МОУ гимназия 6 г.Гусева Калининградской области Исследовательская работа: Химическое исследование питьевой воды. Автор: Пузыревская С. Автор: Пузыревская С. ученица 11 класса ученица 11 класса Руководитель: Яруллина Е.М. Руководитель: Яруллина Е.М. учитель химии учитель химии 2008 г.

«Пользу воды мы понимаем, когда колодец пересыхает», - так сказал около двух с половиной столетий назад великий ученый- естествоиспытатель и политик, один из отцов-основателей США Бенджамин Франклин. Он произнес эти слова в те времена, когда люди нашей Земли имели в достатке чистую питьевую воду.

Цель работы: Цель работы: химическое исследование питьевой воды. химическое исследование питьевой воды. Задачи: Задачи: - посещение лаборатории МУП «ВКХ»; - посещение лаборатории МУП «ВКХ»; - знакомство с различными методами анализа питьевой воды, фотоэлектрическим колориметром КФК -2; - знакомство с различными методами анализа питьевой воды, фотоэлектрическим колориметром КФК -2; - определение массовой концентрации ионов аммония, катионов железа, анионов хлора в питьевой воде. - определение массовой концентрации ионов аммония, катионов железа, анионов хлора в питьевой воде.

Основные компоненты минерального состава воды. Основные компоненты минерального состава воды. Компонент минерального состава воды Предельно- допустимая концентрация (ПДК) Группа 1 Компонент минерального состава воды Предельно- допустимая концентрация (ПДК) Группа 1 1.Катионы: 1.Катионы: Кальций (Ca2+) 200 мг/л Кальций (Ca2+) 200 мг/л Натрий (Na+) 200 мг/л Натрий (Na+) 200 мг/л Магний (Mg 2+) 100 мг/л Магний (Mg 2+) 100 мг/л 2.Анионы: 2.Анионы: Гидрокарбонат (HCO3 -) 1000 мг/л Гидрокарбонат (HCO3 -) 1000 мг/л Сульфат (SO42-) 500 мг/л Сульфат (SO42-) 500 мг/л Хлорид (Cl -) 350 мг/л Хлорид (Cl -) 350 мг/л Карбонат (CO мг/л Карбонат (CO мг/л

Группа 2 Группа 2 1.Катионы: 1.Катионы: Аммоний (NH 4+) 2,5 мг/л Аммоний (NH 4+) 2,5 мг/л Тяжелые металлы (сумма) 0,001 ммоль/л Тяжелые металлы (сумма) 0,001 ммоль/л Железо общее (Fe2+ + Fe 3+ ) 0,3 мг/л Железо общее (Fe2+ + Fe 3+ ) 0,3 мг/л 2.Анионы: 2.Анионы: Нитрат (NO3- ) 45 мг/л Нитрат (NO3- ) 45 мг/л Ортофосфат (PO 43-) 3,5 мг/л Ортофосфат (PO 43-) 3,5 мг/л Нитрит (NO2-) 0,1 мг/л Концентрации растворенных в воде минеральных солей определяют, как правило, химическими методами: титриметрическим, колориметрическим и др. Нитрит (NO2-) 0,1 мг/л Концентрации растворенных в воде минеральных солей определяют, как правило, химическими методами: титриметрическим, колориметрическим и др.

Хлориды В питьевой воде города Гусева концентрация хлоридов составляет 20 – 120 мг/л, в зависимости от того, какие скважины работают. В питьевой воде города Гусева концентрация хлоридов составляет 20 – 120 мг/л, в зависимости от того, какие скважины работают. Метод аргентометрического титрования. Титрование можно выполнять в пределах рН 5,0-8,0. Метод аргентометрического титрования. Титрование можно выполнять в пределах рН 5,0-8,0. Массовую концентрацию хлорид-аниона (С) в мг/л вычисляют по уравнению: Массовую концентрацию хлорид-аниона (С) в мг/л вычисляют по уравнению: Vхл х H х 35,5 х 1000 Vхл х H х 35,5 х 1000 С = , С = , Vв Vв где: Vхл - объём раствора нитрата серебра, израсходованное на где: Vхл - объём раствора нитрата серебра, израсходованное на титрование, мл; титрование, мл; Н – концентрация титрованного раствора нитрата серебра с Н – концентрация титрованного раствора нитрата серебра с учетом поправочного коэффициента, г-экв/л; учетом поправочного коэффициента, г-экв/л; Vв - объем воды, взятой для анализа, мл; Vв - объем воды, взятой для анализа, мл; 35,5 – эквивалентная масса хлора; 35,5 – эквивалентная масса хлора; 1000 – коэффициент пересчета единиц измерения из г/л в мг/л – коэффициент пересчета единиц измерения из г/л в мг/л.

Катионы аммония Метод определения массовой концентрации катиона аммония основан на его реакции с реактивом Несслера образовывать соединения, окрашенные в щелочной среде в желтый цвет. Метод определения массовой концентрации катиона аммония основан на его реакции с реактивом Несслера образовывать соединения, окрашенные в щелочной среде в желтый цвет. 2K2HgJ4 + NH3 + 3KOH = Hg2OJNH2 + 7KJ + 2H2 O 2K2HgJ4 + NH3 + 3KOH = Hg2OJNH2 + 7KJ + 2H2 O желтый желтый Мешающее влияние железа устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли: KCOO(CHOH)COONa. Мешающее влияние железа устраняют добавлением к пробе сегнетовой соли: KCOO(CHOH)COONa. Концентрацию катионов аммония определяют колориметрическим методом с помощью фотоколориметра КФК. Концентрацию катионов аммония определяют колориметрическим методом с помощью фотоколориметра КФК. Оптическая плотность окрашенных растворов пропорциональна концентрации катионов аммония. Оптическая плотность окрашенных растворов пропорциональна концентрации катионов аммония.

Катионы железа Метод определения железа основан на способности катиона железа(11) в интервале рН 3-9 образовывать с орто- фенантролином комплексное оранжево-красное соединение. Метод определения железа основан на способности катиона железа(11) в интервале рН 3-9 образовывать с орто- фенантролином комплексное оранжево-красное соединение. При наличии в воде железа (111), оно восстанавливается до железа (11) солянокислым гидроксиламином в нейтральной или слабокислой среде по реакции: При наличии в воде железа (111), оно восстанавливается до железа (11) солянокислым гидроксиламином в нейтральной или слабокислой среде по реакции: Fe3+ + 2NH2OH х HCl = Fe2+ + N2 + 2H2O + 2HCl + 2H+ Fe3+ + 2NH2OH х HCl = Fe2+ + N2 + 2H2O + 2HCl + 2H+ Таким образом определяется суммарное содержание железа (11) и железа (111). Анализ проводится в ацетатном буферном растворе при рН 4,5-4,7. Таким образом определяется суммарное содержание железа (11) и железа (111). Анализ проводится в ацетатном буферном растворе при рН 4,5-4,7. Концентрацию железа в анализируемой воде определяют с помощью КФК(фотоэлектрический колориметр). Концентрацию железа в анализируемой воде определяют с помощью КФК(фотоэлектрический колориметр).

Фотоэлектрический колориметр

Практическая часть РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ АММОНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ. Для анализа берем две пробы питьевой воды из водопроводного крана: одна объемом 25 мл, а другая объемом 5 мл, разбавленная до 25 мл дистиллированной водой. Добавляем реактивы в соответствии с прописью методики. Получаем окрашенные в желтый цвет растворы, интенсивность окраски которых различна (первая проба более ярко окрашена, чем другая). С помощью фотоэлектрического колориметра (КФК) измеряем оптическую плотность окрашенных растворов (Д). Данные измерения заносим в таблицу. По формуле зависимости массовой концентрации ионов аммония (X мг/л) от оптической плотности (Д) Х= 11,081 Д находим значение массовой концентрации ионов аммония в исследуемых пробах питьевой воды и данные заносим в таблицу: п/пV, млД (оптическая плотность)Х (концентрация) мг/л 1.250,181, ,040,44

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖЕЛЕЗА ОБЩЕГО В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ. Для анализа взяты две пробы питьевой воды из крана: одна объемом 25 мл и другая объемом 5 мл, доведенная до объема 25 мл дистиллированной водой (разбавленная проба). После добавления реактивов в каждую пробу в соответствии с прописью методики, получили окрашенные растворы, с различной интенсивностью окраски. С помощью фотоэлектрического колориметра (КФК-2) измерили оптическую плотность (Д) окрашенных растворов. Получили данные, которые занесли в таблицу. По формуле расчета зависимости концентрации ионов (X) мг/л в растворе от оптической плотности раствора: X = 8,324 Д рассчитали концентрацию ионов железа общего в каждом растворе. Результаты расчета также занесли в таблицу: п/пV, млД(оптич. плотность)Х(концентрация) мг/л 1.250,604, ,120,99

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДОВ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ Взята проба питьевой воды из водопроводного крана объемом 25 мл. Добавили реактив в соответствии с прописью методики. Получили раствор желтого цвета. Оттитровали его раствором азотнокислого серебра до перехода окраски из желтой в оранжевую. На титрование 25 мл питьевой воды пошло 1,1 мл раствора нитрата серебра. Подставляем это значение в формулу для расчета массового содержания хлоридов. Получили содержание хлоридов в питьевой воде 78,1 мг/л.

Определение химического состава питьевой воды Показатель пдк Измер. значение рН6-97,2-7,8 Окисляемость перманганатная 5 мгО/л2,5-3,6 Жесткость общая7 м^юль/л5,5-6,7 Железо об идее0,3 мг/л0,1-0,3 Сухой остаток1000 м г/л Хлориды350 мг/л60-80 Аммоний2 мг/л1,3-1,7 Нитриты3 мг/л0,003 Нитраты45 мг/л0,4 Нефтепродукты0,1 мг/л0,005

Заключение. Во всех пробах питьевой воды из водопроводных кранов, взятых для анализа, массовая концентрация ионов аммония, катионов железа, анионов хлора.соответствует гигиеническим требованиям, утвержденным нормативными документами (СаН ПиН и ГОСТР).

Водоснабжение г.Гусева Водоснабжение г. Гусева осуществляется из подземных источников. Водозабор расположен на юго-востоке от города и состоит из трех участков с восемью скважинами. Глубина скважин от 50 до 90 метров. Эксплуатируются воды днепровско - московских водно-ледниковых отложений. Вода пресная, слабо щелочная, средней минерализации с высоким содержанием железа. Водоснабжение города Гусева.

Далее вода направляется на фильтры обезжелезивания, предварительно пройдя обработку активным хлором для обеззараживания. После фильтров концентрация железа в воде снижается с 4-5 мг/л до 0,1- 0,2 mi 7л.

Очищенная от железа вода собирается во второй накопительной емкости объемом 2000 куб.метров и насосами подается в разводящую сеть. Нерастворимый осадок окислов железа удаляется из фильтров обратной промывкой водой и сбрасывается в отстойники. Для поддержания давления в городской сети служит подкачивающая станция, расположенная по ул. Балтийской, имеющая 4 накопительные емкости по 100 куб. метров каждая. Протяженность распределительной сети городского водопровода составляет 86,4 км. Водопотребление составляет примерно 10 тысяч куб. метров в сутки.

Спасибо за внимание!