Приложение к уроку по теме Вода – самый распространенный минерал. Понятие о качестве воды.
Приложения к уроку.
Приложение № 1.
Дидактический материал к уроку.
Вода – самый распространенный минерал.
Вода – единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях.
Вода – универсальный растворитель.
Питьевая вода – вода, которая предназначена для ежедневного, неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми организмами.
Качество – это характеристика ее состава и свойств, определяющие пригодность воды для конкретных целей
Методы очистки воды.
Механическая фильтрация.
Ионный обмен.
Обратный осмос.
Электрохимическая чистка.
Дистилляция.
Кипячение.
Вымораживание.
Сорбция. Сорбенты. Сорбционные фильтры.
Некоторые предельно допустимые уровни содержания химических веществ:
водородный показатель (рН) -6,0-9,0;
Железо (мг/л) - до 0,3;
Жесткость общая (мг экв/л) – до 7,0;
Марганец (мг/л) - 0,7;
Медь(мг/л) - 1,0;
Хлориды (мг/л) до 350.
Количество бактерий в 1мл не более 100.
Количество бактерий группы кишечных палочек в 1 л не более 3.
Загрязняется вода, в первую очередь:
коллоидными частицами гидроксосоединений трехвалентного железа (это придает воде хорошо знакомый всем нам “ржавый цвет”),
ионами меди, свинца и цинка (из-за кранов, вентилей и других деталей, изготовленных из цветных металлов),
а также механическими примесями (кусками ржавчины).
микроорганизмами и бактериями группы кишечных палочек
Хлор при высоких концентрациях свободный хлор представляет серьезную опасность для здоровья человека. В природных водоемах он присутствовать не должен.
Нитраты опасны для человека. Различают первичную токсичность собственно нитрат-иона; вторичную, связанную с образованием нитрит-иона, и третичную, обусловленную образованием из нитритов и аминов нитрозаминов. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г. При длительном употреблении питьевой воды, содержащих значительные количества нитратов, снижается способность крови к переносу кислорода, что ведет к неблагоприятным последствиям для организма.
Железо. В небольших количествах железо необходимо организму человека – оно входит в состав гемоглобина и придает крови красный цвет. Но слишком высокие концентрации железа в воде для человека вредны. Содержание железа в воде выше 1-2 мг/дм3 значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус. Железо увеличивает показатели цветности и мутности воды.
Жесткость. Высокая жесткость воды ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая негативное действие на органы пищеварения. Именно жесткость вызывает образование накипи в чайниках и других устройствах кипячения воды.
Органические вещества. Наиболее опасны для человека крупные органические соединения, которые на 90% являются канцерогенами или мутагенами. Наиболее опасны хлорорганические соединения, образующиеся при кипячении хлорированной воды, т. к. они являются сильными канцерогенами, мутагенами и токсинами. Остальные 10% крупной органики в лучшем случае нейтральны в отношении организма. Полезных для человека крупных органических соединений, растворенных в воде, всего 2-3 (это ферменты, необходимые в очень малых дозах). Воздействие органики начинается непосредственно после питья. В зависимости от дозы это может быть 18-20 дней или, если доза большая, 8-12 месяцев
Тестирование.
1. В каком агрегатном состоянии может быть вода: а) твердое; б) жидкое; в) газообразное.
2. Где встречается пресная вода; а) в морях; б) в океане; в) в реках.
3. Обладает ли вода аномалиями: а) да; б) нет.
4. Почему природная вода имеет вкус: а) наличие минеральных солей; б) зависит от географического положения местности; в) не имеет вкуса.
5. Вода используемая человеком может быть; а) питьевая; б) техническая; в) мокрая.
6. Какими методами можно очистить воду от глины: а) дистилляция; б) фильтрование; в) кипячение.
7. Решите задачу. В одном литре городской воды содержится около 20-25 мг нитратов. Человек выпивает в среднем 1,5 - 2 литра воды в день. Сколько нитратов попадает в организм человека за год. Над этой цифрой стоит задуматься.
Приложение № 2.
Происхождение воды
Каким образом появилась на нашей планете вода ученые всего мира давно спорят, многие специалисты считают, что происхождение воды на земле произошло, примерно 4 – 3,6 млрд лет тому назад, когда планета постоянно атаковалась тысячами малых и больших комет и астероидов. Некоторые астероиды имели запасы воды в парообразном состоянии, льда или жидкости.
Специалисты из Японии предполагают, что на начальном этапе формирования планеты в земельной структуре были целые пласты, которые состояли из водорода и кислорода, они вступали в реакции, в результате этого на планете появилась вода в огромных количествах.
К началу палеозоя гидросфера Земли приобрела объем, близкий к современному и с тех пор он существенно не изменился. Выделение воды из мантии происходит и теперь – около 1 км3 в год. Эта вода называется ювиальной (юной).
Таким образом, вода к нам пришла из далекого геологического прошлого.
Приложение № 3.
Вода поразительная жидкость: у нее есть аномалии! Для во ды будто законы не писаны! Но благодаря ее капризам в ней мог ла развиваться и существовать жизнь.
Первая аномалия: воде по ее химической структуре положено плавиться и кипеть при низких температурах, которых на Земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни жидкой, ни твердой воды, а был бы один пар. А она кипит при +100° С!
Вторая аномалия: высокая теплоемкость. У воды она в 10 раз больше, чем у железа. Вода нагревается впятеро медленнее пес ка. Чтобы нагреть па 1° С литр воды, тепла потребуется в 3300 раз
больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала при нагревании. Из-за исключительной способности воды поглощать тепло темпе ратура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначитель но, поэтому морским обитателям никогда не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.
Третья аномалия: у воды очень высокая скрытая теплота пла вления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.
Если бы у воды не было этого свойства даже в жару медлен но испаряться, многие озера и реки летом быстро бы пересохли до дна и вся жизнь в них погибла.
Четвертая аномалия: замерзая, вода тоже отдает много тепла.
1 л воды, превращаясь в лед, может подогреть на 1° G250 тыс. л воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух.
Аномалия пятая: замерзая, вода расширяется на 9% по отно шению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх, и потому редкий водоем промерзает до дна. Покрывающий его сверху лед хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Под такой «шубой» даже зимой в Арктике морским животным не очень хо лодно.
Шестая аномалия самая странная. Все вещества, когда их нагревают, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Вода тоже сжимается от холода. Но... В этом «но» все дело. Сжимается, сжимается, пока температура падает, но при +4°С наступает пре дел. Тут она снова начинает расширяться, хотя температура про должает понижаться. Поэтому самой плотной и тяжелой вода бывает при +4° С. Зимой, охладившись до +4° С, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы. Вот почему зимой на дне пруда, озера, реки сравнительно тепло.
Эта удивительная аномалия спасает жизнь всем пресноводным животным.
Приложение № 4.
Питьевая вода – это вода, которая предназначена для ежедневного неограниченного и безопасного потребления человеком и другими живыми существами. Главным отличием от столовых и минеральных вод является пониженное содержание солей. Вода, которая не вредит здоровью человека и отвечает требованиям действующих стандартов качества называется питьевой водой, в случае необходимости, чтобы вода соответствовала санитарно-эпидемиологическим нормам её очищают или, как часто говорят, «подготавливают» с помощью установок [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Приложение № 5.
«Мертвая» вода обладает антибактериальным, противовирусным действием, не причиняя вреда клеткам человека. «Живая» вода обладает антиоксидантным, иммуностимулирующим действием, стимулирует рост и деление клеток. Проведено следующее исследование. В сосуды с «живой» и «мертвой» водой поставлены осенние цветы. В течении недели проходили наблюдения, в сосуде с «мертвой» водой цветы на завяли, такая вода не является токсичной.
Мы каждый день пьем воду. К нам она поступает по водопроводу. Обязательно должны быть чистой. Действительно чистая вода помогает растворять токсины в организме человека, она проходит через почки, не оставляя там неорганические остатки. Поэтому вода должна обладать определенным качеством.
Приложение № 6.
Вода, которая поступает к потребителю должна быть приятной в органолептическом отношении и безопасной для здоровья. Содержание вредных веществ не должно превышать ПДК.
Согласно санитарным нормативам в воде не должно быть много вредных веществ, а только определенное количество. Вот некоторые предельно допустимые уровни содержания химических веществ:
водородный показатель (рН) -6,0-9,0;
Железо (мг/л) - до 0,3;
Жесткость общая (мг экв/л) – до 7,0;
Марганец (мг/л) - 0,7;
Медь(мг/л) - 1,0;
Хлориды (мг/л) до 350.
Количество бактерий в 1мл не более 100.
Количество бактерий группы кишечных палочек в 1 л не более 3.
Если веществ больше указанных норм, то данная вода не пригодна для питья.
Приложение № 7.
Воды близких к поверхности подземных горизонтов, используемые для питья, в Северном и Центральном Крыму содержат большие концентрации (в 1,5-2 раза выше нормы) минеральных солей - хлоридов, сульфатов, а также кальция и магния. В связи с этим, жители многих сел и поселков Равнинного Крыма вынуждены пить воду, в которой общее содержание солей (сухой остаток) достигает 4-5 г/л при норме 1 г/л, а общая жесткость -15-20 мг-экв/л при норме 7 мг-экв/л. Постоянное потребление такой воды увеличивает риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, почек, аллергических заболеваний, патологий беременности и родов. Например, повышенная заболеваемость болезнями мочеполовой системы в Джанкойском районе связывается с потреблением засоленной воды.
Поверхностные воды Крыма содержат большое количество природных органических веществ, что ведет к повышенной цветности, мутности и окисляемости воды. Из водохранилищ вода поступает на водоочистные сооружения, где на начальных стадиях обработки хлорируется; это приводит к образованию и накоплению в воде хлорорганических соединений - ХОС (в частности, дибромдихлорметана), которые в ходе дальнейшей очистки воды не удаляются. Анализы на наличие ХОС в питьевой воде санитарно-эпидемиологические станции в Крыму не проводят.
Хлорорганические соединения, попадая с водой в организм человека, приводят к токсическим, мутагенным, канцерогенным эффектам, ослабляют иммунную систему, снижают репродуктивную функцию, вызывают врожденные дефекты, ведут к повышению заболеваемости эндокринной и нервной систем. Канцерогенному действию ХОС питьевой воды наиболее подвержены желудочно-кишечный тракт (печень, толстый кишечник) и мочевыводящие пути (почки, мочевой пузырь). По прогнозам специалистов, уровень заболеваемости злокачественными новообразованиями различных органов в Крыму увеличивается.
В природных водах Крыма низкое содержание йода и фтора; Крым признан йод-дефицитным регионом. По рекомендациям Всемирной организации здравоохранения человек должен ежесуточно получать 150 мкг йода; подавляющее большинство крымчан получает с пищей и водой всего лишь 40-50 мкг йода в сутки, при условии, что потребление меньше 80 мкг считается абсолютно недостаточным. При недостатке йода у детей и подростков развивается эндемический зоб.
Грунтовые воды, залегающие на глубинах до 20 м и питающие многие колодцы и скважины, часто содержат большие концентрации нитратов и имеют высокую бактериальную обсемененность, что связано с загрязнением водосбора сточными водами поселений, ферм, фильтрацией из выгребных ям. Отмечается бактериальное загрязнение поверхностных водных источников, используемых и для централизованного водоснабжения. Употребление воды с высокой бактериальной загрязненностью ведет к кишечно-желудочным расстройствам и распространению инфекционных заболеваний (холера, гепатит, дизентерия).
За последние годы объем подачи питьевой воды сельским потребителям сократился и получают они ее в два раза меньше горожан. В летний период обеспеченность питьевой водой сельского населения составляет около 50%. Особенно большой дефицит воды в селах Черноморского, Сакского и Первомайского районов. Нехватка воды ведет к потреблению некачественной воды, вспышкам инфекционных заболеваний.
Приложение № 8.
Лабораторная работа № 5. Определение качества воды методами химического анализа.
Цель: определить экологическое состояние питьевой воды.
Повторение правил ТБ
Ход работы.
1. Водородный показатель рН
рН можно определить с помощью индикаторной бумаги, сравнивая её окраску со шкалой. Запишите показание рН в таблицу.
2. Жесткость воды
Жесткость воды определяем по наличию пены в мыльном растворе. Запишите результат в таблицу.
3. Определение ионов железа
Оборудование и реактивы: 50% раствор KNCS, HCl-24%
Приближенное определение ионов Fe+3
Окрашивание, видимое при рассмотрение пробирки сверху вниз на белом фоне
Примерное содержание ионов железа Fe+3
Отсутствие
Едва заметное желтовато-розовое
Слабое желтовато-розовое
Желтовато-розовое
Желтовато-красное
Ярко-красное
менее 0, 05
от 0, 05до 0, 1
от 0, 1 до 0, 5
от 0, 5 до 1, 0
от 1, 0 до 2, 5
более 2, 5
Определение. К 10мл исследуемой воды прибавляют 1-2 капли HCl и 0, 2 мл (4 капли) 50%-го раствора KNCS. Перемешивают и наблюдают за развитием окраски. Примерное содержание железа находят по таблице. Метод чувствителен, можно определить до 0, 02 мг/л.
Fe3+ + 3NCS- = Fe(NCS)3
Определение сульфатов (качественное определение с приближённой количественной оценкой )
Оборудование и реактивы: пробирки, барий хлорид BaCl2
В исследуемые пробы добавляем барий хлорид. При наличии сульфат-ионов образуется белый осадок
5. Определение органических веществ в воде
Оборудование и реактивы: пробирки, HCl (1:3), KMnO4
Определение: Наливают в пробирки 2 мл фильтрата пробы, добавляют несколько капель соляной кислоты. Затем готовят розовый раствор KMnO4 и приливают его к каждой пробе по каплям. В присутствии органических веществ KMnO4 будет обесцвечиваться. Можно считать, что органические вещества полностью окислены, если красная окраска сохраняется в течение одной минуты. Посчитав количество капель, которое потребуется для окисления всех органических веществ, узнаем загрязненность пробы.
Карточка для заполнения результатов опытов и составления отчета.
Лабораторная работа № 5. Определение качества воды методами химического анализа. Цель: определить экологическое состояние питьевой воды, составить качественную характеристику питьевой воды. Качество воды.
показатели
І проба
ІІ проба
ІІІ проба
органолептические
водородный показатель
жесткость воды
ионы железа Fe3+
сульфат-ионы
SO42-
органические вещества
Вывод: _________________________________________________________
________________________________________________________________
15