Исследовательская работа по химии «Содержание ионов натрия и калия в природных и питьевых водах»

 муниципальное образовательное учреждение  

средняя общеобразовательная школа № 29

Тракторозаводского района г. Волгограда

Городской конкурс

учебно-исследовательских

работ старшеклассников

«Я и Земля»

им. В.И. Вернадского

(секция химии)

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«Содержание ионов натрия и калия в природных и питьевых водах».

                                 Выполнил:

                                                                          ученик 10 класса МОУ СОШ №29

                                                 Важоров Константин.

                                    Руководитель:

                                                                 учитель химии МОУ СОШ №29

                                                         Травина Мария Евгеньевна.

Волгоград - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ_______________________________________________________3

ГЛАВА1. Обзор литературы_________________________________________5

1.1. Природные соединения и получение натрия и калия_________________5

1.2. Физические и химические свойства натрия и калия, их соединений_________________________________________________8

1.3. Применение натрия и калия_____________________________________12

1.4. Биологическая роль в живых организмах__________________________15

1.5. Суточная норма потребления калия и натрия для организма

 человека________________________________________________________17

ГЛАВА 2. Экспериментальная часть_________________________________19

2.1. Объект исследования__________________________________________19

2.2. Аппаратура и методика проведения анализа_______________________20

2.3. Результаты исследования образцов природных вод_________________21

2.4. Сравнительный анализ минеральных вод на содержание ионов натрия и калия___________________________________________________________22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ__________________________________________________23

ЛИТЕРАТУРА___________________________________________________24

ПРИЛОЖЕНИЕ_______________________________________________ ___25

Введение.

Щелочные металлы имеют огромное биологическое значение. Натрий и калий – это элементы, которые постоянно содержатся в организме животных и растений.

 Совместно калий и натрий  выполняют следующие функции:

• Создание условий для возникновения мембранного потенциала и мышечных сокращений;
• Поддержание осмотической концентрации крови;
• Поддержание кислотно-щелочного баланса;
• Нормализация водного баланса;
• Обеспечение мембранного транспорта;
• Активация многих энзимов.

Определение этих металлов важно как в природных и питьевых водах, так и в биологических жидкостях.
         Актуальным является определение содержания ионов натрия и калия в природных водах и сравнение его с требованиями предельно допустимых концентраций, а также содержание данных ионов в питьевых водах и сравнение с суточными потребностями организма человека.

Объект исследования: природные и питьевые воды  Волгоградской области.

Предмет исследования: содержание ионов натрия и калия в различных водах Волгоградской области.

Цель работы: 

• Определить содержание ионов  натрия и калия в природных и питьевых водах.

Для осуществления поставленных целей были сформулированы следующие задачи:

• Провести обзор литературы о свойствах щелочных металлов (натрия и калия);

• Освоить потенциометрический метод определения содержания ионов натрия и калия;
• Экспериментально определить содержание ионов натрия и калия в пробах различных источников природных вод;
• Провести сравнительный анализ содержания ионов натрия и калия в питьевых минеральных водах известных марок;
• Сравнить полученные результаты с требованиями ПДК.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Природные соединения и получение натрия и калия.

Натрий и калий относятся к числу довольно распространенных элементов. Содержание натрия в земной коре составляет 2,64%, калия – 2,6%.

В свободном виде калий и натрий в природе не встречаются. Эти щелочные металлы входят в состав различных соединений. Наиболее важным является соединение натрия с хлором NaCl, которое образует залежи каменной соли (Донбасс, Соликамск, Соль-Илецк и др.). Хлорид натрия содержится также в морской воде и соляных источниках. Обычно верхние слои залежей содержат калийные соли. Они имеются в морской воде, однако в значительно меньших количествах, чем соли натрия. Самые большие в мире запасы калийных солей находятся на Урале в районе Соликамска (минералы сильвинит NaCl * KCl * MgCl * 6H2O). Разведаны и эксплуатируются крупные залежи калийных солей в Белоруси (г. Солигорск).

Натрий впервые был получен английским химиком Хемфри Дэви в 1807 году электролизом твердого NaOH.

Кларк натрия в земной коре 25 кг/т. Содержание в морской воде в виде соединений — 10,5 г/л. Металлический натрий встречается как примесь, окрашивающая каменную соль в синий цвет. Данную окраску соль приобретает под действием радиации.

Первым способом получения натрия стала реакция восстановления карбоната натрия углем при нагревании тесной смеси этих веществ в железной ёмкости до 1000 °C:

Na2CO3 + 2C → 2 Na + 3 CO    

Затем появился другой способ получения натрия — электролиз расплава едкого натра или хлорида натрия. В настоящее время электролиз — основной способ получения натрия.

Натрий также можно получить циркониетермическим методом, а также термическим разложением азида натрия.

Калий (точнее, его соединения) использовался с давних времён. Так, производство поташа (который применялся как моющее средство) существовало уже в XI веке. Золу, образующуюся при сжигании соломы или древесины, обрабатывали водой, а полученный раствор (щёлок) после фильтрования выпаривали. Сухой остаток, помимо карбоната калия, содержал сульфат калия K2SO4, соду и хлорид калия KCl.

В 1807 году английский химик Дэви электролизом расплава едкого кали (KOH) выделил калий и назвал его «потассий». В 1809 году Л. В. Гильберт предложил название «калий». Это название вошло в немецкий язык, оттуда в большинство языков Северной и Восточной Европы и «победило» при выборе символа для этого элемента — K.

В свободном состоянии не встречается. Калий входит в состав сильвина KCl, сильвинита KCl·NaCl, карналлита KCl·MgCl2·6H2O, каинита KCl·MgSO4·6H2O, а также присутствует в золе некоторых растений в виде карбоната K2CO3 (поташ). Калий входит в состав всех клеток. Кларк калия в земной коре составляет  2,4 % (5-й по распространённости металл, 7-й по содержанию в коре элемент). Концентрация в морской воде 380 мг/л.

Калий, как и другие щелочные металлы, получают электролизом расплавленных хлоридов или щелочей. Так как хлориды имеют более высокую температуру плавления (600—650 °C), то чаще проводят электролиз расплавленных щелочей с добавкой к ним соды или поташа (до 12 %). При электролизе расплавленных хлоридов на катоде выделяется расплавленный калий, а на аноде — хлор:

K+ + e− → K
        2Cl− − 2e− → Cl2

При электролизе щелочей на катоде также выделяется расплавленный калий, а на аноде — кислород:

4OH− − 4e− → 2H2O + O2

Вода из расплава быстро испаряется. Чтобы калий не взаимодействовал с хлором или кислородом, катод изготовляют из меди и над ним помещают медный цилиндр. Образовавшийся калий в расплавленном виде собирается в цилиндре. Анод изготовляют также в виде цилиндра из никеля (при электролизе щелочей) либо из графита (при электролизе хлоридов).

1.2. Физические и химические свойства натрия и калия, их соединений.

Натрий — элемент с атомным номером 11 и атомным весом 22,98977. Является элементом главной подгруппы первой группы, третьего периода периодической системы химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева.

Натрий — серебристо-белый металл, в тонких слоях с фиолетовым оттенком, пластичен, даже мягок (легко режется ножом), свежий срез натрия блестит. Величины электропроводности и теплопроводности натрия достаточно высоки, плотность равна 0,96842 г/см³ (при 19,7 °C), температура плавления 97,86 °C, температура кипения 883,15 °C.

Щелочной металл, на воздухе легко окисляется. Для защиты от кислорода воздуха металлический натрий хранят под слоем керосина.

4Na + O2→ 2Na2O  

При горении на воздухе или в кислороде образуется пероксид натрия:

2Na + O2 → Na2O2 

С водой натрий реагирует очень бурно, реакция идёт с выделением водорода, который может самовоспламениться или взорваться, куски металла всплывают на поверхность и могут расплавиться:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Как и все щелочные металлы, натрий является сильным восстановителем и энергично взаимодействуют со многими неметаллами (за исключением азота, иода, углерода, благородных газов):

 2Na +Cl2→ 2NaCl  

2Na + H2 → 2NaH  

          С разбавленными кислотами взаимодействует как обычный металл:

2Na + 2HCL→ 2 NaCl +H2↑  

С концентрированными окисляющими кислотами выделяются продукты восстановления:

8Na + 10HNO3→ 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O

Растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор:

Na + 4NH3→ Na[NH3]4 

С газообразным аммиаком взаимодействует при нагревании:

2Na + 2 NH3 → 2NaNH2 +H2 

С ртутью образует амальгаму натрия, которая используется как более мягкий восстановитель вместо чистого металла. При сплавлении с калием даёт жидкий сплав.

Калий — серебристое вещество с характерным блеском на свежеобразованной поверхности. Очень лёгок и легкоплавок. Относительно хорошо растворяется в ртути, образуя амальгамы. Будучи внесённым в пламя горелки, калий (а также его соединения) окрашивает пламя в характерный розово-фиолетовый цвет.

Калий активно взаимодействует с водой. Выделяющийся водород воспламеняется, а ионы калия придают пламени фиолетовый цвет. Раствор фенолфталеина в воде становится малиновым, демонстрируя щелочную реакцию образующегося KOH.

Элементарный калий, как и другие щелочные металлы, проявляет типичные металлические свойства и очень химически активен, является сильным восстановителем. На воздухе свежий срез быстро тускнеет из-за образования плёнок соединений. При длительном контакте с атмосферой способен полностью разрушиться. С водой реагирует со взрывом. Хранить его необходимо под слоем бензина, керосина или силикона, дабы исключить контакт воздуха и воды с его поверхностью.

Калий при комнатной температуре реагирует с кислородом воздуха, галогенами; практически не реагирует с азотом. При умеренном нагревании реагирует с водородом с образованием гидрида (200—350 °C):

2K + H2 → 2KH

При сгорании калия на воздухе образуется надпероксид калия KO2 (с примесью K2O2):

K + O2→ KO2

Калий при комнатной температуре активно реагирует с водой, кислотами, растворяется в жидком аммиаке (−50 °C) с образованием тёмно-синего раствора.

2K + 2H2O→ 2KOH + H2 ↑

2K + 2 HCl → 2 KCl + H2↑

K+ 6NH3 → [K(NH3)]6

Калий глубоко восстанавливает разбавленные серную и азотную кислоты:

8K + 6H2SO4 → 4K2SO4 + SO2 ↑ + S↓ + 6H2O  

21K + 26HNO3 → 21KNO3 + NO↑ + N2O↑ + N2↑ + 13H2O

При сплавлении металлического калия со щелочами он восстанавливает водород гидроксогруппы:

2K + 2KOH → 2K2O + H2↑

При умеренном нагревании реагирует с газообразным аммиаком с образованием амида (65—105 °C):

2K + 2NH3 → 2KNH2 + H2 

Металлический калий реагирует со спиртами с образованием алкоголятов:

2K + 2C2H5OH → 2C2H5OK + H2↑

При взаимодействии калия с кислородом воздуха образуется не оксид, а пероксид и супероксид:

K + O2 → KO2 

Оксид калия может быть получен при нагревании металла до температуры не выше 180 °C в среде, содержащей очень малокислорода, или при нагревании смеси супероксида калия с металлическим калием:

KO2 + 3K → 2K2O

Оксиды калия обладают ярко выраженными основными свойствами, бурно реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Практического значения они не имеют. Пероксиды представляют собой желтовато-белые порошки, которые, хорошо растворяясь в воде, образуют щёлочи и пероксид водорода:

K2O2 + 2H2O→ 2KOH + H2O2 

4KO2 + 2H2O → 4KOH + 3O2↑

4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2 ↑

Пероксиды являются сильными окислителями, поэтому их применяют для отбеливания тканей в текстильной промышленности.

Получают пероксиды прокаливанием металлов на воздухе, освобождённом от углекислого газа.

Также известен озонид калия KO3, оранжево-красного цвета. Получить его можно взаимодействием гидроксида калия с озоном при температуре не выше 20 °C:

4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O

Озонид калия является очень сильным окислителем, например, окисляет элементарную серу до сульфата и дисульфата уже при 50 °C:

6KO3 + 5S → 4K2SO4 + 2K2S2O7 

Гидроксид калия относится к щелочам. Он хорошо растворяется в воде с выделением большого количества тепла.

1.3. Применение натрия и калия.

Металлический натрий широко используется в препаративной химии и промышленности как сильный восстановитель, в том числе в металлургии. Натрий используется в производстве весьма энергоёмких натриево-серных аккумуляторов. Его также применяют в выпускных клапанах грузовиков как теплоотвод. Изредка металлический натрий применяется в качестве материала для электрических проводов, предназначенных для очень больших токов.

В сплаве с калием, а также с рубидием и цезием используется в качестве высокоэффективного теплоносителя. В частности, сплав состава натрий 12 %, калий 47 %, цезий 41 % имеет рекордно низкую температуру плавления −78 °C и был предложен в качестве рабочего тела ионных ракетных двигателей и теплоносителя для атомных энергоустановок.

Натрий также используется в газоразрядных лампах высокого и низкого давления. Эти лампы очень широко применяются в уличном освещении. Они дают ярко-жёлтый свет. Срок службы ламп составляет 12-24 тысяч часов. Поэтому газоразрядные лампы незаменимы для городского, архитектурного и промышленного освещения.

Металлический натрий применяется в качественном анализе органического вещества. Сплав натрия и исследуемого вещества нейтрализуют этанолом, добавляют несколько миллилитров дистиллированной воды и делят на 3 части, проба Ж. Лассеня, направлена на определение азота, серы и галогенов (проба Бейльштейна).

Хлорид натрия (поваренная соль) — древнейшее применяемое вкусовое и консервирующее средство.

Азид натрия (NaN3) применяется в качестве азотирующего средства в металлургии и при получении азида свинца.

Цианид натрия (NaCN) применяется при гидрометаллургическом способе выщелачивания золота из горных пород, а также при нитроцементации стали и в гальванотехнике (серебрение, золочение).

Хлорат натрия (NaClO3) применяется для уничтожения нежелательной растительности на железнодорожном полотне.

Жидкий при комнатной температуре сплав калия и натрия используется в качестве теплоносителя в замкнутых системах, например, в атомных силовых установках на быстрых нейтронах. Кроме того, широко применяются его жидкие сплавы с рубидием и цезием.

Соединения калия — важнейший биогенный элемент и потому применяются в качестве удобрений.

Соли калия широко используются в гальванотехнике, так как, несмотря на относительно высокую стоимость, они часто более растворимы, чем соответствующие соли натрия, и потому обеспечивают интенсивную работу электролитов при повышенной плотности тока.

Бромид калия применяется в медицине и как успокаивающее средство для нервной системы. Гидроксид калия (едкое кали) применяется в щелочных аккумуляторах и при сушке газов. Карбонат калия (поташ) используется как удобрение, при варке стекла. Хлорид калия (сильвин, «калийная соль») используется как удобрение. Нитрат калия (калийная селитра) — удобрение, компонент чёрного пороха. Перхлорат и хлорат калия (бертолетова соль) используются в производстве спичек, ракетных порохов, осветительных зарядов, взрывчатых веществ, в гальванотехнике. Дихромат калия (хромпик) — сильный окислитель, используется для приготовления «хромовой смеси» для мытья химической посуды и при обработке кожи (дубление). Также используется для очистки ацетилена на ацетиленовых заводах от аммиака, сероводорода и фосфина. Перманганат калия — сильный окислитель, используется как антисептическое средство в медицине и для лабораторного получения кислорода. Дигидрофосфат и дидейтерофосфат калия в виде монокристаллов в лазерной технике. Пероксид калия и супероксид калия используются для регенерации воздуха на подводных лодках и в изолирующих противогазах (поглощает углекислый газ с выделением кислорода).  Фтороборат калия — важный флюс для пайки сталей и цветных металлов. Цианид калия применяется в гальванотехнике (серебрение, золочение), при добыче золота и при нитроцементации стали. Калий совместно с перекисью калия применяется при термохимическом разложении воды на водород и кислород (калиевый цикл «Газ де Франс», Франция).

1.4. Биологическая роль в живых организмах.

Натрий – один из основных элементов, участвующих в минеральном обмене животных и человека. Содержится главным образом во внеклеточных жидкостях; участвует в поддержании осмотического давления и кислотно- щелочного  равновесия, в проведении нервных импульсов.  Суточная потребность человека в хлористом натрии колеблется от 2 до 10 г и зависит от количества этой соли, теряемой с потом. Концентрация ионов натрия в организме регулируется в основном гормоном коры надпочечников - альдостероном. Содержание натрия в тканях растений относительно высокое (около 0,01% на сырую массу). У галофитов (виды, произрастающие на сильно засоленных почвах) натрий создает высокое осмотическое давление в клеточном соке и тем самым способствует извлечению воды из почвы.

Калий – один из биогенных элементов, постоянная составная часть растений и животных. Суточная потребность в калии у взрослого человека (2-3 г) покрывается за счет мяса и растительных продуктов; у грудных  детей потребность в калии (30 мг/кг) полностью покрывается грудным молоком, в котором 60-70 мг калия. Многие морские организмы извлекают калий из воды. Растения получают калий из почвы. У животных содержание калия составляет в среднем 2,4 г/кг. В отличие от натрия, калий сосредоточен главным образом в клетках, во внеклеточной среде его много меньше. В клетке калий распределен неравномерно.

Ионы калия участвуют в генерации и проведении биоэлектрических потенциалов в нервах и мышцах, в регуляции сокращений сердца и других мышц, поддерживают осмотическое  давление и гидратацию коллоидов в клетках, активируют некоторые ферменты.  Метаболизм калия тесно связан с углеводным обменом; ионы калия влияют на синтез белков. К+ в большинстве случаев нельзя заменит на Na+. Клетки избирательно концентрируют К+. Угнетение  гликолиза, дыхания, фотосинтеза, нарушение проницаемости наружной клеточной мембраны приводят к выходу К+ из клеток, часто в обмен на Na+.

В растениях калий распределяется неравномерно: в вегетативных органах растения его больше, чем в корнях и семенах. Много калия в бобовых, свекле, картофеле, листьях табака и кормовых злаковых травах. При недостатке калия в почвах замедляется рост растений, повышается заболеваемость. норма калийных удобрений зависит от типа сельскохозяйственной культуре и почвы.

1.5. Суточная норма потребления калия и натрия для организма человека.

Всего в организме человека содержится в среднем 210-250 граммов калия. А суточная норма потребления составляет 2-5 граммов.

Увеличивается потребность при повышенном потоотделении или применении мочегонных препаратов.

Дефицит калия.

Симптомами нехватки калия могут быть:

• слабость, сонливость;
• судороги, спазмы;
• нарушение сердечного ритма;
• отеки;
• тошнота;

Дефицит калия чаще всего связан с неправильным рационом, включающим в себя множество соленых продуктов и недостаточное количество овощей, фруктов и орехов – основных источников калия.

Другими причинами могут стать стрессы, применение мочегонных препаратов, злоупотребление алкоголем или кофе (кофеин усиливает вывод калия из организма).

Избыток калия.

Такое возможно при нарушении работы почек или надпочечников, при приеме лекарств, содержащих калий.

Проявляется избыток калия в виде нарушения деятельности сердца, возбуждения, нарушения чувствительности конечностей. Повышенное содержание калия также увеличивает риск возникновения мочекаменной болезни.

 Натрий широко распространен в организме человека (находится большей частью в межклеточной жидкости (примерно в 15 раз больше чем в клетках). Вместе с калием обеспечивает баланс жидкости в организме, предотвращая обезвоживание.

Суточная потребность.

Суточная потребность взрослого здорового человека в натрии составляет 4-6 г. Это примерно 10-15 г поваренной соли.

Потребность в натрии возрастает в условиях жаркого климата, при обильном потоотделении, повышенном потреблении воды или сильных физических нагрузках.

При ревматизме, гипертонии, ожирении, нагноительных процессах в легких, аллергиях, переломах костей, заболевания почек, поджелудочной железы, печени, некоторых болезнях желудка), приеме гормональных препаратов рекомендуется снижать потребление соли (следовательно, натрия).

Симптомы дефицита и передозировки.

Постоянный дефицит натрия - достаточно редкое явление, но может возникать при вегетарианских диетах. Временный дефицит может быть вызван использованием мочегонных препаратов, обильным потением, большой потерей крови или избыточным употреблением воды.

Симптомы дефицита натрия: потеря веса, рвота, образование газов в ЖКТ, мышечные судороги, невралгия, нарушение усвоения аминокислот и моносахаридов.

Переизбыток натрия вызывает отек ног и лица, повышение кровяного давления и выделение калия (приводит к истощению запасов калия), перегружает сердце и почки. Прием большого количества соли (более 20-30грамм) опасен и вызывает серьезные осложнения, так как почки не успевают его перерабатывать.

Источники.

Основной источник натрия (около 80%) – поваренная соль (в чистом виде и в продуктах питания). Кроме этого относительно много натрия содержится в красной свекле, сельдерее, моркови, морской капусте, морепродуктах, говядине, почках. 

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Объект исследования.

Объектом исследования в данной работе являются природные и  питьевые воды  Волгоградской  области. В работе проводится исследование содержания ионов калия и натрия в природных источниках Волгоградской области, а затем  - анализ содержания исследуемых ионов в питьевых минеральных водах и сравнение результатов с требованиями предельно допустимых концентраций и суточной потребности организма человека в данных ионах.

Для проведения анализа был выбран потенциометрический метод исследования и метод сравнительного анализа. Главное преимущество потенциометрического метода по сравнению с другими методами анализа – быстрота и простота проведения измерений, для проведения анализа требуются небольшие объемы растворов.

Потенциометрические методы анализа широко применяются в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в медицине, биологии, геологии, а также при контроле загрязнений окружающей среды,  анализе качества природных вод, продуктов питания.

Сравнительный метод анализа применялся для исследования содержания ионов натрия и калия в питьевых минеральных водах известных марок и определения их соответствия требованиям ПДК и суточной потребности организма человека в данных ионах.

2.2. Аппаратура и методика проведения анализа.

Для проведения анализа использовался прибор МУЛЬТИТЕСТ ИПЛ-111. Этот иономер позволяет определить активности и концентрации ионов при проведении лабораторно – практических работ по определению концентраций ионов в продуктах питания, питьевой воде, сточных водах, в почве, растительных объектов. Прибор может использоваться для определения молярной и массовой концентрации ионов калия, натрия, аммония, кальция, фторидов, хлоридов, нитратов и др. Для исследования применяются ионоселективные электроды.  Для каждого объекта анализа должна применяться соответствующая методика выполнения измерений, учитывающая особенности этого объекта.

Потенциометрическое измерение проводят с помощью иономера, который применяется для количественного определения веществ путем прямых измерений потенциала индикаторного электрода. В исследуемый объект опускали два электрода – индикаторный и стандартный (электрод сравнения). В качестве индикаторного электрода используют мембранные ионоселективные электроды натрия и калия. Электродом сравнения служат насыщенные хлорсеребряные электроды, имеющие постоянный потенциал.

В качестве электрода сравнения применяется хлорсеребряный электрод, который предназначен для создания опорного потенциала при работе в паре с индикаторным электродом при потенциометрических измерениях в водных растворах. Величина и изменение ЭДС гальванического элемента, состоящего из этих электродов, позволяют определить концентрацию анализируемого иона в растворе.

2.3. Результаты исследования образцов природных вод.

Для практического применения метода прямой потенциометрии были выбраны следующие образцы природных вод:

• Затон (Астраханская область);
• Волга;
• Родник (Астраханская область);
• Поселок Сады Придонья (скважина).  

Анализируя полученные данные можно сделать следующие выводы:

• Волга является источником с наименьшим содержанием ионов натрия - 9 мг/л;
• Скважина поселка Сады Придонья – источник с наибольшим содержанием ионов натрия – 218 мг/л4
• Наименьшее содержание ионов калия наблюдается в Роднике – 0,74 мг/л;
• Затон содержит наибольшее количество ионов калия – 3,28 мг/л. (Приложение 1).

Исходя из данных ПДК:

• Для ионов Na+ ПДК= 200 мг/л;
• Для ионов К+ ПДК = 12 мг/л.

Все исследуемые источники по содержанию ионов натрия и калия находятся в границах предельно допустимых концентраций, кроме скважины поселка Сады Придонья, где содержание ионов натрия немного превышает  ПДК.

2.4. Сравнительный анализ минеральных вод на содержание ионов натрия и калия.

Для проведения сравнительного анализа были выбраны следующие  образцы питьевых минеральных вод  известных марок:

• Горная Поляна;
• Себряковская;
• Дона;

Изучив ионный состав данных минеральных вод, а конкретно содержание ионов натрия и калия, можно сказать следующее:

1. Минеральная вода «Горная Поляна» содержит  от 800 до1200 мг/л ионов Na+ + K+.
2. Минеральная вода «Себряковская» содержит от 120 до 300 мг/л  ионов Na+ + K+.
3. Минеральная вода «Дона» содержит менее 20 мг/л ионов Na+.

Сравнивая общую минерализацию данных образцов, получаем следующее:

1. Минеральная вода «Горная Поляна»  - 2,2-3,6 г/л.
2. Минеральная вода «Себряковская»  - 1,0-2,1 г/л.
3. Минеральная вода «Дона» - 0,2-0,5 г/л.

Проанализировав данные, можно сделать вывод, что:

• Самые высокие показатели по химическому составу имеет минеральная вода «Горная поляна».
• Наименьшие показатели имеет минеральная вода «Дона».

Заключение.

          При подготовке к исследованиям был выполнен обзор литературы о свойствах щелочных металлов, а конкретно натрия и калия.

Освоен метод  прямой потенциометрии при работе с ионоселективными электродами на приборе Мультитест ИПЛ-111.

Изучен состав образцов природных вод с помощью метода прямой потенциометрии. Установлено, что значения определяемых величин по содержанию натрия и калия лежат в диапазоне требований ПДК.

Проведен сравнительный анализ  образцов  минеральных вод, производимых в Волгоградской области. Установлено, что минеральная вода «Горная поляна» имеет наибольшие показатели содержания ионов натрия и калия, а вода «Дона» - наименьшие. Если учитывать среднюю суточную норму потребления ионов натрия и калия организмом человека,  можно сделать вывод, что вода «Горная Поляна» содержит около 25%  от суточной нормы потребления данных ионов. Но обязательно необходимо учитывать, что продукты питания, которые человек употребляет ежедневно,  также содержат натрий и калий, а переизбыток приводит к различным проблемам со здоровьем. Поэтому можно сделать вывод, что наиболее минерализованная вода не всегда даст положительный результат для здоровья человека.

Литература.

1. Алабышев А. Ф., Грачев К. Д, Зарецкий С. А., Лантратов М. Ф., Натрий и калий (получение, свойства, применение), Л: Гос. н-т. изд-во хим. лит., 1959, С.255.
2. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа,   2001.
3. Горелик Д.О., Конопелько Л.А., Панков Э.Д. Экологический мониторинг. – СПб.: Крисмас, 2002.- 457 с.
4. Дарст Р.Ионоселективные электроды- Москва, 1972 – 258-271 с.
5. Камман К. Работа с ионоселективными электродами. - М.: Мир, 1980.  - 283 с.
6. Мидгли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды. – М.: «Мир», 1980. – 214 – 247 с.
7. Морачевский А. Г., Шестеркин И. А., Буссе-Мачукас В. Б. и др.,    Натрий. Свойства, производство, применение (Под. ред. А. Г. Морачевского), СПб: Химия, 1992, С.186.
8. Пилипенко А. Т. Натрий и калий // Справочник по элементарной  химии. — 2-е изд. — Киев: Наукова думка, 1978. — С. 316—319.
9. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. —    Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 178. 
10.  Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды. – М.: Высшая школа, 1983. – 275 с.

Приложение 1.

Относительная ошибка эксперимента ± 3-5 %