Всего в опросе приняло участие 48 человек.

Вопрос 1.	Варианты ответа
	да	нет	не знаю
Считаете ли вы правдивой рекламу средства «Calgon»?	22	19	7

Вопрос 2	Варианты ответа
	да	нет	не знаю
Считаете ли вы, что ваша стиральная машина будет служить дольше, если при стирке добавлять смягчитель, типа «Calgon»?	21	16	11

Вопрос 3	Варианты ответа
	да	нет	не знаю
Покупаете ли вы смягчители для воды?	18	23	7

Вопрос 4	Варианты ответа
	жесткая	мягкая	не знаю
Как вы думаете, какая вода в нашем городе?	26	10	12

Результаты и выводы

В результате проделанной работы мы не подтвердили свою гипотезу, что качество воды г. Новый Уренгой необходимым использование смягчителей в бытовых приборах. А пришли к следующим  выводам:

1.Вода г. Новый Уренгой- мягкая.

2.Использование умягчителей в мягкой воде нецелесообразно для любого вида техники.

3.Будет не правильно говорить, что вся реклама о Калгоне является неправдивой и вымышленной, просто производители многое не досказывают.

4. Дорогостоящее средство «Calgon» в своем составе содержит полифосфаты которые могут стать причиной загрязнения сточных вод.

Считаем необходимым донести результаты исследования до учеников нашей школы, т.к. это повысит химическую грамотность будущих покупателей.

Список использованных источников:

https://ru.wikipedia.org

https://ru.wikipedia.org

http://files.school-collection.edu.ru

http://www.gosthelp.ru

Вода питьевая. Государственные стандарты. Методы анализа. М: ИПК.

Издательство стандартов, 1996. - /// с.

Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов-Л.;Химия,1984 стр.596

 Приложения

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение3.

Приложение 4.

Приложение 5

.