Тезисы.
Определение содержания железа в воде из разных источников
Область: химия.
Автор: .
Научный руководитель: учитель химии .
БОУ г. Омска СОШ № 000 9 класс.
ПДК омских рек превышены по нефтепродуктам в 2-3, меди - 6-11, цинку - 2-5, железу - 3-7 . Чаще всего низкое качество питьевой воды из централизованных систем водоснабжения связано с повышенным содержанием в ней железа и марганца.
Актуальность работы: содержащая железо вода (особенно подземная) сначала прозрачна и чиста на вид, но при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску.
Ржавчина является постоянным компонентом питьевой воды миллионов Россиян. Вода с повышенным содержанием железа делает воду достаточно вредной для здоровья, в первую очередь для слизистой ротовой полости и желудка. Санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПин 2.1.1074-01, суммарное содержание четвертого по распространенности химического элемента в питьевой воде не должно превышать 03, мг/л.
Недостаток либо избыток железа вызывает у человека различного рода недомогания.
Цель работы: определить содержание ионов железа в водопроводной воде нашей школы.
Самый простой метод определения железа в воде основан на взаимодействии катионов четвертого по распространенности элемента с сульфосалициловой кислотой. Образуемое в щелочной среде соединение ярко-желтого цвета – первый «симптом» коррозии водопроводных труб.
Простейший способ выявить наличие трехвалентного железа – отстаивание пробы. Появление характерного красно-бурого осадка является первым признаком наличия трехвалентного железа.
Для практического определения количества ионов железа в питьевой воде, других источников использовали цветометрическую методику, основанную на изменении интенсивности окрашивания раствора.
Обсуждение результатов: железо определилось не во всех пробах, а где и определилось, раствор был слабо – жёлтого цвета. Железо определилось в форме Fe2+ , в форме Fe 3+ нигде не определилось
Выводы: На основание проверенных опытов содержания железа во всех пробах мало и не превышает ПДК, железо в организме учеников нашего класса находится в норме и поступает оно с продуктами питания. Чтобы поддерживать нормальное здоровье необходимо вводить дополнительное железо с продуктами питания.
БОУ г. Омска «Средняя общеобразовательная школа № 000»
Определение содержания железа в воде из разных источников
92 класс БОУ «СОШ № 000»
Научный руководитель:
,
учитель химии
г. Омск 2013
Оглавление
1.Введение---------------------------------------------------------------------4
2.Цели и задачи-------------------------------------------------------------5
3.Теоретическая часть-------------------------------------------------5
4.Методическая часть--------------------------------------------------8
5.выводы------------------------------------------------------------------------10
6.рекомендации-------------------------------------------------------------11
7. литература -----------------------------------------------------------------12
8. приложения ---------------------------------------------------------------13
Введение
«Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности.
По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) - 85% всех заболеваний в мире передается водой. Ежегодно 25 миллионов человек умирает от этих заболеваний.
Сильно загрязнены в Омской области Иртыш и Омь. ПДК здесь превышены по нефтепродуктам в 2-3, меди - 6-11, цинку - 2-5, железу - 3-7 .
Чаще всего низкое качество питьевой воды из централизованных систем водоснабжения связано с повышенным содержанием в ней железа и марганца. Актуальность нашей работы обусловлена рядом факторов. Во – первых, избыток железа природного происхождения характерен для подземных вод в южной и центральной части России, а также в Сибири. Кроме того, концентрация железа повышается при коррозии стальных и чугунных водопроводных труб. Стандарт на содержание железа в питьевой воде в ЕС-5, США-5, РФ-1мкг/л. Во – вторых, содержащая железо вода (особенно подземная) сперва прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом воздуха железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. Уже при концентрациях железа выше 0.3 мг/л такая вода способна вызвать появление ржавых потеков на сантехнике и пятен на белье при стирке. При содержании железа выше 1 мг/л вода, так и становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического для питьевого применения. В – третьих, трубы российских систем водоснабжения изготовлены из стали. Изношенные стальные трубы – это, в первую очередь, трубы ржавые! Последнее означает, что ржавчина является постоянным компонентом питьевой воды миллионов Россиян. Вода с повышенным содержанием железа делает воду достаточно вредной для здоровья, в первую очередь для слизистой ротовой полости и желудка. В – четвертых, согласно Санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам СанПин 2.1.1074-01, суммарное содержание четвертого по распространенности химического элемента в питьевой воде не должно превышать 03, мг/л.
Актуальность данной проблемы обусловила выбор темы исследования: «Содержание железа в воде из разных источников»
Цель работы: определить содержание ионов железа в водопроводной воде нашей школы.
Задачи:
1. Определить состояние водопроводных труб.
2.Проследить связь между содержанием железа в воде и здоровьем учеников.
3.Роль железа в жизнедеятельности человека человека
Железо является важнейшим микроэлементом, принимает участие в дыхании, кроветворении, иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях, входит в состав более 100 ферментов. Железо является незаменимой составной частью гемоглобина. В организме взрослого человека содержится около 4 г железа, из них более половины (около 2,5 г) составляет железо гемоглобина. Часть железа депонируется в организме человека, преимущественно в печени, селезенке и костном мозге.
Суточная потребность человека в железе составляет 10-30 мг, с учетом того, что всасывание железа из продуктов питания составляет около 10%. Эта доза обеспечивается суточным пищевым рационом (15-40 мг) за счет животной и растительной пищи. Основными источниками железа служат: крупа, печень, мясо. Всасывание поступившего с пищей железа происходит в кишечнике, но обычно не превышает 5-20% от общего содержания в пище.
Значительно лучше железо всасывается из мясных продуктов (телятина - 17-21%, печень - 10-20%), из рыбных продуктов - 9-11%. Меньше всего железо всасывается из растительных продуктов (1-7%). Добавка мяса в блюда, содержащие растительные продукты, значительно улучшает всасывание железа из них. Железо содержится в таких продуктах как: мясо животных, птиц, субпродукты. Особенно большое содержание в бобовых, печени и почках животных. Красное мясо, мясопродукты, печень, бобы, хлеб из недробленого зерна, овощи с зелеными листьями - это лучшие продукты содержащие железо.
Недостаточность железа в организме может быть вызвана экзогенными (за счет недостаточно поступления с пищей) и эндогенными (за счет нарушения всасываемости в кишечнике: заболевания слизистой оболочки кишечника или понос) факторами.
Современный человек, находящийся на смешанной диете, потребляет за сутки 10 - 20 мг железа, главным образом в форме миоглобина и гемоглобина. Всасывается около 10% диетического железа и примерно такое же количество его ежесуточно теряется организмом.
Причины дефицита железа:
•недостаточное поступление железа (неадекватное питание, вегетарианская диета, недоедание);
•нарушение регуляции обмена витамина С;
•усиленное расходование железа (в периоды интенсивного роста);
•потери железа связанные с травмами, кровопотерями при операциях, язвенными болезнями, донорством, занятиями спортом;
•гормональные нарушения (дисфункция щитовидной железы);
•гастриты;
•различные системные и опухолевые заболевания.
Основные проявления дефицита железа:
•головные боли и головокружения, слабость, утомляемость, непереносимость холода, снижение памяти и концентрации внимания;
•замедление умственного и физического развития у детей, неадекватное поведение;
•учащенное сердцебиение при незначительной физической нагрузке;
•ломкость, утончение, деформация ногтей;
•повышение общей заболеваемости (простудные и инфекционные болезни у детей, гнойничковые поражения кожи);
•увеличение риска развития опухолевых заболеваний.
Токсическая доза железа для человека составляет 200 мг.
Летальная доза для человека составляет 7 – 35 г. При тяжелом отравлении железом повреждается слизистая оболочка кишечника, развивается печеночная недостаточность, появляются тошнота и рвота. Для детей младшего возраста отравление железом является одним из самых распространенных видов случайного отравления. Летальным исходом для ребенка может стать прием сульфата железа в дозе 3 г и выше.
Причины избытка железа:
•избыточное поступление извне (при повышенном содержании в питьевой воде);
•заболевания печени, селезенки, поджелудочной железы);
•нарушение регуляции обмена железа.
Основные проявления избытка железа:
•головные боли, головокружения, повышенная утомляемость, слабость;
•пигментация кожи;
•изжога, тошнота, рвота, боли в желудке, запор или диарея, изъязвление слизистой оболочки кишечника;
•повышение риска развития атеросклероза, болезней печени и сердца, артритов, т. д.;
•потеря аппетита, уменьшение массы тела.
4. Определение общего содержания железа
Суточный обмен воды в организме человека составляет 2,5л., поэтому от ее качества зависит количество железа поступающего в организм человека.
Самый простой метод определения железа в воде основан на взаимодействии катионов четвертого по распространенности элемента с сульфосалициловой кислотой. Образуемое в щелочной среде соединение ярко-желтого цвета – первый «симптом» коррозии водопроводных труб.
Ход эксперимента:
К 25 мл. воды добавляют 1 мл. нашатырного спирта, 1 мл сульфосалициловой кислоты (продается в аптеке) и 1 мл аммиака. Спустя 15 минут можно делать выводы о наличии (или отсутствии) в пробе катионов железа.
Простейший способ выявить наличие трехвалентного железа – отстаивание пробы. Жители крупных городов хорошо знают, что водопроводная вода чистая и прозрачная только в первый день отстаивания.
Появление характерного красно-бурого осадка является первым признаком наличия трехвалентного железа.
Для практического определения количества ионов железа в питьевой воде, воде других источников использовали цветометрическую методику, основанную на изменении интенсивности окрашивания раствора:
1.В химические стаканы наливают по 50мл воды. Стаканы нумеруют.
2.Во все стаканы опускают полоски фильтровальной бумаги на 20мин, полоски нумеруют.
3.Через 20мин полоски извлекают и высушивают.
4.На каждую полоску наносят по капле реагента - 20% раствора роданида калия. В зависимости от концентрации ионов Fe+3 на бумаге появляется окрашивание разной интенсивности (от розового до буро-красного). Зависимость интенсивности окраски от концентрации ионов Fe+2 (реагент NHCNS) – стандарты.
Таблица 1.
Интенсивность окрашивания | Концентрация ионов Fe+3 мг/л |
Буро-красная | 100 |
Интенсивно – розовая | 10 |
Розовая | 1 |
Слабо - розовая | 0,5 |
Отсутствует | Менее 0,1 |
Таблица 2.Концентрация ионов железа в водах разных источников
Объект исследования | Ион Fe(2+) | Ион Fe(3+) | Во сколько раз превышает ПДК |
Реактив | Сульфосалициловая кислота | Роданид калия(KCNS) | |
Каб.№ 000 | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис №1приложение) | --------- | Не превышает |
Столовая | Отсутствует(рис №2 приложение) | ----------- | Не превышает |
Питьевой зал | Отсутствует(рис № 3 приложение) | ----------- | Не превышает |
Сан. Комната | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис № 4 приложение) | ---------- | Не превышает |
Кабинет информатики | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис № 5 приложение) | ---------- | Не превышает |
Дом №32/1-53(20лет) | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис № 6 приложение ) | ---------- | Не превышает |
Дом № 32/155 | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис № 7 приложение) | ---------- | Не превышает |
Р. Иртыш | Отсутствует(рис № 8приложение) | --------- | Не превышает |
Снег:новый. | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис №9 приложение) | -------- | Не превышает |
старый | Присутствует. Слабо желтый цвет.(рис № 10 приложение) | ------- | Не превышает |
Обсуждение результатов:
1. Железо определилось не во всех пробах, а где и определилось, раствор был слабо – жёлтого цвета
2.Железо определилось в форме Fe2+
3.Железо в форме Fe 3+ нигде не определилось
Выводы:
1. На основание проверенных опытов содержания железа во всех пробах мало и не превышает ПДК
2. Отсюда получается, что насыщение организма железом из воды не достаточно, и это подтверждает и результаты анкетирования(на вопросы с 5-8) 60% ответили нет, значит железо в организм учеников нашего класса находится в норме и поступает оно с продуктами питания
Рекомендации:
1. Чтобы поддерживать нормальное здоровье необходимо вводить дополнительное железо с продуктами питаниями т. е мясо животных, птиц, субпродукты. Особенно большое содержание в бобовых, печени и почках животных
Литература:
«Химия 9 класс» http://water-russia. ru/?p=499 http://www. vodoochist. ru/zhelezo. html http://omegasafewater. blogspot. ru/2009/08/blog-post_2212.htmlПриложение:
Рисунок №1
Рисунок №2
Рисунок №3
Рисунок№4
Рисунок №5
Рисунок№6
Рисунок №7
Рисунок №8
Рисунок №9
Рисунок №10
Рисунок №11
Вода, в которой ПДК превышает нормы
