Главная > Химия > Вивчення хімічного складу снігу

Вивчення хімічного складу снігу


24-01-2012, 17:20. Разместил: tester6

Федеральнеагентство з освіти

В«Рязанськийдержавний університет імені С.А. Єсеніна В»

Вивчення хімічногоскладу снігу

Випускнакваліфікаційна (дипломна) робота


План

Введення

I. Оглядлітератури

1.1. Джереланадходження

1.1.1 Кальцій

1.1.2 Сульфати

1.1.3Хлор

1.1.4Мідь

1.1.5Хром

1.1.6Іони водню ігідроксильні іони (рН)

1.2 Біологічнедія

2.2.1Кальцій

2.2.2Сульфати

2.2.3Мідь

2.2.4Хром

2.2.5рН

2.2.6Хлор

2 Правилавідбору проб

3 Методивизначення

3.1Кальцій

3.2Сульфати

3.3Хлориди

3.4Мідь

3.5Іони водню ігідроксильні іони (рН)

4 Обговореннярезультатів

5 Матеріалдля хімічного гуртка

Література


Введення

В епохунауково-технічної революції антропогенний вплив на навколишнє середовищестають інтенсивними і масштабними. Серйозну небезпеку представляєпідсилюються забруднення природних середовищ - атмосфери, гідросфери, біосфери. Взв'язку з цим найбільшу важливість набувають проблеми контролю якості тарегулювання стану навколишнього середовища.

Запаси повітря на земнійкулі дуже великі, практично безмежні. Хімічний склад його в різнихчастинах Землі більш-менш однорідний. Крім таких важливих компонентів, яказот, кисень, вуглекислий газ, атмосферне повітря в різних кількостяхмістить безліч інших речовин. Перші відносяться складовим атмосфери,Друга її забруднюють. Забруднення може бути пов'язано з природними(Виверження вулканів, пилові бурі, лісові пожежі) і антропогенними (димовітруби промислових підприємств, електростанції, котельні, автомобільний ізалізничний транспорт, авіація) процесами. Разом з димовими івентиляційними газами відлітають тисячі тонн цінних речовин і матеріалів.Особливо великі зміни в складі атмосферного повітря відбуваються у великихпромислових центрах, де склад повітря вже не в змозі самовозобновіться.В результаті цього заводські райони деяких міст стають непридатнимидля проживання.

Спостереження за станоматмосферного повітря, проведені в Росії в 1988-1996 рр.., свідчили прозниженні середніх концентрацій зважених речовин, розчинних сульфатів,аміаку, сірководню внаслідок спаду виробництва та закриття підприємств. Востанні роки вміст в атмосферному повітрі шкідливих домішок збільшується,тому спостерігається підйом виробництва підприємств чорної і кольорової металургії,хімічної, нафтохімічної та целюлозно-паперової промисловості,енергетичних підприємств і будіндустрії і зростання парку автомобілів. [1]

Частина зважених вповітрі речовин осідає на Землю разом з опадами, наприклад у вигляді снігу.Джерело сніжного покриву - сніжинки. Вони утворюються в холодних шарахтропосфери при конденсації вологи на носиться в повітрі порошинках, частичкахсолей, суперечках і пилку рослин та інших компонентах, що знаходяться в атмосфері,в тому числі і шкідливих. Тому аналіз снігового покриву є одним зкомпонентів визначення ступеня забруднення атмосфери. Система контролюснігового покриву є частиною загальної системи моніторингу транскордонного тадалекого переносу забруднюючих речовин. Опади є ефективним чинникомвимивання різних речовин з повітря. При цьому процеси вологого і сухоговипадання можуть призвести до зміни хімічного складу грунтів, вод річок таводойм. Сніговий покрив - надійний індикатор зокрема такого важливогопараметра, як атмосферна навантаження на природні екосистеми. [2]

У більш широкому планіоцінка снігового покриву необхідна для розуміння:

1.взаємозв'язку міжзмінюються складом атмосфери і змінами клімату;

2.вплив змінклімату на хімічний склад атмосфери;

3.переносупотенційно небезпечних речовин в атмосфері на великі відстані і їх випадання;

4.природногокругообігу хімічних елементів та антропогенних впливів на атмосферу.

Метою даної дипломноїроботи було дослідження хімічного складу сніжного покриву деяких районівм. Рязані. Дана оцінка необхідна для визначення домішок повітря і тихречовин, які сніг накопичує за зиму.

Для цього необхідновирішити наступні завдання:

В·освоїти методикивідбору проб;

В·взяти проби;

В·провести аналізпроб;

В·узагальнитиотримані дані.


ГЛАВА 1.

ОГЛЯДЛІТЕРАТУРИ

За своїм хімічнимскладом вода є з'єднанням двох атомів водню та одного атомакисню. Однак, в природних умовах у воді постійно утримуватися самірізні речовини і елементи. Це пояснюється тим, що в процесі кругообігувона, стикаючись із забрудненим повітрям, різними гірськими і осадовимипородами і грунтами, розчиняє ту чи іншу кількість містяться в ниххімічних сполук і перетворюється в розчин, часто дуже складного складу.При цьому формування метеорних опадів починається ще в процесі їх випадання,коли крапельно-рідка вода і кристали снігу поглинають і як би вимивають затмосфери молекули солей, завислі речовини і бактерії. Отже,якісний склад опадів залежить від ступеня забруднення тих шарів повітря,через які вони проходять. Надалі, у міру стікання дощових і талих воддо штучним і природним водоскиду, відзначається ще більш значнезміна їх хімічних і бактеріальних показників.

Серед неорганічнихсполук, що знаходяться у воді, необхідно вказати на солі кальцію і магнію, кількістьяких визначає її жорсткість, а також на можливість утримання іншихмінеральних сполук, що, перш за все, відноситься до хлориди і сульфати.Одним з постійних інгредієнтів водного середовища є залізо, а так самодеякі мікроелементи, у тому числі берилій, марганець, мідь, молібден,миш'як, свинець, селен, стронцій, фтор, цинк та ін У воді також можутьвиявлятися солі аміаку, азотної і азотистої кислот, наявність яких служитьодним з показників забруднення води білковими речовинами. У відкритихвододжерелах містить домішку органічних сполук, що є воднихорганізмів або потрапляють разом з різними стоками. Нарешті, для газовогоскладу води характерна наявність розчиненого кисню, вуглекислого газу,сірководню. [3]

Слід зазначитиполіпшення організації робіт по захисту атмосфери від забруднення в періоди НМУ.Дуже важливим є участь підрозділів Росгідромету в узгодженні томівПДВ по розділу В«План заходів щодо регулювання викидів у періодинесприятливих метеорологічних умов В». Узгодження ув'язується зукладанням договорів з підприємствами на передачу попереджень про небезпечніумовах.

Оскільки проблемапрогнозування забруднення повітря є в значній мірірегіональної, велике значення для підвищення ефективності робіт маютьрегіональні розробники. Такі розробки проводяться в Уральському УГМС, ЦЧОРеспубліки Татарстан, Верхнє-Волзькому, Північно-Кавказький УГМС та ін СпівробітникиБашкирського УГМС спільно з фахівцями ГГО проводять розробки з питанняпрогнозування екстремально високих рівнів забруднення повітря в містах.

До недоліків слідвіднести те, що далеко не повністю реалізується наявні можливості поліпшеннястану повітряного басейну в містах за рахунок прогнозу і запобіганнявисоких рівнів забруднення повітря в періоди НМУ. У ряді промислових міст звисоким рівнем забруднення повітря, в яких можуть виникати небезпечні епізодив періоди НМУ, досі роботи не проводяться. Багато підприємств, які єсуттєвими джерелами забруднення повітря, не проводить заходів щодорегулювання викидів у періоди НМУ.

В цілому, незважаючи назначні труднощі, роботи за прогнозом забруднення повітря і захистіатмосфери від забруднення в періоди НМУ на мережі Росгідромету тривають. Це єосновою для подальшого поліпшення якості робіт і по підвищення їхефективності, досягнення реального поліпшення стану повітряного басейну вмістах РФ. [32]


... 1.1Джерела надходження

У галузях промисловості- Основними забруднювачами навколишнього середовища є: електроенергетика - 0,2%,кольорова металургія - 3%, хімічні та нафтопромислові підприємства - 5%,машинобудування і металообробка - 8,7%, чорна металургія - 99,4%,целюлозно-паперова промисловість - 119,8%.

Валові викиди забруднюючихречовин в атмосферу від стаціонарних джерел складають до 125,073 тис.тонн/рік.

Найбільшою міроюзабруднюють атмосферне повітря теплові електростанції - 44,7 тис. тонн/рік(35,7%), підприємства нафтопереробної промисловості - 43,3 тис. тонн/рік(34,6%), промисловості будівельних матеріалів - 12,9 тис. тонн/рік (10,3%),харчової промисловості - 3,3 тис. тонн/рік (2,6%), транспорт - 3 тис. тонн/рік(2,4%), машинобудування і металообробки - 2,6 тис. тонн/рік (2,1%), сільськогогосподарства - 2,2 тис. тонн/рік (1,8%).

Основна частка викидівдіоксиду сірки припадає на нафтопереробну промисловість іелектроенергетику, які в сумі дають більше 87% загального викиду цьогоречовини. Підприємства електроенергетики також викидають основну масуоксидів азоту (78%) і твердих речовин (45%).

Головним забруднювачематмосферного повітря викидами оксиду вуглецю є також електроенергетика(39% загального викиду). Провідна роль у забрудненні атмосфери вуглеводнями ілетючими органічними речовинами належить підприємствам транспорту танафтопереробної промисловості.

Устаткування ітехнології, застосовувані для уловлювання і знешкодження викидів шкідливихречовин в атмосферу, удосконалюється повільно. Так, якщо присутні у викидахтверді речовини уловлюються на 94,2%, то газоподібні і рідкі - лише на16,6%, при цьому окис вуглецю на 5,1%, леткі органічні речовини - на30,9%. З уловлених речовин утилізується всього 58,3%.

Також, одним з головнихджерелом забруднення повітря житлової зони такими речовинами, як оксидвуглецю, оксид сірки і сажа, є автомобільний транспорт.

З кожним рокомзбільшується внесок викидів від пересувних джерел у загальному балансі викидівзабруднюючих речовин у повітряний басейн.

У 2002р. викиди відавтотранспорту склали: оксид вуглецю (II) - 15,190 тис. тонн/рік, оксид сірки (IV) - 0,178 тис. тонн/рік, сажа - 0,025тис. тонн/рік. [7]

1.1.1Кальцій

Основні джереланадходження кальцію в атмосферу - розробки природних сполук, виробництвоцементів, стічні води виробництв (паперового, хімічного, скляного,хіміко-фармацевтичного, шкіряного, лакофарбового); багато кальцію містятьпобутові стоки пралень.

Надходження значнихкількостей кальцію і пов'язане з цим збільшення лужності і жорсткості питноїводи має місце при використанні цементних і бетонованих ємностей, труб тасховищ. [4]

1.1.2Сульфати

Сульфати знаходяться вскладі атмосферного аерозолю, повітряного середовища виробничих приміщень,атмосфери міст, в стічних водах промислових підприємств (металургійних,хімічних, текстильних, харчових, шкіряних, скляних). Частіше зустрічаютьсясульфати натрію, амонію, кальцію.

Середня концентраціясульфатів в атмосфері міської зони становить у середньому 1-10 мкг/м 3 .

Велика частина сіркинадходить у навколишнє середовище у вигляді оксиду сірки (VI). Період існування SO2 ватмосфері міста становить від 3 до 5 годин.

Оксид сірки (VI) завдяки високій гігроскопічностішвидко реагує з водяною парою атмосфери і перетворюється на аерозоль сірчаноїкислоти. При низькій відносній вологості він може тривалий часзнаходитися в повітрі, а при високій - осідати підстилаючої поверхню.

Неодноразово зазначалосявипадання аерозолю сірчаної кислоти з будинкових факелів хімічних підприємств,містять оксиди сірки при низької хмарності й високої вологості повітря.

Сульфати надходять ватмосферу так само в результаті вивітрювання грунтів, з частинками морської солі, звихлопами газів автомобілів.

Вміст сульфатів уопадах становить від 1 до 10 мг/л. [4]

1.1.3 Хлор

Хлор, присутній увигляді хлорнуватистої кислоти або іонів гіпохлориту, прийнято називати вільнимхлором. Хлор, існуючий у вигляді хлорамінів (моно-і ди-), а також у виглядітрихлористого азоту, називають пов'язаним хлором. Загальний хлор - це сумавільного і зв'язаного хлору.

Вільний хлор доситьчасто застосовують для дезінфекції питної води. У промисловості хлор використовуютьпри відбілюванні в паперовому виробництві, виробництві вати, пластмас,інсектицидів, розчинників, для знищення паразитів у холодильнихустановках, в металургії для хлорують випалу руд кольорових металів.

Основне джерелонадходження хлору в атмосферу - електроліз хлористих солей, масові викидипри очищенні води, спалювання продуктів, що містять хлор. Середні концентраціїхлору в атмосферному повітрі коливаються від 1 до 3,7 мг/куб.м. До промисловихпідприємствам, найбільш забруднюючих атмосферу хлором, слід віднестихіміко-фармацевтичні, металургійні, целюлозно-паперові. [4]

1.1.4 Мідь

Основними джереламинадходження міді в навколишнє середовище є підприємства кольорової металургії(Промислові викиди, відходи, стічні води), транспорт, медьсодержащиедобрива і пестициди, процеси зварювання, гальванізації, спалювання вуглеводневихпалив в різних галузях промисловості. Річний обсяг техногеннихнадходжень міді в атмосферу становить 56 тис. т. Середня концентрація міді ватмосфері міста 0,09 мг/куб.м. [4]

1.1.5 Хром

Джерела надходженняхрому в навколишнє середовище можуть бути як антропогенними, так і природними.

Знаходиться в природіхром завжди зустрічається в трехвалентном стані, шестивалентний хром унавколишньому середовищу практично повністю є результатом господарськоїдіяльності людини. [29]

Головним антропогеннимджерелом надходження хрому в навколишнє середовище є підприємства повиробництву цементу, скляне виробництво, спалювання палива, чорнаметалургія, металообробна, автомобільна, текстильна, шкіряна,харчова та хімічна промисловість. [1, 29, 26, 31]

Промислові відходипідприємств у вигляді золи, пилу, шлаку, шламу містять у своєму складізначна кількість хромових забруднень. Велика кількість надходить уводні об'єкти з промисловими стоками. [7]

Основними природними джереламизабруднення навколишнього середовища сполуками хрому є великі лісовіпожежі, продукти вулканічної діяльності. Вода в районах, де єродовища хрому може містити підвищені його концентрації в результатівилуговування з порід (серпентинітів та інших хромосодержащего мінералів). [31]

Так само деякікількості хрому надходять у воду в процесі розкладання організмів і рослин. [26]

Однак не один з цихприродних джерел, на відміну від антропогенних, не приносить таких кількостейхрому, які представляли б небезпеку для здоров'я людини і тварин. [31]

1.1.6 Іониводню і гідроксильні іони (рН)

Вміст у водіводневих іонів в основному визначається кількісним співвідношеннямконцентрацій вугільної кислоти і її іонів. У воді вугільна кислота дисоціює:

H2CO3 = H + HCO3

тому талі води,містять велику кількість розчиненої двоокису вуглецю, мають, кислуреакцію. При дисоціації гідрокарбонатів Са (НСО 3 ) також утворюютьсяіони НСО 3 . Збільшення їх концентрації веде до збільшення рНвнаслідок гідролізу:

НСО3 + Н2О = Н2СО3 + ОН

Джерелами іонівводню є також і інші кислоти, що знаходяться в талій воді (сірчана,ортофосфорна). Гідроліз солей важких металів має значення в тих випадках,коли в атмосферу потрапляє значна кількість сульфатів заліза, алюмінію,міді, та інших металів. В результаті гідролізу виділяються іони водню:

Fe +2 H2O = Fe (OH) 2 +2 H


Величина концентраціїіонів водню (рН) зазвичай коливається в атмосферних опадах від 4,6 до 6,1. [4]

1.2Біологічна дія

В епохунауково-технічної революції діяльність людини набуває масштабугеоекологічних процесів, призводить до зміни природних біоге...охімічнихциклів на землі, порушення екологічної рівноваги в біосфері, що, в своючергу, позначається на самій людині. Рівень здоров'я людини взначній мірі залежить від якості середовища його перебування. На думку багатьохвчених фактори навколишнього середовища в 18-20% визначають стан здоров'ялюдини.

Нагромаджені десятиліттяминедоліки в природоохоронній діяльності, укорінений споживчий підхіддо природних ресурсів, а також розвиток продуктивних сил без належного урахуванняекологічних наслідків призвели до створення екологічно небезпечних зон,погіршення здоров'я людей, зміни демографічних характеристик (рівнемнароджуваності, тривалості життя, міграції населення), а також нанесеннюзначної шкоди природі.

Частка впливу забрудненняатмосферного повітря у формуванні захворюваності системи органів диханнястановить 20%, системи кровообігу - 9%.

Найбільш високий індексзабруднення у міських умовах отриманий по важких металах і оксиду вуглецю.У структурі викидів найбільшу частку становлять сірчистий ангідрид - 35%,тверді речовини (пил) і оксид вуглецю - 30%, вуглець - 1,2%, оксид азоту -0,9%. [6]

В даний час, пристрімкий розвиток продуктивних сил і освоєнні все нових і новихенергетичних потужностей, процеси біогеохімічної міграції і концентраціїречовин в біосфері протікають настільки швидко, що організм людини невстигає пристосовуватися до нових рівнів вмісту хімічних елементів впитних водах, продуктах харчування та повітрі. [8]

Стан здоров'янаселення є відображенням складного комплексу явищ у навколишньому середовищі. Напроцес його формування впливає цілий ряд біологічних, антропогенних,природно-кліматичних та ін факторів.

В даний час вРязанської області спостерігається стабільна тенденція до зростання злоякіснихновоутворень та смертності населення від них.

Рівень пухлиннихзахворювань в області 1,2 рази перевищує аналогічний показник по РосійськоїФедерації.

[7]

оболонки.Уражаютьсяорганізмах.[3]


1.2.2організм людини.[1]

Мідь належить до числарослинних організмів.З'єднанняПри

При хронічній[1]

[30]

[1]

[1]

забруднюючих речовин.[1]

промислових підприємств.відчуття. [3]

При невеликихНайбільш

Реформування економіки

В·

В·сформувався

В·показники

В·сформувався

В·сформувався

В·триває

В·

В·старіння

В·

Залежно від природи

1.

2.

В·

В·впливу.

Таким чином,мосферного повітря, природних питнихвод, деяких продуктів харчування і т. д. [8]


Глава 2

Правилавідбору проб

Відбір проб проводитьсяодин раз на рік в період максимального накопичення вологозапасів в снігу - I-II декаді березня

Для відбору снігувикористовуються наступні допоміжні пристрої і матеріали: снегомер,снегомерних рейка, поліетиленові пакети місткістю 10-12 куб. дм. абополіетиленове відро з кришкою для проб снігу; поліетиленова плівка - підкладкапід кришку відра розміром 50х50 см.

Проба снігу на кожномуділянці об'єднує окремі керни снігу, взяті для визначення в декількохточках. Необхідно вибирати точки відбору так, щоб проби приблизнохарактеризували середню висоту снігового покриву на даній ділянці. При висотіпокриву більше 60 см. кількість кернів у пробі не повинно бути менше трьох.Кожен керн снігу вирізається на повну глибину снігового покриву. Слідуникати захоплення снегомером частинок грунту. Перед зсипання снігу вполіетиленове відро або пакет необхідно ретельно очистити сніжний кінецьснегомера і сніжний керн від грунту і рослинних включень. Дозволяєтьсяущільнення снігу у відрі або пакеті руками через поліетиленову плівку.

При відборі на ділянціфіксуються такі дані: місце відбору проби (назва ділянки), середнявисота снігу, кількість кернів, наявність або відсутність проталин або оголенихділянок поблизу місця відбору проби.

До попередньоїобробці пред'являють наступні основні вимоги: розтоплювання іфільтрування підлягає весь обсяг проби, виконання операції фільтруванняслід проводити безпосередньо в момент розтоплення снігу, так як призберіганні талої води протягом 4-5 годин на стінках посудини, у поверхні,утворюється незмивна жирна плівка вуглеводневих сполук, захоплюючачастина тонкодисперсної фракції твердих частинок, що призводить до непридатностіпроби для аналізу на вуглеводневі сполуки та спотворює справжній зміст впробі інших інгредієнтів. Фільтр повинен щільно прилягати до стінки воронки, підчас фільтрування до нього доторкатися не можна. Щоб уникнути пошкодження фільтраслід оберігати його від попадання грудок нерастаявшего снігу.

Для розтоплювання снігпереносять у склянки, при цьому з нього пінцетом вибирають і відкидають гілочки,листя, хвою, траву та інші рослинні рештки. Вибирати їх з поверхніфільтра можна. Великі одиночні рослинні включення слід витягти зталої води в склянці, тому що вони не є складовою частиною антропогенногозабруднення. Розтоплювання снігу проводиться при кімнатній температурі. Дляприскорення процесу перші порції снігу в склянках можна злегка підігріти наводяній бані при температурі не вище 40 градусів. Після утворення першої порціїводи форсувати розтоплювання снігу не слід, оскільки процес фільтраціїзазвичай йде повільніше, ніж тане сніг при кімнатній температурі.

У міру накопичення талоїводи в склянках її зливають на фільтр. При цьому необхідно стежити, щобворонка була заповнена водою не більше ніж на Вѕ висоти. Заповнення її докраїв і переливання неприпустимі. При зливі води слід притримувати сніжнийком в склянці ложкою або скляною паличкою.

фільтрувати водурозливають у поліетиленові пляшки і в такому вигляді тала вода готова до аналізу.


Глава 3

Методивизначення

3.1Кальцій

Метод заснований наздатності іонів кальцію утворити з трилоном Б малодисоційованихстійке (при рН 12-13) з'єднання типу:

Іони кальцію зіндикатором мурексиду утворює комплекс червоного кольору:

Далі титрують трилоном Бдо фарбування вільного індикатора:

Хід визначення

100 мл води відміряють вконічну колбу піпеткою, додають 2 мл 4 н. розчину гідроксиду натрію і10-15 мг сухого індикатора мурексиду. Пробу титрують трилоном Б при перемішуваннідо переходу забарвлення з червоної у фіолетову. Вміст іонів Са в мг - екв/лзнаходять за формулою:

Сх = С * n/V1000, де

з - концентрація розчинутрилоном Б;

n - об'єм розчину трилону Б,пошедшего на титрування проби, мл;

V - об'єм проби, взятий длявизначення, мл.

Для визначеннявикористовують реактиви

1.розчин трилонуБ.

2.індикатормурексиду.

0,2 г мурексиду (пурпуратаамонію) розтирають у ступі з 100г хлористого натрію NaCl. Слід зберігати в склянці з темного скла.

3. розчин їдкого натрію NaOH.

80г NaOH розчиняють у дистильованій воді вмембранної колбі на 1л і доводять об'єм до мітки.


3.2Сульфати

Метод заснований навизначенні сульфатів у вигляді BaSO4,утворюється привзаємодії сульфатних іонів з хлоридом барію:

Ba + SO4 = BaSO4

BaSO4 - дрібний зернистий осад у вигляді суспензії.

Хід визначення

50мл проби води наливаютьв кювету, додають хлорид барію, перемішують і фотометрують щодоаналізованого розчину, без додавання реактивів, на спектрофотометрі DR-2000 (при довжині хвилі 530нм).

3.3Хлориди

Меркуріметріческоевизначення

Метод заснований натитруванні іонів хлору розчином азотнокислої ртуті Hg (NO3) 2 зіндикатором діфенілкарбазон. Іони ртуті при титруванні пов'язують хлориди вмалодисоційованих HgCl2,а надлишок їх вступає вреакцію з індикатором, утворюючи комплексфіолетового кольору.

2NaCl + Hg (NO3) 2 = HgCl2 +2 NaNO3

Велике значення несевеличина рН Тітруемая розчину. При високих значеннях рН забарвлений... комплексутворюється, коли в розчині існує не хлоридні іони, а при низькихзначеннях рН для утворення забарвленого комплексу потрібен великий надлишокіонів ртуті.

Хід визначення

Пробу води об'ємом50-100мл, що містить не менше 0,2 мг Cl, випарюють насухо в порцеляновій чашці на водяній бані. Осад розчиняютьпри перемішуванні скляною паличкою в 0,5 мл розчину HNO3, додають 2мл етилового спирту і 3-4 краплі індикатора. Титрують 0,005 н.розчином Hg (NO3) 2 до переходу забарвлення від жовтої до фіолетової.

Розрахунок

Зміст хлоридів Се в мл-екв/л іСх в мл/л знаходять по формулі:

Се = Nn 1000/V; Сх = Nn1000 * 35,45/V, де

N - нормальність розчину Hg (NO3) 2;

n - об'єм розчину Hg (NO3) 2, який пішов на титрування проби, мл;

V - об'єм проби води, взятої длявизначення, мл.

Реактиви

1.Розчиназотнокислої ртуті Hg (NO3) 2 * 0,5 H2O 0,005 н. 0,834 газотнокислої ртуті розчиняють у 100мл дистильованої води, що містить 1,5-2млконцентрованої HNO3, розбавляють дистильованою водою умірній колбі до 1л.

2.Змішанийіндикатор - діфенілкарбрзон. 0,5 г діфенілкарбазона розчиняють у 100мл 96%етилового спирту в мірній колбі на 100мл. Розчин індикатора стійкий призберіганні в темряві на протязі місяця.

3.Розчин азотноїкислоти HNO3. 0,05 н. 3,2 мл концентрованої азотної кислоти HNO3 розбавляють двічі дистильованою водою у мірній колбі до1л.

4.Розчин їдкогонатру NaOH. 0,05 н. 2г NaOH розчиняють у дистильованій воді і доводять об'ємрозчину в мірній колбі до 1л.

5.Етиловий спирт C2H5OH. 96%, ГОСТ 18300-72.

6.Стандартнірозчини хлористого натрію NaCl,0,01 н.

а) основний розчин:0,5844 г NaCl, попередньо, прожареного при500-600С до повного видалення вологи, розчиняють у дистильованій воді ідоводять об'єм розчину в мірній колбі до 1л.

б) робочий розчин,0,005 н. Готують розбавленням 0,01 н. розчину NaCl вдвічі.

3.4 Мідь

Біцінхонінантний метод

Метод заснований на реакціїіонів міді з 2,2-біхінолін-4, 4 дікарбоксідной кислотою (біцінхоніноваякислота). Солі цієї кислоти реагують з Cu, утворюючи пурпурно забарвлений комплекс:

Хід визначення

50мл проби води наливаютьв кювету, додають реактив і відповідний буфер, переливають і фотометрируютщодо аналізованого розчину на спектрофотометрі DR-2000 (при довжині хвилі 425нм).

3.5 Іониводню і гідроксильні іони (рН)

Потенциометрическийметод

Метод призначений длявизначення вмісту іонів водню в широкому діапазоні рН (від 0 до 14) ітемпературі (від 0 до 100 С).

Принцип методу

Використовують склянийелектрод (трубка з порожнистим кулькою на кінці зі спеціального електродного скла зводневої функцією). В якості внутрішнього допоміжного електродавикористовують хлорсеребряного електрод у стандартному розчині HCl або хлоридно буферному розчині.

Гальванічний елементскладений зі скляного електрода і хлорсеребряного електрода порівняння.

Мінімальна визначуванаконцентрація іонів водню 10мг-екв/л (14 рН). Перед вимірюванням рН необхіднопідготувати рН - метр до роботи (див. паспорт приладу).

Хід визначення

Електроди і термометрретельно обполіскують дистильованою водою, а потім досліджуваної водою.Досліджувану воду наливають в стакан і вимірюють рН. Через 3 та 5 хв. повторюютьвимірювання. Останні два показання приладу повинні бути однаковими, оскільки часвстановлення потенціалу чистоти електрода 2-3 хв.

Реактиви

1.Дистильованавода. Для боратного і фосфатних розчинів слід використовувати воду очищену відСО2 або свіжопрокип'яченої.

2.Фталатний 0,5 Мбуферний розчин КООС-С6Н4-СООН,рН 4,01 (25 С). 10,211 г висушеного при 110 С біфталата калію розчиняють вдистильованій воді і доводять об'єм при 20 С до 1л.

3.Фосфатнийбуферний розчин КН2РО4 і Na2HPO4, рН 6,86 (25 С). 1,361 г розчиняють в мірній колбі на 1л і об'єм розчинудоводять до мітки.

боратного 0,01 М буфернийрозчин Na2B4O7 * 10H2O, рН 9,18 (25 С).3,814 г

4.тетраборатунатрію, витриманого кілька днів в ексикаторі над бромідом натрію,розчиняють у дистильованій воді і доводять об'єм розчину до 1л при 20 С.

Колориметричнийметод

Принцип методу

Метод заснований назміну забарвлення індикатора, доданого до досліджуваної воді; отриманузабарвлення досліджуваної води порівнюють зі шкалою, що складається з пробірок зрозчинами, що мають певні значення рН. Якщо забарвлення води збігається ззабарвленням розчину одній з пробірок шкали, то величина рН їх однакова.Використовують готову колориметричну шкалу, що складається з ряду запаянихпробірок, що містять буферні розчини з відповідними індикаторами. Дляприготування шкали використовують наступний набір індикаторів: бромтімоловий синій- Від 6 до 7,6 рН; крезоловий червоний - від 7,6 до 8,2 рН; тимолова синій - від 8,2до 9,2 рН. Метод дозволяє визначити рН вод з точністю до 0,1 рН. Інтервалвимірюваних величин рН 6,0 - 9,2.

Хід визначення

Пробірку обполіскують 2-3рази досліджуваної водою і наповнюють до мітки. Потім у пробірку додають розчиніндикатора, закривають пробкою, перемішують і порівнюють із забарвленням розчинівшкали. У разі точного збігу тони забарвлення її результат приймають завеличину рН. Якщо забарвлення досліджуваної води відповідає проміжному тону,то за результат беруть середнє значення рН.


Глава 4

Обговореннярезультатів

Для хімічногодослідження снігового покриву, нами був проведений відбір проб на наступнихоб'єктах: селище Шлаковий, селище Мирне, м-н. Кольно, пл. Леніна, пл.Театральна, ЦПКіВ, м-н. Канищева, отримані в 2006р.

Для порівняння даних вроботі наведені результати аналізів за 2003р.

Дослідження проводилисяза визначенням наступних параметрів: рН, хлориди, сульфати, деякі метали(Хром, мідь), а так само електропровідність.

Визначення проводилосянаступними методами: рН - визначали потенціометричним методом, хлориди - здопомогою меркуріметріі, інші компоненти, виявлені фотометричним методомна спектрофотометрі DR-2000.

У відібраних пробахспостерігається зміна концентрації іонів. Найбільший вміст їх відзначено врайоні пл. Леніна (29,7 мг/л), пл. Театральній (29,6 мг/л). Найменше змістіонів спостерігається в м-ні. Канищева (18,4 мг/л) у відібраних пробах.

Величина рН на данихоб'єктах коливається від 5,5 до 6,5. Найбільше значення рН спостерігається врайонах: пл. Леніна, пл. Театральна, ЦПКіВ - 6,5. Найменше значення рН -м-н. Канищева (5,5).

Значення жорсткості наоб'єктах коливаються від 0,1 до 0,4 ммоль/л. Найбільше значення спостерігається вм-ні. Канищева (0,4 ммоль/л), найменше - пл. Леніна, м-н. Канищева (0,1 ммоль/л).

Зміст хлоридів усніговому покриві на даних об'єктах: найбільша - селище Мирний (1,33 мг/л),найменше значення - селище Шлаковий, пл. Леніна, ЦПКіВ (0,443 мг/л).

Щодо змістусульфатів на об'єктах, дані аналізів показали, що найбільша кількість їхвиявлено в районі пл. Леніна (13мг/л). Однакове значення в районах: селищаШлаковий і селище Мирний (9мг/л). А найменше значення сульфатів у сніговомупокриві м-на Канищева (5мг/л).

Визначення вмістудеяких металів (таких як - мідь, хром), показало наявність їх у сніжномупокриві переважають у всіх пробах.

Найбільше значення мідів м-ні. Канищева (0,85 мг/л). Найменша - у м-ні. Кальне (0,06 мг/л).

Хром виявлений у всіхпробах в концентрації - 0,01 мг/л.

Для отриманих результатівпроведений порівняльний аналіз за даними відбору сніжного покриву на тих жеоб'єктах в 2002р.

У всіх пробах відзначаєтьсятенденція до збільшення загальної мінералізації. В районі ЦПКіВ в 2 рази, пл.Леніна, пл. Театральній, м-ні. Канищева - в 1,5 рази.

Спостерігається зростанняконцентраці...ї хлоридів в районах: селище Шлаковий, селище Мирний та зменшенняконцентрації в районах: м-н. Кольно, пл. Леніна, пл. Театральна.

Відзначено тенденцію дозменшенню концентрації сульфатів у районах: селища Шлаковий, селища Мирний ім-на. Кальне. І тільки в районі пл. Леніна, концентрація сульфатів збільшиласяв 1,6 рази. В інших же районах не змінилася.

Що стосується концентраціїіонів металів на даних об'єктах, то в порівнянні з даними 2002р.,концентрація міді в районах: селища Шлаковий, селища Мирний, пл. Леніна, пл.Театральна - зменшувалася в 2,5 рази. Але відбувається збільшення концентраціїміді в м-ні. Канищева, майже в 10 разів.

Зміст хрому поПорівняно з результатами аналізу в 2002р. зросла у всіх досліджуваних районах.Наприклад, в 2002р. в м-ні. Коніщева хром не був виявлений, тоді як порезультатами досліджень у 2006р., його концентрація на даному об'єкті склала0,01 мг/л.

Найбільший внесок умінералізацію, за нашими даними, вносять в 2002р. - Сульфати і хлориди. Їхпроцентний вміст становить;

хлориди: м-н. Кальне -19%, пл. Леніна - 19%, пл. Театральна - 5%, ЦПКіВ - 21%, м-н. Канищева - 17%;

сульфати: м-н. Кальне -53%, пл. Леніна - 42%, пл. Театральна - 23%, ЦПКіВ - 45%, м-н. Канищева - 57%.

У 2006р. процентневміст хлоридів склало: селище Шлаковий - 2%, селище Мирний - 5%, м-н.Кальне - 4%, пл. Леніна - 1%, пл. Театральна - 3%, ЦПКіВ - 2%, м-н. Канищева- 5%.

Вміст сульфатівсклало: селище Шлаковий - 46%, селище Мирний - 34%, м-н. Кальне - 38%,пл. Леніна - 44%, пл. Театральна - 20%, ЦПКіВ - 23%, м-н. Канищева - 27%.

Як ми бачимо, знаведених даних, спостерігається тенденція до зниження концентрації і хлоридів,і сульфатів в сніговому покриві на досліджуваних об'єктах. У всіх пробах виявленікатіони металів, причому концентрація хрому підвищилася в порівнянні з даними2002р., Тоді як концентрація катіонів міді знизилася за останні роки.

Результати хімічногодослідження снігового покриву деяких районів міста Рязані

Таблиця 1

Об'єкти Час відбору рН

Ж-ть

моль/л

Cl

мг/л

SO4

мг/л

Cu

мг/л

електропровідність

мСм/м

мг/л

Селище

Шлаковий

2002

2006

6,3

6,0

1,6

0,3

0,04

0,443

12

9

0,16

0,07

39,2 19,6

Селище

Мирний

2002

2006

6,2

6,0

0,7

0,2

0,11

1,33

21

9

0,37

0,10

53,3 26,8

М-н.

Кальне

2002

2006

5,75

6,5

0,2

0,4 ​​

3,545

0,886

10

8

0,11

0,06

25

42,4

18,85

21,0

Пл.

Леніна

2002

2006

6,5

6,5

0,3

0,1

3,545

0,443

8

13

0,07

0,09

30

58,6

18,77

29,7

Пл.

Театральна

2002

2006

6,5

6,5

1,0

0,2

1,418

0,886

7

6

0,27

0,07

59,0

30,12

29,6

ЦПКіВ

2002

2006

6,0

6,5

0,15

0,3

2,8 4

0,443

6

6

0,02

0,10

29

52,4

13,10

26,1

М-н.

Канищева

2002

2006

5,5

5,5

0,1

0,1

2,127

0,886

7

5

0,08

0,85

10

36,7

12,16

18,4

Висновки:

1.Во всіх аналізованих пробах загальнамінералізація збільшується.

2.Сохраняется в опадахпереважання сульфатів, на частку яких припадає від 20 до 46% від загальної сумиіонів.

3.Во всіх пробахвиявляються катіони металів.

4.Содержаніе мідіпрактично на всіх ділянках знизилося.

5.Хром виявлений у всіхпробах, концентрація його має тенденцію до збільшення.

хімічнийсніг домішка забруднення проба


Глава 5

Матеріалдля хімічного гуртка

Викладений в дипломнійроботі матеріал може бути використаний в шкільному курсі хімії при підготовці тапроведенні інтегрованих уроків (хімія та біологія, хімія та екологія) або вхімічному гуртку.

Дослідження хімічногоскладу сніжного покриву можна проводити на практичних заняттях, на урокахекології, так як сніг є індикатором ступеня забруднення атмосфери.

Мета роботи:

В·визначитинаявність у снігу з'єднань забруднюючої характеру;

В·знайти взаємозв'язокміж продуктивністю рослин і забрудненням середовища;

В·навчитисяпроводити якісні реакції.

Устаткування:пробовідбірники (пластмасові пляшки зі зрізаним дном); лопатки; воронки;фільтри; ваги; хімічний посуд; спиртівка; реактиви (хлорид барію, ацетатсвинцю, марганцевокислий калій, нітрат срібла, луг, карбонат амонію,концентрована кислота, сульфід натрію або калію, роданид калію).

Хід роботи:

а) Виявлення хімічнихзабруднювачів у снігу:

1.До 10мл. пробидодати 1мл. хлориду барію. При наявності в пробі сульфат-іонів виникаєпомутніння.

2.До 10мл. пробидодати слабкий розчин марганцевокислого калію. При наявності сульфат-іоніврожевого забарвлення зникає.

3.До 10мл. пробидодати ацетат свинцю. При наявності в пробі хлорид-іонів випадає осад білогокольору.

4.До 10мл. пробидодати сульфід натрію або калію. Зелено-бурий осад говорить про присутністьіонів міді (II).

5.Долити до 10мл.сніговий проби карбонат амонію.... За наявності іонів кальцію з'явиться помутніння,а при додаванні ще концентрованої кислоти почнеться бурхливе виділення газу.

б) Визначеннякислотності.

Мета:

В·визначитикислотність снігових випадань;

В·порівняти показникикислотності в різних ділянках відбору проб.

Хід роботи:

1.Відлити 10мл.снігового фільтрату в стакан.

2.Опустити в склянкуіндикаторний папір і визначити кислотність фільтрату.

Визначити рН проби можнатакож, використовуючи колориметричну шкалу, що складається з ряду запаяних пробірок,містять буферні розчини з відповідними індикаторами, або паперовійшкалою, на яку нанесено відповідні кожному значенню рН кольору.

У хімічному гуртку можнаЇї можна

Хід роботи:

формулою:


Списоклітератури

1.Шкідливі речовини

2.Дитяча

3.В.А.

4.Е.Ю.1986р.

5.З.І.Г.Н.

6.Впливу наТом 1. -Л.:

7.Л.Н.

8.А.В.

9.В.Н. Алексєєв.

10.В.І.

11.Е.Ю.Г.П. Смирнов. - Л.:

12.Шкідливіхімічні речовини. Під ред.

13.Шкідливіхімічні речовини. Під ред.

14.ГідрохімічніДовідкові матеріали. Під ред.Г.В.

15.М.Т. Дмитрієв,Н.І.навколишньому середовищу.

16.Е.Н.Є.Р. - Вид. Московського

17.Т.В.2001р. № 1

18.Н.Я. Логінов,А.Г. - М.: Просвещение,1975р.

19.Методичні

20.Є.Г.

21.Охорона навколишньогосередовища. Навчальний посібник для ВНЗ. Під ред. К.М. Владимирова. - Л.:

22.- М.:

23.Рекомендації по

24.Керівництво по

25.Керівництво по- Л.: Гидрометеоиздат,1991р.

26.Керівництво поПід ред. наук проф.

27.Стан і

28.середовища. Підручник для ВНЗ. Під ред.

29.Ю.А.Т.М. Гусєва. - М., Изд-во7-31

30.А.Н.

31.з англ. М.М.

32.Методичнелист.році.