Школьный практикум
Вода — источник здоровья, красоты и долголетия, но не всегда. Поскольку она превосходный природный растворитель, то растворяет и ядовитые вещества, поэтому становится переносчиком болезнетворных бактерий. Так, 85% болезней в мире передается именно через воду. Из-за плохой воды в мире каждые 8 секунд умирает один человек. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, лишь 71% населения планеты имеет доступ к безопасной воде. По меньшей мере миллиард человек не имеет свободного доступа к источнику чистой воды. Читайте больше:
https://www.nur.kz/family/school/1602924-interesnye-fakty-o-vode/Какие исследования на качество воды можно провести в условия школьноды в условий лаборатории? Сегодня попытаемся ответить на это вопрос, подобрав наиболее доступные из них в нашем практикуме.
Физические показатели качества воды
Температура. Температура не является показателем качества воды, однако она определяет скорость химических и биологических процессов, происходящих в водоеме.
Определяется с помощью спиртового или ртутного термометра. Для определения температуры на разных глубинах пользуются батометром. В простейшем варианте он представляет собой емкость с узким горлышком, закрытую пробкой с привязанной к ней веревкой. За одну веревку емкость погружается на необходимую глубину, после чего резким рывком за вторую веревку из емкости извлекается пробка. Срабатывание батометра определяется по наличию поднимающихся к поверхности пузырьков воздуха. После этого емкость поднимается на поверхность и сразу же производится замер температуры. Следует помнить, что с помощью батометра нельзя брать пробы воды для определения содержания кислорода, т.к. в процессе забора пробы происходит интенсивное перемешивание воды с воздухом, и содержание кислорода в пробе возрастает.
Запах. Пресные природные водоемы не имеют вкуса и запаха. Привкусы и запахи могут появиться от развития в воде некоторых водорослей, а так же за счет разложения органического вещества. Специфический запах болотной воды вызывается продуктами распада растительных веществ. Источником запаха так же могут быть сточные воды. Запах является объективной характеристикой восстановительной способности воды водоема. Запах сероводорода говорит о наличии восстановительных процессов. Запах аммиака может характеризовать степень антропогенного загрязнения водоема. Вода с выраженным запахом является благоприятной средой для роста и развития специфических групп бактерий, но не пригодна для жизни большинства других микроорганизмов.
Запах определяют при 20 градусах Цельсия и при 60. Для этого пользуются емкостью с широким горлышком. Интенсивность определяют разбавлением пробы дистиллированной водой до исчезновения запаха. Запах оценивают в баллах по приведенной шкале.
0 – нет запаха.
1 – очень слабый (чувствуется, что есть, но определению не поддается).
2 – слабый (обнаруживается, если специально обращать внимание на наличие запаха).
3 – заметный (возможно дать характеристику и сказать «чем пахнет»).
4 – отчетливый (обращает на себя внимание и делает воду неприятной для питья).
5 – сильный (делает воду непригодной для питья).
Дополнительно запах описывается словесно. Например – землистый, фекальный, гнилостный, плесневый, тухлый, болотный и т.п.
В некоторых случаях запах может указывать на наличие в водоеме определенных организмов. Так запах огурцов указывает на присутствие организмов – Synura, пеларгонии - Asterionella, фиалки – Mallomonas, свинарника – Anabaena.
Интенсивность запаха воды, подаваемой хозяйственно – питьевыми водопроводами не должна превышать 2 баллов. И, в любом случае, какой бы низкий балл по запаху не имела вода из открытых источников, ее нельзя пить, предварительно не вскипятив, или не продезинфицировав.
Химические показатели качества воды
Жесткость. Наличие в воде катионов кальция и магния обуславливает жесткость воды.
Жесткая вода образует плотные слои накипи на внутренних стенках водонагревательных приборов; в ней плохо развариваются пищевые продукты; при стирке белья в жесткой воде расходуется много мыла.
Ход работы: В мерную колбу, вместимостью 250 мл переносят 100 мл анализируемой воды, добавляют точно измеренный объем (например, 25 мл) 0,2 н. раствора Na3PO4 и отстаивают 30 минут. Затем доводят до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и фильтруют через плотный бумажный фильтр в сухую емкость.
В коническую колбу объемом 250 мл отбирают 100 мл фильтрата и добавляют 2-3 капли индикатора метилоранжа, затем титруют соляной кислотой до появления бледно-розовой окраски раствора.
Параллельно определяют объем соляной кислоты, пошедшей на определение временной жесткости в идентичных условиях. Для этого берут мерную колбу вместимостью 250 мл, добавляют 100 мл анализируемой воды, доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. После этого в коническую колбу для титрования отбирают 100 мл раствора, добавляют 2-3 капли метилоранжа и титруют соляной кислотой до появления бледно-розового окрашивания.
Расчеты:
1. Рассчитываем временную жесткость воды (моль/л) по формуле:
Ж в. = (Сэ (HCl) • V (HCl) / Vпр.) • (Vколбы / V (H2O) • 1000, где V (HCl) - объем соляной кислоты, пошедшей на титрование, л;
Сэ (HCl) - молярная концентрация эквивалента соляной кислоты, моль/л;
V (H2O) - объем анализируемой воды, л;
Vколбы - объем мерной колбы, л;
Vпр. - объем воды, взятой для титрования, л.
Различают следующие типы вод: очень мягкие менее или равно 1.5 ммоль (экв.)/л; мягкие -1.5 – 3.0 ммоль (экв.)/л; среднежёсткие – 3.0 – 4.5 ммоль (экв.)/л; довольно жесткие 4.5 – 6.5 ммоль (экв.)/л; жесткие – 6.5 – 11.0 ммоль (экв.)/л; очень жесткие – свыше 11.0 ммоль (экв.)/л.
Кислотность. Концентрация ионов водорода определяет кислотность воды. Природные воды с рН от 3.4 до 6.95 относят к кислым, с рН от 6.95 до 7.3 к нейтральным и с рН от 7.3 до 10 к щелочным. В большинстве не загрязненных водоемах (кроме болот) рН определяется, в первую очередь, соотношением концентраций растворенных гидрокарбонатов и гуматов с одной стороны и углекислоты, с другой. Воды верховых болот из за высокого содержания гуминовых кислот имеют рН 4.5-5.5. Оптимальной для развития водных форм жизни считается рН 5.5 – 8.5. В питьевых и хозяйственно – бытовых водах рН обычно колеблется в пределах 6.0 – 8.5. ГОСТ 2874-54 нормирует для воды водопроводов, имеющих устройства для ее обработки (при осветлении или умягчении воды), рН в пределах 6.5 – 9.5.
В условиях школьной лаборатории рН проще всего определить с помощью универсальной индикаторной бумаги. Для этого с помощью пинцета бумажку кратковременно погружают в пробу воды и тут же сравнивают полученную окраску со шкалой, прилагаемой к набору. Данный способ позволяет определить рН с точностью до единицы.