Работа посвящена изучению свойств минеральной воды производимой в Белгродской области, изучению приоритетов потребления воды жителями города Губкина.
Вложение | Размер |
---|---|
issledovatelskaya_rabota_znakomaya_neznakomka_.docx | 871.8 КБ |
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 1
с углубленным изучением отдельных предметов»
города Губкина, Белгородской области
номинация: «Водная экология и гидробиология»
Знакомая незнакомка
(исследование минеральной воды, производимой в Белгородской области)
Автор: Силютина Ольга Ярославовна,
9А класс, МАОУ «СОШ №1 с УИОП»
Руководитель: Петрова Ирина Петровна,
учитель химии МАОУ «СОШ №1 с УИОП»
г. Губкин, 2012
Содержание
1. | Введение | 2-4 |
2. | Глава 1 Что такое минеральная вода, и каково её отличие от той воды, которой мы пользуемся ежедневно. Происхождение минеральных вод Классификация минеральных вод Классификация по потребительским свойствам. О чем ещё расскажет этикетка? | 5-11 |
3. | Глава 2 Методы исследования | 12-13 |
4. | Глав 3 Результаты исследований Что пьют россияне и жители города Губкина Результаты изучения химического состава и свойств минеральной воды, производимой в Белгородской области. Химический состав минеральной воды. Исследования качественного химического анализа минеральной воды Выводы | 13-21 |
5. | Заключение | 24 |
6. | Список использованной литературы | 25 |
7. | Приложение | 26 |
Введение
«Воды таковы, каковы земли, через которые они проходят».
Аристотель
Прошло лето, спала жара, и произошло снижение потребления минеральной воды. Лет 5-10 назад минеральная вода не была предметом повышенного спроса. Сегодня её потребление это острая необходимость. Глядя на прилавки с минеральной водой, глаза разбегаются от ее разнообразия. Но можно ли пить минеральную воду просто для утоления жажды? Не нанесет ли это вред человеку здоровому? И как вообще разобраться в том, какая бывает минеральная вода? Количество брендов на рынке увеличивается с каждым днем.
Нам стало интересно изучить вопрос о минеральной воде, такой знакомой каждому из нас и такой незнакомой по составу и содержанию. Кажется, что хорошо знакомый продукт может таить много загадок.
«Поддельная или настоящая? — иногда думаем мы, глядя на бутылку хорошо известных производителей «Архыз» или «Ессентуки».
Вал подделок захлестнул торговлю в 90-х годах. Вода из крана да несколько добавок; сода, соль, йод — и якобы знаменитая минералка готова. Стоит — недорого. Для мошенников сотни процентов прибыли, а для покупателей — выброшенные деньги, сомнительное качество воды плюс грязное кустарное производство. Все это взамен здоровья. Ведь настоящая минеральная вода это напиток здоровья.
Нас заинтересовало, что такое, минеральная вода и каковы ее отличия от той воды, которой мы пользуемся ежедневно для хозяйственных и потребительских нужд? Каковы её состав и свойства. Вся ли минеральная вода одинакова и в чем причина её полезных свойств. Сегодня практически в каждом регионе можно найти свою минеральную воду, с огромным набором полезных свойств. Нас заинтересовали минеральные воды, производимые в нашем регионе. Как часто пьют минеральную воду жители нашего города, и какую предпочитают?
С древних времен считалось, что самой полезной является та вода, где родился человек.
Цель работы: Изучить состав и свойства минеральной воды, производимой в Белгородской области. Для исследования мы взяли три образца газированной воды марок «Майская хрустальная», «Родник Белогорья, «Крещенский родник».
Задачи работы:
1. Изучить печатные и электронные источники по данной теме.
2. Исследовать химический состав и свойства указанных минеральных вод.
3. Сделать выводы о качестве и целесообразности употребления минеральных вод.
Актуальность нашей работы заключается в необходимости изучения минеральной воды и распространении информации о настоящей и поддельной минеральной воде, которая может наносить вред организму человека.
Наш выбор газированной минеральной воды для исследования неслучаен. Мы провели выборочный опрос-анкетирование среди обучающихся нашей школы их родителей (120 респондентов). По результатам которого, большинство отдает предпочтение употреблению именно газированной воды, хотя понимают, что более полезными свойствами обладает негазированная вода.
Предметом исследования стали три марки минеральной воды производимой в нашей области «Майская хрустальная», «Родник Белогорья, «Крещенский родник».
Методы исследования: изучение и анализ литературы, качественный и количественный эксперимент, социологическое исследование.
Работа над темой продолжалась с апреля по октябрь 2012 года. За этот период времени был изучен теоретический материал, собраны и обработаны данные опроса-анкетирования, произведены практические опыты по определению состава и качества воды.
Кажется, что может быть проще обычной бутылки минеральной воды? Но при более тщательном изучении открывается целый пласт нужной нам, и полезной информации.
Глава 1
Что такое минеральная вода, и каково её отличие от той воды, которой мы пользуемся ежедневно.
Минеральные воды — это прежде всего подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов и (или) обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие. Именно поэтому минеральную воду используют в зависимости от ее химического состава и физических свойств — в качестве наружного или внутреннего лечебного средства. [6]
Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами. В этих водах одни вещества содержатся в виде недиссоциированых молекул, другие в виде ионов, в них могут присутствовать и коллоидные частицы. Питьевые минеральные воды поступают из природных источников, в растворе которых содержаться различные полезные газы и соли. Они бьют из земли, часто имеют высокую температуру.
Уникальность структуры и свойств минеральных вод связана с особыми условиями формирования их в недрах земли. Циркулируя в горных породах в течение длительного времени, подземные воды проходят различную естественную обработку: химическую, газовую, электрическую. Поднимаясь наверх, вода подвергается гравитационному, биологическому, энергетическому воздействию. Все это фиксируется в "памяти" подземной воды, т. е. отражается на ее составе, свойствах, качестве и структуре, создает ее неповторимые вкусовые и оздоравливающие свойства.
Минеральная вода - это вода, из соответствующим образом зарегистрированного подземного источника (скважины), с сохранённым первоначальным составом минеральных веществ. Изучением минеральных вод и их полезных свойств занимается наука бальнеология. [5]
Суточная потребность в некоторых минеральных веществах
Категория населения | Кальций, мг | Фосфор, мг | Магний, мг |
Дети и подростки | |||
До года | 1000 | 1500 | --- |
1-3 года | 1000 | 1500 | 140 |
4-6 лет | 1000 | 1500 | 220 |
7-10 лет | 1200 | 2000 | 360 |
11-13 лет | 1500 | 2500 | 400 |
14-17 лет | 1400 | 2000 | 530 |
взрослые | 800 | 1600 | 500 |
Беременные | 1500 | 3000 | 925 |
Кормящие матери | 1900 | 3800 | 1250 |
Происхождение минеральных вод
Состав любой минеральной воды непосредственно отражает различные геологические процессы, которые происходили в том районе, где есть источник. Поэтому можно сказать, что эта вода зафиксировала в своем составе историю преобразования Земли. Так, например, в формировании минеральной воды участвуют процессы фильтрации поверхностных вод, захоронения морских вод во время накопления осадков, вулканические процессы. Состав минеральной воды обусловлен историей геологического развития, характером тектонических 1 структур, геотермических условий и другими особенностями территории. В наше время в поверхностные пласты Земли постоянно попадает дождевая и талая вода, растворяя минеральные компоненты пород и органические соединения обитавших на Земле организмов. На поверхность Земли минеральные воды выходят в виде естественных природных источников, а также выводятся из недр при помощи буровых скважин, глубина которых может достигать нескольких километров. Поэтому на этикетке бутыли с минеральной водой обязательно должна содержаться информация о том, из какого источника берется данная вода: номер и глубина скважины, район, где она находится.
Первые упоминания о лечебном применении минеральных вод донесли до нас литературные памятники Месопотамии, датированные III тысячелетием до нашей эры. Писали о них и великие врачи древнего мира - Гиппократ, Гален и Плиний. В эти же годы, часть из них стали употреблять не только для омовения, но и питья. В 20- годы прошлого века знаменитый химик И. Берцелиус, а затем и наш соотечественник А.П. Нелюбим провели первые химические анализы минеральных вод и дали первые научные обоснования их состава и пользы внутреннего применения. [6]
В качестве основных критериев оценки полезности минеральных вод приняты особенности их химического состава и физические свойства, которые одновременно служат важнейшими показателями для их классификации.
Классификация минеральных вод
Классификация минеральных вод с точки зрения бальнеологии:
Классификация минеральных вод в зависимости от газового состава и наличия специфических элементов:
Классификация по ионному составу:
Бикарбонатная вода . Содержит: более 600 миллиграммов бикарбонатов на литр.
Сульфатная вода Содержит: более 200 миллиграммов сульфатов на литр.
Хлоридная вода . Содержит: более 200 миллиграммов хлоридов на литр.
Магниевая вода. Содержит: более 50 миллиграммов магния на литр.
Фторная вода. Содержит: более 1 миллиграмма фтора на литр.
Железистая вода. Содержит: более 1 миллиграмма железа на литр.
Кислая вода . Содержит: более 250 миллиграммов ангидридов углекислоты на литр.
Натриевая вода. Содержит: более 200 миллиграммов натрия на литр.
Кальциевая вода. Содержит: более 150 миллиграммов кальция на литр.
Жидкая и жесткая. Одна из главных характеристик минеральной воды - ее жесткость, то есть степень суммарного содержания кальция и магния.
Показатель pH указывает на степень кислотности воды и обозначается баллами по шкале от 0 до 14. Идеальный уровень рН для минеральной воды - 7. Воды с показателем pH меньше 7 являются кислыми, а больше 7 - щелочными.
Классификация по потребительским свойствам.
Питьевая очищенная вода. Эта вода пригодна для повседневного применения, причем не только для питья, но и приготовления пищи. Она безопасна и безвредна, хотя и не обладает какими-либо лечебными свойствами. В качестве такой воды используются хорошо очищенные природные воды с относительно невысоким солесодержанием. Часто при производстве такой воды ее чистят практически "под ноль" (как правило, на мембранных обратноосмотических установках), а затем минерализуют до физиологически оптимальных значений. Сравнительно невысокая минерализация таких вод объясняется ориентацией на американские стандарты качества питьевой воды, согласно которым 0.5 г/л - это ПДК.
Столовая вода. Это минеральная (натуральная) вода, пригодная для ежедневного применения. Солесодержание до 1 г/л соответствует рекомендациям Всемирной организации Здравоохранения по качеству питьевой воды. Необходимо внимательнее изучить химический состав такой воды, так как для людей, страдающих определенными заболеваниями, содержание отдельных ионов может оказаться избыточным. Так, например, высокое содержание кальция не рекомендуется людям, склонным к повышенной свертываемости крови и образованию тромбов в кровеносных сосудах. Высокое содержание натрия не рекомендуется людям, страдающим гипертонией, заболеваниями почек и сердца. Сульфаты обладают выраженным слабительным действием, хлориды влияют на работу пищеварительного тракта и т.д.
Лечебно-столовая вода. Этот тип вод наиболее распространен в России и к нему относятся большинство широко известных еще с советских времен марок минеральной воды. Воды эти, как правило, не пригодны для приготовления пищи, однако широко используются для питья. Они обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врача. Неограниченное потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний. Не стоит ориентироваться на рекомендации по употреблению, приведенные на этикетке.
Лечебная вода. Название говорит само за себя. Вода применяется исключительно в лечебных целях. Самостоятельно принимать решение об употреблении такой воды неразумно. [3]
О чем ещё расскажет этикетка?
1. Срок годности
Вода, как и еда, может испортиться. Поэтому обратите внимание на дату розлива: вода в стеклянных бутылках хранится до 2 лет, а в пластиковых -18 месяцев.
2. Химический и химико-физический анализ – контроль качества.
На этикетке должна быть указана дата и название лаборатории, в которой был проведен анализ. Данные должны обновляться каждые 5 лет, так что если на вашей бутылке значится "2007 ", пить воду из нее не стоит.
3. Категория
В зависимости от количества и состава минеральных солей вода бывает: олигоминеральная, минеральная или слабоминеральная, сульфатная, хлоридная, кальциевая, магниевая, натриевая, фторная, содержащая бикарбонаты, железистая, натриевая, кислая, микробиологически чистая. У каждой -свои особенности действие на организм.
4. Осадок
"Осадок при 180 градусах "- это одна из самых главных надписей на этикетке, которую надо проверять, когда выбираешь минеральную воду. Без ограничений пить можно только столовые воды - те, в которых содержится не более 500 мг солей на литр. Воды с минерализацией от 500 до 1500 мг/л пить можно, только чередуя со столовой, иначе в организме начнется накопление солей, в особенности натрия. Что до воды, в литре которой содержится более 1500 мг солей, то ее надо употреблять только по назначению врача. Это уже не питье, а лекарство.
Искусственная минеральная вода
Искусственные минеральные воды изготовляют из химически чистых солей строго по аналогии с составом естественных. Однако полного тождества состава искусственных и естественных минеральных вод не достигнуто. Из искусственных широкое распространение получили лишь углекислые, сероводородные и азотные, которые применяют главным образом для ванн. Приложение 1
Глава 2
Методы исследования
В основе методики исследования качественного состава и свойств минеральной воды лежат качественные реакции неорганических соединений.
Качественный анализ – раздел аналитической химии, посвященный установлению качественного состава вещества, то есть обнаружению элементов и образуемых ими ионов, входящих в состав и простых, и сложных веществ. Делают это с помощью химических реакций, характерных для данного катиона или аниона, позволяющих обнаружить их как в индивидуальных веществах, так и в смесях.
Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным внешним эффектом. Это может быть
• выделение газа
• изменение окраски раствора
• выпадение осадка
• растворение осадка
• образование кристаллов характерной формы.
Существует несколько схeм деления катионов на аналитические группы с помощью групповых реагентов. Одна из них основана на использовании различий в растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов. Действуя на смесь катионов в строго определенном порядке растворами HCl, H2SO4, NH3 и NaOH (групповые реагенты), можно разделить содержащиеся в смеси катионы на 6 аналитических групп. Эту схему называют кислотно-щелочной по именам используемых в ней групповых реагентов. [1]
Есть другая схема – сероводородная, в которой групповыми реагентами служат HCl, H2S и (NH4)2CO3. Разделение катионов на 5 аналитических групп основано на различии свойств образуемых ими хлоридов, сульфидов и карбонатов:
I группа: K+ , Na +, NH4 +, Mg2+ – группового реагента нет, поэтому эти катионы остаются в растворе после отделения других групп.
II группа: Ba 2+, Ca2+ , и Sr2+ – групповой реагент (NH4)2CO3 – осаждает карбонаты этих катионов.
III группа: Al3+ , Cr3+ , Fe3+ , Fe2+ , Ni2+ , Co 2+, Mn2+ , Zn 2+ – групповой реагент (NH4)2S – осаждает гидроксиды Al3+ и Cr 3+ и сульфиды остальных катионов.
IV группа: Cu 2+, Cd2+ и Hg2+ , Bi3+ (I подгруппа ) As3+ , Sn 2+, Sn 4+, Sb3+ , AsO4 - , SbO42- (II подгруппа) – групповой реагент H2S осаждает сульфиды этих катионов.
V группа: Ag+ , Pb2+ и Hg2+ – групповой реагент HCl осаждает хлориды этих катионов.
Глав 3.
Результаты исследований
Сбор материала для исследовательской работы мы проводили в течение апреля- октября 2012 года.
Что пьют россияне и жители города Губкина
Анализ выбора минеральной воды жителями города (120 респондента в возрасте от 12 до 56 лет), их предпочтений, знания о составе и свойствах минеральной воды позволили сделать следующие выводы:
В ходе исследования, были изучены и проанализированы:
Результаты занесены в таблицу 1.
Химический состав минеральной воды.
Таблица 1
№ | Назва ние | Состав | Минерализация | Производитель | Категория |
1 | Майская хрустальная | Гидрокарбонаты HCO3- 450-600, хлориды Cl –менее50, сульфаты SO4 менее 50, Натрий+калий Na+К- 150-300, Кальций Ca-менее 25, Магний –Mg- менее 25 | 0,6-0,9 г/дм3 | ООО «Белые горы» п. Майский, Белгородской области | Газированная, питьевая природная, столовая, , гидрокарбонатная натриевая |
2 | Родник Белогорья | Гидрокарбонаты HCO3- 30-350, хлориды Cl – не более 100, сульфаты SO4 - не более-100, Натрий Na –не более 20, Калий -2-20, Кальций Ca-менее 25-80, Магний –Mg- менее 5-50, фторид ионы-0,6-1,2 | 200-500 г/дм3 | ООО «Белогорье» и «К», г. Корча, Белгородская область | Газированная, Питьевая, артезианская |
3 | Крещенский родник | Кальций - более100мг/л, Магний- более 70 мг/л, Натрий+калий 150-300мг/л, Гидрокарбонаты 200-400 мг/л, хлориды 170-300 мг/л сульфаты - не более 70 мг/л. | 0,5-1,2 г/дм3 | ОАО «Валуйский ликеро-водочный завод», город Валуйки, Белгородская область | Газированная, минеральная, прородная, питьевая, столовая, хлогидно-гидрокорбонатно-хлоридная, кальциево-натриевая |
Исследования качественного химического анализа минеральной воды
Результаты качественного анализа минеральной воды.
Идентификация катионов и анионов
Приложение 2
При анализе обнаружилось большое сходство результатов по всем трем образцам минеральной воды. В таблице 2 приведены результаты только по одному образцу воды.
Таблица 2
Название пробы воды | Реагент | Наблюдения | Выводы |
«Майская хрустальная» Проба №1 | Хлорид бария BaCl2 | Выпадает белый осадок | Проба содержит анионы первой группы: SO42-, CO32- |
Проба №2 | Раствор НNO3 (разбавленный) | Осадок не исчез – это сульфат бария | Проба содержит анионы SO42- |
Проба №3 | 15% раствор HCl, пробирка с проволочной петлей и каплей известковой воды Ca(OH)2 | Капля мутнеет – выделяется углекислый газ | Проба содержит анионы CO32- |
Проба №4 | Нитрат серебра AgNO3 | Выпадает белый осадок | Есть анионы либо второй, либо первой группы |
Проба №5 | Раствор НNO3 (разбавленный) | Осадок не исчез Осадок белого цвета | Есть анионы второй группы ( Cl-, Br-, I-). Нет ионов серы |
Проба №6 | 2-3 капли раствора гексацианоферрата калия K4[Fe(CN)6] | Желтый цвет | Есть незначительное количество ионов Fe3+ |
Проба №7 | Раствор H2SO4 (разбавленный). | Не изменился | Нет ионов Ca2+ |
Проба №8 | Медная проволока, внести в пламя горелки | Пламя окрашивается в интенсивный желтый цвет. Через индиговую призму наблюдается розово-фиолетовая окраска пламени. | Присутствуют ионы Na+,K+ |
Качество и соответствие стандарту минеральной воды, употребляемой жителями города Губкина
Вся вода исследуемых образцов соответствует ТУ. Проверка качества и сертификация произведена на добровольной основе. На всех образцах указана дата изготовления и указан номер скважины, что говорит о достаточно ответственном отношении производителя к качеству своей продукции.
Концентрация основных ионов в соответствии с требованиями СанПиН
Выводы
Анализ использованных источников, изучение состава и свойств минеральной воды, обнаружение ионов, содержащихся в минеральной воде позволяют сделать следующие выводы:
1. В исследуемой минеральной воде методом качественного анализа были идентифицированы ионы:
2. Минеральная вода, потребляемая жителями нашего города отвечает требованиям к качеству минеральных вод, так как:
3. На прилавках наших магазинов ассортимент минеральных вод невысокий и представлен примерно десятью наименованиями, преобладает вода из ближайших минеральных источников, что направлено на рациональное удовлетворение потребностей потребителей.
4. Минеральные воды оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворенных в них веществ, а наличие специфических биологически активных компонентов (CO2, H2S, As и др.) и особых свойств определяют методы их лечебного использования. Большинство минеральных вод имеет смешанный состав, что повышает лечебный эффект при их правильном применении
5. Наибольшее предпочтение население отдает лечебно- столовым минеральным водам. Они обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врача. Неограниченное потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний.
5. Покупая минеральную воду необходимо изучить:
- наименование продукции (минеральная, минерализованная и т.п.)
- тип (газированная, негазированная)
- название воды ("Боржоми"),
- сведения о минерализации воды в процентах, о ее назначении, (минерализация указывается в г/л)
- наименование группы (гидрокарбонатная натриевая, хлорно-сульфатная натриевая и т.д.)
- номер или название источника
- наименование производителя, места происхождения
- назначение воды (столовая, лечебная, столовая, лечебно-столовая)
- номер технических условий (ТУ), обозначение нормативного или технического документа, в соответствии с которым изготовлен и может быть идентифицирован продукт, указан номер скважины или наименование источника
- условия и сроки хранения.
- химический состав воды, показания по лечебному применению
6. Недопустимо использование любых методов очистки или введение других веществ, которые могут изменить уникальные первоначальные природные структуру и свойства воды, поэтому минеральная вода должна разливаться непосредственно в бутылки на расстоянии не более 50 метров от источника.
7. В ходе анкетирования с учащимися и взрослыми были проведены разъяснительные беседы, направленные на расширение представления и знания о минеральной воде, её составе, свойствах и применении.
Заключение
Проблема нехватки минерального сырья, качества питьевой воды – это только «первые ласточки» глобального истощения нашей планеты. Вопросы сохранения и рационального использования природных ресурсов дела сегодняшнего дня. Минеральная вода – источник жизни и сохранения здоровья человека. Её свойства и качества во многом определяет не только состав пород через который она проходит, но и вся экологическая ситуация в конкретном регионе. На качество воды оказывает влияние общий уровень загрязнения.
Добывая минеральную воду из артезианских скважин или используя наземные источники вода человечеству необходимо заботиться о сохранении чистоты Земли.
Самое простое и доступное для нас удовольствие в жаркий полдень утолить жажду стаканом прозрачной и холодной воды. Но кто из нас задумывается над тем, что содержит эта удивительная жидкость – вода? Самое уникальное, удивительное вещество на свете - вода. Она может спасти и может стать смертоносной. Какая она будет – зависит от нас. Изучение минеральной воды увлекательное занятие! Она действительно знакомая незнакомка!
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение 1
Анкета
«Потребление минеральной воды обучающимися и их родителями»
Уважаемые анкетируемые!
Предлагаем Вам принять участие в исследовании особенности потребления минеральной воды и ответить на ряд вопросов:
1.Выбирая напитки в магазине как часто вы покупаете минеральную воду (подчеркните нужное);
2.Утоляя жажду, вы пьете минеральную воду:
3.Укажите причины покупки минералки:
4.Выбирая минеральную воду, вы отдаете предпочтения минералке (подчеркните)
Майская хрустальная | Крещенский родник | Родник Белогорья |
Ессентуки | Архыз | Липецкая |
Эдельвейс | Нарзан | Боржоми |
5.Каковы причины вашего выбора_______________________________
6.Если вам эта вода нравится, то интересуетесь ли вы записью состава на этикетке: ДА, НЕТ, Иногда.
7.Если вы интересуетесь данными на этикетке, отметьте цифрами, на что вы обращаете внимание: срок годности__, состав__, уровень минерализации__, производитель___, место добычи____, контроль качества____, цена____
8.Выбирая минералку, вы отдаете предпочтение:
9. Знаете ли вы, чем эти воды отличаются по составу, свойствам и действию на организм.
ДА, НЕТ.
Выборочные результаты опрса-анкетирования
Какую информацию в первую очередь ищет россиянин на этикетке с водой.
Приложение 2
Определение качественного состава минеральной воды
Силютина Ольга перед началом работы по анализу во
Определение РН образцов воды
Титрование
Финист - Ясный сокол
Хитрость Дидоны
Ель
Мальчик и колокольчики ландышей
Для чего нужна астрономия?