"Исследование состава минеральной воды".

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Иноземцевская средняя общеобразовательная школа №4 имени А. М. Клинового»

 города-курорта Железноводска Ставропольского края.

Тема работы:

«Исследование состава минеральной воды»

Работу выполнила:

Ученица 11 «А» класс

Оскоева Марианна

Руководитель проекта:

Ахатова Ольга Викторовна.

Железноводск 2016.

Оглавление

Введение …………………………………………………………………………….............2

Глава 1. Теоретическая часть ……………………………………………………………….4

Глава 2. Практическая часть………………………………………………………………..13

Выводы……………………………………………………………………………………….16

Заключение……………………………………………………………….….…..…………..17

Литература………………………………………………………………………..………….18

Приложения………………………………………………………………………………….19

Введение

«Воды таковы, каковы земли, через которые они проходят».

Аристотель

Минеральная вода — одно из древнейших природных лекарств, употребляемых людьми. У источников целебных минеральных вод веками существовали лечебницы, создавались всемирно известные курорты и санатории, позднее — заводы, поставляющие минеральную воду в бутылках по всему миру. В чем польза минеральной воды, сохраняют ли минеральные воды свое лечебное значение и сегодня, в эпоху изобилия лекарств? Где брать эти воды, как ими пользоваться, как избежать подделок?.

Природные полезные свойства минеральной воды уникальны, ведь они формировались в недрах земли, в совершенно особых условиях. Они проходят естественную обработку различными горными породами, высокими температурами, растворенными газами, всевозможными энергетическими полями. Эти воды несут огромную информацию в своем составе, структуре и свойствах. Именно этим объясняются их неповторимые вкусовые и оздоравливающие качества. А поскольку искусственно воссоздать условия подземной природной лаборатории невозможно, никакой комплекс минералов не сравнится с природной минеральной водой.

К тому же вообще чистая вода — это сейчас огромная ценность, не случайно в магазинах она дороже бензина. В Европе почти не осталось источников чистой воды, и воду из-под крана они не пьют, только бутилированную из скважин. А минеральная вода — чистая [3].

Актуальность

Многообразие минеральной воды, представленной на полках магазинов, способно ввести в заблуждение кого угодно. В своей исследовательской работе я решила экспериментально узнать, какая из минеральных вод наиболее полезна и безопасна для нашего организма.

Гипотеза. Все ли виды минеральных вод обладают лечебными свойствами и как они влияют на развитие живых организмов.

Цель исследования. Изучить состав минеральных вод и их воздействие на живые клетки растений.

Объект исследования. Семена салата - Эрука посевная (индау) Спартак.

Предмет исследования. Минеральные воды марки: «Есентуки №17», «Эдельвейс», «Бон Аква», «Нарзан», «Демидовская Целебная», «Краинская».

Задачи исследования:

1.Выяснить источники минеральных вод.

2.Изучить классификацию и способы применения минеральных вод.

3.Применить полученные знания для правильного использования минеральных вод.

4.Сравнить минеральные воды разных производителей.

Методы исследования:

1.Провести обзор литературы по данной теме.

2.Проведение анализа состава различных марок минеральной воды.

3. Изучение влияния минеральной воды на развитие живых организмов.

4.Выявление лечебных свойств воды и правила её использования.

1 Глава 1. Теоретическая часть

1. Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод

Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами. Питьевые минеральные воды поступают из природных источников, в растворе которых содержаться различные полезные газы и соли. Они бьют из земли, часто имеют высокую температуру.

При питье минеральная вода оказывает многообразное действие. Раздражая многочисленные рецепторы слизистой оболочки полости рта и желудка, минеральная вода влияет не только на слюноотделение, но и на структурную и моторную функции желудка и кишечника, функциональное состояние мочеотделительной и других систем. Одновременно (особенно в верхних отделах кишечника) происходит всасывание выпитой минеральной воды и поступление ее в лимфатическую и кровеносную системы. Это приводит к изменению химического состава и кислотно-щелочного равновесия жидкостей и тканей, усиливает образование биологически активных веществ, что в конечном счете сказывается на функциональной активности многих органов и систем, на течении обменных процессов в организме.
В эффекте питьевого лечения важную роль играет действие химических компонентов минеральных вод на состояние главных пищеварительных желез, на эндокринную систему органов пищеварения. В частности, питье минеральных вод стимулирует выделение клетками желудка гормона гастрина, который обладает выраженным физиологическим действием [5].

1.2 Химические элементы, входящие в состав минеральных вод, их значение для человека

При покупке минеральной воды нужно ориентироваться не только на её вкусовые качества, но и на химический состав. Химический состав минеральной воды представляет собой, в первую очередь, разнообразные комбинации из шести основных компонентов: натрий (Na), кальций (Са), магний (Мg), хлор (Сl), сульфат (SO4) и гидрокарбонат (НСО3).

Двуокись углерода (угольный ангидрид) также является важным компонентом минеральной воды, так как за счёт взаимодействия углекислого газа с подземными породами и формируются лечебные свойства воды. Углекислый газ, кроме того, смягчает вкус напитка и способствует лучшему утолению жажды. Он также стабилизирует химический состав минеральной воды, поэтому для сохранения всех полезных свойств её перед розливом дополнительно насыщают двуокисью углерода.

В небольших количествах в минеральной воде содержится почти вся таблица Менделеева в микро- и ультрамикродозах. В наибольшем количестве в ней представлены: железо, йод, фтор, бром, мышьяк, кобальт, молибден, медь, марганец и литий. Они в свою очередь тоже оказывают влияние на человека, и притом каждый своё [6].

Хлор влияет на выделительную функцию почек.

Калий и натрий поддерживают необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма.

Йод активизирует функцию щитовидной железы, участвует в процессах рассасывания и восстановления.

Бром усиливает тормозные процессы, нормализуя функцию коры голового мозга.

Железо входит в структуру гемоглобина, его недостаток в организме приводит к анемии.

Медь помогает железу переходить в гемоглобин.

1.3. Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод

В эффекте питьевого лечения важную роль играет действие химических компонентов минеральных вод на состояние главных пищеварительных желез, на эндокринную систему органов пищеварения. В частности, питье минеральных вод стимулирует выделение клетками желудка гормона гастрина, который обладает выраженным физиологическим действием.

Болезни желудка

Какими только болезнями не страдает наш бедный желудок. Минеральная вода - самый лучший лекарь. Она помогает восстановить желудочные выделения. 
Для лечения необходимо выпивать по 5 мл на 1 кг массы 3 раза в день. Ее обязательно нужно подогреть до 28 градусов и выпивать натощак за 35-40 минут до еды, медленно, небольшими глоточками.

С язвой гораздо сложнее. Не каждой язве полезна минералка. Желудочные кровотечения, обострения болезни двенадцатиперстной кишки - не время для лечения водой. А вот когда обострение затухнет, поддержите больной желудок. Периоды обострений болезни - не что иное, как повышенная возбудимость желудочных функций. Успокоить разбушевавшийся желудок может теплая минеральная вода, из которой удаляется углекислый газ. Пить такую воду следует с учетом секреторной функции желудка по методу, описанному выше.

Болезни кишечника

Больной кишечник - большие неприятности. Некоторые минеральные воды - прекрасное слабительное средство. Выпивая по стакану воды за 40-60 минут до еды 3 раза в день, Вы заставите Ваш кишечник работать как часы.
Перед употреблением обязательно подогрейте воду до 40-45 градусов.

Болезни мочеполовой системы

Ваши камушки в почках не дают вам покоя, возникли проблемы с мочеполовой системой?! Не забудьте о природной лечебно-столовой воде. Она оказывают противовоспалительное действие, помогает прочистить почки и мочевые пути, облегчая выход камней. Воду принимают только в подогретом виде (до 38-42 градусов), натощак, за полчаса до еды. Однако процесс лечения требуют более частого питья указанных минеральных вод и в больших количествах для обеспечения режима частых мочеиспусканий (по 250 – 300 мл, 3-4 раза в день).

Лечение диабета

Общепринято больным сахарным диабетом питье минеральных вод 3 раза в день: перед завтраком, обедом и ужином за 45 - 60 минут до приема пищи. Помимо питьевого лечения при сахарном диабете могут быть использованы и другие методы внутреннего применения минеральных вод: введение через дуоденальный зонд, лечебные клизмы, сифонные промывания кишечника.

Болезни печени

При болезнях печени (например, вирусный гепатит, гепатоз) минеральная вода незаменима. Она помогает восстановить функции клеток печени. Воды придется пить больше, чем при других болезнях. Пьют ее 3 раза в день, обязательно в подогретом виде (40-45°С) в постепенно возрастающей дозе  по полтора - два стакана за один прием. Вид минеральной воды следует выбирать, как описано выше, в зависимости от исходной секреторной функции желудка.

При ожирении

Людям, страдающим ожирением, необходимо прежде всего много пить: в их организме содержание воды сильно понижено. Рекомендуется употреблять по 150 - 200 мл минеральной воды комнатной температуры, 3 раза в день, за 45 - 60 минут до еды, предварительно выпустив весь углекислый газ[7].

1.4 Классификация минеральных вод

а) По содержанию минеральных веществ минеральные воды делятся на:

• столовые (содержащие солей до 1 г на литр), которые можно пить сколько угодно;
• лечебно-столовые (2–8 г на литр). Они годятся и когда просто хочется пить, и если здоровье подправить нужно. Обычно такие воды прописывает врач, но их можно использовать как столовые с одной оговоркой – «несистематически». К лечебно-столовым водам относится и вода «Хан- Куль».
• лечебные (уровень солей больше 10 г на литр). Это уже лекарство, которое требует рекомендации врача. Да и по вкусу она такая, что просто так пить ее не захочешь. На организм человека эти воды оказывают сильное воздействие. Их пьют в строго оговоренном количестве – столовая, а то и чайная ложка в день!
• воды бальнеологического назначения для наружного применения (для ванн), которые подразделяются на высокоминерализованные с М=10,1-35 г/л (35 г/л — минерализация вод Мирового океана), рассольные с М = 35,1-150 г/л, крепкие рассолы с М = 150,1-600 г/л и очень крепкие рассолы с М > 600 г/л. В отечественной бальнеотерапии применяются воды, разбавленные до минерализации 18-20 г/л (минерализация вод Черного моря). 

б) По температуре различаются:

• холодные, t < 20°С;
• теплые, t = 21-36°С;
• горячие (термальные), t=37-42°С;
• очень горячие (высокотермальные), t > 42°С минеральные воды.
• Высокотермальные воды достигают температуры более 90°С. 

в) Классификация минеральных вод в зависимости от газового состава и наличия специфических элементов:

1. Углекислые (кислые) минеральные воды
2. Сульфидные (сероводородные) минеральные воды
3. Бромистые минеральные воды
4. Йодистые минеральные воды
5. Мышьяковистые минеральные воды
6. Радиоактивные (радоновые) минеральные воды

г) Классификация по ионному составу

• Бикарбонатная вода (содержит: более 600 миллиграммов бикарбонатов на литр).
• Сульфатная вод (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)[6].

1.5 Фальшивка. Как распознать её?

В таблице 1 представлено содержание о минеральных водах из этикеток.

Таблица 1.

Анализ таблицы показал, что этикетки содержат полную информацию о минеральных водах. «Бон Аква» является питьевой водой 1 категории, остальные воды – лечебно-столовые.

1.6.Минеральные воды

1)Есентуки №17 лечебная хлоридно-гидрокарбонатная натриевая, борная природная питьевая минеральная вода высокой минерализации (10,0–14,0 г/л). Источник — Ессентукское месторождение, город Ессентуки, Ставропольский край, скважины № 17-бис, 36-бис, 46, относится к группе XXVа.
Минеральная вода «Ессентуки № 17» содержит (мг/л):

Анионы

Катионы

гидрокарбонат HCO3– — 4900–6500

кальций Ca2+ — 50–200

сульфат SO42− — менее 25

магний Mg2+ — менее 150

хлорид Cl− — 1700–2800.

натрий + калий Na++K+ — 2700–400

Борная кислота H3BO3 — 40–90.

Растворенный в добываемой воде углекислый газ — 500–2350

Минеральная вода «Ессентуки № 17» показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

• хронические гастриты с нормальной и пониженной кислотностью
• синдром раздраженной кишки
• дискинезия кишечника
• заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей
• хронический панкреатит
• сахарный диабет
• ожирение
• нарушение солевого и липидного обмена.

2.Эдельвейс – вода минеральная природная питьевая лечебно – столовая. Газированная хлоридно-сульфидная натриевая. Скважины: №№ 3/02, 12/95, 15/95 в г. Липецке, Россия.

Химический состав, мг/:

Анионы

Катионы

сульфат SO42−  1200-1700

натрий + калий Na++K+  - 1000-1300

хлорид Cl – 750-1000

кальций Ca2+ — 80-150

гидрокарбонат HCO3 – 200-400

магний Mg2+  < 10

Минерализация 3,0 -4,5 г/ допускается осадок минеральных солей.

Минеральная вода «Эдельвейс» показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

• болезни пищевода
• хронический гастрит
• язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки
• болезни кишечника
• болезни желочного пузыря и печени
• болезни поджелудочной железы
• болезни обмена веществ
• болезни мочевыводящих путей

3.Бон Аква – чистая питьевая вода первой категории. Скважины № 54200247, №54200248, № 54200250, г.Орел, Россия.

Химический состав, мг/л.

Анионы

Катионы

сульфат SO42−  < 80

натрий + калий Na++K+  < 20 и < 10

хлорид Cl – < 150

кальций Ca2+ — < 80

гидрокарбонат HCO3 – <150

магний Mg2+  < 50

Общая минерализация 50-500 мг/л. Общая жесткость 1,5 – 7мг-экв/л

4.Нарзан – вода минеральная питьевая природная, лечебно-столовая сульфатно-гидрокарбонатная, магннево-кальциевая (содержание биологически активного компонента С менее 3000 мг/л), группа Х. Кисловодское месторождение, скважины 7-РЭ, 107/Д, 5/0, 5/0бис, 2Б-бис.

Химический состав, мг/л:

Анионы

Катионы

сульфат SO42−  250-500

натрий + калий Na++K+  50-200

хлорид Cl – 50-200

кальций Ca2+ — 200-500

гидрокарбонат HCO3 – 1000-1700

магний Mg2+  - 50-250

Минерализация, г/л: 2,0-3,5, допускается естественный осадок минеральных солей.

Минеральная вода «Эдельвейс» показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

• болезни органов пищеварения,
• проблемы с обменом веществ,
• болезни почек,
• цистит,
• уретрит,
• нарушения в нервной системе,
• заболевания сердечнососудистой системы,
• ожирение.

5.Демидовска Целебная – вода минеральная питьевая, лечебно-столовая, сульфатная магниево-кальциевая. Скважина №70401001, №70401697, Тульская область, Суворовский р-н, п.Черепеть.

Химический состав, мг/л:

Анионы

Катионы

сульфат SO42−  800-1800

натрий + калий Na++K+  <100

хлорид Cl – <100

кальций Ca2+ — 300-550

гидрокарбонат HCO3 – 200-400

магний Mg2+  - 100-250

Минерализация, г/л: 1.4-3.2 допускается незначительный естественный осадок минеральных солей.

Минеральная вода «Демидовская Целебная» показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

• болезни пищевода
• хронический гастрит
• язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки
• болезни кишечника
• болезни желочного пузыря и печени
• болезни поджелудочной железы
• болезни обмена веществ
• болезни мочевыводящих путей

6.Краинская - лечебно-столовая сульфатная кальциевая минеральная природная питьевая вода малой минерализации из скважины 4/84 Краинского месторождения, расположенной на территории курорта Краинка, Суворовский район Тульской обл. 

Химический состав, мг/л:

Анионы

Катионы

гидрокарбонат HCO3– — 200–300

кальций Ca2+ — 500–650

сульфат SO42− — 1400–1600

магний Mg2+ — <100

хлорид Cl− — <25.

натрий + калий Na++K+ — <100.

Общая минерализация воды — 2,2–2,8 г/л. 

Минеральная вода «Краинская» показана для лечения следующих заболеваний (вне фазы обострения):

• язва желудка и/или двенадцатиперстной кишки
• синдром раздраженной кишки
• дискинезия кишечника
• заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей
• хронический панкреатит
• сахарный диабет
• ожирение
• хронический пиелонефрит
• мочекаменная болезнь

Глава 2. Практическая часть

2.1 Определение состава минеральной воды

В своей исследовательской работе я изучила минеральные воды следующих фирм(рис.1):

№1- «Есентуки №17»,

№2- «Эдельвейс»,

№3 - «Бон Аква»,

№4 - «Нарзан»,

№5 - «Демидовская Целебная»,

№6 – «Краинская».

Приложение 1

Для того что бы понять полезной ли является минеральная вода или же приносит вред. Я решила разобраться в составе минеральной воды. На этикетках написан определенный состав минеральной воды. Согласно этому составу были поставлены следующие опыты.

2.1.2 Определение ph минеральной воды

Для определение ph мы брали 6 пробирок и наливали в каждую пробирку по одному виду минеральной воды и макали в воду лакмусовую бумажку[1]. После 3-4 минут мы сравнили результаты со школой ph (рис. 2). После чего записывали результаты в таблицу №2. В результате проведения опытов я определила что phрастворов минеральных вод ближе к слабо-щелочному или нейтральному и является доказательством того что вода является безопасной для внутреннего восприятия (рис.3).

Таблица 2

Приложение 2

Приложение 3

2.1.3 Определение сульфат - ионов в минеральной воде

Чтобы узнать существуют ли воде сульфаты или это всего лишь обман,

написанный на этикетке, нужно в чистые пробирки налить воду и добавить в неё Ba [1]. (рис. 4). Результаты внесли в таблицу 3.

Таблица 3

Приложение 4

2.1.4. Определение хлорид - ионов в минеральной воде.Для определения иона  мы добавили Ag [1] (рис.5) и полученные результаты реакции записали в таблицу 4.

Таблица 4 

Приложение 5

2.1.5. Определение ионов серебра и карбонат – ионов в минеральной воде

Определяем катионы серебра, и анионы CO3. Добавим в чистые пробирки минеральную воду и добавляем HCl (рис.6). [1]. Результаты так же занесли втаблицу 5.

Таблица 5

Приложение 6

2.1.6 Влияние минеральной воды на растения

Для того чтобы понять действительно ли безвредной является минеральная вода мы решили взять семена салата - Эрука посевная (индау) Спартак. Так как клетки животных и растений очень похожи, то и взаимодействие на живые организмы должны быть похожи. Именно семена салата являются более чувствительными. Для проведения эксперимента я взяла 6 плоских крышек, промочив ватный диск каждой из образцов минеральной водой, выложила по 25-30 семян на блюдце(рис.7). Результаты записывали в таблицу 6.

Таблица 6

Из-за слишком большой концентрации солей в образце №1 и №2 «Есентуки №17» - 10,0–14,0 г/л. и «Эдельвейс» - 3-4,5 г/л соответстьвенно семена набухли, но появление проростка не произошло. А остальные образцы проросли. Особенно хорошо показал себя образец под №6 «Краинская».

Приложение 7

Выводы

1.Был изучен состав, назначение и свойства минеральных вод 6 марок: «Есентуки №17», «Эдельвейс», «Бон Аква», «Нарзан», «Демидовская Целебная», «Краинская».

Образец №1 «Есентуки№17» является лечебной, вода марки «Бон Аква» - питьевой, остальные воды – лечебно столовые.

2. Провели анализ состава минеральных вод. Исследования показали, что все образцы содержат сульфат - ионы и хлорид – ионы. Не в одном из образце, не был обнаружен катион серебра. Карбонат – ион был выявлен в образцах под № 1,3,4. Исходя из рН и минеральных веществ находящихся в воде, минеральная вода служит для добавления минералов и является полезной, так как рН среда составляет от 5 до 7,5.

3. Влияние минеральной воды на живые организмы показал, образцы под номерами 3, 4, 5, 6 провзаимодействовали с семенами дали побеги. Это объясняется тем, что данные воды лечебно-столовые и не превышают 10г на литр минеральных веществ. А объект №1 и №2 набухли, но не прорасли так как «Есентуки №17» и «Эдельвейс» относится к лечебным и лечебно-столовым водам соответственно, содержат много солей. Но всё же не является вредным для живого организма.

4. Минеральные воды исследуемых образцов соответствуют своему назначению и качеству.

Заключение

Итак, чем же служит для нас минеральная вода в организме? Вредна или полезна она для живых организмов? На эти вопросы я попыталась выяснить в своей исследовательской работе.

В воде, взятой из любого природного источника, всегда содержатся растворенные вещества. Путешествуя в подземных лабиринтах и встречая на своем пути различные горные породы и минералы, вода растворяет их, формируя свой химический состав. Обогатившись различными элементами или их соединениями, она превращается иногда в настоящий «эликсир здоровья».

Минеральные воды оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворенных в них веществ, а наличие специфических биологически активных компонентов и особых свойств определяют методы их лечебного использования. Большинство минеральных вод имеет смешанный состав, что повышает лечебный эффект при их правильном применении

Минеральная вода – это богатство подаренное нам природой. Её лечебные свойства известны с давних времен и определяются они, прежде всего тем, сколько в них содержится солей. Лечебно - столовая вода считается "обогощенной" минеральными солями и является профилактической водой от болезней. Лечебная же вода уже направленна на сбалансированный баланс минеральных солей и конкретное лечение заболевания. 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. И именно по этим параметрам надо правильно употреблять минеральную воду.

Литература.

1. Алимарина И. П. Методы обнаружения и разделения элементов, М., Изд-во Моск. ун-та, 1984, 208 с., 30 ил [Текст].
2. Ганейзер Г. Е. Подземные воды нашей Земли, М., Просвещение, 1990[Текст].
3. Львович М.И. «Вода и жизнь»: Москва, «Мысль» 1984г [Текст].
4. Научный журнал «География и природные ресурсы» №2 СО РАН, Новосибирск, 1999 г.

Приложение 1

 Рис.1 Минеральные воды

Приложение 2

 Рис. 2 Шкала для определения ph

Приложение 3

Рис. 3 ph минеральной воды

Приложение 4

Рис. 4 Определение сульфат – ионов

Приложение 5

Рис.5 Определение хлорид – ионов

Приложение 6

Рис.6 Определение ионов серебра и карбонат – ионов

Приложение 7

Рис. 7 Влияние минеральной воды на растения