Автор: Курышева Екатерина, 5 «А» класс, МБОУ 68 им. Е.Н. Родионова Научный руководитель: Осадчая Светлана Станиславовна, учитель химии V районный конкурс реферативно-исследовательских работ для учащихся 1-8 классов «Интеллектуалы XXI века» Челябинск, 2014

Введение Цель работы: дать сравнительную оценку эффективности применения бытовых фильтров для очистки воды. Объект исследования: бытовые фильтры для очистки воды. Предмет исследования: качество очищенной питьевой воды.

Введение Задачи: 1. Провести сравнительный анализ технических характеристик бытовых фильтров разных торговых марок ( фильтры кувшинного типа Аквафор-Идеал, Барьер-Экстра; проточный фильтр с отдельным краном Аквафор-Кристалл ). 2. Провести анализ качества очищенной воды по нескольким химическим показателям (кислотность, содержание хлора, хлоридов, сульфатов, аммиака, показателя окисляемости и жесткости воды).

Гипотеза: Применение бытовых фильтров для очистки воды повышает ее качество. Методы исследования: 1. Теоретический: изучение литературы по заявленной теме. 2. Практический: изучение технических характеристик бытовых фильтров для очистки воды. 3. Экспериментальный: химический эксперимент.

Теоретическая часть Качество питьевой воды регламентируется государственным стандартом Сан ПиН "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества".

Требования к качеству питьевой воды В соответствии с требованиями Сан ПиН , безвредность питьевой воды устанавливается по: - микробиологическим и паразитологическим показателям; - органолептическим свойствам (запах, привкус, цветность, мутность); - обобщенным показателям и содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации; - содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения; - радиационной безопасности.

Принципы очистки питьевой воды Основных принципов очистки четыре: - механическая фильтрация – это улавливание твердых частиц определенного размера; - ионный обмен – замещение «вредных» ионов, содержащихся в воде, на «безвредные», которые присутствуют в самом материале ионообменной смолы. Например, так из воды удаляют ионы тяжелых металлов; - сорбция – это «перемагничивание» вредных примесей к поверхности пористого материала. Самым популярным сорбентом является активированный уголь, один грамм которого обеспечивает квадратных метров поглощающей поверхности; - обратный осмос – «прокачивание» воды через мембрану, которая пропускает лишь определенные типы молекул небольшого размера. Чаще всего дорогие фильтры используют многоступенчатую очистку воды.

Сравнительная характеристика фильтров для очистки воды Показатели Аквафор-Идеал Барьер-Экстра Аквафор-Кристалл Способ очистки сорбция Скорость фильтрации 0,2 л/мин 0,25 л/мин 2,5 л/мин Ресурс 170 л 200 л 8000 л Стоимость 300 руб руб. Себестоимость 1 л очищенной воды 1,76 руб/л 1,5 руб/л 0,38 руб/л

Экспериментальная часть 1. Определение показателя кислотности среды до и после очистки воды. 2. Качественное определение сульфатов, аммиака и солей аммония, перманганатной окисляемости в питьевой воде до и после очистки. 3. Количественное определение хлоридов, свободного хлора в воде до и после очистки. 4. Определение жесткости воды до и после очистки. 5. Сравнительный анализ оценки эффективности бытовых фильтров разных марок, предназначенных для очистки воды.

Объект исследования 1 – водопроводная вода 2 – вода, очищенная фильтром Аквафор-Идеал 3 – вода, очищенная фильтром Барьер-Экстра 4 – вода, очищенная фильтром Аквафор-Кристалл

Определение показателя кислотности среды (pH) Показатель кислотности среды, т.е. значение pH, определялся по изменению цвета универсальной лакмусовой бумаги и сравнению ее с цветной шкалой pH. При рН = 7,0 - реакция воды нейтральная, при рН 7,0 - среда щелочная

Определение хлорид-ионов Качественное определение хлорид-ионов. В пробирку наливают 5 мл воды и добавляют три капли 10 %-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлорид-иона определяют по осадку или мути в соответствии с требованиями таблицы.

Определение хлорид-ионов Количественное определение хлорид-ионов. Метод основан на осаждении хлорид-иона в нейтральной или слабощелочной среде азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. После осаждения хлорида серебра в точке эквивалентности образуется хромовокислое серебро, при этом желтая окраска раствора переходит в оранжево-желтую.

Качественное определение сульфат-ионов Метод основан на осаждении сульфат- иона в хлористым барием. Опалесценция или выпадение белого осадка указывает на наличие в воде сульфат – ионов.

Определение жесткости Метод основан на образовании комплексных соединений трилона Б с ионами щелочноземельных элементов. Определение проводят титрованием пробы раствором трилона Б при рН = 10 в присутствии индикатора

Определение перманганатной окисляемости Метод основан на окислении веществ, присутствующих в пробе воды, известным количеством перманганата калия в сернокислой среде при кипячении в течение 10 минут.

Результаты Показатель Норматив Водопроводная вода Фильтр Аквафор-Идеал Барьер-Экстра Аквафор- Кристалл pH хлориды (мг/л) сульфаты (мг/л) аммиак и соли аммония (мг/л) 20,80,40,410,14 остаточный хлор(мг/л) 0,3-0,50,150,1 0,05 жесткость общая (мг-экв/л) 72,51,81,831,5 перманганатная окисляемость (мг/л) 52,82,52,451,8

Выводы 1. Холодная водопроводная вода в г. Челябинск является соответствует требованиям Сан Пин по показателям кислотности среды, содержанию хлоридов, жесткости, перманганатной окисляемости, содержанию остаточного хлора. 2. Все анализируемые бытовые фильтры для очистки водопроводной воды улучшают ее качества и пригодны для использования в домашних условиях. 3. Наиболее оптимальным по соотношению цена-качество является проточный фильтр с отдельным краном Аквафор-Кристалл, т.к. по сравнению с фильтрами кувшинного типа наряду с более лучшей степенью очистки обладает меньшей себестоимостью в расчете на один литр воды.

Спасибо за внимание

Автор: Курышева Екатерина, 5 «А» класс, МБОУ 68 им. Е.Н. Родионова Научный руководитель: Осадчая Светлана Станиславовна, учитель химии V районный конкурс реферативно-исследовательских работ для учащихся 1-8 классов «Интеллектуалы XXI века» Челябинск, 2014