Влияют ли промышленные объекты на ухудшение качества воды?

Слайд 1

Влияют ли промышленные объекты на ухудшение качества воды? Проект учащейся 9-го класса: Ловягиной Анастасии Научный руководитель: учитель химии МБОУ ООШ г. Кирсанова Е. А. Гвоздева

Слайд 2

Цель исследования: Выявить какие химические и биологические загрязнители присутствуют в воде. Задачи исследования: Выявить промышленные объекты и объекты народного хозяйства, находящиеся в непосредственной близости от водоёма; Определить с помощью качественных реакций какие ионы присутствуют в воде; Познакомиться с данными СЭС; Проанализировать результаты .

Слайд 3

Гипотеза исследования: Если вблизи водоема располагаются промышленные объекты или объекты народного хозяйства в воде обязательно должны находиться химические соединения, загрязняющие её.

Слайд 4

Ход исследования: Познакомились с территорией и выявили наличие объектов народного хозяйства и промышленных объектов; Провели качественные реакции на катионы и анионы; Определили жесткость воды; Познакомились с данными СЭС; Проанализировали полученные результаты.

Слайд 5

Результаты исследований: Начинали мы свой проект с изучения близлежащей территории. Нами было выявлено, что в непосредственной близости от водоема располагается завод «Текмаш», автомойка, Автосервис, частные гаражи, городская баня. В истоке реки располагается городская свалка, зернохранилище, склад черных и цветных металлов. Рядом располагается железная дорога. Нами обнаружено несколько сточных труб, содержимое которых вытекает непосредственно в реку. Это позволило нам предположить, что в реке могут находиться посторонние ионы.

Слайд 6

Результаты исследований: Нам известно, что абсолютно чистой воды не бывает. Она всегда содержит примеси, как в растворённом, так и во взвешенном состоянии. От концентрации и природы этих примесей зависит пригодность воды для бытовых и промышленных нужд. Вода, в которой растворены соли кальция и магния, обладает особым свойством – жёсткостью. Поэтому первое, что мы решили выяснить, является ли вода из реки мягкой или жесткой. В пробирке прокипятили воду из реки. На стенках заметили следы накипи, что позволило предположить наличие гидрокарбонатов, т.е. установить карбонатную жёсткость (временную). Мы решили рассчитать, чему равна карбонатная жёсткость исследуемой воды. Для этого в коническую колбу поместили 100 мл воды, прибавили 3 капли метилового-оранжевого и затем стали титровать 0,1 М раствором хлороводородной кислоты до перехода жёлтой окраски в устойчивую оранжевую. Затем рассчитали карбонатную жёсткость по формуле: ммоль (экв/л), где C HCl – концентрация титрованного раствора HCl ; V H 2 O – объем раствора взятой для анализа воды (в литрах); V HCl – объем HCl , затраченной на титрование (в мл).

Слайд 7

Результаты исследований: Результаты получились следующие: ммоль (экв/л) Значение Ж к , ммоль (экв/л) Вид жесткости ≤ 1,5 очень мягкая 1,5-3,0 мягкая 3,0-3,4 средне жесткая 4,5-6,5 довольно жесткая 6,5-11 жесткая > 11 очень жесткая Сравним данные с таблицей: Делаем вывод, что речная вода относится к категории средне-жесткой .

Слайд 8

Результаты исследований: Для исследования кислотности, т.е. pH , мы воспользовались универсальным индикатором, который изменяет окраску в широком интервале pH. Окунув в речную воду индикатор, мы заметили изменение цвета на светло-жёлтый. Сравним данные с таблицей: pH Окраска индикаторной бумаги Значение рН получилось равным 5, значит, вода в реке имеет слабо-кислую среду . 1 Красная 2 Розово-красная 3 Интенсивно-оранжевая 4 Светло-оранжевая 5 Светло-желтая 6 Темно-желтая 7 Салатовая 8 Зеленая 9 Темно-зеленая 10 Сине-зеленая 11 Голубая 12 Синяя 13 Темно-синяя 14 Фиолетовая

Слайд 9

Результаты исследований: После этих исследований мы попытались, проводя основные качественные реакции, выявить наличие тех или иных ионов. Вначале к отдельной порции раствора добавили Na 2 CO 3 до рН 7-8 и прилили раствор NH 3. Выпадение осадка свидетельствует о том, что в пробе могут присутствовать Al 3+ , Cr 3+ и катионы 4 аналитической группы ( Fe 3+, Fe 2+, Mn 2+, Mg 2+ ). Попытались установить, какие из этих ионов могут находиться в пробе. Для этого к пробе прилили избыток NH 3, заметили образование небольшого осадка Fe ( OH ) 2 , а сам раствор стал бесцветным, что свидетельствует о наличии Fe 3+ и отсутствии Cu 2+ и Ni 2+. Так как осадок был слегка зеленоватый, а не только бурый, кроме Fe 3+ могут присутствовать Fe 2+ . При добавлении к пробе растворов HCl и H 2 SO 4 осадок не выпадает. Следовательно, катионы 1 и 2 аналитических групп отсутствуют. Проба на окрашивание пламени показывает, что в анализируемой воде имеются следы Na + . Прибавление AgNO 3 не вызывает образование осадка. Значит, анионы 2 аналитической группы отсутствуют. Убедившись в их отсутствии (они могут помешать обнаружению Mn 2+ ), проводим реакцию с PbO 2 в среде HNO 3 . Малинового окрашивания не появляется, значит, ионов Mn 2+ в пробе нет.

Слайд 10

Результаты исследований: Отдельную порцию речной воды нагреваем с щёлочью в присутствии H 2 O 2 . К осадку приливаем раствор аммиачного буфера (0,1М NH 4 OH +0,1 M NH 4 Cl (1: 1)). Отбираем часть жидкости и выполняем реакцию с Na 2 HPO 4 . Образуется хлопьевидный осадок, значит, присутствуют ионы Mg 2+ . При добавлении к слабощелочному раствору анализируемой пробы раствора BaCl 2 выпадает белый кристаллический осадок, не расьворимый в избытке минеральной кислоты, что свидетельствует о наличие SO 4 2- . Реакция с медью и этанолом в присутствии концентрированной H 2 SO 4 не приводит к положительному результату. Следовательно, в пробе нет нитратов и ацетатов. ВЫВОД: в пробе имеются ионы Al 3+ , Cr 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Mg 2+ , SO 4 2- , Na + (следы).

Слайд 11

Результаты исследований: Мы решили дополнительно проанализировать наличие Fe 2+ и Fe 3+ и рассчитать их содержание. Для этого мы проделали специфические исследования. Вначале методом титрования определили содержание Fe 2+ .Для этого в колбу поместили 5 мл H 2 O , прилили 6 мл HCl и 1мл H 3 PO 4 , затем несколько капель лакмуса и начали титровать раствором H 2 Cr 2 O 7 до перехода серо-зелёной окраски в сине-фиолетовую. Концентрацию Fe 2+ рассчитали по формуле: где V – объем H 2 O , V 0 – объем H 2 Cr 2 O 7 , C 0 – нормальная концентрация титрованного раствора.

Слайд 12

Результаты исследований: Затем рассчитали содержание Fe 3+ в воде. Для этого в стакан с речной водой на 20 минут поместили полоску фильтровальной бумаги. Через 20 минут высушили её на воздухе, а затем нанесли на неё каплю 20% раствора роданида аммония. Цвет бумаги стал светло-розовым. Сравним результаты с таблицей: Значит, содержание Fe 3+ соответствует 0,5 мг/л . Эти данные свидетельствуют о том, что вода явно загрязнена. Наличие обнаруженных ионов отрицательно действуют на обитателей реки. Так как у водной растительности и фильтрующих организмов отсутствует избирательная способность, то токсичные ионы накапливаются в них и включаются в пищевые цепи. А это может привести к уничтожению или мутациям различных видов водной флоры и фауны. Интенсив- ность окраски Концентрация Fe 3+ , мг/л Буро-красная 100 Темно-розовая 10 Розовая 1 Светло-розовая 0,5 Отсутствует менее 0,5

Слайд 13

Результаты исследований: Полученные нами результаты и результаты СЭС мы сравнили с результатами прошлого года. Исследуемые показатели Результаты за 20 12 год Результаты за 20 13 год Кислотность (рН) 7 (среда нейтральная) 5 (среда слабо кислая) Установленная жесткость воды (карбонатная) - Жк 0,005 М моль экв/ л (очень мягкая) 3,2 М моль экв/ л (средне-жесткая) Выявленные аналитическим методом основные ионы 2+ 2- - 2+ 3+ Ca, SO 4 ,OH, Fe, Fe 2+ 3+ 2+ 3+ 3+ 2- Fe, Fe, Mg, Al, Cr, SO 4 , + Na- следы. Количественное содержание: 2+ Fe 3+ Fe 0 ,0186363 мг/ л <0,5 мг/ л 0,48 мг/ л 0,5 мг/ л Данные СЭС: Количество ОКБ Количество ТКБ ≈ 60 ≈ 60 Чуть выше нормы <50 <50 Норма

Слайд 14

Результаты исследований: Вывод: исчезновение ОН-ионов привело к переходу из нейтральной среды в слабо-кислую. Увеличение жесткости, скорее всего, связано с появлением ионов Mg 2+ . Резкое увеличение содержания ионов Fe 2+ , Fe 3+ и появление таких ионов, как Cr 3+ и Al 3+ скорее всего результат близкого расположения автомастерской и мойки машин, а также склад черных и цветных металлов расположенный в непосредственной близости от реки.

Слайд 15

Вывод: В результате проведенных исследований гипотеза подтвердилась. Объекты народного хозяйства и промышленные объекты расположенные в непосредственной близости от водоема, влияют на появление химических соединений, загрязняющих водоём.