Ход определения
Пробирку ополаскивают 2-3 раза исследуемой водой и наполняют до метки. Затем в пробирку добавляют раствор индикатора, закрывают пробкой, перемешивают и сравнивают с окраской растворов шкалы. В случае точного совпадения тона окраски ее результат принимают за величину рН. Если окраска исследуемой воды соответствует промежуточному тону, то за результат берут среднее значение рН.
Глава 4
Обсуждение результатов
Для химического исследования снежного покрова, нами был проведен отбор проб на следующих объектах: поселок Шлаковый, поселок Мирный, м-н. Кольное, пл. Ленина, пл. Театральная, ЦПКиО, м-н. Канищево, полученные в 2006г.
Для сравнения данных в работе приведены результаты анализов за 2003г.
Исследования проводились по определению следующих параметров: рН, хлориды, сульфаты, некоторые металлы (хром, медь), а так же электропроводность.
Определение проводилось следующими методами: рН – определяли потенциометрическим методом, хлориды – с помощью меркуриметрии, остальные компоненты, выявлены фотометрическим методом на спектрофотометре DR-2000.
В отобранных пробах наблюдается изменение концентрации ионов. Наибольшее содержание их отмечено в районе пл. Ленина (29,7мг/л), пл. Театральной (29,6мг/л). Наименьшее содержание ионов наблюдается в м-не. Канищево (18,4мг/л) в отобранных пробах.
Величина рН на данных объектах колеблется от 5,5 до 6,5. Наибольшее значение рН наблюдается в районах: пл. Ленина, пл. Театральная, ЦПКиО – 6,5. Наименьшее значение рН – м-н. Канищево (5,5).
Значение жесткости на объектах колеблются от 0,1 до 0,4 ммоль/л. Наибольшее значение наблюдается в м-не. Канищево (0,4ммоль/л), наименьшее – пл. Ленина, м-н. Канищево (0,1ммоль/л).
Содержание хлоридов в снежном покрове на данных объектах: наибольшее – поселок Мирный (1,33мг/л), наименьшее значение – поселок Шлаковый, пл. Ленина, ЦПКиО (0,443мг/л).
Относительно содержания сульфатов на объектах, данные анализов показали, что наибольшее количество их обнаружено в районе пл. Ленина (13мг/л). Одинаковое значение в районах: поселка Шлаковый и поселок Мирный (9мг/л). А наименьшее значение сульфатов в снежном покрове м-на Канищево (5мг/л).
Определение содержания некоторых металлов (таких как – медь, хром), показало наличие их в снежном покрове во всех пробах.
Наибольшее значение меди в м-не. Канищево (0,85мг/л). Наименьшее – в м-не. Кальное (0,06мг/л).
Хром обнаружен во всех пробах в концентрации – 0,01мг/л.
Для полученных результатов проведен сравнительный анализ по данным отбора снежного покрова на тех же объектах в 2002г.
Во всех пробах отмечается тенденция к увеличению общей минерализации. В районе ЦПКиО в 2 раза, пл. Ленина, пл. Театральной, м-не. Канищево – в 1,5 раза.
Наблюдается возрастание концентрации хлоридов в районах: поселок Шлаковый, поселок Мирный и уменьшение концентрации в районах: м-н. Кольное, пл. Ленина, пл. Театральная.
Отмечена тенденция к уменьшению концентрации сульфатов в районах: поселка Шлаковый, поселка Мирный и м-на. Кальное. И только в районе пл. Ленина, концентрация сульфатов увеличилась в 1,6 раза. В остальных же районах не изменилась.
Что касается концентрации ионов металлов на данных объектах, то по сравнению с данными 2002г., концентрация меди в районах: поселка Шлаковый, поселка Мирный, пл. Ленина, пл. Театральная – уменьшалась в 2,5 раза. Но происходит увеличение концентрации меди в м-не. Канищево, почти в 10 раз.
Содержание хрома по сравнению с результатами анализа в 2002г. возросло во всех исследуемых районах. Например, в 2002г. в м-не. Конищево хром не был обнаружен, тогда как по результатам исследований в 2006г., его концентрация на данном объекте составила 0,01мг/л.
Наибольший вклад в минерализацию, по нашим данным, вносят в 2002г. – сульфаты и хлориды. Их процентное содержание составляет;
хлориды: м-н. Кальное – 19%, пл. Ленина – 19%, пл. Театральная – 5%, ЦПКиО – 21%, м-н. Канищево – 17%;
сульфаты: м-н. Кальное – 53%, пл. Ленина – 42%, пл. Театральная – 23%, ЦПКиО – 45%, м-н. Канищево – 57%.
В 2006г. процентное содержание хлоридов составило: поселок Шлаковый – 2%, поселок Мирный – 5%, м-н. Кальное – 4%, пл. Ленина – 1%, пл. Театральная – 3%, ЦПКиО – 2%, м-н. Канищево – 5%.
Содержание сульфатов составило: поселок Шлаковый – 46%, поселок Мирный – 34%, м-н. Кальное – 38%, пл. Ленина – 44%, пл. Театральная – 20%, ЦПКиО – 23%, м-н. Канищево – 27%.
Как мы видим, из приведенных данных, наблюдается тенденция к понижению концентрации и хлоридов, и сульфатов в снежном покрове на изучаемых объектах. Во всех пробах обнаружены катионы металлов, причем концентрация хрома повысилась по сравнению с данными 2002г., тогда как концентрация катионов меди снизилась за последние годы.
Результаты химического исследования снежного покрова некоторых районов города Рязани
Таблица 1
| Объекты | Время отбора | рН | Ж-тьмоль/л | Clмг/л | SO4мг/л | Cuмг/л | электропроводностьмСм/ммг/л | |
| ПоселокШлаковый | 20022006 | 6,36,0 | 1,60,3 | 0,040,443 | 129 | 0,160,07 | 39,2 | 19,6 |
| ПоселокМирный | 20022006 | 6,26,0 | 0,70,2 | 0,111,33 | 219 | 0,370,10 | 53,3 | 26,8 |
| М-н.Кальное | 20022006 | 5,756,5 | 0,20,4 | 3,5450,886 | 108 | 0,110,06 | 2542,4 | 18,8521,0 |
| Пл.Ленина | 20022006 | 6,56,5 | 0,30,1 | 3,5450,443 | 813 | 0,070,09 | 3058,6 | 18,7729,7 |
| Пл.Театральная | 20022006 | 6,56,5 | 1,00,2 | 1,4180,886 | 76 | 0,270,07 | 59,0 | 30,1229,6 |
| ЦПКиО | 20022006 | 6,06,5 | 0,150,3 | 2,8 40,443 | 66 | 0,020,10 | 2952,4 | 13,1026,1 |
| М-н.Канищево | 20022006 | 5,55,5 | 0,10,1 | 2,1270,886 | 75 | 0,080,85 | 1036,7 | 12,1618,4 |
Выводы:
1.Во всех анализируемых пробах общая минерализация увеличивается.
2.Сохраняется в осадках преобладание сульфатов, на долю которых приходится от 20 до 46% от общей суммы ионов.
3.Во всех пробах обнаруживаются катионы металлов.
4.Содержание меди практически на всех участках снизилось.
5.Хром обнаружен во всех пробах, концентрация его имеет тенденцию к увеличению.
химический снег примесь загрязнение проба
Глава 5
Материал для химического кружка
Изложенный в дипломной работе материал может быть использован в школьном курсе химии при подготовке и проведении интегрированных уроков (химия и биология, химия и экология) или в химическом кружке.
Исследование химического состава снежного покрова можно проводить на практических занятиях, на уроках экологии, так как снег является индикатором степени загрязнения атмосферы.
Цель работы:
· определить наличие в снеге соединений загрязняющего характера;
· найти взаимосвязь между продуктивностью растений и загрязнением среды;
· научиться проводить качественные реакции.
Оборудование: пробоотборники (пластмассовые бутылки со срезанным дном); лопатки; воронки; фильтры; весы; химическая посуда; спиртовка; реактивы (хлорид бария, ацетат свинца, марганцовокислый калий, нитрат серебра, щелочь, карбонат аммония, концентрированная кислота, сульфид натрия или калия, роданид калия).
Ход работы:
а) Выявление химических загрязнителей в снеге:
1. К 10мл. пробы добавить 1мл. хлорида бария. При наличии в пробе сульфат-ионов возникает помутнение.
2. К 10мл. пробы добавить слабый раствор марганцовокислого калия. При наличии сульфат-ионов розовый окрас исчезает.
3. К 10мл. пробы добавить ацетат свинца. При наличии в пробе хлорид-ионов выпадает осадок белого цвета.
4. К 10мл. пробы добавить сульфид натрия или калия. Зелено-бурый осадок говорит о присутствии ионов меди (II).
5. Прилить к 10мл. снеговой пробы карбонат аммония. При наличии ионов кальция появится помутнение, а при добавлении еще концентрированной кислоты начнется бурное выделение газа.
б) Определение кислотности.
Цель:
· определить кислотность снеговых выпадений;
· сравнить показатели кислотности в разных участках отбора проб.
Ход работы:
1. Отлить 10мл. снегового фильтрата в стакан.
2. Опустить в стакан индикаторную бумагу и определить кислотность фильтрата.
Определить рН пробы можно также, используя колориметрическую шкалу, состоящую из ряда запаянных пробирок, содержащих буферные растворы с соответствующими индикаторами, или бумажной шкалой, на которую нанесены соответствующие каждому значению рН цвета.
В химическом кружке можно проводить все доступные анализы, если в школе имеются реактивы и соответствующие оборудование.
Жесткость
Вода, в которой растворены соли кальция и магния, обладает особым свойством – жесткостью. Жесткость, обусловленная содержанием гидрокарбонатов кальция и магния, называется карбонатной. Ее находят титрованием определенного объема воды раствором хлороводородной кислоты. Индикатором служит метилоранж. Жесткость, обусловленная присутствием в воде хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния (кроме гидрокарбонатов), называют некарбонатной. Общая жесткость воды представляет собой сумму карбонатной и некарбонатной жесткости. Ее можно определить титрованием спиртовым раствором нейтрального мыла (например, «детского»).
Определение карбонатной жесткости.
Оборудование: мерный цилиндр (100мл), коническая колба (250 – 300мл), бюретка (25мл), реактивы (хлороводородная кислота 0,1н., индикатор – метилоранж – 0,02% раствора).
Ход работы:
Поместить в коническую колбу пробу снеговой воды объемом 100мл., добавить 2 – 3 капли раствора индикатора и титровать пробу раствором хлороводородной кислоты до перехода желтой окраски в устойчивую оранжевую. Рассчитать карбонатную жесткость по формуле: