Тема моей работы «Исследование жесткости воды на территории Богучарского района».
Тема данной исследовательской работы затрагивает один из показателей качества питьевой воды - жёсткость воды, играющих важную роль как при использовании воды в технике, так и в быту.
Все мы знаем, что для нормальной жизнедеятельности человеку необходимо в день выпивать 1,5 – 2 л воды, но какой? Воду называют жесткой, если в ней содержится большое количество растворенных солей кальция и магния. При нагревании эти соли кристаллизуются и образуют осадок в виде накипи на нагревательном элементе чайника. Высокая жесткость придает воде горьковатый вкус, а регулярное употребление такой воды оказывает негативное воздействие на органы пищеварения и нарушает баланс минеральных веществ в организме человека.
В ряде регионов нашей страны люди сталкиваются с проблемой жесткой воды. И Богучарский район не является исключением, в нем также существует проблема повышенной жесткости воды. От жесткой воды выходят из строя посудомоечные и стиральные машины. Увеличивается риск развития мочекаменной болезни, нарушается водно-солевой обмен, замедляется рост скелета у детей. Жёсткость воды – это наиболее распространённая проблема качества воды. В настоящее время всё большую актуальность приобретает проблема очистки, или правильнее сказать, подготовки воды. Причём не только воды для питья и приготовления пищи, но и той, которая используется в быту - для стирки, мытья посуды и т.д. Это общая проблемая как для загородных домов с автономной системой водоснабжения, так и для городских квартир. И если на качество питьевой воды жёсткость хоть и влияет, но не столь сильно, то для современной бытовой техники, автономных систем горячего водоснабжения и отопления, новейших образцов сантехники необходимость борьбы с жесткостью крайне актуальна.
Именно поэтому я обратилась к изучению этой проблемы, так как хочу быть здоровой.
Задача моей работы: исследование жесткости воды различных водоразборных колонок, а также воды из источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории Богучарского района.
Цель моей работы: сравнение жесткости воды из названных источников и изменение этой жесткости при пропускании образцов через бытовые фильтры, сравнение эффективности фильтров разных марок.
Так как по многим причинам часто бывает отключение воды, и многие из нас вынуждены пользоваться водоразборными колонками, расположенными на территории нашего района.
Я изучила методики определения общей и карбонатной (временной) жесткости воды, рассмотрела классификацию жёсткости воды, описала все найденные способы её устранения, значение и последствия использования жёсткой воды.
Я использовала определения общей жесткости индикатор эриохрома черного Т и аммиачную буферную смесь. Для определения карбонатной (временной) жесткости использовала метод титрования определенного объема воды раствором НСI с индикатором метиловым оранжевым.
Мной исследованы фильтры для воды марок «Аквафор Модерн» и «Аквафор Кувшин», которые содержат в оптимальном сочетании уникальные волокнистые сорбционные материалы марки АКВАЛЕН и гранулированные сорбционные материалы. Благодаря этому фильтры обеспечивают эффективную многоступенчатую очистку питьевой водопроводной воды от хлора, тяжелых металлов, органических примесей, устраняют запах и привкус.
В работе приведены образцы расчетов. Результаты исследования представлены в таблице. Сделаны выводы об эффективности фильтров разных марок.
Выводы:
1) Жесткость воды различных природных источников города Богучар и Богучарского района, исследованных мною, отличается большими значениями, т.е. вода в них очень жёсткая.
2) Для исследования фильтров мною выбраны «Аквафор Модерн» и «Аквафор Кувшин». Сравнение эффективности этих фильтров показывает, что более эффективным является первый.
3) Полученные результаты показывают: чем больше жесткость исходной воды, тем в большой степени она устраняется фильтром.
Проведя исследование в рамках написания данной работы, я также поняла, что жёсткая вода неблагоприятно воздействует не только на техническое и промышленное оборудование, но и на такие вещи, как ткань, посуда, а также на кожу человека и продукты питания.
Бороться с избыточной жесткостью воды можно и нужно. Помимо умягчения, фильтры очищают воду от хлора и хлорорганических соединений, нефтепродуктов, тяжелых металлов, улучшают вкус воды. Такая вода безопасна и полезна для здоровья. Пейте чистую воду и будьте здоровы!
Вложение | Размер |
---|---|
rabota_issledovanie_zhestkosti_vody_na_territorii_bogucharskogo_rayona.docx | 51.77 КБ |
Министерство образования и науки Российской Федерации
Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Богучарская средняя общеобразовательная школа №2»
Богучарского муниципального района Воронежской области
Областная краеведческая конференция обучающихся «Край родной»
Номинация: «Природное наследие родного края»
Исследование жесткости воды на территории Богучарского района
Подготовила: Тронза Полина Алексеевна,
учащаяся 10 Б класса
МКОУ «Богучарская СОШ №2»
396792, Воронежская обл., Богучарский р-н, г. Богучар, военный городок, д. 54 (адрес школы);
3967, Воронежская обл., Богучарский р-н, с. Залиман, ул. Комарова, д. 8 (домашний адрес);
Конт. телефон: (920) 425-79-89; E-mail: tronza0207@yandex.ru
Руководитель: Хаустова Ольга Анатольевна,
учитель химии МКОУ «Богучарская СОШ №2»
396792, Воронежская обл.,
Богучарский р-н, г. Богучар, военный городок, д.54;
Конт. телефон: (47366) 2-41-98
E-mail: xaustovaolga19@mail.ru
г. Богучар - 2016
Оглавление
I. Введение 3
II. Основная часть…..………………………………………………………………..4
Глава 1. Жёсткость воды и методы её устранения 4
1.1. Значение жёсткости воды 4
1.2. Методы устранения жёсткости воды 7
1.3. Методика определения общей жесткости воды…………………………. 9
1.4. Определение карбонатной жесткости воды……………………………...10
Глава 2. Практическая часть………………………………………………………11
2.1. Приготовление индикатора эриохрома черного Т и аммиачной буферной смеси 11
2.2. Расчет результатов 11
2.3. Определение временной жесткости воды 12
2.4. Фильтры……………………………………………………………………..12
III. Заключительная часть…………………………….……………………………13
IV. Приложения ………………………………………...………………………14-17
V. Список используемой литературы………………………..……………………18
Введение
Тема данной исследовательской работы затрагивает один из показателей качества питьевой воды (Приложение 1) - жёсткость воды, значение и методы её устранения. Я рассмотрела классификацию жёсткости воды, описала все найденные способы её устранения, значение и последствия использования жёсткой воды.
Жёсткость воды – это наиболее распространённая проблема качества воды. В настоящее время всё большую актуальность приобретает проблема очистки, или правильнее сказать, подготовки воды. Причём не только воды для питья и приготовления пищи, но и той, которая используется в быту - для стирки, мытья посуды и т.д. Это общая проблемая как для загородных домов с автономной системой водоснабжения, так и для городских квартир. И если на качество питьевой воды жёсткость хоть и влияет, но не столь сильно, то для современной бытовой техники, автономных систем горячего водоснабжения и отопления, новейших образцов сантехники необходимость борьбы с жесткостью крайне актуальна.
Проведя исследование в рамках написания данной работы, я также поняла, что жёсткая вода неблагоприятно воздействует не только на техническое и промышленное оборудование, но и на такие вещи, как ткань, посуда, а также на кожу человека и продукты питания.
3
1.1. Значение жёсткости воды
Природная вода обязательно содержит растворённые соли и газы (кислород, азот и др.). Присутствие в воде ионов, способных образовывать твёрдые осадки при взаимодействии с анионами жизненных органических кислот, входящих в состав различных мыл (например, со стеарат-ионом С17Н35СОО2-), обуславливает так называемую жёсткость воды. Во всех просмотренных мною научных источниках, понятие жёсткости воды обычно связано с катионами кальция (Са2+) и, в меньшей степени, магния (Mg2+).
В таблице «Ионы, определяющие жёсткость воды» (Приложение 2) приведены основные катионы металлов, вызывающие жёсткость, и главные анионы, с которыми они ассоциируются.
На практике стронций, железо и марганец оказывают на жёсткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трёхвалентное железо (Fe3+) также влияют на жёсткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, «вклад» в жёсткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва2+).
Чем выше концентрация указанных двухзарядовых катионов Mg2+ и Са2+ в воде, тем вода жёстче. Наличие в воде этих катионов приводит к тому, что при использовании, например при стирке, обычного мыла (но не синтетического моющего средства) часть его расходуется на образование с этими катионами нерастворимых в воде соединений так называемых жирных кислот (мыло представляет собой смесь натриевых и калиевых солей этих кислот): 2С17 Н35 СОО- + Са2+ = (С17Н 35СОО)2Са↓
2С17Н 35 СОО- + Мg2+ = (С17Н 35СОО)2Mg↓ и пена образуется лишь после полного осаждения ионов.
Мыла – это натриевые (иногда калиевые) соли органических кислот, и их состав можно условно выразить формулой NaR или KR, где R – кислотный остаток. Анионы R образуют с катионами кальция и магния нерастворимые соли CaR2 и MgR2 . На образование этих нерастворимых солей и расходуется бесполезно мыло. Таким образом, при помощи мыльного раствора мы можем оценить общую жёсткость воды, общее содержание в ней ионов кальция и магния.
4
Ионы кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также других щёлочноземельных металлов, обуславливающих жёсткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворённого диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. В маломинерализованных водах больше всего ионов кальция. С увеличением степени минерализации содержание ионов кальция быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния в минерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в солёных водах нескольких десятков граммов.
В целом, жёсткость поверхностных вод, как правило, меньше жёсткости вод подземных. Жёсткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой.
Жёсткость - это особые свойства воды, во многом определяющие её потребительские качества и потому имеющие важное хозяйственное значение.
Для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров жёсткость воды не имеет принципиального значения. Но в ряде случаев жёсткость воды может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жёсткая вода гораздо менее эффективна, чем мягкая. Это обуславливается некоторыми фактами:
Жёсткая вода образует накипь на стенках нагревательных котлов, батареях, чем существенно ухудшает их теплотехнические характеристики. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п. предъявляются на порядок более высокие требования по жесткости. Тонкий слой накипи
5
на греющей поверхности вовсе не безобиден, так как продолжительность нагревания через слой накипи, обладающей малой теплопроводностью, постепенно возрастает, дно прогорает все быстрее и быстрее – ведь металл охлаждается с каждым разом все медленнее и медленнее, долго находится в прогретом состоянии. В конце концов, может случиться так, что дно сосуда не выдержит и начнёт протекать. Этот факт очень опасен в промышленности, где существуют паровые котлы.
Жёсткая вода мало пригодна для стирки. Накипь на нагревателях стиральных машин выводит их из строя, она ухудшает ещё и моющие свойства мыла. Катионы Ca2+ и Mg2+ реагируют с жирными кислотами мыла, образуя малорастворимые соли, которые создают плёнки и осадки, в итоге снижая качество стирки и повышая расход моющего средства. А при стирке тканей жёсткой водой образующиеся нерастворимые соединения осаждаются на поверхности нитей и постепенно разрушают волокна.
Различают временную и постоянную жёсткость воды. Обусловлено это различие типом анионов, которые присутствуют в растворе в качестве противовеса кальцию и магнию.
Временная жёсткость воды обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов, например, гидрокарбоната кальция Ca(HCO3)2 и магния Mg(HCO3)2. При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка среднего или основного карбоната:
Ca(HCO3)2 = СаСО3↓+ СО2↑+ Н2О,
Mg(HCO3)2 = Мg2 (ОН) 2 СО3↓ + 3СО2↑ + Н2О,
и жёсткость воды снижается. Поэтому гидрокарбонатную жёсткость называют временной.
Остальная часть жёсткости, сохранившаяся после кипячения воды, называется постоянной жёсткостью (или некарбонатная). Она обусловлена присутствием в ней сульфатов, хлоридов и других растворимых соединений кальция и магния, которые хорошо растворимы и так просто не удаляются.
Также различают и общую жёсткость воды. Она определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жёсткости.
Жёсткость воды измеряется в миллиграммах эквивалент на литр (м-экв/л). Обычно, жёсткой вода считается с жёсткостью 1 м-эвк/л и более (Приложение 3).
Особенно большой жёсткостью отличается вода морей и океанов. Так, например, кальциевая жёсткость воды в Чёрном море составляет 12 мг-экв/л,
6
магниевая – 53,5 мг-экв/л, а общая – 65,5 мг-экв/л. В океанах же средняя кальциевая жёсткость равняется 22,5 мг-экв/л, магниевая – 108 мг-экв/л, а общая – 130,5 мг-экв/л.
1.2. Методы устранения жёсткости воды
Для избавления от временной жёсткости необходимо просто вскипятить воду. При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка среднего или основного карбоната:
Ca(HCO3)2 = СаСО3 ↓+ СО2↑+ Н2О,
Mg(HCO3)2 = Мg2 (ОН) 2 СО3↓ +3СО2↑ + Н2О.
С ионами железа реакция протекает сложнее из-за того, что FeCO3 неустойчивое в воде вещество. В присутствии кислорода конечным продуктом цепочки реакций оказывается Fe(OH)3, представляющий собой темно-рыжий осадок. Поэтому, чем больше в воде железа, тем сильнее окраска у накипи, которая осаждается на стенках и дне сосуда при кипячении.
Умягчить жёсткую воду можно и обработкой воды различными химическими веществами. Так, временную (карбонатную) жёсткость можно устранить добавлением гашеной извести:
Са2+ +2НСО-3 + Са2+ + 2ОН- = 2СаСО3↓+ 2Н2О
Mg2+ +2НСО-3 + Са2+ + 4ОН- = Mg(ОН) 2↓+2СаСО3↓+ 2Н2О.
При одновременном добавление извести и соды можно избавиться от карбонатной и некарбонатной жёсткости (известково-содовый способ). Карбонатная жёсткость при этом устраняется известью (см. выше), а некарбонатная – содой: Са2+ + СО2-3 = СаСО3↓
Mg2+ + СО2-3 = Mg СО3 и далее Mg СО3 + Са2+ + 2ОН- = Mg(ОН) 2↓+СаСО3↓
Для борьбы с постоянной жёсткостью воды используют такой метод, как вымораживание льда. Необходимо просто постепенно замораживать воду. Когда останется примерно 10 % жидкости от первоначального количества, необходимо слить не замершую воду, а лёд превратить обратно в воду. Все соли, которые образую жёсткость, остаются в не замершей воде.
Ещё один способ борьбы с постоянной жёсткостью – перегонка, т.е. испарение воды с последующей её конденсацией. Так как соли относятся к нелетучим соединениям, то они остаются, а вода испаряется.
Также, чтобы избавиться от постоянной жёсткости, можно, например, к воде добавить соду: СаСl2 + Na2CO3 = CaCO3 ↓+ 2NaCl.
7
Также известны методы обработки воды (магнитное и электромагнитное воздействие, добавление полифосфатов или других «антинакипинов»), позволяющие на время «связать» соли жёсткости, не давая им в течение какого-то времени выпасть в виде накипи. Однако эти методы не нейтрализуют соли жёсткости химически и поэтому нашли ограниченное применение в водоподготовке технической воды. Единственным же экономически оправданным методом удаления из воды солей жёсткости является применение ионообменных смол. Пропуская воду через слой специального реагента – ионообменной смолы (ионита), ионы кальция, магния или железа переходят в состав смолы, а из смолы в раствор переходят ионы Н+ или Na+, и вода умягчается, её жёсткость снижается.
Но такие методы, как замораживание и перегонка, пригодны только для смягчения небольшого количества воды. Промышленность имеет дело с тоннами. Поэтому для устранения жёсткости в данном случае принимается современный метод устранения – катионный. Этот способ основан на применении специальных реагентов – катионитов, которые загружаются в фильтры и при пропускании через них воды, заменяют катионы кальция и магния на катион натрия. Катиониты – синтетические ионообменные смолы и алюмосиликаты. Их состав условно можно выразить общей формулой Na2R. Если пропускать воду через катиониты, то ионы Nа+ будут обмениваться на ионы Са2+ и Mg2+. Схематически эти процессы можно выразить уравнением:
Ca2+ + Na2R = 2Na+ + CaR
Таким образом, ионы кальция и магния переходят из раствора в катионит, а ионы натрия – из катионита в раствор, жёсткость при этом устраняется. Катиониты обычно регенерируют – выдерживают в растворе NaCl, при участии которого происходит обратный процесс: CaR + 2Na+ = Na2R+ Ca2+
Регенерированный катионит снова может быть использован для умягчения новых порций жесткой воды.
С последствием жёсткости воды - накипью, с точки зрения химии, можно бороться очень просто. Нужно на соль слабой кислоты воздействовать кислотой более сильной. Последняя и занимает место угольной, которая, будучи неустойчивой, разлагается на воду и углекислый газ. В состав накипи могут входить и силикаты, и сульфаты, и фосфаты. Но если разрушить карбонатный “скелет”, то и эти соединения не удержатся на поверхности.
В качестве средства для удаления накипи применяются также адипиновая кислота и малеиновый ангидрид, которые добавляются в воду. Эти вещества слабее сульфаминовой кислоты, поэтому для снятия накипи необходимо так же кипячение.
8
Эффективным способом борьбы с высокой жёсткостью считается применение автоматических фильтров-умягчителей. В основе их работы лежит ионообменный процесс, при котором растворенные в воде «жёсткие» соли заменяются на «мягкие», которые не образуют твердых отложений.
Жёсткая вода, поступая в фильтр, проходит через слой засыпки из высококачественной ионообменной смолы. При этом происходит изменение химического состава растворённых солей за счёт замены ионов кальция и магния на ионы натрия, которыми насыщена смола. В момент, когда поглощающая способность смолы снижается до определенного уровня, блок управления автоматически начинает цикл регенерации.
Периодичность регенерации определяется количеством воды, которое может пройти через умягчитель до его полного истощения, и рассчитывается с учётом множества факторов, таких как параметры смолы, качество воды, величины её расхода и т.д. Сигнал на начало регенерации в управляющий блок подается специальным расходомером. Непосредственно восстановление свойств ионообменной смолы осуществляется при подаче в фильтр водного раствора высокоочищенной поваренной соли (NaCl) за счёт обратного замещения накопленных в смоле ионов кальция и магния на ионы натрия. Затем все загрязнения вымываются из фильтра в дренаж.
Современные синтетические смолы чрезвычайно надежны и долговечны, позволяют работать на высоких скоростях потоков, благодаря чему находят применение в системах с высокой производительностью. Срок службы смолы может достигать 6 - 8 лет в зависимости от качества исходной воды (и, как следствие, от количества фильтроциклов).
В настоящее время, благодаря большому разнообразию смол, фильтры-умягчители помимо своего основного назначения могут быть использованы также для удаления из воды железа и марганца, тяжелых металлов, органических соединений, а также селективного удаления нитратов, нитритов, сульфидов и т.п.
1.3. Методика определения общей жесткости воды
Анализируемую воду подщелачивают аммонийной буферной смесью до рН примерно 10 . Индикатором служит обычно хромоген черный специальный ЕТ -00, образующий с ионами Са2+ и Мg2+ растворимые комплексы винно – красного цвета:
9
Ca2+ + Hind2- = CaInd- + H+; Mg2++ HInd2- = MgInd- + H+
винно – красный винно - красный
Поэтому при титровании комплексы металлов с индикатором разрушается и образуются более прочнее комплексы с трилоном Б (при рН 10):
CaInd- + Na2[H2Y] = Na2[CaY] + Hind- + H+
винно – красный синий
В эквивалентной точке винно – красная окраска раствора сменяется синей вследствие накопления анионов индикатора.
1.4. Определение карбонатной жесткости воды
Методами химического анализа обычно определяют жесткость общую (Жо) и карбонатную (Жк), а некарбонатную (Жн) рассчитывают как разность Жо – Жк.
Расчет концентрации карбонат- и гидрокарбонат-ионов
В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют. В случае возникновения розовой окраски пробу титруют 0,05 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания. Концентрацию карбонат-ионов рассчитывают по формуле
Ск=( V(HCl)*0,05*60*1000) / 10 = V(HCl)*300,
где Ск – концентрация карбонат-иона, мг/л; V(HCl) – объём соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.
Затем в той же пробе определяют концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавить 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску. Титруют пробу раствором 0,05 н. соляной кислоты до перехода жёлтой окраски в розовую. Концентрацию гидрокарбонат-ионов рассчитывают по формуле
Стк = (V(HCl)*0,05*61*1000) / 10 = V(HCl)*305,
где Стк – концентрация карбонат-иона, мг/л; V(HCl) – объем соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.
Карбонатную жесткость Жк рассчитывают суммируя значения концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов по формуле:
Жк = ск * 0,0333 + стк * 0,0164, где 0,0333 и 0,0164 – коэффициенты, равные значениям, обратным эквивалентным массам этих анионов.
10
Глава 2. Практическая часть
2.1. Приготовление индикатора эриохрома черного Т и аммиачной буферной смеси
Необходимую для определения аммонийную буферную смесь приготовила в мерной колбе вместимостью 1000 мл, смешивая 100 мл раствора хлорида аммония с массовой долей NH4CL 20% со 100 мл раствора аммиака с массовой долей NH3 20% и доводя объем смеси водой до метки. Эриохром черный Т в твердом виде устойчив, растворы же его устойчивы только в течение нескольких дней. Эриохром черный – чувствительный индикатор. В твердом виде Эриохром черный Т применяют в смеси с хлоридом натрия или калия (в отношении 1:200). Готовую смесь растираю в ступке и храню в темной склянке с притертой пробкой. Такая смесь устойчива неограниченно долгое время. Перед титрованием вношу в раствор 20 - 30 мг этой смеси на конце шпателя. Рабочий раствор трилона Б приготовила из фиксанала 0,05 моль/л . Формула трилона Б: Na2C10H14O8N2 * 2H2O; MNa2H2Tr = 372,3
Ход определения: В колбу для титрования отмерила пипеткой 50 мл исследуемой воды и прилила 5 мл аммонийной буферной смеси. Прибавила индикатор (хромоген черный) до появления хорошо заметной, но не очень темной вино – красной окраски. Титрую воду 0,05 н. раствором трилона Б до перехода вино – красной окраски в синюю. В конце титрования раствор комплексона прибавила по одной капле, чтобы красноватый оттенок совершенно исчез. Повторяю титрование 3 раза и из сходящихся отсчетов беру среднее. Общую жесткость воды (Са2+ и Mg2+ на 1 л) вычисляю по формуле в ммоль/л: Ж= СV1 / V ∙ 1000, где С – нормальная концентрация раствора трилона Б; V1- объем рабочего раствора трилона Б, затраченный на титрование, в мл; V- объем воды (мл), взятый для определения.
2.2. Расчет результатов
Примеры расчетов: Вода из источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения по адресу: Воронежская область, г. Богучар,
11
скважина №10/1-75.
Определение общей жесткости воды до фильтрования Жобш.= 6,7* 0,05 / 50* 1000 = 6,7ммоль/дм3, где 6,7 – объем рабочего раствора комплексона, затраченный на титрование, мл (среднее значение);
0,05 – нормальная концентрация раствора комплексона;
50 – объем воды (мл) взятый для определения.
2.3. Определение временной жесткости воды
Карбонатную жесткость определяют титрованием определенного объема воды раствором НСI с метиловым оранжевым. Химизм процесса выражается уравнениями: Ca(HCO3)2 + 2HCI = CaCI2↑ + 2CO2↑ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2HCI = MgCI2↑ + 2CO2↑ + 2H2O
Ход определения: В коническую колбу отмерила пипеткой 100,0 мл анализируемый воды. Прибавила 2-3 капли метилового оранжевого, титрую раствором НСI до перехода желтой окраски индикатора в бледно-розовую. Повторяю титрование 3 раза и из сходящихся отсчетов беру среднее. Чтобы вычислить карбонатную жесткость (по ГОСТу) в ммоль на 1 дм3 воды, нахожу нормальную концентрацию раствора солей и умножаю ее на 1000: Ж= V(HCI) С (HCI) / V (H2O) ∙ 1000. Определение общей жесткости воды до фильтрования Жобш.= 8,7* 0,05 / 50* 1000 = 8,7ммоль/дм3, где
8,7 – объем рабочего раствора комплексона, затраченный на титрование, мл, (среднее значение)
0,05 – нормальная концентрация раствора комплексона;
50 – объем воды (мл), взятый для определения.
2.4. Фильтры
Мной исследованы фильтры для воды марок «Аквафор Модерн» и «Аквафор Кувшин», которые содержат в оптимальном сочетании уникальные волокнистые сорбционные материалы марки АКВАЛЕН и гранулированные сорбционные материалы. Благодаря этому фильтры обеспечивают эффективную многоступенчатую очистку питьевой водопроводной воды от хлора, тяжелых металлов, органических примесей, устраняют запах и привкус.
12
Заключение
1) Жесткость воды различных природных источников города Богучар и Богучарского района, исследованных мною, отличается большими значениями, т.е. вода в них очень жёсткая (Приложение 4).
2) Для исследования фильтров мною выбраны «Аквафор Модерн» и «Аквафор Кувшин». Сравнение эффективности этих фильтров показывает, что более эффективным является первый (Приложение 4).
3) Полученные результаты показывают: чем больше жесткость исходной воды, тем в большой степени она устраняется фильтром.
13
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Стандарты на питьевую воду
Основные нормируемые показатели качества питьевой воды | Значение |
Число микроорганизмов в 1 см3 | не более 100 |
Число бактерий группы кишечных палочек в 1л | не более 3 |
Мутность (содержание взвешенных частиц) | не более 1,5 г/л |
рН | не более 1,5 г/л |
Общая минерализация | 100* - 1000 мг/л |
Кальций | 30* - 140 мг/л |
Щелочность | 0,5 – 6,5 моль/л |
Жесткость | 0,75 - 3,5ммоль/л |
Хлориды | не более 350 мг/л |
Сульфаты | не более 500 мг/л |
Железо | не более 0,3 мг/л |
Аммиак | не более 2,0 мг/л (по N) |
Цинк | не более 5 г/л |
Алюминий | не более 0,5 мг/л |
Нитраты | не более 45 мг/л |
Свинец | не более 0,03 мг/л |
Фтор | 0,7 – 1,5** мг/л |
Медь | не более 1мг/л |
*Рекомендуемый минимальный уровень.
**В зависимости от региона.
14
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Ионы, определяющие жёсткость воды
Катионы | Анионы |
Кальций (Са2+) | Гидрокарбонат (HCO3-) |
Магний (Mg2+) | Сульфат (SO42-) |
Стронций (Sr2+) | Хлорид (Cl-) |
Железо (Fe2+) | Нитрат (NO3-) |
Марганец (Mn2+) | Силикат (SiO32-) |
15
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Классификация воды по жёсткости
Единицы измерения жёсткости воды | Миллиграмм на литр, мг/л | Миллиграмм эквивалент на литр, м-экв/л |
Мягкая | <17,1 мг/л | <0,35 мг-экв/л |
Средней жёсткости | 60-120 мг/л | 1,2-2,4 мг-экв/л |
Жёсткая | 120-0180 мг/л | 2,4-3,6 мг-экв/л |
Очень жёсткая | >180 мг/л | >3,6 мг-экв/л |
16
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Определение жесткости воды до и после пропускания
ее через бытовые фильтры
№ | Источники воды | Показатели до фильтрования | Показатели после фильтрования | ||
Аквафор модерн | Аквафор кувшин | ||||
Жесткость общая (мг-экв/л) | Жесткость общая (мг-экв/л) | Жесткость общая (мг-экв/л) | |||
1 | Вода из источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения по адресу: Воронежская область, г. Богучар, скважина №10/1-75 | 6,7 | 3,23 | 5,7 | |
2 | Водоразборная колонка по адресу: Воронежская область, Богучарский район, с.Залиман, ул. Малаховского | 10,1 | 8,66 | 9,52 | |
3 | Водоразборная колонка по адресу: Воронежская область, г. Богучар, ул.25 Октября,72 | 7,6 | 3,63 | 6,18 |
17
Список используемой литературы
18
Украшаем стену пушистыми кисточками и помпончиками
"Разделите так, как делили работу..."
Земля на ладонях. Фантастический рассказ
Прыжок (быль). Л.Н.Толстой
Лиса-охотница