Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Стислі теоретичні відомості
|
|
Лабораторна робота № 3
ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ
ПИТНИХ ТА ПРИРОДНИХ ВОД
Мета роботи: дослідити фізико-хімічні властивості природних та питних вод. Зробити висновки щодо якості досліджуваної води.
Стислі теоретичні відомості
Згідно діючим стандартам, питна вода (і водопровідна у тому числі) повинна бути безпечною в епідеміологічному, радіаційному відношенні, нешкідлива за хімічним складом і мати сприятливі органолептичні властивості. Якість води визначається цілим рядом показників, гранично допустимі значення яких задаються відповідними нормативними документами. В Україні діють норми ГОСТ 2874-82 " Вода питна. Гігієнічні вимоги, контроль за якістю".
Категорія якості води – це показник ступеня забрудненості водного об’єкта, який визначають за сукупністю встановлених показників складу і властивостей води: фізичних, хімічних, біологічних, бактеріологічних тощо і який задовольняє вимоги споживачів. Дотриманню цих вимог є обов'язковим на протязі визначеного часу.
Відповідно до Водного кодексу України якість води – це характеристика складу й властивостей води, яка визначає її придатність для конкретного водоспоживача. Вимоги до якості води нормуються державними стандартами. Єдиного показника, який характеризував би якість води, не існує, тому її якість оцінюють на підставі системи показників.
Показники якості води поділяють на фізичні, хімічні, гідробіологічні та бактеріологічні.
Певне уявлення про стан природних вод можна отримати на основі органолептичних досліджень. До них належать: загальний огляд, вимірювання температури, фіксування наявності (відсутності) осаду, запаху, кольору, прозорості, каламутності.
Основні показники якості води:
1. Температура води. Температура води є найважливішою характеристикою води, оскільки впливає на фізичні, хімічні, біохімічні та біологічні процеси, що протікають у водоймах. Від температури значною мірою залежить кисневий режим та інтенсивність процесів самоочищення.
Вимірювання температури використовують для обчислення ступеня насиченості води киснем різних форм лужності, стану карбонатно-кальцієвої системи під час багатьох гідрохімічних і гідробіологічних досліджень для вивчення теплових забруднень.
Температуру води вимірюють у градусах Цельсія.
2. Запах і смак. Запах води створюється специфічними речовинами, які надходять у воду в результаті життєдіяльності гідробіонтів, розкладання органічних речовин, хімічної взаємодії компонентів, що містяться в ній, та надходження із зовнішніх джерел.
Відокремлюють такі види запахів: ароматичний (квітковий, огірковий); землистий; болотний; гнильний; деревинний; цільовий; хлорний; нафтовий; фенольний; сірководневий; непевний (не подібний до жодного із зазначених запахів).
Смак води буває гіркий, кислий, солоний. Усі інші смакові відчуття кваліфікують як присмаки. Інтенсивність запаху визначають за п’ятибальною шкалою (таблиця 1).
Таблиця 1
Оцінювання інтенсивності запаху природних
| Бали | Інтенсивність | Визначення(опис) |
| Ніякого | Запаху немає | |
| Дуже слабкий | Запах у звичайних умовах невідчутний, але спостерігається досвідченим експериментатором. | |
| Слабкий | Запах можна виявити, якщо звернути на нього увагу | |
| Помітний | Запах легко виявити | |
| Виразний | Запах привертає увагу | |
| Дуже сильний | Запах настільки сильний, що робить воду не придатною для використання. |
3. Прозорість води. Прозорість води залежить від ступеня розсіювання сонячного світла речовинами органічного та мінерального походження, які перебувають у воді в завислому та колоїдному станах. Вона визначає перебіг біохімічних процесів, які потребують освітлення (первинне продукування, фотоліз). Прозорість вимірюють в сантиметрах.
4. Колірність води. Чиста природна вода у тонких шарах безбарвна, у товстих – має блакитний відтінок. Інші відтінки води свідчать про наявність у ній різних розчинених та завислих домішок, сполук Феруму, гумінових речовин, забарвлених відходів антропогенного походження, а також про масове цвітіння водоростей. Кількість цих речовин залежить від геологічних умов, водоносних горизонтів, наявності боліт, торфовищ у басейні річки, а також від антропогенних факторів, що можуть зумовлювати досить інтенсивне забарвлення води.
Інтенсивність забарвлення води характеризують колірністю. Розрізняють " натуральний" колір, обумовлений тільки розчиненими речовинами, та " вдаваний" к олір, викликаний наявністю у воді колоїдних та завислих частинок, співвідношення між якими визначаться значною мірою значеннями рН.
Колірність води вимірюють у градусах порівнюючи її з біхромат-кобальтовою шкалою колірності або платино-кобальтової (один градус колірності відповідає вмісту в 1 л розчину 2, 49 мг хлорплатинату калію і 2, 018 мг хлориду кобальту). Колірність річкових вод коливається в межах 35˚ − 55˚, сягаючи в окремих випадках 200˚ і більше.
Основними методами визначення колірності є:
§ візуальне порівняння кольору проби досліджуваної води зі стандартними розчинами шкали колірності;
§ фотоколориметричне порівняння кольору проби досліджуваної води зі стандартними розчинами шкали колірності.
5. Прозорість води. У випадку якісного візуального оцінювання ступеня прозорості води умовно виділяють: прозору; опалесцентну; злегка каламутну; каламутну; сильно каламутну.
Прозорість води контролюють також вимірюванням висоти її стовпчика, крізь який можна нормально читати стандартний шрифт (визначення " за шрифтом") або бачити нанесений чорною фарбою на білу пластинку хрест із товщиною лінії 1 мм (визначення " за хрестом"), розміщені під дном вимірювального циліндра на відстані 4 см. Прозорість води виражають у сантиметрах зазначаючи спосіб вимірювання.
7. Бактеріологічні показники характеризують забрудненість води патогенними мікроорганізмами. До бактеріологічних показників належать:
§ загальне число бактерій; є загальним показником розвитку мікрофлори і мікрофауни у воді; для питної води допускається наявність не більше 100 бактерій в 1 мл води.
§ кишкова паличка; є показником забруднення води виділеннями людини і тварин; у воді питної якості допускається наявність не більше трьох кишкових паличок в одному літрі води.
Колі-тітр − це найменший об’єм води, в якому ще виявляється одна кишкова паличка; ця величина виражається в мілілітрах, причому слово " мл" не пишеться.
Колі-індекс − це абсолютна кількість кишкових паличок в одному літрі води. Роботами школи професора С. Н. Черкинського, було встановлено, що при величині колі-тітра, близькій до 300 (або колі-індексу 3), вода є нешкідливою і не дає ніяких епідемічних захворювань, що дозволило прийняти цю концентрацію кишкових паличок як стандартну величину для питної води централізованих і локальних водопроводів.
Дослід 1. Органолептичне дослідження проби води
Завдання: Визначити органолептичні характеристики 2-3 проб води за наведеними методиками: температуру, запах, колірність, прозорість
1. Температуру вимірюють на місці забору проби термометрами із ціною поділки 0, 1 ˚ С. Термометр слід тримати у воді не менше 5 хвилин; фіксують температуру, не виймаючи термометр з води. Значення термометри наводять з точністю до 0, 5 ˚ С.
2. Визначити запах проби води, інтенсивність запаху при кімнатній температурі та при температурі 60 − 100 ˚ С. Запах визначають, відкриваючи посудину з пробою після збовтування. Якщо запах визначити неможливо, слід відлити трохи води в колбу, закрити склом і підігріти до 60 ˚ С.
3. Визначення колірності води візуальним методом.
Для якісного визначення колірності води профільтровану воду наливають у циліндр з пласким дном із прозорого скла і ставлять його на білий папір. Висота стовпчика води повинна дорівнювати 10 см. Біля нього розміщують такий самий циліндр із дистильованою водою. Розглядають проби в циліндрах зверху при розсіяному денному світлі. Результат визначення описують словесно, вказують на відтінок і інтенсивність забарвлення.
Пробу води в циліндрі характеризують як: безбарвну; слабко жовтого кольору; слабко червоного кольору тощо. Зазначимо, що визначити колірність води об’єктивно досить важко.
4. Визначення каламутності та прозорості проби води.
Досліджувану воду добре збовтують і наливають у циліндр із пласким дном, під яким на відстані 4 см знаходиться спеціальний шрифт (із висотою літер 2 мм і товщиною їх ліній 0, 5 мм). Додаючи воду до циліндра, знаходять висоту стовпа води у сантиметрах, за якої читання шрифту не можливе (визначення " за шрифтом"). Аналогічно проводить дослідження " за хрестом". Прозорість визначають у добре освітленому приміщенні на відстані 1м від вікна. Отриманий результат виражають у сантиметрах висоти стовпа з точністю до 0, 5 см.
Дослід 2. Визначення активної реакції води
Величина рН є дуже важливою характеристикою якості води. рН більшості поверхневих вод коливається в межах 6, 5 − 8, 5; підземні води іноді мають більші значення рН середовища. Кислу реакцію (рН = 4 − 4, 5) мають болотні води, води сульфідних і колчеданних родовищ.
Як правило, рН природної води певного джерела є величиною сталою; це зумовлено наявністю буферної системи, яка складається з розчину вуглекислого газу в воді та гідрокарбонатів. Ось чому помітні зміни рН води в даному джерелі свідчать про забруднення води.
Залежно від величин рН природні води прийнято поділяти на сім груп (таблиця 2).
Таблиця 2
Класифікація природних вод залежно від значення рН
| Клас вод | Значення рН | Характеристика |
| Сильно кислі | < 3 | Результат гідролізу солей важких металів (шахтні та рудні води) |
| Кислі | 3 – 5 | Наявні вугільна кислота, фульвокислоти та інші органічні кислоти |
| Слабко кислі | 5 – 6, 5 | Наявні гумусові кислоти у ґрунті та болотних водах (води лісової зони) |
| Нейтральні | 6, 5 – 7, 5 | Наявні у водах гідрокарбонати кальцію та магнію Са(НСО3)2 і Mg(НСО3)2 |
| Слабко лужні | 7, 5 – 8, 5 | Наявні у великих кількостях гідрокарбонати кальцію та магнію |
| Лужні | 8, 5 – 9, 5 | Наявні карбонат та гідрокарбонат натрію (Na2CO3 та NaHCO3) |
| Сильно лужні | > 9, 5 | Наявність карбонату та гідрокарбонату натрію у великих кількостях |
Потенціометричний метод визначення рН дозволяє вимірювати рН з високою точністю.
Завдання: Визначити активну реакцію проби води. Для цього:
1) увімкнути рН-метр у мережу і прогріти 20 − 30 хв;
2) занурити електроди у досліджуваний розчин на 1 − 2 хв та виміряти величину рН
3) зробити висновки щодо кислотності (лужності) дистильованої, питної та зразків води.
Дослід 3. Визначення загальної жорсткості води