Научно-практическая работа "Сравнительный анализ жесткости воды различных источников села Ахматово"

 «Первый шаг в науку-2016»

Секция естественнонаучного направления

Сравнительный анализ жесткости воды различных источников села Ахматово

Горюнова Анастасия, МБОУ «Ахматовская СОШ», ученица 9 класса

Научный руководитель:

Елисеева Мария Евгеньевна, учитель биологии МБОУ «Ахматовская СОШ»

Введение

Вода является источником всего живого на Земле. Но вода, в зависимости от качества, может как приносить пользу, так и вредить. Многие, интересуясь качеством своей питьевой воды, задаются вопросом, как определить жесткость воды в домашних условиях. Этот вопрос является актуальным и при работе посудомоечной или стиральной машин, т.к. от степени жесткости воды зависит, сколько нужно моющего или стирального средства.

Цель - определение общей жесткости воды методом комплексонометрии  природных  источников  воды - колодцев  в с. Ахматово.
            Задачи:

1. Изучить научно-популяционную литературу о жесткости воды.

2. Овладеть простейшими методами определения жесткости воды.

3. Провести сравнительный анализ воды из различных колодцев.

4. Освоить навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление результатов.

5. Научиться анализировать полученные результаты и делать выводы.

Актуальность -  расширить свои знания о жесткости воды, с которой мы имеем дело ежедневно и выяснить,  чем отличается вода из различных источников (колодцев)  в селе  Ахматово.
Методы исследования: наблюдение, сравнение, опыт, анализ, индукция, обобщение.

Объект исследования: вода из трёх колодцев с. Ахматово.
Предмет исследования:  степень жесткости разных образцов воды.

1.  Особенности жесткой воды

Жесткость воды является химическим понятием, характеризующимся повышенным содержанием в ней солей магния и кальция. Такая вода может быть двух видов – временной – карбонатной  и постоянной -некарбонатной.

Временная жесткость характеризуется наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Данные элементы распадаются, выпадая в осадок при нагревании воды. Оседают эти отложения в трубах, внутри бытовых и водонагревательных приборов, что очень часто приводит к их серьёзным поломкам.

При постоянной жесткости в воде содержатся другие химические соединения – фосфаты, хлориды, сульфаты, силикаты, нитраты кальция, магния. Они не распадаются при высоких температурах, оставаясь постоянно в воде.

Как правило, жесткость воды напрямую зависит от того, где расположен населённый пункт, а также от почвенного состава.

2. Способы определения жесткости

Нормальным уровень жесткости воды считается при 7 мг.-экв/л, однако очень часто он не соответствует норме. Чем меньше в воде содержится солей, тем полезнее и мягче она считается вода. Можно воспользоваться следующими способами определения жесткости:

Сравнение качества воды, взятой из разных двух источников. Узнав вес каждой, можно

сказать, что более лёгкая вода является более мягкой и пригодной для использования.

1.                  О жесткости можно судить по завариванию высококачественного чая. После того как он отстоялся, необходимо оценить его прозрачность и цвет – прозрачный напиток с персиковым оттенком говорит о том, что для заварки использовалась хорошая вода. А вот мутный напиток говорит о плохом качестве воды.

2.                  Хорошим способом, как узнать жесткость воды в домашних условиях, является использование моющих средств. Например, если мыло пенится очень хорошо, можно говорить о том, что вода мягкая.

3.                  Также можно измельчить мыло и, растворив его в ёмкости с горячей водой, дать настояться. Образование мыльной корки на поверхности говорит о жесткости воды.

4.                  Накипь в чайнике также свидетельствует о том, что используемая вода является жесткой.

5.                  Можно набрать воды в бутылку и поставить её в темное место на двое суток. Если по истечении этого времени вода в ёмкости осталась прозрачной, без мутных оттенков, налёта или плёнки, значит, вода мягкая и хорошего качества.

6.                  Высохшая капля на зеркале или стекле, которая практически не оставляет следов, говорит о чистой воде хорошего качества.

7.                  Еще один хороший способ доступен только после специальной подготовки. Люди, имеющие опыт в определении жесткости жидкостей, способны делать это с точностью до 2 мг.-экв/л.

3. Использование мягкой и жесткой воды

Однозначного ответа на вопрос, какая же вода лучше – мягкая либо жесткая, нет. Каждая из них имеет свои положительные и отрицательные стороны. Однако жесткая вода, содержащая большое количество солей, конечно, вредна для нашего здоровья.

С другой стороны, чересчур мягкая вода также имеет свои минусы – она вымывает из крови необходимые организму микроэлементы, что существенно увеличивает вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний.

4  Методика проведения анализа воды
4.1 Пробоотбор и подготовка воды к анализу.
При отборе проб воды из колодца используют посуду из бесцветного стекла или полиэтилена марок, разрешенных для контакта с питьевой водой. Посуда должна быть тщательно вымыта моющими средствами, многократно ополоснута водопроводной и дистиллированной водой, а непосредственно перед забором воды посуду несколько раз ополаскивают исследуемой водой. Пробки желательно использовать стеклянные или полиэтиленовые; корковые или резиновые пробки обертывают полиэтиленовой пленкой. 
4.2 Определение жесткости воды термическим методом
Степень жесткости определить можно визуально, в случае отсутствия специального оборудования. Необходимо оценить интенсивность накипи на стенках посуды после обычного выпаривания образцов воды над огнем.
Мы взяли для сравнительного анализа трёх разные пробы воды:
Проба №1 Вода из колодца №1 по адресу ул. Николаева д. 1
Проба №2 Вода из колодца №2 по адресу ул. Ленина д. 120
Проба №3 Вода из колодца №3 по адресу ул. Ленина д. 44а
Согласно методике проводим исследование всех проб воды. Результаты заносим в таблицу.

Пробы	Жесткость
Вода из колодца №1	Много накипи
Вода из колодца №2	Много накипи
Вода из колодца №3	Нет накипи

4.3  Метод определения общей жесткости воды с помощью трилона Б

Ход работы

1. Мерной колбой отмерить 100 мл исследуемой Н₂О и перелить ее в коническую колбу.

2. Добавить к воде 5 мл аммиачно-буферной смеси, затем 7-8 капель спиртового раствора индикатора эриохром черного Т.

3. Тщательно перемешать, раствор окрасится в винно-красный цвет.

4. Смесь оттитровать 0,05 Н раствором Трилона Б. К концу титрования раствор Трилона Б добавлять по каплям, встряхивая смесь в колбе после добавления каждой капли.

5.Титрование можно считать законченным если после добавления очередной капли окраска раствора приобретает синий цвет с зеленоватым оттенком и с добавлением лишней капли раствора комплексона не изменяется.

6. Определить объем трилона Б, израсходованного на титрование.

7.Титрование повторить 2-3 раза и для расчета взять среднее значение.

8. Произвести расчет общей жесткости воды.

Расчет:

Величину общей жесткости воды (Ж₀) в мг*экв/л вычисляют по формуле:

Ж₀= N х V х 1000

                 V₁

где N - нормальность раствора трилона Б, г-экв/л;

V - объем раствора трилона Б, мл;

V₁ - объем воды, мл.

9. Сделайте вывод о типе воды, пользуясь данными значениями жесткости воды.

Колодец №1

V1	V2	V3	Vср
27	26, 9	27,1	27

Ж₀= 0,05 х 27 х 1000 =13,5 мг*экв/л

100

Колодец №2

V1	V2	V3	Vср
23,6	23,7	23,6	23,6

Ж₀= 0,05х 23,6 х 1000 =11,8 мг*экв/л

                 100

Колодец №3

V1	V2	V3	Vср
4, 4	4, 5	4, 5	4,47

Ж₀= 0,05 х 4,47 х 1000 =2,24 мг*экв/л

                 100

Типы воды (по жесткости):

·                     Очень мягкие - 0-1,5 мг-экв/л;

·                     Мягкие - 1,5- 3,0 мг-экв/л;

·                     Среднежесткие - 3,0- 4,5 мг-экв/л;

·                     Довольно жесткие - 4,5 - 6,5 мг-экв/л;

·                     Жесткие - 6,5 - 11,0 мг-экв/л;

Очень жесткие - свыше 11,0 мг-экв/л.

Выводы

 В ходе нашего исследования мы  определили общую жесткость воды, используя термический  и  комплексонометрический методы исследования источников воды с. Ахматово. Изучили  научно-популярную литературу о жесткости воды. Овладели  простейшими методами определения жесткости воды. Провели  сравнительный анализ воды из колодцев с другими пробами. Освоили  навыки ведения экспериментальных наблюдений и оформление результатов. Научились анализировать полученные данные и делать выводы:

1.      Вода является основой всего на нашей планете и, имея разный состав, может оказывать разное действие на организм.

№1

Очень жёсткая

№2

Очень жёсткая

№3

Мягкая

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. Учеб. пособие для учащихся 8-9 кл. шк. с  углубл. изуч. химии. В 2 ч. Ч.1.-2 – е изд.-М.:Просвещение,1990.
2. Большая энциклопедия школьника. Пер. с англ. У. В. Сапциной, А. И. Кима,Т.В.Сафроновой и др.-М.:ЗАО»РОСМЭН-ПРЕСС»,2007.
3. Гальперштейн Л. Я. Моя первая энциклопедия: Науч.-поп. издание для детей/Оформл. обложки А. М. Ефремова; Ил. М. Ф. Аверьянова, Ю. Г. Алутиной, К. Р. Борисова и др.-М.:ЗАО «Росмэн-Пресс»,2006.
4. . Новейший полный справочник школьника:5-11 классы: в 2-х т.Т.1:Биология; Химия; Математика; Физика; География.-М.:Эксмо,2009.-(Новейшие справочники школьника)
5. Химия/Авт.сост.Л.А.Савина;Худож.А.В.Кардашук,О.М.Войтенко. -М.:ООО «Фирма  «Издательство АСТ»,1999.-448 с.
6. Я познаю мир: Дет.  Энцикл.: Экология. / Авт.- сост.А.Е.Чижевский; Худож. В.В.Николаев, А.В. Кардашук, Е.В.Гальдяева. – М.:ООО «Издательство АСТ»: ООО « Издательство Астрель», 2003 .- 410, (6)с.: ил.
7. Сайт diamanvl/ru books/zanimatelnaya_fizika_kniqa.