Физические свойства воды
Сопротивление воды при плавании
жүктеу/скачать 76,37 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Сопротивление формы тела
| Сопротивление воды при плавании непосредственно зависит от свойств воды. Основной причиной высокого сопротивления воды движению пловца являются ее плотность и вязкость.
Сопротивление воды у пловцов с возрастом увеличивается (причем у мужчин оно выше, чем у женщин). По данным научных исследований и разработок, опубликованных в спортивно-методической литературе, общее сопротивление воды движению пловца складывается из сопротивления формы тела — 57—76 %, сопротивления трения воды с телом — 1—3 %, сопротивления при волнообразовании — 17—40 %. Сопротивление формы тела пропорционально квадрату скорости плавания на поперечное сечение тела пловца. Поперечное сечение тела пловца при плавании спортивными способами гораздо меньше, чем при плавании народными способами, т. е. с поднятой головой, когда у пловца опускаются ноги (рис. 1.5). Даже при небольшом увеличении скорости тела при плавании народными способами значительно увеличивается сопротивление воды, что заставляет пловца работать, используя максимум усилий, и вызывает быстрое утомление. Сопротивление трения определяется силой преодоления взаимосвязи присоединенных к телу пловца частиц и слоев воды. Чем более гладкий кожный покров пловца и его плавательный костюм, тем меньше сила трения. Важным свойством воды является ее способность к волнообразованию, которое определяется вязкостью и подвижностью водной среды, а также колебаниями тела пловца вверх-вниз. Волнообразование является одной из причин возникновения силы сопротивления воды движению пловца. Размеры волн зависят от технической подготовленности пловца и амплитуды колебания тела вверх-вниз. Рис. 1.5. Сопротивление формы тела: 1а — вид сбоку при скольжении; 2а — вид спереди при скольжении, или поперечное сечение пловца; 16 — вид сбоку при плавании народными способами, или поперечное сечение пловца; 26 — вид спереди при плавании народными способами, или поперечное сечение пловца Органолептические свойства воды Органолептические свойства воды — это те ее признаки, которые воспринимаются органами чувств человека и оцениваются по интенсивности восприятия. Обонятельные, вкусовые, зрительные, тепловые ощущения обусловлены физическими характеристиками воды и наличием в ней определенных химических веществ (органических, минеральных солей, газов). Именно они и придают воде запах, вкус, привкус, окраску, мутность и т. п. Поэтому органолептические свойства воды характеризуются показателями двух подгрупп: физико-органолептическими, представляющими собой совокупность органолептических признаков, воспринимаемых органами чувств, и химико-органолептическими, свидетельствующими о содержании определенных химических веществ, способных раздражать соответствующие анализаторы и обусловливать то или иное ощущение. Часто отмечаются случаи, когда примеси в питьевой воде не являются непосредственной причиной болезни, однако оказывают опосредованное негативное воздействие на здоровье, ухудшая органолептические свойства воды. Осадок, непривычная окраска, запах и привкус издавна являлись признаками недоброкачественности воды, вызывали у человека отвращение и чувство возможной опасности для здоровья, заставляли искать другие источники водоснабжения, которые могли оказаться опасными в эпидемическом плане несмотря на хорошие органолептические свойства. Хорошие органолептические свойства воды положительно влияют на организм человека. Так, приятная на вкус вода повышает остроту зрения и частоту сердечных сокращений, неприятная — снижает. Нельзя не учитывать и эстетическое влияние органолептических свойств воды. Тут уместно вспомнить слова Ф.Ф. Эрисмана: "Было бы непростительной ошибкой считать удовлетворение такой эстетической потребности роскошью, поскольку тут эстетика и гигиена сливаются настолько, что разделить их практически не представляется возможным". 2.4.1. Физико-органолептические свойства Запах – показатель качества воды, определяемый органолептическим методом с помощью обоняния на основании шкалы силы запаха. На запах воды оказывают влияние состав растворенных веществ, температура, значения рН и целый ряд прочих факторов. Интенсивность запаха воды определяют экспертным путем при 20°С и 60°С и измеряют в баллах, согласно требованиям. По характеру запахи делят на две группы: - естественного происхождения (живущие и отмершие в воде организмы, загнивающие растительные остатки и др.) указанные в Таблице 1; - искусственного происхождения (примеси промышленных и сельскохозяйственных сточных вод). Запахи второй группы (искусственного происхождения) называют по определяющим запах веществам: хлорный, бензиновый и т.д [4]. Таблица 1
Однако для оценки и сравнения качества воды недостаточно такой характеристики. Понятно, что один и тот же запах может иметь различную интенсивность. Учитывая изложенное выше, для характеристики интенсивности запахов воды еще в 1914 г. в США предложили пятибалльную шкалу: 0 — запах не ощущается, его не выявляет даже опытный одоратор; 1 — не определяется потребителем, но обнаруживается опытным одоратором; 2 — слабый, обнаруживается потребителем только в том случае, если указать на него; 3 — заметный, обнаруживается потребителем и вызывает его неодобрение; 4 — отчетливый, обращающий на себя внимание и делающий воду не пригодной для питья; 5 — очень сильный, определяемый на расстоянии, вследствие чего вода не пригодна для употребления (см. Таблица 2). Таблица 2
С повышением температуры ухудшается растворимость в воде газов. К тому же увеличивается летучесть растворимых в воде органических веществ, что приводит к повышению давления их пара над поверхностью воды. Из-за этого единица объема воздуха содержит больше молекул вещества, и как следствие, в большей мере раздражаются рецепторы анализатора обоняния, т. е. запах усиливается. Кроме того, под влиянием высокой температуры в воде могут происходить химические превращения и появляться новые вещества с запахом. Поэтому запах воды оценивают как при комнатной температуре (20 °С), так и при ее нагревании до 60 °С. Экспериментально в опытах на животных доказано, что изменение запаха воды рефлекторно воздействует на питьевой режим и физиологические функции организма. Особенно это касается неприятных запахов, которые обусловливают защитную условно-рефлекторную реакцию, заставляя отказываться от употребления такой воды. Качественной можно считать лишь такую воду, которая, по мнению потребителей, не имеет запаха. Обычные люди не чувствуют запаха интенсивностью 0 и 1 балл по пятибалльной шкале. Запах интенсивностью 2 балла чувствуют лишь некоторые потребители (до 10% населения), и лишь в том случае, если обратить на это их внимание. При повышении интенсивности запах становится ощутимым для всех потребителей без какого-либо предупреждения. Поэтому интенсивность запаха питьевой водопроводной воды не должна превышать 2 баллов. Кроме того, следует учитывать, что воду подогревают для приготовления горячих напитков и первых блюд, а это может привести к усилению ее запаха. Именно поэтому питьевая вода должна иметь запах интенсивностью не выше 2 баллов при температуре как 20 °С, так и 60 °С, что и отражено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду. Вкус и привкус — способность содержащихся в воде химических веществ после взаимодействия со слюной раздражать вкусовые сосочки, расположенные на поверхности языка, и обусловливать соответствующие ощущения. Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький. Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами (щелочной, металлический, вяжущий и т.п.). Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °С и оценивают по пятибалльной системе, согласно ГОСТ 3351-74 «Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности». Качественную характеристику оттенков вкусовых ощущений – привкуса – выражают описательно: хлорный, рыбный, горьковатый и так далее. Наиболее распространенный соленый вкус воды чаще всего обусловлен растворенным в воде хлоридом натрия, горький – сульфатом магния, кислый – избытком свободного диоксида углерода и т.д. [4]. Для характеристики интенсивности вкусов и привкусов воды была предложена пятибалльная шкала, аналогичная пятибалльной шкале интенсивности запахов (см. Таблица 3). Таблица 3
Запах, вкус и привкус воды имеют существенное значение. Во-первых, если они неприятны и легко определяются потребителями, то это ограничивает потребление питьевой воды и заставляет искать новые источники. Во-вторых, специфические запах, вкус и привкус свидетельствуют о загрязнении воды вследствие попадания в водоем (источник водоснабжения) сточных вод промышленных предприятий или поверхностного стока с сельскохозяйственных угодий. В-третьих, естественный запах, вкус и привкус свидетельствуют о том, что в воде есть определенные органические и неорганические вещества, образовавшиеся в результате жизнедеятельности водных организмов (водорослей, актиномицетов, грибов и т. п.) и биохимических процессов превращения органических соединений (гуминовых веществ), которые попали в воду из почвы. Эти вещества могут быть биологически активными, небезразличными для здоровья, обладать аллергическими свойствами и т. п. И, наконец, запах, вкус и привкус являются показателями эффективности очистки воды на водопроводных станциях. Качественной можно считать только такую воду, которая, по оценке потребителей, не имеет вкуса и привкуса. Обычные люди не ощущают вкус и привкус интенсивностью 0 и 1 балл. Вкус и привкус интенсивностью 2 балла чувствуют только некоторые потребители (до 10% населения), и лишь при условии предупреждения, то есть если обратить на это их внимание. При повышении интенсивности вкус и привкус становятся ощутимыми для всех потребителей без какого-либо предупреждения. Поэтому интенсивность вкуса и привкуса питьевой водопроводной воды не должна превышать 2 баллов, что и отражено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду. Цветность – показатель качества воды, обусловленный главным образом присутствием в воде гуминовых и фульфовых кислот, а также соединений железа (Fe3+). Количество этих веществ зависит от геологических условий в водоносных горизонтах и от количества и размеров торфяников в бассейне исследуемой реки. Так, наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую – в степях и степных зонах. Зимой содержание органических веществ в природных водах минимальное, в то время как весной в период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей – цветения воды - оно повышается. Подземные воды, как правило, имеют меньшую цветность, чем поверхностные. Таким образом, высокая цветность является тревожным признаком, свидетельствующим о неблагополучии воды. При этом очень важно выяснить причину цветности, так как методы удаления, например, железа и органических соединений отличаются. Наличие же органики не только ухудшает органолептические свойства воды, приводит к возникновению посторонних запахов, но и вызывает резкое снижение концентрации растворенного в воде кислорода, что может быть критично для ряда процессов водоочистки. Некоторые в принципе безвредные органические соединения, вступая в химические реакции (например, с хлором), способны образовывать очень вредные и опасные для здоровья [4]. Для измерения уровня цветности разработана хромово-кобальтовая шкала, имитирующая цветность природной воды. Эта шкала представляет собой растворы калия хромата, кобальта сульфата и серной кислоты в воде. Чем выше концентрация этих веществ, тем интенсивнее желто-коричневое окрашивание раствора и больше цветность. Для оценки цветности воды можно использовать и платиново-кобальтовую шкалу (см. Таблица 4). Цветность воды измеряют в градусах путем сравнения ее интенсивности с окрашиванием растворов хромово-кобальтовой или платиново-кобальтовой шкалы. Раньше это сравнение осуществляли визуально, а в настоящее время используют спектрофотометры и фотоколориметры. Таблица 4
Практически бесцветной можно считать лишь такую воду, цветность которой не воспринимается глазом и не превышает 20 градусов. Кроме цветности, следует помнить и об окраске воды. Она связана с загрязнением воды веществами органического и неорганического происхождения, в частности красителями, которые могут попадать в водоемы со сточными водами предприятий легкой промышленности, некоторыми неорганическими соединениями железа, марганца, меди как природного, так и техногенного происхождения. Так, железо и марганец могут окрашивать воду в цвета от красного до черного, медь — от бледно-голубого до сине-зеленого, т. е. загрязненная стоками промышленных предприятий вода может иметь неестественный цвет. Окраску определяют визуально или фотометрическим методом после удаления взвешенных веществ путем фильтрования. Визуально изучают цвет, оттенок, интенсивность окраски воды. Для этого воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают лист белой бумаги. Через столбик воды в цилиндре рассматривают лист и оценивают его цвет. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока цвет не будет восприниматься как белый, присущий всему листу бумаги. Измеряют высоту столбика, при котором исчезает окрашивание. Окраска воды не должна определяться в столбике высотой 20 см. Иногда, если окраска очень интенсивная, возникает потребность в разведении исследуемой воды дистиллированной водой. Интенсивность и характер окраски воды можно установить, измерив спектрофотометром или фотоколориметром ее оптическую плотность для световых волн различной длины. Необычные цветность и окраска воды ограничивают ее употребление и заставляют искать новые источники водоснабжения. Однако вода новых источников может оказаться опасной в эпидемиологическом отношении и содержать токсические вещества. Кроме того, повышение окраски и цветности воды может свидетельствовать о ее загрязнении промышленными сточными водами. Вода с высокой цветностью может быть биологически активной за счет гуминовых органических веществ. Известно, что в результате действия гуминовых кислот на 50-100% повышается проницаемость стенок кишечника для катионов Са, Mg,Fe,Mn,Zn, сульфат-ионов. И наконец, цветность является показателем эффективности очистки (обесцвечивания) воды на очистных сооружениях. Мутность — природное свойство воды, обусловленное наличием в ней взвешенных веществ органического и минерального происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона и т. п.). Противоположная характеристика воды — прозрачность, то есть ее способность пропускать световые лучи. Чем больше в воде взвешенных веществ, тем выше ее мутность, то есть меньше прозрачность. Для количественной оценки прозрачности воды был предложен метод Снеллена. Воду наливают в цилиндр с плоским дном. На расстоянии 4 см от дна размещают стандартный шрифт. Высота букв составляет 4 см, а толщина — 0,5 мм. Воду из цилиндра сливают до тех пор, пока через ее столбик можно будет прочитать буквы. Высота этого столбика (в сантиметрах) и характеризует прозрачность воды. Прозрачная, по мнению потребителя, вода в случае измерения по методу Снеллена имеет прозрачность не менее 30 см (см. Таблица 5). Таблица 5
В России мутность определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (единицы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина. Последнюю единицу измерения называют также Единица Мутности по Формазину (ЕМФ) или в западной терминологии FTU (Formazine Turbidity Unit). 1FTU=1ЕМФ=1ЕМ/ дм3. В последнее время в качестве основной во всем мире утвердилась фотометрическая методика измерения мутности по формазину [4]. Мутность тесно связана с другими свойствами воды, прежде всего с цветностью, запахом и привкусом. Так, гуминовые вещества, определяющие цветность воды, делают ее мутной (за счет коллоидной фракции), придают ей естественный запах и привкус. Красноватый цвет свидетельствует о наличии в воде железа гидроксида (III). Такая вода мутная, со специфическим вяжущим привкусом. Мутность влияет на микробиологические показатели качества воды. Данные литературы свидетельствуют о том, что обеззараживание мутной воды хлором в течение 30 мин даже при остаточном, свободном активном хлоре на уровне 0,3-0,5 мг/л неэффективно относительно кишечных бактерий и вирусов (например, возбудителей гепатита А). В то же время осветление и обесцвечивание воды на очистных сооружениях, направленные на удаление взвешенных и гуминовых веществ, способствуют удалению 90% бактерий [10]. Установлено, что хлорированная мутная вода может быть опасной для здоровья вследствие образования хлорорганических соединений — токсичных и даже канцерогенных. Мутность воды свидетельствует о ее загрязнении органическими и неорганическими веществами, которые могут быть вредными для здоровья человека или образовывать вредные вещества во время обработки воды (например, хлорирования). Мутность является показателем эффективности осветления воды на очистных сооружениях. Химико-органолептические свойства воды Химические вещества, определяющие органолептические свойства воды. Кроме органолептических показателей основной группы (физико-органолептических), следует обратить внимание на группу химико-органолептических показателей. К показателям, характеризующим природный химический состав воды, относятся: сухой остаток, водородный показатель (рН), жесткость общая, содержание железа, сульфатов, хлоридов, марганца, меди, цинка. Сухой остаток - это количество растворенных веществ, преимущественно минеральных солей, в 1 л воды. Количество органических веществ в сухом остатке составляет не более 10%, поэтому можно считать, что этот показатель характеризует общую минерализацию воды. При определении сухого остатка сначала проводят выпаривание основной массы пробы, которая может составлять 250–500 мл. Далее оставшуюся часть пробы высушивают во взвешенной, доведенной до постоянной массы чашке (стакане, тигле) в сушильном шкафу в стандартных условиях в два этапа. На первом этапе высушивание проводят при температуре 103–105°С в течение 1–2 часов. При этом удаляются влага и все летучие органические вещества, однако сохраняется почти вся кристаллизационная вода солей – кристаллогидратов. На втором этапе высушивание проводят при температуре 178–182 °С также в течение 1–2 часов. В этих условиях разлагаются кристаллогидраты, более полно испаряются и разлагаются органические вещества, разлагаются также некоторые соли – например, гидрокарбонаты до карбонатов и далее до оксидов (частично или полностью). Величину сухого остатка определяют по разности масс остатка пробы до и после высушивания, причем, иногда выполняют промежуточное взвешивание – после высушивания при температуре 103–105°С. Взвешивание выполняют на аналитических весах с погрешностью не более ±1 мг (лучше ±0,1 мг). Перед взвешиванием тигель необходимо охладить до комнатной температуры. Воду с сухим остатком до 1000 мг/л называют пресной. Именно такая минерализация свойственна воде рек, большинства пресных озер и водохранилищ. Воду называют солоноватой, если ее минерализация составляет 1000—3000 мг/л, и соленой при минерализации свыше 3000 мг/л, что характерно для воды морей и океанов [8] . Водородный показатель (рН) является основой кислотно-основного состояния, которое достигается в воде благодаря наличию различных растворимых соединений. Величина рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+и ОН-, образующихся при диссоциации воды. Если ионы ОН-в воде преобладают - то есть рН>7, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+- рН<7- кислую (см. Таблица 6). В дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга и рН будет приблизительно равен 7. При растворении в воде различных химических веществ, как природных, так и антропогенных, этот баланс нарушается, что приводит к изменению уровня рН [4]. Таблица 6
В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и многое другое. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. При высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Низкий уровень pH < 4 тоже может вызывать неприятные ощущения. Влияет pH и на жизнь водных организмов. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9 единиц [3]. Жесткость. Различают общую, карбонатную, постоянную и устранимую жесткость. Общая жесткость —это природное свойство воды, обусловленное наличием так называемых солей жесткости, т.е. всех солей кальция и магния в сырой воде (сульфатов, хлоридов, карбонатов, гидрокарбонатов и др.). Карбонатная жесткость —это жесткость, обусловленная присутствием гидрокарбонатов и карбонатов Са2+иMg2+, растворенных в сырой воде. Устранимая, или гидрокарбонатная, жесткость — это жесткость, которую удается устранить при кипячении воды. Она обусловлена гидрокарбонатами Са2+иMg2+, которые во время кипячения воды превращаются в нерастворимые карбонаты, и выпадают в осадок: Са(НСО3)2= СаСО3+ Н2О +CО2↑ Mg(HCО3)2=MgCО3+ Н2О +CО2↑ Под постоянной жесткостью понимают жесткость кипяченой воды в течение 1 часа, которая обусловлена наличием хлоридов и сульфатов Са2+иMg2+, не выпадающих в осадок. Сегодня общую жесткость воды выражают в единицах ммоль/дм3. Характеристика вод по значению общей жесткости: Таблица 7
Известно, что значительное содержание солей жесткости, особенно магния сульфата, придает воде горький вкус. Потребители ощущают этот вкус, если общая жесткость воды превышает 7 ммоль/дм3. Чтобы вода не имела горького вкуса интенсивностью выше 2 баллов, ее общая жесткость не должна превышать 7 ммоль/дм3. Иначе говоря, доброкачественная вода должна быть мягкой (с общей жесткостью до 3,5 ммоль/дм3) или умеренно жесткой (от 3,5 до 7 ммоль/дм3). То есть верхний предел общей жесткости питьевой воды - 7 ммоль/дм3- установлен на основании ее влияния на органолептические свойства. Со временем было доказано, что в зависимости от жесткости вода по- разному влияет на здоровье людей. Резкий переход при пользовании от мягкой воды к жесткой, а иногда и наоборот, может вызвать у людей диспепсию. В районах с жарким климатом пользование водой с высокой жесткостью приводит к ухудшению течения мочекаменной болезни. Вода с высокой жесткостью способствует развитию дерматита. К тому же надо учитывать, что с повышением жесткости воды усложняется кулинарная обработка пищевых продуктов, а именно: хуже развариваются мясо и бобовые, плохо заваривается чай, образуется накипь на стенках посуды. Однако и очень мягкая вода может отрицательно влиять на организм вследствие уменьшения поступления, прежде всего кальция. Известно, что кальций выполняет в организме множество функций, в том числе пластическую: он крайне необходим для остеогенеза и репарации костей (в костях содержится 99% кальция), принимает участие в образовании дентина. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечного возбуждения, участвует в процессах свертывания крови, влияет на проницаемость биологических мембран. Суточная потребность взрослого человека в кальции колеблется от 800 до 1100 мг (от 1000 мг/сут. в возрасте до 7 лет и почти 1400 мг - в возрасте 14-18 лет). Во время беременности потребность в нем повышается до 1500 мг/сут., во время грудного вскармливания - до 1800-2000 мг/сут. Хлориды и сульфаты распространены в природе в виде солей натрия, калия, кальция, магния и других металлов. Они составляют большую часть сухого остатка пресных вод. Наличие хлоридов и сульфатов в воде водоемов может быть обусловлено природными процессами вымывания их из почвы, а также загрязнением водоема различными сточными водами. Природное содержание хлоридов и сульфатов в воде поверхностных водоемов незначительно и в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков миллиграммов на литр. Хлориды в воде — это лишние и вредные примеси в воде. И если анализ воды показал, что их количество больше, чем нужно, то — их нужно удалять из воды. Почти все природные воды, дождевая вода, сточные воды содержат хлорид-ионы. Присутствие хлоридов объясняется присутствием в породах наиболее распространенной на Земле соли – хлорида натрия [1]. ПДК хлоридов в воде согласно СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» составляет 350 мг/дм3. Повышенные содержания хлоридов ухудшают вкусовые качества воды, делают ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивают применение для многих технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий [9]. Если в питьевой воде есть ионы натрия, то концентрация хлоридов выше 250 мг/дм3придает воде соленый вкус. Концентрации хлоридов и их колебания, в том числе суточные, могут служить одним из критериев загрязненности водоема хозяйственно-бытовыми стоками. Определение хлоридов в воде основано на осаждении хлора азотнокислым серебром в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора. При титровании хлора азотнокислым серебром вначале выпадает хлористое серебро и раствор сохраняет желтую окраску, обусловленную наличием ионов Сl+. Когда весь хлор будет осажден, при дальнейшей прибавлении азотнокислого серебра образуется красный осадок хромовокислого серебра и желтая краска перейдет в слабо-оранжевую. Качественное определение. В пробирку берется 5 мл исследуемой воды, добавляется 3 капли 10 %-го азотнокислого серебра (подкисленного азотной кислотой). При наличии хлоридов выпадает белый осадок или появляется муть, в зависимости от качества хлоридов. Сульфаты, как и хлориды, влияют на органолептические свойства воды. Они придают ей горький вкус. Пороговые концентрации по влиянию на вкус воды составляют для натрия, кальция и магния сульфата соответственно 500, 900 и 600 мг/дм3. Горький вкус становится ощутимым для большинства потребителей, если содержание сульфатов в воде превышает 500 мг/л. Кроме того, сульфаты в количестве 1-2 г оказывают слабительное действие. Также влияет вода, если содержит 700 мг/дм3магния сульфата. Однако со временем организм человека адаптируется ктаким и даже более высоким концентрациям сульфатов в воде. Принцип определения сульфатов основан на осаждении в кислой среде ионов хлористым барием ВаСl2 в виде сернокислого бария Ba2SO4, нерастворимого в воде. Качественный анализ на сульфаты. В пробирку берут 5 мл исследуемой воды, добавляют 1-2 капли 25 % раствора соляной кислоты и 5 капель 10 % раствора хлористого бария, нагревают, получается белый осадок или муть в зависимости от количества сульфатов. По степени мутности, используя табл., можно определить приблизительное количество сульфатов. Кроме того, сульфаты и хлориды в питьевой водопроводной воде всегда содержатся одновременно. Поэтому они оказывают комбинированное воздействие на вкусовые рецепторы, результатом которого является усиление вкусовых ощущений. И если в отдельности хлориды в концентрации 350 мг/дм3, а сульфаты — 500 мг/дм3не ухудшают органолептических свойств воды, то присутствуя одновременно они придают ощутимый вкус интенсивностью свыше 2 баллов. Нитраты. Нитраты — это соли азотной кислоты, наличие которых как правило вызвано поступлением в воду хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, а также стоков воды с сельскохозяйственных угодий, обрабатываемых азотосодержащими удобрениями, и с атмосферными осадками. Метод определения содержания нитратов. Объем пробы воды для определения содержания нитратов должен быть не менее 200 см3. Пробу отбирают в день проведения определения или ее консервируют, добавляя на 1 дм3исследуемой воды 2 - 4 см3хлороформа или 1 см3концентрированной серной кислоты. Колориметрический метод с фенолдисульфокислотой Метод основан на реакции между нитратами и фенолдисульфоновой кислотой с образованием нитропроизводных фенола, которые со щелочами образуют соединения, окрашенные в желтый цвет. Чувствительность метода 0,1 мг/дм3нитратного азота. Приготовление основного стандартного раствора азотнокислого калия. 0,7218 г азотнокислого калия, высушенного при (105 ± 2) °С, растворяют в мерной колбе в дистиллированной воде, доводят объем до 1 дм3и добавляют 1 см3хлороформа. 1 см3этого раствора содержит 0,1 мг нитратного азота. Приготовление рабочего стандартного раствора азотнокислого калия. 50 см3основного раствора выпаривают досуха на водяной бане, затем к охлажденному сухому остатку добавляют 2 см3фенолдисульфоновой кислоты и тщательно растирают стеклянной палочкой до полного смешения с сухим остатком. Затем добавляют несколько кубических сантиметров дистиллированной воды, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3и доводят объем до метки дистиллированной водой. 1 см3этогораствора содержит 0,01 мг нитратного азота. Приготовление суспензии гидроокиси алюминия: 125 г алюмоаммонийных квасцов NH4Al(SO4)2· 12Н2O или алюмокалиевых квасцов КА1 (SO4)2· 12Н20 растворяют в 1 дм3дистиллированной воды. Затем раствор подогревают до 60°С и постепенно, при постоянном помешивании, добавляют 55 см3концентрированного раствора аммиака. После отстаивания в течение 1 ч осадок переносят в большой стакан и промывают декантацией дистиллированной водой до отсутствия в промывной воде аммиака, хлоридов и нитратов. Приготовление фенолдисульфокислоты: 25 г кристаллического бесцветного фенола (если препарат окрашен, необходима его очистка перегонкой) растворяют в 150 см3концентрированной серной кислоты и нагревают в течение 6 ч на водяной бане в колбе с обратным холодильником. Раствор хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой. Приготовление раствора сернокислого серебра: 4,40 г сернокислого серебра Аg2SO4растворяют в дистиллированной воде и доводят в мерной колбе дистиллированной водой до 1 дм3. 1 см3раствора приблизительно эквивалентен 1 мг Сl¯. Раствор хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой. Приготовление шкалы стандартных растворов: Для визуального определения в колориметрические цилиндры вместимостью по 50 см3 вносят 0,0; 0,5; 0,7; 1,0; 1,5; 2,0; 3,5; 6,0; 10; 15; 20 и 30 см3рабочего раствора азотнокислогокалия (1 см3- 0,01 мг N). Если используют цилиндры вместимостью по 100 см3, количество стандартного раствора удваивают, что соответствует содержанию нитратного азота в стандартных растворах шкалы от 0,1 до 6,0 мг/дм3нитратного азота. В каждый цилиндр добавляют по 2 см3фенолдисульфоновой кислоты и 5 - 6 см3щелочи (NН4ОН) до максимального развития окраски. Объем раствора в цилиндрах доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Приготовленная стандартная шкала может сохраняться в течение нескольких недель без изменения окраски раствора. При определении нитратов с помощью электрофотоколориметра для построения калибровочного графика используют эти же стандартные растворы. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют на фотоэлектроколориметре с синим светофильтром (λ =480 нм) в кюветах с толщиной рабочего слоя 1 - 5 см. Из найденных значений оптических плотностей вычитают оптическую плотность нулевой пробы. Полученные результаты наносят на график [5]. жүктеу/скачать 76,37 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|