«ОЧИСТКА ВОДЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ»

 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА «ОЧИСТКА ВОДЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ»

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха,

Тебя невозможно описать,

Тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни:

Ты есть сама жизнь».  

Антуан де Сент Экзюпери.

Цель работы: Изучить способы очистки водопроводной  воды

Оборудование и реактивы. Мерный цилиндр, делительная воронка, химические стаканы, емкость для хранения химических отходов, пластиковый стаканчик, булавка, бумажные фильтры, воронка, гравий, песок, активированный уголь, образцы загрязненной воды.

План занятия

Визуальное определение загрязнений в воде.

Отделение воды от масла.

Механический метод очистки воды.

Адсорбция и фильтрование воды на древесном угле.

Методика очистки питьевой воды.

В ходе выполнения исследовательской работы были изучены разные способы очистки питьевой воды.

1.Фильтрование - процесс разделения неоднородных систем при помощи пористых перегородок.Фильтрование жидкостей в лаборатории проводят с помощью воронок, в которые вкладывается специальная фильтровальная бумага, можно упаковать 5 таблеток активированного угля в марлю или вату и поместить их на дно сосуда для воды. К утру, вода будет уже очищена.

2.Отстаивание. Для очищения воды этим способом необходимо налить воду в емкость и оставить не менее чем на 6-7 часов, не закрывая крышкой. В первые З-4 часа из воды испарятся летучие примеси такие как хлор и амиак, а в последующие 2-3 часа – осядут соли тяжелых металлов. Затем осторожно слейте ¾ воды в чистую емкость, остальное вылейте.

3.Кипячение - процесс доведения воды до кипения. Налить в сосуд воды и прокипятить 15 минут. При этом процесс сопровождается выделением пара. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь, вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются практически все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний. При длительном кипячении возрастает концентрация нелетучих веществ, солей тяжёлых металлов, пестицидов, органических веществ.

4.Очищение воды кремнием.  Для приготовления кремниевой воды нужно взять стеклянную посуду ёмкостью 2 – 3 литра, положить 40 – 50 грамм не слишком крупных камней кремния и налить воды. Банку поставить на светлое место, но без попадания прямых солнечных лучей. Через 2 – 3 дня эту воду уже можно использовать как для питья, так и для приготовления пищи. До конца всю воду пить нельзя – примерно пол-литра оставшейся в банке воды нужно сливать в раковину – это грязная вода.

5. Получение дистиллированной воды.  Дистиллированную воду в домашних условиях можно получить посредствам заморозки. Отстоянную воду заливаем в емкость для заморозки и ставим в морозильную камеру. По физико-химическим свойствам чистая вода замерзает быстрее, чем вода с примесями [4].  Когда в емкости образуется лед (примерно наполовину или чуть больше), верхнюю жидкость сливаем, а образовавшийся лед таем при комнатной температуре. Образовавшаяся жидкость и есть дистиллированная вода.

Опыт 1. Визуальное определение загрязнений в воде

1) Получите у учителя образец загрязненной воды, мерным цилиндром измерьте объем, запишите данные в таблицу (таблица).

2) Внимательно изучите внешний вид образца воды: цвет, запах, прозрачность, наличие твердых частичек или маслянистых загрязнений. Внесите наблюдения в таблицу.

Таблица

Опыт 2. Отделение воды от масла

Вода и масло (моторное или растительное) практически не смешиваются друг с другом. При взбалтывании и отстаивании смесь разделяется на два слоя, причем масло, имеющее меньшую плотность, будет сверху.

Закрепите в лапку штатива делительную воронку, налейте в нее воду, дайте отстояться до разделения жидкости. Осторожно откройте кран воронки и слейте нижний слой в стакан, далее его перекройте. Масляный слой удаляется в емкость для хранения химических отходов. Изучите внешний вид, измерьте объем оставшегося водного слоя. Сохраните его для следующих опытов. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

Опыт 3. Механический метод очистки воды

Данный способ используют для очистки воды от твердых примесей, например в туристическом походе, если закончится жидкость для питья. Песок удерживает твердые частицы, находящиеся в воде, которые слишком велики, чтобы протиснуться между песчинками.

В изготовлении простейшего фильтра пригодится пластиковый стакан или разрезанная бутылка из-под прохладительных напитков. В донышке следует сделать небольшие отверстия булавкой. Насыпьте в стакан слоями гравий, песок и снова гравий. Нижний слой гравия предотвращает вымывание песчинок через отверстия, а верхний не допускает взмучивания при добавлении воды.

Осторожно налейте на песчаный фильтр воду, загрязненную твердыми частицами, и соберите очищенную воду в отдельный стакан. Оцените внешний вид жидкости, измерьте ее объем. Сохраните воду для последующих опытов. Результаты наблюдений запишите в таблицу.

Опыт 4. Адсорбция и фильтрование воды на древесном угле

Учитель. Опытные путешественники всегда имеют в походной аптечке таблетки активированного угля, его можно использовать как в медицинских целях, так и для очистки воды.

Древесный или активированный уголь адсорбирует (поглощает, задерживает на своей поверхности) многие вещества, которые могут придавать воде мутный вид, а также неприятный запах и вкус. Древесный уголь часто добавляют в аквариумы, чтобы предотвратить затхлость.

Для проведения эксперимента класс делится на две группы экспериментаторов, которые работают, соответственно, в лабораторных и полевых условиях (в последнем случае предстоит проявить «солдатскую смекалку» и найти некую замену стандартному оборудованию).

Первый этап (в лабораторном исполнении) состоит в изготовлении бумажного фильтра. Он помещается в воронку так, чтобы фильтровальная бумага была чуть ниже края воронки на (0,5–1 см), затем ее смачивают водой.

На втором этапе следует расположить воронку в кольце штатива таким образом, чтобы стеклянный носик опустился на 2–3 см внутрь стакана.

Третий этап – фильтрование. Перемешайте загрязненную воду с измельченным активированным углем. Данную смесь перелейте в воронку и следите, чтобы уровень жидкости находился чуть ниже верхней кромки бумажного фильтра.

Фильтрат может содержать небольшие темные частички угля, в этом случае следует повторить операцию, используя чистую фильтровальную бумагу.

На заключительном этапе слейте очищенную воду в мерный цилиндр и вычислите выход чистой воды (в процентах) по формуле:

Отметьте, сколько процентов жидкости теряется в результате очистки, и какой объем грязной воды был потерян.

Учитель предлагает продумать, какими доступными средствами можно было бы заменить оборудование для фильтрования, если проводить очистку воды в турпоходе.

Учащиеся легко находят заменитель фильтровальной бумаге, например носовой платок, вату. Воронкой может послужить и пластиковый стакан с небольшими отверстиями на дне или горловина отрезанной пластиковой бутылки. Адсорбент – уголь активированный или древесный.

Вторая группа учащихся, используя самодельное оборудование, проводит свое фильтрование и сравнивает качество и выход очищенной воды с образцом первой группы.

В качестве домашнего задания ученикам предлагаются задачи с экологическим содержанием.

Примеры задач с экологическим содержанием

Задача 1. На нефтеперерабатывающем заводе из-за поломки оборудования произошел аварийный сброс нефтепродуктов в ближайшее озеро. Их масса составила 500 кг. Выживут ли рыбы, обитающие в озере, если известно, что примерная масса воды в озере 10 000 т. Токсическая концентрация нефтепродуктов для рыб составляет 0,05 мг/л.

Решение

1 тонна – 1000кг

10 000 тонн - 10 000 000 кг (10 000 000л)

В 1кг -1000г, в 1г -1000мг,

500кг – 500 000 000мг,

500 000 000/10 000 000 =50мг/л

Ответ: Токсическая концентрация нефтепродуктов для рыб в 1000 раз превышает допустимые нормы.О т в е т. Не выживут. (Концентрация
составит 50 мг/л.)

Задача 7. Промышленные сточные воды содержат: а) 42 г/м³ сульфата магния; б) 0,06 г/м³ фосфата натрия; в) 12 г/м³ хлорида марганца(II). Во сколько раз надо разбавить стоки водой, чтобы не были нарушены санитарные нормы содержания в воде этих вредных отходов? Предельно допустимые концентрации солей в воде таковы: сульфат магния – 1,7•10^–4 моль/л; фосфат натрия – 3,0•10^–6 моль/л; хлорид марганца(II) – 7,3•10^–7 моль/л.

О т в е т. Эти сточные воды надо разбавить минимум в 130 раз.

Скачано с www.znanio.ru