Основные компоненты минерального
Основные компоненты минерального
Состава воды
| Компонент минерального состава воды | Предельно допустимая концентрация |
| 1-й класс | |
| 1.Катионы | |
| Кальций | 200 мг/л |
| Магний | 100 мг/л |
| Натрий | 200 мг/л |
| 2. Анионы | |
| Нитрат | 45 мг/л |
| Карбонат | 100 мг/л |
| Гидрокарбонат | 1000 мг/л |
| Хлорид | 350 мг/л |
| Сульфат | 500 мг/л |
| 2-й класс | |
| 1.Катионы | |
| Аммоний | 2,5 мг/л |
| Металлы | 0,001 ммоль/л |
| Железо общее | 0,3 мг/л |
| 2.Анионы | |
| Нитрит | 0,1 мг/л |
| Фосфат | 3,5 мг/л |
В первую очередь нарушенный минеральный состав воды сказывается на жизнедеятельности простейших (клеточных) организмов, так как растворенные соли определяют обмен веществ клеток с окружающей средой и являются строительным материалом для элементов живой клетки. Повышенная концентрация солей в воде пагубно сказывается на минеральном составе окружающей водоем почвы, вызывая ее засоление как в процессе впитывания грунтовой воды почвой (транспирации), так и при орошении такой водой сельскохозяйственных полей. Источниками антропогенного обогащения природной воды минеральными солями, приводящими к нарушению природного солевого равновесия в воде, являются:
· талые воды с посыпаемых солями зимой улиц городов и дорог;
· сточные дождевые воды с полей, газов после применения на них минеральных удобрений;
· неочищенные сточные воды, рассолы, сбрасываемые промышленными предприятиями, и др.
Повышенная концентрация солей ухудшает вкус питьевой воды, а при концентрации солей, превышающей ПДК, вода становится не пригодной для питья и использования на хозяйственные нужды.
Каждый студент при выполнении лабораторных и практических работ этого раздела получает задание изучить конкретный водный объект и для этого водного объекта определить все перечисленные ниже параметры:
· рН;
· температуру;
· прозрачность;
· мутность;
· запах;
· цветность;
· концентрацию карбонат - анионов;
· концентрацию гидрокарбонат - анионов;
· карбонатную жесткость.
Определение температуры
Ход работы:
1. Погрузите термометр непосредственно в воду водоема не менее, чем на одну треть шкалы и выдержите в погруженном состоянии не менее 5 минут.
2. Не вынимая термометра из воды, произведите отсчет показаний (с точностью до половины минимального деления).
Определение запаха
1. Заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой.
2. Взболтай содержимое колбы.
3. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же определите характер и интенсивность запаха. Если запах сразу не ощущается или запах неотчетлив, испытание можно повторить, нагрев воду в колбе до температуры 60О С.
Интенсивность запаха определите по пятибалльной системе согласно таблице.
Запахи естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.). Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды - от обработки воды реагентами на водопроводных сооружений и т.п.).
Запах воды следует исследовать в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.
Определение интенсивности запаха
| Интенсивность запаха | Характер проявления запаха | Оценка интенсивности запаха |
| Нет | Запах не ощущается | |
| Очень слабая | Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании (при нагревании воды) | |
| Слабая | Запах замечается, если обратить на это внимание | |
| Заметная | Запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде | |
| Отчетливая | Запах обращает на себя внимание и заставляет воздерживаться от питья | |
| Очень сильная | Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению |
Определение характера запаха
| Характер запаха | |
| Естественного происхождения: неотчетливый (или отсутствует) землистый гнилостный плесневый торфяной травянистый другой (укажите, какой) __________________________________________________________________ | Искусственного происхождения: неотчетливый (или отсутствует) нефтепродуктов (бензиновый) хлорный уксусный фенольный другой (укажите, какой) ______________________ ____________________________________________ |
Цветность воды
Ход работы:
1.Заполните пробирку исследуемой водой до высоты 10-12 см.
2.Определите цветность воды, рассматривая пробирку на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном).
Подчеркните наиболее подходящий оттенок из приведенных в таблице, либо заполните свободную линейку в таблице.
| Цветность воды |
| Слабо - желтовая |
| Светло - желтовая |
| Желтая |
| Интенсивно - желтая |
| Коричневатая |
| Красно - коричневатая |
| Другая (укажите, какая) ______________________________ |
3. Цветность также выражают в градусах.
Ход работы:
1. Приготовление бихромата калия и сульфата кобальта (II).
Готовят 2 раствора. Основной №1: растворяют отдельно в дистиллированной воде 0,0875 г бихромата калия и 2 г сульфата кобальта (II), затем их смешивают, прибавляют 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см3), доводят дистиллированной водой до 1 л. Этот раствор соответствует 5000. Раствор №2: 1 мл серной кислоты (пл. 1,84 г/см3) доводят дистиллированной водой до 1 л. Смешивая растворы 2 и 1 в соотношениях, указанных в таблице 1, готовят шкалу цветности.
Таблица 1
| Раствор №1, мл | |
| 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,4 | 2,8 | 3,2 | 3,6 | 4,0 | ||
| Раствор №2, мл | 19,8 | 19,6 | 19,4 | 19,2 | 19,0 | 18,8 | 18,4 | 18,0 | 17,6 | 17,2 | 16,8 | 16,4 | 16,0 | ||
| Градусы цветности | |||||||||||||||
2. При визуальном определении в цилиндр наливают 20 мл исследуемой, при необходимости профильтрованной воды и, просматривая сверху на белом фоне, подбирают раствор шкалы с тождественной окраской. Если вода имеет цветность выше 800, то ее разбавляют дистиллированной водой.
Определение прозрачности
Ход работы:
1. Исследуемую воду хорошо перемешать и налить в цилиндр, который необходимо поставить над стандартным шрифтом на высоте 4 см.
2. Просматривая шрифт сверху через столб воды и сливая или доливая исследуемую воду в цилиндр, находят высоту столба, еще позволяющую читать шрифт.
3. Исследование проводят в хорошо освещенном помещении, но не прямом свету.
4. Измерения повторяют 2-3 раза и за окончательный результат принимают среднее значение.
Определение мутности
Ход работы:
1. Заполните пробирку водой до высоты 10-12 см.
2. Определите мутность воды, рассматривая пробирку сверху на темном фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном).
3. Подчеркните нужное в таблице.
| Мутность воды |
| Слабо опалесцирующая |
| Опалесцирующая |
| Слабо мутная |
| Мутная |
| Очень мутная _______________________________________ |
Осадок
Взболтанную в бутылке воду наливают в цилиндр слоем примерно 30 см и оставляют в покое 1 ч., если вода отобрана из открытого водоема, или на сутки, если вода взята из подземных источников. Осадок оценивают количественно (нет, незначительный, заметный, большой) и качественно (песчаный, глинистый, илистый, кристаллический, хлопьевидный). Отмечают также цвет осадка.
Большой осадок свидетельствует о загрязнении воды.
Определение зольности угля.
Ход работы:
Озоление угля производится в фарфоровых тиглях высотой 2З–35 мм и диаметром З2-45 мм. Фарфоровые тигли должны быть пронумерованы, прокалены и храниться в эксикаторе.
Пробу угля перемешивают шпателем в открытой банке и отбирают навески 1-2 г (взвесить с точностью до 4-го знака). Тигли с навесками помещают в муфель, нагретый не более чем до 200°С, устанавливают в зоне устойчивой температуры. Муфель в течение 1-2 часов нагревают до 800-8300С и прокаливают навески при этой же температуре еще 1-2 часа. Тигли вынимают муфельными щипцами, охлаждают на воздухе в течение 5ти минут, затем до комнатной температуры в эксикаторе и взвешивают. Затем 30 мин. проводят контрольное прокаливание тиглей зольным остатком. Контрольное прокаливание проводят до тех пор, пока убыль массы не составит менее 0,001 г. Зольность вычисляют по формуле: Z = (Мзолы/Мугля) 100%.
Определение пищевых добавок
Витамины и минеральные соли - это незаменимые вещества, присутствующие в продуктах питания в небольших количествах с самого начала. Некоторые пищевые продукты, особенно подвергнутые переработке содержат небольшие количества добавок - веществ, добавляемых в продукты при переработке для повышения питательной ценности, способности к более длительному хранению, улучшению внешнего вида и т.п.
Многие пищевые добавки очень важны, особенно предназначенные для увеличения срока хранения и повышения питательной ценности продуктов. Другие улучшают внешний вид. Консистенцию, вкус.
Многие добавки применялись с древнейших времен (например, поваренная соль). По мере того как производство пищи все более во времени и пространстве отделялось от потребления, росла и нужда в консервирующих добавках.
Содержащих серу в напитках
Красители улучшают внешний вид пищевых изделий. Ряд красителей имеет естественное происхождение, однако большинство их - синтетические, получены из продуктов нефте- и углепереработки. Интересно сопоставить данные, например, о красных красителях за последние тридцать лет. Большинство из широко применявшихся ранее веществ сейчас считаются канцерогенными.
Типичным примером синтетического красителя является оранжевый Б:pus.
Окраска этого вещества обусловлена наличием ароматических ядер. С другой стороны, именно сочетание этих ядер и фрагмента -N=N- напоминает структуру некоторых канцерогенов.
Цель работы:
Определить содержание серы в лимонаде, обусловленное применением синтетических красителей.
Принцип метода:
Диоксид серы определяют количественно по реакции с йодом:
SO2 + I2 + H2O 
SO3 + 2I- + 2H+
Ход работы:
1. Поместить в коническую колбу 100 мл дегазированного напитка. Добавить 5 мл 2М раствора NaOH и оставить примерно на 30 мин.
2. Добавить 1 мл свежего раствора крахмала и 10 мл 2М H2SO4.
3. Оттитровать исследуемый образец 0,001 М раствором йода до появления устойчивой синей окраски.
4. Выразить концентрацию диоксида серы в миллиграммах на 1 литр напитка.
Для сдачи работы необходимо представить результат расчетов и письменный ответ на вопрос:
В каких пищевых продуктах используются синтетические красители?
Ход работы
Б. Определение хлор-иона
Берут в пробирку 5 мл водной вытяжки, подкисляют азотной кислотой (1-2 капли) для разрушения бикарбонатов, прибавляют несколько капель азотнокислого серебра, перемешивают. По характеру осадка AgCI судят о содержании хлор-иона.
Характеристика осадка
| Осадок | Содержание С1- | |
| мг на 100мл вытяжки | г на 100 г почвы, % | |
| Большой хлопьевидный | >10 | Десятые доли |
| Сильная муть | 5-10 | Сотые доли |
| Опалесценция | 1-0,1 | Тысячные доли |
В. Определение сульфат-иона
Фильтрат водной вытяжки в количестве 2 см3 отливают в пробирку, добавляют несколько капель концентрированной соляной кислоты и 1-2 см3 раствора хлористого бария. Раствор в пробирке нагревают до кипения. При наличии сульфатов происходит реакция:
Na2SO4 + ВаCl2 = 2NaCI + BaSO4
Сульфат бария выпадает в виде белого мелкокристаллического осадка.
Характеристика осадка
| Осадок | Содержание SO42- | |
| мг на 100мл вытяжки | г на 100 г почвы, % | |
| Большой, быстро оседающий на дно | Десятые доли | |
| Муть, появляющаяся сразу | 10-1 | Сотые доли |
| Медленно появляющаяся слабая муть | 1-0,5 | Тысячные доли |
Г. Определение кальция
Фильтрат водной вытяжки в количестве 3 см3 наливают в пробирку, подкисляют 1-2 каплями 10%-ной соляной кислоты и добавляют 1,5-2 см3 4%-ного раствора щавелевокислого аммония (оксалата аммония).
При наличии кальция протекает реакция:
СаСl2 + (NH4)2C2O4 = СaC2О4 + 2NН4Cl
Характеристика осадка
| Осадок | Содержание Са2+ | |
| мг на 100мл вытяжки | г на 100 г почвы, % | |
| Большой, выпадающий сразу | Десятые доли | |
| Муть, выделяющаяся при перемешивании | 10-1 | Сотые доли |
| Слабая муть, выделяющаяся при стоянии | 1-0,1 | Тысячные доли |
Д. Определение нитратов
В пробирку переносят 2 см3 фильтрата водной вытяжки и по каплям добавляют раствор дифениламина в серной кислоте. При наличии нитратов раствор окрашивается в синий цвет.
Основные компоненты минерального
Состава воды
| Компонент минерального состава воды | Предельно допустимая концентрация |
| 1-й класс | |
| 1.Катионы | |
| Кальций | 200 мг/л |
| Магний | 100 мг/л |
| Натрий | 200 мг/л |
| 2. Анионы | |
| Нитрат | 45 мг/л |
| Карбонат | 100 мг/л |
| Гидрокарбонат | 1000 мг/л |
| Хлорид | 350 мг/л |
| Сульфат | 500 мг/л |
| 2-й класс | |
| 1.Катионы | |
| Аммоний | 2,5 мг/л |
| Металлы | 0,001 ммоль/л |
| Железо общее | 0,3 мг/л |
| 2.Анионы | |
| Нитрит | 0,1 мг/л |
| Фосфат | 3,5 мг/л |
В первую очередь нарушенный минеральный состав воды сказывается на жизнедеятельности простейших (клеточных) организмов, так как растворенные соли определяют обмен веществ клеток с окружающей средой и являются строительным материалом для элементов живой клетки. Повышенная концентрация солей в воде пагубно сказывается на минеральном составе окружающей водоем почвы, вызывая ее засоление как в процессе впитывания грунтовой воды почвой (транспирации), так и при орошении такой водой сельскохозяйственных полей. Источниками антропогенного обогащения природной воды минеральными солями, приводящими к нарушению природного солевого равновесия в воде, являются:
· талые воды с посыпаемых солями зимой улиц городов и дорог;
· сточные дождевые воды с полей, газов после применения на них минеральных удобрений;
· неочищенные сточные воды, рассолы, сбрасываемые промышленными предприятиями, и др.
Повышенная концентрация солей ухудшает вкус питьевой воды, а при концентрации солей, превышающей ПДК, вода становится не пригодной для питья и использования на хозяйственные нужды.
Каждый студент при выполнении лабораторных и практических работ этого раздела получает задание изучить конкретный водный объект и для этого водного объекта определить все перечисленные ниже параметры:
· рН;
· температуру;
· прозрачность;
· мутность;
· запах;
· цветность;
· концентрацию карбонат - анионов;
· концентрацию гидрокарбонат - анионов;
· карбонатную жесткость.
Определение температуры
Ход работы:
1. Погрузите термометр непосредственно в воду водоема не менее, чем на одну треть шкалы и выдержите в погруженном состоянии не менее 5 минут.
2. Не вынимая термометра из воды, произведите отсчет показаний (с точностью до половины минимального деления).
Определение запаха
1. Заполните колбу водой на 1/3 объема и закройте пробкой.
2. Взболтай содержимое колбы.
3. Откройте колбу и осторожно, неглубоко вдыхая воздух, сразу же определите характер и интенсивность запаха. Если запах сразу не ощущается или запах неотчетлив, испытание можно повторить, нагрев воду в колбе до температуры 60О С.
Интенсивность запаха определите по пятибалльной системе согласно таблице.
Запахи естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.). Запахи искусственного происхождения (от промышленных выбросов, для питьевой воды - от обработки воды реагентами на водопроводных сооружений и т.п.).
Запах воды следует исследовать в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей.