Дослідницький проект "Дослідження якості питної води"

Опорний заклад загальної середньої освіти І-ІІІ ступенів «Чмирівський ліцей»

Дослідження якості питної води

в джерелах сіл Чмирівка та Запорізьке Чмирівської ОТГ

Дослідницький проект з хімії

учениці 9 класу

Опорного закладу загальної

середньої освіти І-ІІІ ступенів

«Чмирівський ліцей»

Чмирівської сільської ради,

Старобільського району,

Луганської області.

Войтенко Діани

Консультант вчитель хімії та біології

Бондар Світлана Анатоліївна

2018

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………….  3

Розділ І Аналітичний огляд літератури……………………………………….. 4

Розділ ІІ Матеріали та методи дослідження…………………………………....6

Розділ ІІІ Результати власного спостереження………………………………...8

Висновки…………………………………………………………………………10

Список використаної літератури………………………………………….........11

Додатки

Вступ

Актуальність теми

Вода – найпоширеніша речовина в природі. Вона необхідна для життєдіяльності, широко застосовується в побуті й техніці. Якість води, перш за все, оцінюють за ступенем її твердості.

Існує пряма залежність між рівне твердості питної води і  частотою захворювань на виразку  та гастрити шлунку з підвищеною кислотністю. В районах с твердими водами частіше зустрічаються порушення пуринового й кальцієвого обміну, зменшується добовий діурез, формується схильність до хронічних захворювань нирок та сечових шляхів з утворенням в них каменів.

Жителі Чмирівської ОТГ (а саме сіл Чмирівка та Запорізьке) повинні знати про стан питної води та вплив її складу на здоров’я людини.

Тому метою даної роботи є дослідження якості питної води і з’ясувати ступеню її негативного впливу на здоров’я людини та способи пом’якшення.

Розділ І

Аналітичний огляд літератури

Вода – одна з найпоширеніших речовин у природі. Вона необхідна для життєдіяльності живих організмів, бере участь у виробничих процесах, необхідна у побуті. Але ми знаємо, що вода не скрізь однакова. Багато чинників впливають на її склад. Якість води, що використовується, перш за все, оцінюється за ступенем її твердості.

Твердість води – це властивість, що залежить від присутності в ній розчинних солей Кальцію та Магнію. Карбонатна твердість усувається тривалим кип’ятінням води, при цьому з неї виділяється вуглекислий газ та випадає осад, що складається переважно з карбонату кальцію. Таку твердість води називають тимчасовою. Та твердість, що кип’ятінням не усувається, обумовлена наявністю не карбонатних солей Кальцію та Магнію, а наприклад хлоридів та сульфатів. Така твердість води називається постійною.

Вимірюється твердість води у г-екв/л. вода с твердістю менше 4 мг-екв/моль вважається м’якою, від 4 до 8  мг-екв/моль – середньої твердості, від 8-12 – твердою, вище 12 – дуже твердою.

Застосування твердої води у промисловості приводить до надмірних витрат палива, погіршує якість продукції. Якість тканин , що пралися у твердій воді, погіршується в наслідок осадження на поверхні ниток та тканини кальцієвих та магнієвих солей. Біла білизна від цього швидко жовтіє. У твердій воді погано розварюються крупи, овочі, м'ясо. Сухі дитячі суміші та розчинні кавові напої звертаються. У водопровідних трубах та посуді з’являється осад. При вмиванні та митті тіла твердою водою на шкірі з’являється відчуття сухості та свербіння внаслідок відкладання на ній нерозчинних солей, в основному стеарату та пальміату кальцію. При цьому змінюється кислотно-лужний баланс шкіри : від нормального рН 5,5 до рН 7,7. Тобто, зменшується природний кислотний бар’єр, реакція поверхні шкіри зазнає змін з слабко-кислої до слабко-лужної і вона стає вразливою до дії патогенних бактерій.

В районах с твердими водами у населення частіше спостерігається порушення пуринового та кальцієвого обміну, підвищення вмісту кальцію в сечі, зменшення добового діурезу та інші зміни. Це свідчить про формування в  організмі схильності до хронічних захворювань нирок та сечових шляхів з утворенням в них каміння.

Крім цього існує пряма залежність між рівнем твердості питної води і частотою захворювань на виразку шлунку та гастрити з підвищеною кислотністю.

Розділ ІІ

Матеріали та методи дослідження

Твердість води найчастіше визначають методом комплекмонометричним титруванням. Титрування — процес визначення титру досліджуваної речовини. Титрування проводять з допомогою бюреток, заповнених титрантом до нульової відмітки. Титрувати, починаючи від інших відміток, не рекомендується, оскільки шкала бюретки може бути нерівномірною. Заповнення бюреток робочим розчином виробляють через лійку або за допомогою спеціальних пристосувань, якщо бюретка напівавтоматична. Кінцеву точку титрування (Точка еквівалентності) зазвичай знаходять за допомогою відповідного індикатора або інструментально.

Розрізняють типи титрування: пряме, зворотне титрування і титрування замісника (замісникове).

При прямому титруванні до розчину визначуваної речовини (аліквоти або навіски, титрованого розчину) додають невеликими порціям розчин титрант (робочий розчин).

При зворотному титруванні до розчину визначуваної речовини додають спочатку явний надлишок спеціального реагенту і потім титрують його залишок, що не вступив у реакцію.

При титруванні замісника до розчину визначуваної речовини додають спочатку явний надлишок спеціального реагенту і потім титрують один з продуктів реакції між аналізованою речовиною і доданим реагентом.

Титрант (Т) — розчин реагенту, молярна концентрація еквіваленту якого встановлена з великою точністю, називають робочим розчином (стандартним розчином). Аналіт (А) (проба) — розчин в якому визначають концентрацію речовини.

Комплексометричне титрування — титрування, в основі якого лежить швидка стехіометрична реакція між бідентантним чи полідентантним лігандом (комплексоном) та йоном металу з утворенням комплексу, константа стабільності якого в даних умовах є високою. Кінцеву точку часто фіксують за допомогою органохромних індикаторів.

Цей метод засновано на використанні реакцій, які супроводжуються утворенням комплексних сполук  катіонів з комплексоном. Комплексони є похідними амінополікарбонатних кислот, серед яких найбільш практичне значення має трилон Б. ця сполука утворює з багатьма катіонами міцні, розчинні у воді, внутрішньокомплексні  солі, в нашому випадку – з Кальцієм та Магнієм. Індикатори, що при цьому використовуються, утворюють з катіонами забарвлені комплексні сполуки. При титруванні трилоном Б ця сполука поступово розкладаєтья внаслідок утворення нової, більш міцної внутрішньокомплексної сполуки Кальцію й Магнію з трилоном Б. В точці еквівалентноті колір комплексної сполуки зникає і зявляється забарвлення, властиве вільному індикатору.

Розділ ІІІ

Результати власного дослідження

Для визначення твердості води в колбу ємністю 250 мл піпеткою вимірювалося 50 мл води, 5 мл буферного розчину з рН 10 та 8  крапель індикатора хром-темно-синього. Після розчин повільно титрувався діцинормальним розчином трилона Б до зміни забарвлення. Розрахунок твердості вівся за формулою:

Т = 0,1 х К х а х 1000
                               V

а – об’єм  0,1 розчину трилона Б

V – об’єм води, що аналізується

К – коефіцієнт пропорційності

Результати дослідження виявилися наступними:

Для порівняння :

У Кремінському районі с.Булгаківка твердість води складає 10 г-екв/л, у Рівненській області м. Кузнєцовськ - 7 г-екв/л.

Згідно до ГОСТу твердість питної води повинна бути не більше 7 г-екв/л, а найкраще пити воду твердість якої не перевищувала б 5 г-екв/л.

Далі ми визначили ефективність найпоширеніших способів помякшення води кип’ятіння та магнітної обробки.

При кип’ятінні  розчинні гідрокарбонати кальцію та магнію переходять у нерозчинні карбонати, що випадають в осад. Виявилось, що  цим способом вдається пом’якшити воду на 3 г-екв/л. Результати поданні в таблиці.

Обробка води магнітним способом полягає у впливі магнітних полів на потік води, що проходить перпендикулярно до силових магнітних ліній, при цьому під впливом сил Лоренса виникає ефект Хола, змінюється швидкість і напрямок руху іонів. Це сприяє виведенню частини іонів Кальцію та Магнію з системи і пом’якшенню води.

Таким чином, нами встановлено, що вода в нашій місцевості дуже тверда, і перед вживанням її необхідно пом’якшувати.

Висновки

Дана науково – дослідницька робота має важливе практичне значення у зв’язку з тим, що ми проживаємо в місцевості з дуже високим ступенем твердості питної води. Жителі сіл Чмирівка та Запорізьке Чмирівської ОТГ повинні знати про стан питної води та вплив її складу на здоров’я.

Дослідним шляхом встановлено твердість питної води в джерелах Чмирівки і Запорізького та рекомендовано перед вживанням її обов’язково пом’якшувати.

Практична значущість роботи.

Якщо мешканці сіл будуть володіти науково обґрунтованою інформацією з приводу негативного впливу  води з високим ступенем твердості на організм людини – виникне розумне ставлення до її споживання.

Матеріал цієї роботи можна використати на уроках хімії у 9 класі під час вивчення теми «Розчини», та в 11 класі під час вивчення теми «Поняття про твердість води. Перетворення карбонатів», а також на уроках біології 8 класу, при вивчені впливів абіотичних факторів на здоров’я людини та в просвітницькій роботі волонтерських груп в рамках програми «Ми обираємо здоровий спосіб життя».

Література

1. Міністерство охорони здоров'я україни Н А К А З № 383 від 23.12.96 Зареєстровано в Міністерстві м.Київ юстиції України 15 квітня 1997 р. № 136/1940 Про затвердження Державних санітарних правил і норм «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання».

2.Державні санітарні правила «Гігієнічна оцінка водоочисних пристроїв, призначених для застосування у практиці питного водопостачання, затверджені Головним санітарним лікарем України від 28.09.98р.

3. Глинка І.П. «Загальна хімія». М.: «Вища школа», 1998.

4.Хімія та біологія в школі, К.: «Шкільний світ» №7 (331), 2004.

5. Флаунина З.С. Лабораторний практикум з загальної технології харчових продуктів. М.: «Харчова промисловість», 1978

Додатки

Анкета

1. Чи задоволені Ви якістю питної води?

А. Так ; Б. Ні .

2. Для пиття Ви використовуєте?

А. Водопровідну воду; Б. Куповану, очищену воду.

3. Для побутових потреб Ви використовуєте водопровідну воду.

А. Так;  Б. Ні.

4. Чи використовуєте фільтри для очищення води.

А. Так; б. Ні.

5. Чи утворюється накип на посуді після кип’ятіння води.

А. Так;  Б. Ні.

6. Чи є у Вас проблеми зі здоров’ям, а особливо з нирками та шлунком.

А. Так;   Б. Ні.

7. На Вашу думку, чи впливає якість води на стан здоров’я.

А. Так;   Б. Ні;  В. Важко відповісти.