Проект на тему: «Визначення розчинності речовин в річці Громоклія та джерелах села Водяно-Лорине»

Україна

Міністерство освіти та науки

Відділ освіти, молоді та спорту Єланецької районної райдержадміністрації

 

 

Водяно-Лоринська ЗОШ І-ІІ ступенів

Кабінет хімії

 

Проект на тему:

«Визначення розчинності речовин

в річці Громоклія та

джерелах села Водяно-Лорине»

 

Робота учнів 7 класу

Брильової Анни та

Кирияка Олександра

 

Керівник:

вчитель фізики та хімії

Шмотолоха О.Р.

 

 

с. Водяно-Лорине

2020

 

Укладачі: Шмотолоха О.Р., вчитель фізики та хімії та інформатикия,

Брильова А.В., Кирияк О.М., учні 7 класу  Водяно-Лоринської  ЗОШ             І-ІІ ст.

 

 

 

 

 

Відповідальні  за випуск:

Шмотолоха О.Р., вчитель хімії Водяно-Лоринської ЗОШ І-ІІ ст.,

Брильова А.В., Кирияк О.М., учні 7 класу  Водяно-Лоринської   ЗОШ    І-ІІ ст.

 

 

Рецензор: Шмотолоха О.Р., вчитель фізики, математики, хімії та інформатики Водяно-Лоринської ЗОШ І-ІІ ст.

 

 

 

 

У проекті зібрані матеріали про історію села Водяно-Лорине, його водні багатство, розкритий метод визначення розчинності речовин в річці Громоклії та джерелах села Водяно-Лорине.

 

 

 

 

Посібник адресовано всім, хто цікавиться хімією.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Брильова А.В., Кирияк О.М. Визначення розчинності речовин в річці Громоклія та джерелах села Водяно-Лорине. Навчальний проект – Водяно-Лорине,  2020 –  31 с.

 

 

 

                                                                                                                                

                                                                                                                                 Стор.

• Вступ……………………………………………………………………….…..2
• Історія нашого села ………………………………………………………...…5
• Водні багатства……………………..……………………………………….....9
• Вода – основа життя на Землі ……………………………………………….13

• Поширення в природі ……………………………..……...……...13
• Фізичні властивості……………..………………………………..15
• Вода як розчинник………………………..………………………17
• Прозорість води………………………………..…………………19
• Хімічні властивості……………..………………………………..19
• Хімічний склад природних вод ……………………………..…..20
• Роль води в природі та житті людини………………………..…22
• Шкідлива дія вод …………………………………………….…..23
• Вода у техниці та сільському господарстві……………….……24
• Якість води…………………………………………………….…24
• Очищення природньої води для водопостачання…………..…25
• Гідрологія………………………………………….……………..27

• Наші дослідження та досягнення…………………………………….……..29
• Джерело інформації……………………………………………………….…31

 

 

 

Україно ! Ти для мене диво !

І нехай пливе за роком рік.

Буду, мамо, горда і вродлива

З тебе дивуватися повік.                                   В.Симоненко

 

Ми народилися в Україні, зокрема на Єланнечині, в селі Водяно-Лорине, і нам безмежно дорога ця земля. Це край дивовижної природи, край, де колись панували славетні козаки: сильні, мужні, красиві люди, а головне – вільні!

Багатство України - це золоті пшеничні лани. Ось чому на нашому прапорі є жовтий колір. Другий колір на прапорі - блакитний - це чисте небо України.

Любити Батьківщину - це значить не лише пишатися її славною історією, а прагнути своїми діями ще вище піднести її велич, повсякчас дбати про втілення в життя світлих ідеалів.

І ми, Брильова Анна та Кирияк Олександр, учні 7 класу, ще зовсім юні, мусимо замислюватися про своє майбутнє і майбутнє своєї Батьківщини. Ми прагнемо стати корисними для свого народу, вирости громадянами з активною життєвою позицією, хочемо впевнено орієнтуватися у проблемах сучасності, бачити перспективи їх розв'язання. Для цього насамперед треба вчитися, щоб обрана професія принесла якнайбільше користі.

Наш край, Єланеччина сьогодні  - це  край  хліборобів, мудрих та трудолюбивих людей.

Вивчаючи рідний край, ми знайомимося з елементами краєзнавства.

Краєзнавство – це область науки, що вивчає мову, звичаї, побут, історію розвитку рідного краю за допомогою різних методів пізнання людства. Наша школа – це школа краєзнавців.

Наше село Водяно-Лорине – одне з чарівних сіл Єланецького району Миколаївської області. На території нашого села знаходиться великий парк, який започаткувала його грузинська княгиня Катерина Євсенівна Ціціанова, дружина дворянина Херсонської губернії Івана Івановича Лорера, в межах села протікає річка Громоклія -- права притока річки Інгул.

Країна наших мрій – це, насамперед, рідна земля, де люди живуть у злагоді. Чисте, незабруднене навколишнє середовище, де люди б після праці могли відпочити зі своїми дітьми, щоб звірам і птахам не загрожували браконьєри та токсичні залишки. Ми хочемо бачити її іншою, новою: навколо доброта, порядність і чесність, щасливі діти, зелені ліси, прозорі річки. Ми мріємо, щоб кожний українець був гордий за те, що він народився і живе на цій землі, щоб завжди, коли лунає гімн України, кожен з нас з гідністю клав руку на серце і співав його.

Ми хочемо вашій увазі запропонувати свій проект з хімії на тему: «Визначення розчинності речовин у річці Громоклія та  в джерелах села Водяно-Лорине»

Актуальність теми: Народжуючись, людина приходить в цей прекрасний світ. Вона живе на певному клаптику землі, який називає рідним краєм, малою Батьківщиною. З кожним роком людина пізнає рідні місця в повній їх красоті. В епоху швидкого розвитку науково-технічного розвитку людина поступово забруднює природу, залишаючи токсичні залишки, тому виникає проблема екології навколишнього середовища. 

Мета роботи: поглибити знання про історію села; водні ресурси нашого рідного краю, визначити розчинність речових у водних ресурсах рідного села.

Завдання:

• Зібрати інформацію про історію нашого села та водні ресурси рідного краю;
• Дослідити розчинність речовин у водоймах села Водяно-Лорине.

Об’єкт дослідження: люди, водні ресурси: річка Громоклія, джерела.

Предмет дослідження: історія села, відомості про річку Громоклія та джерела нашого села, розчинність речовин у водоймах.

Практичне значення: Знаючи такі відомості про історію села, водні багатства свого рідного краю, людина починає жити у гармонії з природою, передаючи досвід і знання своїм нащадкам.

 

 

 

Переді мною прояснюються

І проходять поетичними рядами

Часи козацтва…

Чи малоросійські пісні, які в мене

Під рукою, навіяли мені їх.

Чи на душу мою зійшло

Ясновидіння минулого,

Тільки я чую багато такого,

Що нині рідко трапляється…

         М. Гоголь – С. Шевирьову

Ще до зародження села Водяно-Лорино, на його сучасній території, розташувався козацький зимівник Громоклія. Запорозьке низове військо ділилося на дві категорії: січових козаків і посполитих, або зимівчаків. Посполиті козаки жили родинами у зимівниках, займалися селянською працею і водночас вважалися козаками, а коли йшлося про великі походи, то їх також скликали до зброї.

Нижня течія Південного Бугу, лівий його берег став місцем, де з XV ст. почали селитися і поступово здобули на нього права запорозькі козаки.

Прибужжям йшов один із головних запорозьких шляхів – Чорний. Він вів із Польщі у Крим та Очаків. Крім нього був Гардовий шлях. На території сучасної Миколаївщини знаходилась Бугогардівська паланка – одна з важливих форпостів на півдні Росії.

Для охорони території запорозькі козаки встановлювали прикордонні варти, застави, одна з яких знаходилася на річці Громоклії.

Під кінець історичного життя запорозьких козаків всіх паланок в козацькій території було десять. Існувала козацька слобода Гард. В ній були зимівники: в Соколах, Мигії, Вовковом, і в тому числі в Громоклії. Зимівник «Громоклія» знаходився на території села Водяно-Лорине.

На тому місці, де зараз знаходиться село, знаходилася поштова станція. Поштові станції були започатковані давно. Кожна станція мала певну кількість коней та екіпажів, в залежності від розряду. На території Миколаївщини було чотири станції, серед них станція Водяна, яка була третьою по черзі поштовою станцією Єлисаветградського тракту. Вона знаходилась у селі, що тепер називається Водяно-Лорино. Цю поштову станцію утримувала Катерина Овсіївна Лорер. Станція називалась «Громоклія» – за назвою річки. Через цю станцію йшли дороги на Миколаїв, Одесу, Соколи (Вознесенськ). Пізніше на цьому місці утворилося вільне поселення людей, що прийшли з різних місць – сільце Водяне. Сільцем називали населені пункти, в яких не було церкви. Коли точно виникло село невідомо. Перші спогади про нього зустрічаються близько 1781 р.

Із архівних документів дізнаємося, що на цей час воно належало Івану Івановичу Лореру.

У згаданих дворах жили кріпаки, колишні козаки (бо тут знаходився козацький зимівник), головним чином це були бурлаки з Дніпра. Місце, яке вони обрали для поселення, була балка. 16 сімей-переселенців започаткували існування села. Всі вони стали кріпаками поміщика Лорера. Пізніше поміщик привіз ще більше 3 десятків сімей, побудував маєток, склади, господарський двір, млин, посадив величезний сад. На жаль, у роки революції будинок був зруйнований, а пізніше, у 1928 р., на місці панського будинку була побудована нова школа, для приміщення якої були використані стіни старого будинку пана. Село спочатку носило назву Громоклія (за назвою річки). Пізніше воно стало називатись Водяно. Таку назву село отримало від наявності великої кількості джерел. Село Водяно-Лорино почало свою історію з середини XVIII ст. У цей час Росія, намагаючись вийти до Чорного моря, провела декілька воєн з Туреччиною, отримавши землі від Дніпра до Бугу у нижній течії. Після перемоги над турками, царський уряд став активно заселяти Південні землі, роздаючи їх російським і українським поміщикам, чиновникам і офіцерам, що виявили героїзм у боях. Землю, де потім утворилося село Водяно-Лорино, отримав іноземець, що відзначився на службі – Іван Іванович Лорер.

Після смерті брата маєток перейшов у власність Миколи Івановичу Лореру – учаснику грудневого повстання 1825 р.

М.І. Лорер, повернувшись через 16 років із заслання у село Водяно, ставши господарем помістя, користувався повагою за його революційний подвиг. Тому село Водяно й стали називати Водяно-Лорине. Так воно ввійшло в адміністративно-територіальний звіт та в картографічну назву як Водяно-Лорине.

 

Географічне положення Водяно-Лоринської сільської ради

 

На півночі Миколаївської області, в басейні середньої течії річки Громоклії  розташований Єланецький район.

Одним із найвіддаленіших сіл вважають село Водяно-Лорино.

Село межує з такими сільськими радами і районами: на півночі –  з с. Возсіятським, на півдні  – з Ново-Одеським районом, селом Антонівка, на заході –  із землями Калинівської сільської ради.

До території належать три села: Водяно-Лорино, Семенівка, Ново-Миколаївка.

Вся територія села і більша частина земель сільської ради розташована в долині правої притоки Інгулу –  Громоклії.

За даними перепису кількість жителів станом на 01.01.2011 року складає 501 чоловік, дворів - 165.

Для села характерна вулична забудова: Шевченко і Центральна простягаються з півночі на південь через усе село.  Паралельно до головної вулиці протягуються вулиці Аграрна, Молодіжна. Найстаріша частина села  – вулиці Набережна, Садова. Ці вулиці  розміщені вздовж правого берега річки.

Новою вулицею є Молодіжна. Їй лише 25 років. Будинки цієї вулиці збудовані із блоків, так звані «фінські будинки».

 

 

Поверхневі води території представлені притокою Інгулу – річкою Громоклією, водосховищем та потужним шаром підземних вод.

 

Річка Громоклія

Громоклія – права притока річки Інгул. Протікає  в межах  Кіровоградської області та Єланецького, Ново-Одеського, Баштанського районів Миколаївської області.

Загальна довжина 102 км (в межах області – 70 км, у межах сільської ради –  10—13 км). Площа водозбірного басейну 1 545 км². Похил річки 1,4 м/км. Долина завширшки 2,5 км, завглибшки до 60 м. Річище слабозвивисте (у пониззі помірнозвивисте), його пересічна ширина в пониззі 5 м. Глибина річки у нижній течії 1 м. Влітку у верхів'ї пересихає.  У межах села ширина річки досягає 25-30 м, глибина не більше 2 м. Основні джерела живлення – танення снігу та дощ. На річці побудовано 2 водосховища (всі в межах області). Використовується на технічне та сільськогосподарське водопостачання. Стік зарегульований ставками.

Походження назви найімовірніше тюркське, від тур. Argamakli — «[річка] числених аргамаків (баских коней)». В історичних джерелах відома від середини XVI століття. Перша докладна згадка в кириличних памятках — як Яргумакли, датована 1548 роком. Востаннє тюркська назва Аргамакли датується 1770-ми роками. Приблизно від 30-х років XVIII століття відомий сучасний варіант Громоклія.

Бере початок біля села Пенькове. Тече спочатку на південний схід, потім на південь і південний захід, у нижній течії тече знову на південний схід. Впадає до Інгулу між селами Новопетрівка і Піски.

Має декілька притоків: праві: Водяна балка, балка (річка) Богодушна, балка Рогова, балка Прусакова, балка Вовча; ліві: балка Бикова, балка Шляхова, Жебкина балка, балка Суха, балка Глибока, балка Березнегувата, балка Собі-Робе, балка Лозуватка. Найбільша притока (довжиною 39 км) – Богодушка (гирло біля с. Возсіятська).

Над річкою розташовані такі населені пункти (від витоків до гирла): Пенькове, Мирне, Іванівка, Кетрисанівка, Новомиколаївка, Чигиринське, Крутоярка, Веселівка, Ольгопіль, Возсіятське, Семенівка, Водяно-Лорине, Олександрівка, Остапівка, Антонівка, Веселе, Карлівка, Лисянка, Лук'янівка, Архангельське, Михайлівка, Любарка, Катеринівка, Зелений Гай, Кашперо-Миколаївка, Свобода, Новопетрівка.

За словами Миколи Гоголя – відомого письменника: «Громоклія була темна, глибока й плинула так повільно поміж комишів, що здавалося нерухомою».

За словами наших односельців – ця річка дуже глибока і чиста. В ній водилося багато риби, зокрема щука, карась, короп, линок, окунь, судак.

В різні часи вона дуже допомагала жителям села. Навіть у воєнний період, коли не було їжі, люди рятували своє життя, ловлячи рибу і смажачи її   на вогнищі, але до нашого часу в річці Громоклія збереглося дуже мало дрібної риби, яку тут місцеві жителі називають: скороходка, таранка.

Ще було джерело, яким користувалися і в наш час користуються всі жителі села. В ньому була найхолодніша  і срібна вода, яка завжди виручала жителів села.

В наш час біля нашого села Водяно-Лорино  було побудовано дамбу. Завдяки Семенівському водосховищу,  дзеркало води значно збільшилося.

Ще окрасою села був гарний міст з двома овальними і двома прямокутними зводами. Прямокутні зводи проходили якраз через центральну частину балки. Під час весняного таяння снігу потік води із балки йшов через ці зводи у річку, що протікала поряд. На жаль, цей міст не зберігся, а замість нього побудована нова дорога, яка забрала знаменитий фонтан, про який писала Россет Олександра Йосипівна, фрейліна імператриці  Марії Федорівни.

Поетеса Причорномор’я Людмила Чижова про нашу річку писала так:

ЛЕГЕНДА ПРО ІНА ТА КЛЕЮ

(як Ін та Клея річками стали)

У сиву давнину в степах гарячих

Племена проживали  хороброї вдачі.

Полюванням, скотарством займались,

У лісах від негоди ховались.

Весь свій вік племена кочували,

Безліч коней на випас ганяли.

І було їм усього замало –

Між собою  завжди воювали.

Ворожнеча велась безупинно, 

Неспокійно жилось у родинах.

Владу й силу старійшини мали,

Все на світі уміли та знали:

Як домівку свою захистити,

Як хмільну медовуху зварити,

Зберегти чистоту свого роду…

Сила  й міць  були  їм в нагороду.

І були  з двох сторін заборони,

По степах виставлялись кордони.

Джерела

 

Велике господарське значення мають підземні води. Вони представлені водоносними горизонталями. Це цінні артезіанські води. У межах села знаходиться одне із 50  багатоводних джерел Миколаївщини.

 

 

 

Вода́, Н₂O — хімічна речовина у вигляді прозорої, безбарвної рідини без запаху і смаку, (в нормальних умовах). У природі існує у трьох агрегатних станах — твердому (лід), рідкому (вода) і газоподібному (водяна пара). Молекула води складається з одного атома оксигену і двох атомів гідрогену. Атоми гідрогену розташовані в молекулі так, що напрямки до них утворюють кут 104,45^o із вершиною в центрі атома Оксигену. Таке розташування зумовлює молекулі води дипольний момент у 1,844 Дебая. При заміні атомів гідрогену (протонів) на атоми дейтерію утворюється модифікація, яка називається важкою водою.

Вода — одна із найголовніших речовин, потрібних для органічного життя. Рослини та тварини містять понад 60 % води за масою. На Землі водою покрито 70,9 % поверхні. Вона здійснює у природі постійний кругообіг, випаровуючись з поверхні й повертаючись на неї у вигляді атмосферних опадів. Вода має велике значення для економіки: сільського господарства й промисловості. Прісні води, придатні для пиття, становлять лише 2,5 % від загальної кількості води на Землі. Нестача води може стати однією з найгостріших проблем людства в найближчі десятиліття.

Поширення в природі

У Всесвіті

Хімічні елементи, які входять до складу води, гідроген і оксиген, належать до найпоширеніших у природі. Утворення води з цих елементів відбувається там, де густина газів достатньо велика і зіткненням між атомами достатньо ймовірне. Вода виявлена в складі міжзоряних газових хмар, що лежать у межах нашої галактики — Чумацького Шляху.

У Сонячній системі

Одним з найважливіших питань, пов'язаних з освоєнням космосу людиною і можливістю виникнення життя на інших планетах, є питання про наявність води за межами Землі в достатній концентрації. Відомо, що деякі комети більше, ніж на 50 % складаються з водяного льоду. Не варто, втім, забувати, що не будь-яке водне середовище придатне для життя — зокрема, акумуляторна батарея містить 25%-ий розчин сірчаної кислоти у воді (але життя в ньому, очевидно, є маловірогідним, тим більше, його виникнення).

У результаті бомбардування місячного кратера, проведеного 9 жовтня 2009 року НАСА з використанням космічного апарату LCROSS, вперше були отримані достеменні свідчення наявності на супутнику Землі водяного льоду у великих обсягах.

Точно з'ясовано, що вода у замерзлому стані є на поверхні Марсу.

Рідка вода, імовірно, є під поверхнею деяких супутників планет, найімовірніше, на Європі, супутнику Юпітера.

На Землі

Вода належить до найпоширеніших речовин на Земній кулі. Водою вкрито близько 2/3 поверхні земної кулі (океани, моря, озера, річки). Значна її кількість у вигляді льоду і снігу вкриває високі гори і величезні простори Арктики і Антарктиди.

1. Краплі води на павутині                  Багато води в    атмосфері — пара, туман і хмари. Значні кількості води містяться і в земній корі у вигляді підземних вод. У природі вода перебуває не тільки у вільному стані, а і в хімічно зв'язаному.

Вода входить до складу багатьох гірських порід і всіх рослинних і тваринних організмів. На воду припадає близько 60 % маси тварин і до 80 % маси риб. У деяких рослинах вміст води іноді перевищує 90 % їхньої маси.

Більшість запасів води на Землі знаходяться в морях і океанах, прісна вода становить 2,5-3 % від загального об'єму гідросфери.

Вчені припускають, що перші поклади води в мантії Землі з’явилися приблизно 2,7 млрд. років тому. Передбачається, що воду занесли астероїди на ранній стадії утворення планети близько 4 млрд. років тому.

 

Фізичні властивості

 

Чиста вода — безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. На землі вода існує в трьох агрегатних станах — твердому, рідкому та газоподібному. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100°С — кипить, перетворюючись у пару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0°С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

У рідкому стані вода практично не стискається, при замерзанні розширюється на 1/11 від свого об'єму.

Найбільшу густину вода має при +4°С.                              2.Просторова модель води

Масу 1 см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом (сучасне визначення грама основане на точнішому еталоні). На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0°С розширюється. Тому лід легший від води (на 8 %) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

Потрійна точка води, тобто умови, за яких одночасно у рівноважному стані можуть співіснувати вода, лід та пара, реалізується при температурі 0,01 °C і тиску 611,73 Па. Значення 0,01 °C точне — на ньому основане визначення одиниці вимірювання температури в Міжнародній системі (СІ), кельвіна. Проте відповідно до запропонованих змін у СІ, коли значення сталої Больцмана та числа Авогадро буде зафіксовано, температура потрійної точки води буде визначатися з похибкою.

Вода характеризується великою питомою теплоємністю, що дорівнює за означенням калорії 1 кал/г-град. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно, і цим регулюється температура на поверхні земної кори. Цим пояснюється також те, що клімат на островах рівномірніший, ніж на материках.

Фізичні властивості води великою мірою зумовлені тим, що її молекули мають значний дипольний момент (1,844 Дебая). Оскільки атоми Оксигену є більш електронегативними, ніж атоми Гідрогену, вони відтягують на себе електронну густину ковалентних зв'язків у молекулах води. Через це на перших (O) виникає частковий негативний заряд (2δ^-), а на других (H) — вдвічі менший за значенням позитивний заряд (δ⁺). Внаслідок електростатичного притягування між атомами Гідрогену й Оксигену сусідніх молекул води, між ними формується водневий зв'язок. Завдяки такій взаємодії конденсація води відбувається при порівняно високій температурі. Так, наприклад, набагато важчі молекули кисню і вуглекислого газу при цих температурах конденсованої фази не утворюють.

У будь-який момент часу в рідкій воді більшість молекул утворюють водневі зв'язки, проте час життя кожного з них дуже короткий (від 1 до 20 пс). Після руйнування одного зв'язку наступний, із тим же або іншим партнером, утворюється приблизно через 0,1 пс. Тимчасові групи молекул води, сполучених між собою водневими зв'язками, називають «кластерами, що мигають». Сила водневих зв'язків досить невелика (енергія розриву 23 кДж/моль), проте вони дуже суттєво впливають на властивості води, через їх велику кількість.

Завдяки своїй формі молекули води можуть сполучатись водневими зв'язками із чотирма іншими. Саме таким чином вони організовані у кристалах льоду. Проте в рідкій воді молекули менш впорядковані і перебувають у стані постійного руху, тому середня кількість зв'язків, що утворюються кожною із них, в будь-який момент часу становить 3,6^[5].

У воді виявлено наявність когерентних дальнодіючих диполь-дипольних взаємодій, як в льоду. Це означає, що структура рідкої води має більше схожості з льодом, ніж вважалося раніше. Великий асортимент і просторове поширення когерентного режимів свідчить про існування широкої мережі водневих зв'язків, на відміну від більш ранніх уявлень про структуру води, які розглядали подібну динаміку тільки для невеликих молекулярних кластерів.

 

Вода як розчинник

 

3.Схематичне зображення гідратної оболонки навколо іону натрію

Вода — це полярний розчинник, в ній добре розчиняються полярні і заряджені сполуки, які ще називають гідрофільними. Речовини, що складаються із неполярних молекул, у воді не розчиняються, їх називають гідрофобними. Гідрофобними, а отже і погано розчинними, зокрема є такі гази як кисень і вуглекислий газ. Тому багато живих організмів, в тому числі і людина, мають спеціальні транспортні білки, такі як гемоглобін та міоглобін, для перенесення кисню по тілу, а вуглекислий газ в крові перебуває у формі бікарбонату (HCO-3)^[7].

Здатність води ефективно розчиняти полярні і заряджені речовини зумовлена високою діелектричною проникністю, її діелектрична стала при температурі 25 °C становить 78,5 (для порівняння діелектрична стала неполярного розчинника бензену при тій же температурі 4,6). Це означає, що вода може ефективно екранувати електростатичні взаємодії між розчиненими іонами. Наприклад, під час розчинення хлориду натрію молекули води утворюють гідратні оболонки навколо іонів Na⁺ і Cl^-, таким чином стабілізують їх, частково нейтралізують їхні заряди, і не дозволяють взаємодіяти одне з одним утворюючи кристали^[8].

Існують також амфіфільні речовини, молекули яких мають гідрофобну і гідрофільну частини. Коли такі речовини потрапляють у воду, їхні полярні частини вступають у взаємодію з молекулами води, в той час як гідрофобні навпаки такої взаємодії уникають. Таким чином завдяки так званим гідрофобним взаємодіям амфіфільні речовини формують у воді міцели.

4.Після падіння краплі води

 

Прозорість води

 

Чиста вода — прозора речовина з показником заломлення у видимому діапазоні 1,33. Вода, проте поглинає електромагнітні хвилі в інфрачервоній та ультрафіолетовій областях спектру.

Прозорість води залежить від товщини шару, через яку проходить світло, від кольоровості й мутності води, тобто від вмісту в ній різних забарвлених завислих мінеральних і органічних речовин.                                      

Мірою прозорості служить висота стовпа води, за якої можна спостерігати білий диск-прозоромір певних розмірів, що його занурюють у воду, або розрізняти на білому папері стандартний шрифт певного розміру та типу. Результати виражаються в сантиметрах із зазначенням способу вимірювання.

За ступенем прозорості води поділяють на:

1) прозорі;

2) слабко прозорі;

3) слабко каламутні;

4) каламутні;

5) сильно каламутні.

 

Хімічні властивості

 

Молекули води мають слабку здатність до зворотної іонізації шляхом розпаду на протон H⁺ і гідроксид-іон OH^-:

H₂O H⁺ + OH^-;

Попри те, що одним із продуктів дисоціації є протони, вони не існують у воді у вільному стані, а натомість відразу ж приєднуються до молекул H₂O з утворенням іонів гідронію H₃O⁺. Внаслідок іонізації чиста вода до певної міри може проводити електричний струм. При чому гідроксид- і гідроній-іони в електричному полі рухаються значно швидше ніж інші іони. Це пояснюється явищем «перестрибування протонів»: жоден індивідуальний іон не переміщується на великі відстані, натомість відбувається перенесення протонів між молекулами води, з'єднаними між собою водневими зв'язками. Таким чином виникає сумарний рух гідроній-іонів до катода, а гідроксид-іонів — до анода. «Перестрибування протонів» також призводить до того, що у водних розчинах дуже швидко проходять кислотно-основні реакції.

У стані рівноваги тільки невеличка частина молекул води іонізовані, так при температурі 25 °C на іони розпадається приблизно одна молекула із півмільярда. Іонний добуток води ({H⁺}×{OH^-}, де {H⁺} і {OH^-} — активності відповідних іонів) є сталою величиною і становить 1×10⁻¹⁴ M², оскільки у чистій воді концентрації (і активності) іонів OH^- і H⁺ рівні, то кожна з них рівна 1×10⁻⁷ M². Негативний десятковий логарифм із {H⁺} називається pH (водневий показник), відповідно для чистої води, яка є абсолютно нейтральною, він становить 7.

У хімічному відношенні вода досить активна. З багатьма речовинами вона вступає в хімічні реакції вже при звичайній температурі. З оксидами лужних і лужноземельних металів вона утворює основи:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

З багатьма оксидами неметалів (ангідридами) вода утворює кисневмісні кислоти:

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

З найактивнішими металами вона утворює основи з виділенням водню:

2Na + 2Н₂О = 2NaOH + Н₂ ↑

З деякими солями вода утворює так звані кристалогідрати, які характеризуються строго визначеною кількістю молекул води, що припадають на одну молекулу солі. Наприклад, з сульфатом міді вода утворює мідний купорос:

CuSO₄ + 5Н₂О = CuSO₄ • 5Н₂О,

в якому на одну молекулу сульфату міді припадає п'ять молекул води. Воду, що входить до складу кристалів, називають кристалізаційною.

Кристалізаційну воду не слід плутати з гігроскопічною водою, яка поглинається (адсорбується) поверхнею і порами всіх речовин на відкритому повітрі. Деякі речовини відзначаються підвищеною здатністю поглинати вологу повітря. Внаслідок цього вони мокріють (наприклад, NaCl), а то й і розпливаються на повітрі (як CaCl₂). Такі речовини називають гігроскопічними. На відміну від кристалізаційної, кількість гігроскопічної води в речовинах, змінна. Вона хімічно не взаємодіє з речовиною-адсорбантом.

При високій температурі водяна пара взаємодіє з залізом і іншими речовинами. Наприклад:

3Fe + 4Н₂О = Fe₃О₄ + 4Н₂

Раніше цю реакцію застосовували в техніці для добування водню.

У термічному відношенні вода досить стійка. Проте при температурах, вищих 1000°С, вона починає розкладатися на водень і кисень:

2Н₂О = 2Н₂ + O₂

Хімічна сумісність вод — здатність вод не утворювати твердих осадів при їх змішуванні.

 

Хімічний склад природних вод

 

Хімічний склад природних вод (атмосферних опадів, поверхневих, підземних, морських) є комплексом розчинених газів, мінеральних солей та органічних сполук, до якого входять майже всі відомі хімічні елементи. Сучасні фізико-хімічні методи дають змогу визначити понад 80 елементів, присутніх у гідросфері Землі. Проте, багато елементів міститься у природних водах у надзвичайно малих кількостях, які неможливо виявити внаслідок недостатньої чутливості методів аналізу.

Хімічний склад природних вод у гідрохімії при дослідженнях умовно поділяється на 7 груп:

1.         розчинені гази — кисень, азот, сірководень, діоксид вуглецю та ін.;
2.         головні (основні) іони (макрокомпоненти): аніони — гідрокарбонати (HCO−3), сульфати (SO2−4), хлориди (Cl⁻); катіони — кальцій (Ca²⁺), магній (Mg²⁺), калій (K⁺), натрій (Na⁺);
3.         біогенні речовини — сполуки азоту (NO−2, NO−3, NH+4), фосфору (PO3−4), кремнію, заліза;
4.         органічні речовини — різноманітні органічні сполуки, які належать до органічних кислот, складних ефірів, гумусових речовин, азотовмісних сполук (білки, амінокислоти) тощо;
5.         мікроелементи — всі метали, крім тих, що увійшли до головних іонів;
6.         радіоактивні елементи — виділені в окрему групу з мікроелементів, враховуючи специфіку походження, фізичні властивості та вплив на життєдіяльність організмів;
7.         специфічні забрудювальні речовини — пестициди, синтетичні поверхнево-активні речовини, феноли, нафтопродукти тощо.

Важливим є інтегральний показник — мінералізація води — сума всіх визначених при аналізі мінеральних речовин у мг/дм³ (г/дм³), які містяться у даній воді. Понад 90 % мінералізації природних вод становлять головні іони.

В океанології замість мінералізації використовують поняття солоність води, вимірюється в проміле — ‰ (тисячна частка).

Води з мінералізацією до 1000 мг/дм³ (1 г/дм³) називаються прісними — найбільш придатними для використання людиною в питних цілях. Але прісні води (води льодовиків, більшості річок, прісних озер, частина ґрунтових та артезіанських вод) становлять всього лише 2,5-3 % від загальної кількості води в гідросфері. Тому важливим є їхнє раціональне використання, та охорона від забруднення.

Найменшу мінералізацію серед всіх типів природних вод мають атмосферні опади — в середьому 30-60 мг/дм³. У воді великих річок — 200—600 мг/дм³ (Дніпро, Десна — 30-350 мг/дм³), у відомих озерах — Байкал, (Росія) — до 100 мг/дм³, Світязь, (Україна) — близько 200 мг/дм³, підземні води у бюветах по розливу питної води у м. Києва — понад 500 мг/дм³. В той же час, є соляні озера з дуже великою мінералізацією води (Мертве море — до 300 г/дм³), а свердловина у Бей-Сіті (США), пробурена на Північно-Американській платформі, відкрила найбільш мінералізовані підземні води — понад 600 г/дм³.

Солоність морської води:

• середня у світі -- 35 ‰ (35 г/дм³);
• у Чорному морі — 18 ‰;
• у Азовському морі — 12 ‰.

 

Роль води в природі та житті людини

 

У природі вода відіграє надзвичайно важливу роль. Важливими є процеси кругообігу води в природі — випаровуючись, вода переноситься на величезні відстані і там випадає у вигляді дощу і снігу. Вологість повітря і кількість атмосферних опадів є найважливішими факторами, що регулюють клімат і погоду.

Природні води є також одним з найважливіших геологічних факторів, що змінюють зовнішній вигляд земної поверхні, розмиваючи гори й утворюючи долини (вивітрювання гірських порід). Вона руйнує гірські породи не тільки механічно, а й хімічно, реагуючи з ними з утворенням інших речовин. При цьому, природні води збагачуються, в першу чергу, розчинними мінеральними речовинами, збільшуючи свою мінералізацію.

Вода має величезне значення в житті людини, тварин і рослин. Вона потрібна рослинам для розчинення поживних речовин ґрунту. Нестача води у ґрунті призводить до погіршення живлення рослин і зниження врожаю сільськогосподарських культур. Тому для забезпечення у ґрунті води здійснюють цілий комплекс агрохімічних заходів.

Сукупність процесів всмоктування, розподілу, споживання та виділення води й солей в організмі людини (і тварин) називається водно-сольовим обміном. Він забезпечує стабільність осмотичної концентрації, іонного складу та кислотно-лужної рівноваги всередині організму.

Усі процеси травлення і засвоєння їжі людиною і тваринами відбуваються у водному середовищі. Надмірна втрата води організмом (до 10 — 20 %) може призвести до загибелі. Щоденна потреба дорослої людини у воді становить 2,5—4 дм³. Вода є одним з шести основних харчових елементів здорового харчування людини поряд з вуглеводами, білками, жирами, вітамінами і мінералами.

 

Шкідлива дія вод

 

Шкідливою дією вод є:

1. катастрофічне затоплення під час повеней та паводків сільськогосподарських угідь та населених пунктів, що приносить значні економічні збитки;
2. руйнування берегів, захисних дамб та інших споруд;
3. заболочення, підтоплення і засолення ґрунтів, спричинені підвищенням рівня ґрунтових вод внаслідок ненормованої подачі води під час зрошення, витікання води з водопровідно-каналізаційних систем та перекриття потоків підземних вод при розміщенні великих промислових та інших споруд;
4. ерозія ґрунтів, утворення ярів, зсувів та селей.

Під час проектування водогосподарських та інших об'єктів повинна враховуватися можлива шкідлива дія вод, а під час експлуатації цих об'єктів — вживатися заходи щодо її запобігання, а саме:

1. залуження та створення лісонасаджень на прибережних захисних смугах, схилах, балках та ярах;
2. будівництво протиерозійних гідротехнічних споруд, земляних валів, водоскидів, захисних дамб, водосховищ-регуляторів;
3. спорудження дренажу;
4. укріплення берегів тощо.

 

Вода у техніці та сільському господарстві

 

Вода має численні технічні застосування. Енергія падіння води широко використовується на гідроелектростанціях (ГЕС) для одержання дешевої електричної енергії. Багато води використовується на теплових електростанціях (ТЕС) та атомних електростанціях (АЕС) для технологічного охолодження. Воду використовують у будівельній, текстильній, шкіряній, металургійній і багатьох інших галузях промисловості. Особливо широко застосовують воду у хімічній промисловості для процесів розчинення, фільтрування, промивання і як сировину для одержання різних хімічних продуктів: їдких лугів, кислот, водню тощо.

Надзвичайна роль води у сільському господарстві. Особливо це стосується посушливих регіонів планети, в яких для вирощування сільськогосподарських культур необхідне зрошування земель. Площа зрошуваних земель у світі становить 16 % від всіх сільськогосподарських угідь, але вони дають 50 % сільгосппродукції. Країни-лідери по зрошуванню земель, тис. км²:

• Індія — 558;
• Китай — 546;
• США — 224;
• Пакистан — 182;
• Україна на 24-му місці — 22,1 тис. км².

Кожна галузь, кожне виробництво висуває свої вимоги до якості води, яку використовує. Але спільним для них є те, що їм необхідна прісна вода.

 

Якість води

 

Якість води водних об'єктів, що використовуються для господарсько-питного водопостачання, купання, спортивних занять, організованого відпочинку, з лікувальною метою, а також підземних вод повинна відповідати певним санітарним нормам. З цією метою повинні реалізовуватися заходи з охорони вод від забруднення.

 

Очищення природної води для водопостачання

 

Джерела водопостачання

Джерелами водопостачання є поверхневі (в першу чергу, річкові) та підземні води. Річкові води завжди необхідно очищувати. Підземні води, як більш захищені від антропогенного забруднення, є більш надійними джерелами водопостачання, з яких вода подається населенню часто без попереднього очищення (наприклад, питна вода з бюветів, що набули поширення з 90-х років ХХ ст. у м. Києві).

Вимоги до якості води, яка використовується для різих цілей

Необхідність очищення (обробки) води виникає тоді, коли якість води природного джерела водопостачання не відповідає нормативним вимогам того чи іншого водокористувача (за органолептичними показниками, мінералізацією, вмістом інших хімічних та органічних речовин, за санітарно-гігієнічними показниками). Вимоги до якості води, а відповідно і методи очищення природної води залежать від того, для яких цілей вона використовується.

Наприклад, вода для охолодження працюючих агрегатів, паросилового господарства має бути вільною від солей які можуть спричинити відклади накипу. В цьому випадку важливою характеристикою є твердість води, за необхідності застосовують методи пом'якшення води.

Вода зі значною кількістю органічних речовин, в яких можуть розвиватися мікроби, цілком непридатна не тільки для пиття, а й для цілої низки інших цілей. Така вода непридатна, наприклад, для харчової промисловості, для цукрового, крохмального і паперового виробництва. Органічні домішки можуть викликати гниття паперу та бродіння крохмалю і цукру.

Особливо високі вимоги висуваються до якості питної води. Фактично, контроль починається з відповідних нормативних вимог до якості води джерел господарсько-питного водопостачання, оскільки від цього залежить, власне, якість «приготовленої» на водопровідній станції питної води.

Очищення води

Воду, відібрану з річки, спочатку на водопровідній станції відстоюють у спеціальних відстійниках, в яких осідає пісок, глина й основна маса інших нерозчинних речовин, а потім її фільтрують крізь шар гравію, коксу і піску, щоб відокремити завислі частинки, які важко осідають. При цьому, разом із завислими частинками відфільтровуються залишки органічних речовин і більша частина бактерій. Для повного знезараження воду хлорують, додаючи до неї невеликі кількості хлору (зазвичай у вигляді хлорного вапна з розрахунком 0,7 г хлору на 1 т води), або озонують. Після чого отримана питна вода подається у водопровідну мережу. Станом на початок другого тисячоліття досліджено використання наносітки для вище згаданої цілі.

Питна вода

Питна вода повинна бути цілком прозорою, безбарвною, без запаху і смаку, без органічних залишків і хвороботворних бактерій, з помірною кількістю розчинених солей. Вода, в якій дуже мало або дуже багато розчинених солей, шкідлива.

В Україні мінералізація (сухий залишок) питної води згідно нормативних вимог "Державних санітарних норм та правил «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-171-10) не повинна перевищувати 1 г/дм³, але може бути 1,5 г/дм³ — за погодженням з головним санітарним лікарем відповідної адміністративної території України. В той же час, за показником фізіологічної повноцінності мінерального складу води — оптимальною є мінералізація 0,2-0,5 г/дм³.

Треба зазначити, що існує міжнародний стандарт якості питної води, рекомендований Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ), в Європейському Союзі діє Директива Ради 98/83/ЄС «Про якість води, призначеної для споживання людиною» від 3.11.1998 р., але нормативи на питну воду в кожній країні світу відбивають, власне, економічні можливості держави.

Дистильована вода

Для повного очищення від усіх сторонніх речовин воду піддають перегонці або дистиляції. Очищену таким способом воду називають дистильованою. Дистильована вода позбавлена розчинених солей. Дистильовану воду застосовують у хімічних лабораторіях для виготовлення розчинів різних речовин. В аптеках її використовують для виготовлення ліків. Дистильовану воду вживають для кислотних електричних акумуляторів. Найбільші її кількості використовує хімічна промисловість. Останнім часом дистильовану воду застосовують також для парових котлів високого тиску.

 

Гідрологія

 

Гідрологія — наука, що вивчає природні води, їх взаємодію з атмосферою і літосферою, а також явища і процеси, які в них протікають (випаровування, замерзання тощо) .

Предметом вивчення гідрології є всі види вод гідросфери, розташовані у різних водних об'єктах — в океанах, морях, річках, озерах, водосховищах, болотах, ґрунтових і підземних водах^[.

Гідрологія досліджує кругообіг води в природі, гідрологічний режим водних об'єктів, вплив на нього діяльності людини, розробляє заходи з управління режимом водних об'єктів і водним режимом окремих територій; проводить аналіз гідрологічних елементів для окремих територій і Землі в цілому; дає оцінку і прогноз стану і раціонального використання та охорони водних ресурсів; користується методами, застосовуваними в географії, фізиці та інших науках.

Гідрологія поділяється на океанологію, гідрологію суші і гідрогеологію.

Океанологія поділяється на біологію океану, хімію океану, геологію океану, фізичну океанологію, і взаємодія океану та атмосфери.

Гідрологія суші поділяється на гідрологію річок (потамологію), озерознавство (лімнологія), болотознавство, гляціологію.

Хімічний склад різних типів природних вод вивчає гідрохімія, яку часто вважають науковою дисципліною в гідрології.

Класифікація вод річок та озер:

• 1 клас - дуже чиста (голубий  колір),
• II клас - чиста (зелений колір),
• III клас - забруднена (жовтий колір),
• IV клас - брудна (оранжевий),
• V клас - дуже брудна (червоний колір).

Отже, що причиною забруднення  ставків  є недбайливе ставлення людей до навколишнього середовища.

Вода ставків  інтенсивно забруднюється: 

• відходами  підприємств,
• побутовими відходами населення,
• стоками тваринницьких ферм,
• добривами,
• пестицидами,
• гербіцидами.

Хімічне забруднення  води відбувається за рахунок надходження  у  водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі) і органічного походження (нафтопродукти, й миючі засоби пестициди, тощо).

 

 

 

В 7 класі з хімії  по темі «Вода» ми вивчали питання «Масова частка розчиненої речовини». Перед нами постало питання: «Чи можна визначити масову частку розчинених речовин в нашій річці Громоклії та джерелах, які знаходяться на території нашого села?» Так можна.

Ми розробили і реалізували план нашого дослідження:

1. Підготовили хімічне обладнання: лабораторний штатив, терези, наважки, 2 пробірки, 2 хімічні склянки, пінцет, пробіркотримач, сухий спирт.
2. Зважили за допомогою терезів пусті пробірки з пробками: m = 21,53 г.
3. Взяли проби води у ріці  та  джерелі.
4. Зважили за допомогою терезів пробірки з пробами води, взятої у річці та джерелі: m_1р = 38,37 г, m_1д = 37,67 г.
5. Як різницю між масою повної і пустою пробірок за допомогою формул знайшли маси проб річкової та джерельної води:

m_2р = m_1р—m= 38,37 г – 21,53 г = 16,84 г, m_2д = m_1д—m= 37,67 г – 21,53 г = 16,14 г

6. Потім випарували воду з двох пробірок. На стінках пробірок залишився білий наліт  -- сіль.
7. Знову зважили пробірки: m_3р = 21,8 г, m_3д = 21,54 г.
8. Аналогічно до п.5 за допомогою формул знайшли масу солі в цих пробірках:

m_4р = m_3р—m= 21,8 г – 21,53 г = 0,27 г, m_4д = m_3д—m= 21,71 г – 21,53 г = 0,18 г

9.  За формулою для обчислення масової частки  розчиненої речовини в розчині знаходимо вміст солі річкової та джерельної води:

w_1р= m_4р/m_2р*100%=0,27г/16,84г*100% =1,6%;

w_1д= m_4д/m_2д*100%=0,18г/16,14г*100% =1,1%;

Таким чином, ми дослідили розчинність речовин у наших водоймах: у річці Громоклія вона становить 1,6%, а  у джерелі – 1,1%. Розчинених речовин у річці Громоклеї більше, ніж у джерелі.

Наша Громоклія має голувато-зеленкуватий колір, тобто відноситься до І класу—чиста.

Після наших досліджень ми зробили для себе висновок, що водні ресурси нашого рідного краю потрібно оберігати: не потрібно нашу воду забруднювати різними токсичними відходами.

Друзі, бережіть природу рідного краю!!!

 

 

 

 

1. Географічна енциклопедія України : у 3 т. / редколегія: О. М. Маринич (відпов. ред.) та ін. — К. : «Українська радянська енциклопедія» ім. М. П. Бажана, 1989.
2. «Каталог річок України» — Видавництво АН УРСР, Київ, 1957.
3. Ресурсы поверхностных вод СССР. Описание рек и озёр и расчёты основных характеристик их режима. — Т. 6. Украина и Молдавия. Вып. 1. Западная Украина и Молдавия (без бассейна р. Днестра). — Л., Гидрометеоиздат, 1978. — 190–193 с. (рос.)