Исследование состава минеральной воды

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ – СРЕДНЯЯ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА С. МЕЧЁТНОЕ СОВЕТСКОГО РАЙОНА
САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Муниципальная Интернет – конференция:
«Мои исследования в области
естествознания»
область химии
Тема работы:« Исследование состава
минеральной воды»
Работу выполнила
Чуркина Наталья Николаевна,
ученица 9 класса.
Руководитель:
Заседателева Наталья Николаевна,
учитель химии.
2010 г.
Оглавление:
1.
2.
3.
4.
Введение. Некоторые исторические данные………………………….стр. . 3-11
Основная часть. Эксперименты. ………………………………………стр.. 11-12
Заключение. Выводы. …………………………………………………….….стр 12
Список используемой литературы…………………………………….…....стр. 13
Введение.
Минеральная вода – чудесный дар природы.
Покупая в магазине минеральную воду, мы подчас даже не задумываемся о её
целебных свойствах. История использования минеральных вод восходит к временам
глубокой древности. Много чудесных легенд и сказаний создано о «живой» и
«мёртвой воде», которая воскрешает мёртвых, возвращает молодость и силу, красоту
и здоровье.
Минеральными водами принято называть природные, обычно подземные воды,
характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных
или органических компонентов и обладающие определённым химическим составом и
физико-химическими свойствами (температура, радиоактивность и др.), благодаря
которым они оказывают лечебное действие. Раздел медицины, изучающий
происхождение свойства минеральных вод, методы их использования с лечебнопрофилактической целью, называется бальнеологией. (от лат. balneum – баня,
купание.)
Становление бальнеологии как науки относится к V в. до н.э., когда
древнегреческий учёный Геродот разработал способы применения и показания к
назначению минеральных вод. О лечении речной, солёной и морской водой
упоминается в сочинениях Гиппократа. Римский врач Архиген (I в.) впервые
классифицировал минеральные воды. В XV в. Дж. Савонарола выпустил « Трактат об
итальянских минеральных водах», содержащий указания о пользовании
минеральными ваннами. Итальянский врач Г. Фаллопия в XVI в. опубликовал «Семь
книг о теплых водах» , в которых сделал попытку проанализировать химический
состав минеральных вод.
Основу научной бальнеологии в её современном понимании заложил немецкий
учёный Ф. Гофман, впервые установивший химический состав минеральных вод и
присутствие в них солей угольной кислоты, поваренной соли, сульфат магния и т. п.
Близкий друг и советник великого поэта И. В. Гетте иенский профессор И. В.
Деберейнер занимался анализом гипсовых вод Бад- Берка (Германия). Он выдвинул
гипотезу, что причина образования природных сернистых вод – восстановление гипса.
Процесс восстановления гипса Деберейнер связывал с «гальванической
деятельностью» земного шара.
Физик и химик Т. Гротгус исследовал химический состав источника Смардона
(Северная Литва) и балдонского источника (Латвия). изучением смардонского
источника он занялся по просьбе своего друга, члена Петербургской АН химика А. Н.
Шерера, составляющего обзор всех целебных источников государства Российского. В
своих работах Гротгус описывает источник Смардона и его окрестности, результаты
физического и химического исследования воды, соображения о причинах её
целебного действия, излагает свои взгляды на происхождение сернистых источников.
Учёный предложил новые методики анализа минеральных вод. Для одновременного
определения хлоридов и сульфидов он предложил использовать аммиачный раствор
нитрата серебра, при этом сульфид серебра осаждается, а хлориды остаются в
растворе. Сероводород и карбонаты он осаждал раствором ацетата свинца (II), а затем
3
отделял сернистый свинец. Гротгус предлагал отказаться от методики анализа
сернистых источников с помощью солей меди, предложенной И. В. Деберецнером.
Более поздние исследования показали, что анализы воды, выполненные
Гротгусом , характеризуются достаточно высокой точностью. Причину присутствия
сероводорода в минеральной воде учёный видел в восстановлении гипса водородом в
сернистый кальций, который гидролизируется
водой до сероводорода. Для
подтверждения этой идеи Гротгус провёл простой эксперимент. Он смешал вино с
гипсовой водой и подверг его брожению в закупоренной бутылке. В результате
образовались уксус и сероводород – продукт восстановления сульфата. « Подобным
образом могут возникать многие естественны е сернистые воды, а именно путём
брожения растительных веществ», - ещё раз заключил Гротгус.
В 1822 г. шведский химик Й. Я. Берцелиус сделал точный химический анализ
минеральных источников Карлсбада в Богемии и выработал приёмы определения
состава минеральных вод. курорт Карлсбад приобрёл всемирную известность
благодаря своим многочисленным тёплым минеральным источником (40-72,50С),
принадлежащим к группе горячих сульфатно-карбонатных вод. Многочисленные
источники этого курорта близки по составу воды, но отличаются температурой.
Вот как один из них описывается в энциклопедии Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона :
« Знаменитый и в тоже время древнейший и наиболее многоводный источник
Sprudel при температуре 72,5 0 С содержит на 1000 частей воды 1,298 части
углекислого натрия, 2, 405 сернокислого натрия, 1,042 поваренной соли, 0,186
сернокислого калия, 0,166 углекислого магния, 0,776 полусвязанной и 0,189
свободной углекислоты. Источник этот в минуту доставляет свыше 2200 литров;
отложения этой воды, затвердевая, образуют своеобразный камень, который
полируется, шлифуется и идёт на разные поделки.»
Воду карлсбадских источников употребляют главным образом для питья, на вкус
она слабо солёная, слегка отдаёт щёлочью, но не неприятна. Её применяют для
лечения ожирения, артрита, болезней печени и желудочно-кишечного тракта. Из
карлсбадской воды выпариванием получают так называемою карлсбадскую или
карловарскую соль применяемою для лечения заболеваний кишечника и печени. С
1984г. воду карлсбадских источников разливают в бутылки. В 1992г. в торговую сеть
поступило уже 1,6 млн бутылок такой воды и 50 000 кг карловарской соли.
Большой вклад в изучение минеральных вод России внес Г. И. Гесс (1802-1850), защитивший в 1825 г. диссертацию о химическом составе и целебном действии минеральных
вод. В том же году он получил степень доктора медицины. Позднее на протяжении ряда лет
он проводил анализ воды рек Сагиз и Нева, анализировал маточные растворы Старой
Руссы. Кульминацией исследования химического состава минеральных вод стало
открытие двух химических элементов — цезия (1860) и рубидия (1861). Оба элемента
спектральным методом обнаружил Р. В. Бунзен (1811-1889) в целебных минеральных
водах Шварцвальда (Германия). Позднее Бунзену даже удалось выделить рубидий из
такой минеральной воды в индивидуальном состоянии. Содержание этого элемента в
минеральной воде было настолько низким, что для получения ощутимых количеств его
соединений Бунзену пришлось выпарить свыше 40 м3 минеральной воды. Из выпаренной
4
воды он осадил смесь хлорплатинатов калия, рубидия и цезия. Для отделения рубидия
от его ближайших «родственников» ученый подверг осадок многократной фракционной
перекристаллизации и получил из наименее растворимой фракции хлориды рубидия и
цезия. Перевод рубидия и цезия в карбонатную и тартратную (соли винной кислоты)
форму позволил очистить рубидий от основной массы цезия. Вначале Бунзену удалось
получить амальгаму рубидия, а позднее электролизом расплава хлорида рубидия и индивидуальный металл. В настоящее время минеральные воды по химическому составу и
лечебным свойствам делятся на следующие группы:
1) без специфических компонентов;
2) углекислые;
3) сульфидные или сероводородные;
4) с высоким содержанием железа (железистые), мышьяка (мышьяковистые),
марганца, меди, алюминия, цинка;
5) бромные, йодные либо с высоким содержанием органических веществ;
6) радоновые;
7) кремнистые термальные.
Каждая из этих групп по газовому составу делится на азотные, метановые и
углекислые воды. По анионному составу различают гидрокарбонатные, сульфатные и
хлоридные минеральные воды, а также воды, содержащие смесь этих анионов. По
катионному составу различают воды с преобладанием катионов кальция
(кальциевые) и натрия (натриевые), а также воды смешанного катионного состава.
Сумма находящихся в воде катионов, анионов, недиссоциированных молекул и
биологически активных веществ (исключение составляют растворенные газы) называется общей минерализацией. Различают минеральные воды слабой (1-2 г/л), малой (25 г/л), средней (5-15 г/л) и высокой (15-30 г/л) минерализации, а также рассольные
(35-150 г/л) и крепкорассольные (свыше 150 г/л). По значению водородного показателя выделяют сильнокислые (рН < 3,5), кислые (3,5-5,5), слабокислые (5,5-6,8), нейтральные (6,8-7,2), слабощелочные (7,2-8,5) и щелочные (рН > 8,5) минеральные
воды. По температуре различают холодные (до 20 °С), теплые или
слаботермальные (20-35 °С), горячие или термальные (35-42 °С), очень горячие или
высокотермальные (выше 42 °С) минеральные воды.
Образование минеральных вод связано с инфильтрацией поверхностных вод,
захоронениями морских и озерных вод во время осадконакопления, освобождением
конституционной (связанной) воды в ходе метаморфических процессов,
вулканическими процессами. Газовый состав минеральной воды может иметь
атмосферное, биогенное, вулканическое и метаморфическое происхождение. Наличие
в минеральной воде небольших количеств азота, кислорода и углекислого газа
указывает на то, что вода образовалась в приповерхностной части земной коры.
Наличие в воде углеводородов и сероводорода свидетельствует о ее формировании в
глубоких частях артезианского бассейна. Вода, формирующаяся в области современной или недавно угасшей вулканической деятельности, имеет высокое содержание
5
углекислого газа и сероводорода.
Лечебными минеральными водами считают природные воды, оказывающие на организм человека лечебное действие за счет их физико-химических свойств. К числу
признаков, определяющих физиологическое, а следовательно, и лечебное
воздействие вод на живой организм, бальнеологи относят минерализацию воды,
ионный состав минеральных вод, содержание в водах активных микрокомпонентов
(минеральных и органических), газовый состав, радиоактивность вод, кислотность,
температуру. Лечебные минеральные воды применяют для питья (общая
минерализация — до 20 г/л), принятия ванн, душей, ингаляций, полосканий. Спектр
заболеваний, при которых показаны процедуры с применением минеральных вод,
обширен. Достаточно сказать, что сюда относятся заболевания органов опорнодвигательной системы, центральной и периферической нервной системы, периферических кровеносных сосудов, репродуктивных органов, лорорганов, сердечнососудистой системы, почек, мочевыводящих путей, расстройства обмена веществ.
Необходимо помнить, что прием минеральной воды в лечебных целях необходимо
согласовать с врачом и осуществлять под его контролем. При минерализации воды от
2 до 10 г/л рекомендуемая разовая доза составляет 3,3 г на 1 кг массы тела больного (от
150 до 350 мл на 1 прием). Суточная доза при этом не должна превышать 750 мл. При
общей минерализации воды более 10 г/л назначение ее внутрь требует особого
внимания. Общая продолжительность курса питьевого лечения минеральной водой не
должна превышать шесть недель. Рекомендуемая врачами продолжительность приема
минеральных ванн — не более 15 мин.
К сожалению, большинство видов минеральной воды уже через полчаса после
истечения на поверхность Земли теряют свои целебные свойства. Поэтому лечение
такими водами возможно только в местах их выхода на поверхность.
Зарождение курортного дела в России пришлось на период царствования Петра
I. В 1711-1712 гг. он лечился у горячих источников на знаменитом курорте Карлсбад
в Богемии (ныне Карлови-Вари, Чехия). Лечебные процедуры на водных курортах
того времени были своеобразны. Приезжая на курорт, больной 1-2 дня готовился к
водным процедурам, ограничивая себя в еде. Далее в течение 6-7 дней он пил воду,
увеличивая суточное ее потребление с 3 до 12-16 стаканов (3-4 л). Завершающим
этапом лечения были 10-12-часовые целебные ванны, принимаемые 3-4 дня.
В 1717 г. Петр I, путешествуя по Бельгии и Голландии, посетил другой курорт —
маленькую деревушку Спа. Ее горячие минеральные источники широко применяли
для лечения раненых или изнуренных войной солдат. Курорт так понравился
русскому царю, что он задержался на нем на месяц. Вернувшись в Россию 24
апреля 1717 г., Петр I поручил придворным медикам «искать в нашем государстве
ключевых вод, которыми можно пользоваться от различных болезней».
В Олонецкой губернии, в 50 километрах от Петрозаводска, Иван Рябоев
обнаружил марциальные воды. Рядом был построен дворец, в котором жил царь с
семьей во время лечения. В 1719 г. по указу Петра I были составлены «дохтурские
правила, как при оных водах поступать». Карельские железистые воды, названные
марциальными в честь бога Марса, помогали при цинге, малокровии, сердечно-
6
сосудистых заболеваниях. Подавая пример подданным, самодержец четырежды
посетил первый российский курорт и остался доволен лечением. После смерти царя
курорт пришел в упадок и был забыт.
Параллельно с использованием марциальных вод велось изучение и других источников. Лейб-медик Г. Шобер путешествовал по Среднему и Нижнему Поволжью,
Северному Кавказу и описал ряд географических районов, где имеются природные
богатства, в том числе Сергиевские, пятигорские, железноводские и ессентукские
минеральные воды.
Следующий этап исследования российских минеральных вод связан с именами
членов Петербургской академии наук П. С. Палласа (1741-1811) и И. А.
Гюльденштеда (1745-1781). Для изучения географии природных лечебных богатств
империи в 1768-1774 гг. Академией наук под руководством П. С. Палласа был
организован ряд экспедиций. Одним из отрядов такой экспедиции руководил врач И.
А. Гюльденштед, в своих дневниках описавший район Пятигорска и его природные
богатства.
В конце XVIII в. путешественник, натуралист и этнограф Ив. Ив. Георги (Иоганн
Готлиб) (1729-1802) составил систематический перечень всех природных лечебных
богатств России и классифицировал их. На развитие бальнеологии в России оказали
влияние выдающиеся врачи С. П. Боткин (1832-1889) и Г. А Захарьин (1829-1897).
Следующим этапом в изучении лечебных минеральных вод стало создание по
инициативе С. А. Смирнова Русского бальнеологического общества на Кавказе.
Существенная часть работ по исследованию влияния минеральных вод на секрецию
пищеварительных желез была выполнена в лаборатории нобелевского лауреата И. П.
Павлова.
Всплеск интереса к отдыху на водных курортах России пришелся на первую треть
XIX в. и был связан с «покорением» Кавказа. В обществе сформировался устойчивый
социальный спрос на курортные услуги: путешествовавшее по миру российское
дворянство переняло европейскую моду лечиться и отдыхать «на водах». Посещение
таких курортов расценивалось как неотъемлемый атрибут светской жизни: «на водах»
знакомились, флиртовали, сватались, сплетничали и интриговали, проигрывали и
приобретали состояния, приобщались к музыке и литературе. Здесь уместно
вспомнить роман М. Ю. Лермонтова «Герой нашего времени», в котором автор, не раз
отдыхавший на курортах Кавказа, очень точно и красочно рисовал жизнь «водяного
общества».
Промышленное использование минеральных вод в России началось задолго до
Петровской эпохи и было связано с минеральными источниками Старой Руссы, расположенной в Приильменье. Этот район богат различными минеральными водами,
особенно важны хлоридно-натриевые. С незапамятных времен и до 1861'-г.
старорусские источники снабжали пищевой поваренной солью весь северо-запад
России. Здесь получали так называемую варочную соль.
Производство варочной соли в заводских условиях состоит из четырех этапов:
получения рассолов, их очистки, выпаривания растворов, сушки и складирования соли.
В XVI в.. по отзывам иностранцев, «лучшая соль и в большом количестве добывалась
7
в Старой Руссе». В этот период в Руссе было 1500 дворов и 500 варниц. В дошедших до
нас документах сообщается, что Русса «имеет соляный источник, который граждане
запирают в широкий бассейн наподобие озера, откуда каждый для себя проводит воду
в свой дом каналами и вываривает из нее соль». Через сто лет каналы заменили
деревянными трубопроводами. Производство соли требовало огромных материальных
ресурсов, которые обеспечивали крестьяне Старорусского и Новгородского уездов.
Основными приработками крестьян этих уездов было производство варничных дров,
варничного леса, холста, рогожи и других материалов и оборудования.
О масштабах производства соли в Старой Руссе можно судить по данным,
приводимым в трактате «О государстве Русском», написанном Флетчером,
посланником английской королевы Елизаветы к царю Федору Иоанно-вичу (1588).
Флетчер писал, что город Москва платит 12 000 руб. ежегодной торговой пошлины в
царскую казну, Смоленск -8000 руб., Псков - 12 000 руб., Новгород Великий - 6000
руб., Старая Русса - 18 000 руб. Старорусский соляной промысел имел для
государства стратегическое значение, его лично посещали Петр I, Екатерина II,
Александр I. Причиной прекращения соляного промысла в Старой Руссе стало
удорожание топлива для производства соли в начале XIX в. Однако параллельно с
соляным промыслом в 1829 г. в Старой Руссе на минеральных источниках открылся
курорт, существующий и по сей день.
Кавказские Минеральные Воды — самый известный курорт России, на котором
осуществляется лечение минеральными водами. Курорт объединяет пять городов:
Минеральные Воды, Пятигорск, Железноводск, Ессентуки и Кисловодск. Запасы минеральной воды, сосредоточенные в этом районе, огромны и разнообразны. Достаточно сказать, что в районе Кавказских Минеральных Вод действуют 40
предприятий и специализированных цехов по розливу минеральной воды.
Ассортимент продукции превышает 25 наименований. В 2005 г. общий объем
промышленного розлива минеральной воды составил свыше 331 млн. литров.
Символ Кавказских Минеральных Вод — орел, убивающий змею. Местные жители
рассказывают красивую легенду об этом орле. Возвращаясь из военного похода,
нарты (герои эпоса кавказских народов) сделали привал на одном из минеральных
источников. Орел, паривший весь обратный путь над войском, также спустился к
источнику. Там на него напала змея, нанеся множество укусов. К удивлению
нартов, орел не погиб, «живая» вода источника излечила его раны, придала сил. После этого он взмыл в небо и с высоты полета бросился на змею, убив ее. Говорят, что
с тех пор нарты стали лечиться целебной водой, а орел ознаменовал мощь
минеральных источников, побеждающих человеческие болезни, символом которых
выступает змея.
Каждый из городов Кавказских Минеральных Вод уникален по-своему.
Железноводск — бальнеологический и грязевой курорт. Для лечения используют
воду свыше 20 минеральных источников. Первооткрывателем железноводских
источников стал врач Ф. П. Гааз (1780-1853). Найти источники ему помог
кабардинский князь Измаил-Бей Атажуков, послуживший прототипом героя поэмы М.
Ю. Лермонтова «Измаил-Бей». Сделав химический анализ воды, Гааз записал:
8
«Железный горячий источник, открытый мною, есть один из самых интересных на
свете. В Европе не известно ни одной минеральной воды, которая имела температуру
34 градуса». Свойства воды определили и географическое название местности.
Солдаты Константиногорской крепости назвали гору Железной (у ее подножия
расположен Железноводск) за осадок, по цвету напоминающий ржавчину и
образующийся в воде, истекающей из близлежащих источников. Осадок состоит из
гидроксида железа(Ш) и образуется при медленном окислении кислородом воздуха
железа(И), содержащегося в этой воде. С 1908 г. в Железноводске ведется розлив в
бутылки воды марок «Смирновская» и «Славянская».Наиболее многопрофильный
курорт Кавказских Минеральных Вод — Пятигорск, располагающий разнообразными
природными лечебными ресурсами. Более 40 минеральных источников отличаются по
химическому составу и температуре воды. Здесь есть углекислотные воды (горячие,
теплые, холодные), углекислотно-сероводородные воды сложного ионно-солевого
состава, радоновые воды. Наиболее уникальна последняя группа. Большое
количество радона в воде накапливается за счет радия, содержащегося в повышенной
концентрации в водовмещающих горных породах. Содержание радона незначительно
по сравнению с другими газами, присутствующими в минеральных водах. Радон
находится в водах только в растворенном состоянии. Его лечебные свойства основаны
на излучении им α-лучей, а также образовании активного налета из продуктов распада
радона, усиливающих действие самого радона.
Рассказ о минеральных водах Пятигорска был бы неполным без упоминания о Пятигорском провале. Все прекрасно помнят, как герой романа Ильфа и Петрова
«Двенадцать стульев» Остап Бендер продавал билеты на его реставрацию. Посещение
провала оставляет неизгладимое впечатление. Вырубленный в горе тоннель с
неровными каменными сводами ведет к маленькой площадке, отгороженной
металлической решеткой от пещеры. Через воронку в потолке пещеры видно небо,
внизу теплое озеро с мутной голубой водой. Со дна озера постоянно поднимаются
пузырьки газа, ощущается запах сероводорода. В дореволюционный период в этом
озере отдыхающие принимали целебные ванны, позднее провал был закрыт для
купания и отдыхающие стали принимать ванны в теплой воде ручья, вытекающего
из озера на поверхность. Своеобразный цвет воды озера обусловлен мельчайшими
частичками коллоидной серы, присутствующей в воде.
Бальнеологический и грязевой курорт Ессентуки славится своей минеральной водой
«Ессентуки № 17» и «Ессентуки №4». Откуда такие названия и в чем различия этих
вод? В 1823 г., приехав в окрестности будущих Ессентуков, профессор А. П. Нелюбин
(1785-1858) нашел в этой местности сплошные травянистые болота, среди которых
выделялись лужи с характерным минеральным налетом по краям. Нелюбин шаг за
шагом продвигался по болоту, отмечал все сколько-нибудь заметные выходы
минеральной воды, насчитав 23 источника. Он присвоил им номера по порядку от 1
до 23. До сих пор используется нумерация источников, принятая профессором
Нелюбиным. Многие источники из-за скудости не использовались, что и объясняет
пробелы в нумерации. Минеральная вода «Ессентуки № 17» и «Ессентуки № 4»
различается общей минерализацией. Для первой она составляет 11,1-13,6 г/л, для
9
второй — 7,8-10,4 г/л. Самый южный и наиболее крупный курорт Минеральных Вод
— Кисловодск — славится своими нарзанами. Целебные воды источника Нарзана
известны с незапамятных времен и почитались у горцев. «Нарзан» с кабардинского
языка переводится как «напиток богатырей». Первое упоминание о кислом источнике
встречается у Г. Шобера, но обстоятельное описание источника дано П. С. Палласом:
«Только что зачерпнутая вода выделяет из себя с шипением, подобно лучшему
шампанскому вину, большое количество мелких воздушных пузырьков... Можно без
отвращения и вреда пить ее столько, сколько захочешь». Существующие в Кисловодске нарзаны (доломитный, сульфатный, желябовский) содержат одни и те же
элементы в разной пропорции и отличаются по степени насыщения газами и общей
минерализацией.
Вероятно, первое бутилирование минеральной воды относится к концу XVIII в. Н:
курорте Екатерининские Воды /\1 верст о: г. Царицына, ныне Волгоград)
минеральную: воду разливали в стеклянные бутылки и развозили в различные города и
села Россиг: «в каждый год до 20 000... взимая с бутыли по четыре копейки». Позднее
розлив минеральной воды был освоен и на других курортах. Так, в 1847 г. впервые на
Кавказских Минеральных Водах по инициативе А. П. Нелюбина и указанию
наместника Кавказа М. С. Воронцова было разлито 300 бутылок воды «Ессентуки №
17», часть которых отправили в г. Николаев адмиралу М. П. Лазареву Уже в 1860-х гг.
бутылки с ессентукской водой развозили в Москву, С.-Петербург, Ростов, Владикавказ,
Тифлис. К началу 1870-х г: постоянная продажа воды была налажена в( всех крупных
городах России. Интересно, что уже в 1852 г. во избежание подлога в обмана
минеральная вода для ванн стала отпускаться в бочках только по специальных
билетам. Причиной этому стали предприимчивые казаки. Они приезжали на реку Подкумок (протекает через район Кавказски! Минеральных Вод), набирали там воду,
бросали в нее поваренную соль, которая размешивалась по дороге. Самодельные
ванны обогревались раскаленными на костре чугунными ядрами или камнями. Если
соли былс мало, то воду выдавали за «Ессентуки № 4 если много — за «Ессентуки №
17».
Современное производство бутилированной минеральной воды начинается с процесса ее добычи в месторождениях. Месторождением минеральной воды принято называть
ее скопление в объемах, удовлетворяющие потребности народного хозяйства. На поверхности Земли минеральные воды образуют источники или выводятся скважинами
Выделяют низкодебитные (0,001-1,0 л/с среднедебитные (1-10 л/с) и
высокодебитные (1000-10 000 л/с) источники минеральной воды. Добытая вода по
трубопровода или в цистернах поступает на завод розлива минеральной воды, где
подвергается предварительной фильтрации с помощью пескя Затем ее
обеззараживают бактерицидным; лампами или сульфатом серебра. В обеззараженной
воде проводят стабилизацию железа(И) аскорбиновой или лимонной кислотой. Для
удаления посторонних запахов (сероводород, бром) воду пропускают через
анионит. Полученную таким образом воду охлаждают на охладителе и фильтруют
вторично. Для этого используют песок, титановые, керамические или бумажные
фильтры. После всех очисток минеральную воду насыщают углекислым газом
10
(процесс сатурации), разливают в бутылки и герметично упаковывают.
Бутилированные минеральные воды делят на две группы: лечебно-столовые с минерализацией 2-8 г/л и лечебные с минерализацией 8-12 г/л. К питьевым лечебным
относятся также воды с минерализацией меньше 8 г/л, если они содержат
биологически активные микроэлементы (железо, мышьяк, бром, иод и др.) в
количествах, превышающих установленные нормы.
Приведенные в статье факты будут полезны учителю химии при рассмотрении
воды, растворов, щелочных и щелочно-земельных металлов, углерода, серы, галогенов.
Включение такого материала в урок будет способствовать установлению
межпредметных связей химии со школьными курсами биологии (валеологический
аспект), географии, истории,
литературы..
В средствах массовой информации зачастую проскальзывают сведения о том,
что минеральная вода, предлагаемая покупателю торговой сетью, оказывается
подделкой. Я решила убедиться, насколько объективно это мнение.
Основная часть.
Я изучила качество воды четырёх видов: Меркурий, Подземный дар, Ессентуки 4
(минеральная вода, приобретённая в аптеке), Нартпсыне.
Провела исследования на наличие в их составе ионов: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-,
HCO3- .
Наличие ионов K я определяла по изменению окрашивания пламени. Брала
стеклянную палочку со вплавленной в неё проволочкой, смачиваю проволочку
раствором HCl и прокаливаю до тех пор, пока окрашивание не исчезнет. После этого
раскалённую проволочку опускаю в минеральную воду. Затем вношу проволочку в
несветящуюся часть пламени и рассматриваю характерное бледно – фиолетовое
окрашивание.
Итак, результаты показали мне, что во всех приобретённых мною минеральных водах
присутствуют ионы K.
Ионы Na окрашивают пламя в ярко жёлтый цвет. Реакция весьма характерна, её
проводила так же, как аналогичную реакцию калия. Результат показал мне, что в этом
случае не во всех водах присутствуют ионы натрия. Только в трёх видах воды
(Меркурий, Нартпсыне, Ессентуки) оказались эти ионы.
Для обнаружения ионов Mg я провела капельную реакцию. Для её выполнения на
полоску фенолфталеиновой бумаги нанесла каплю исследуемой воды и каплю 2 н.
раствора аммиака. бумага окрашивается в красный цвет, что зависит как от
присутствия избытка NH4OH, так и от образования гидроокиси магния.
Далее, держа бумагу над пламенем, осторожно высушила её. При этом аммиак и вода
улетучиваются и красная окраска исчезает. Если обработать бумагу каплей воды, то в
присутствии ионов Mg она снова покраснеет, в отсутствии Mg бумага останется
бесцветной.
11
Результаты проделанных опытов показывают, что в них действительно присутствуют
ионы магния.
Для нахождение ионов Ca я использовала реакцию окрашивания пламени. В
присутствии этих ионов пламя должно окраситься в кирпично-красный цвет. Лишь в 3
образцах воды вышел такой результат ( Меркурий, Ессентуки, Нартпсыне).
Для обнаружения сульфатов и хлоридов я провела следующие опыты: к разным
образцам воды добавила хлорид бария (если при добавлении выпадает белый осадок,
то в воде большое содержание сульфатов) и получила такие результаты.:
Ессентуки 4- осадок не выпал, но жидкость окрасилась в мутно белый цвет.
Нартпсыне – не наблюдалось признаков наличия исследуемых ионов.
Меркурий – образовался белый студенистый осадок.
Подземный дар – не наблюдалось признаков наличия исследуемых ионов.
Проведённые мною опыты показали, что лишь в двух образцах содержатся сульфаты.
Далее я добавляла к образцам воды нитрат серебра( если образуется осадок, то в
жидкости большое содержание хлоридов) и получила такие результаты:
Ессентуки 4- образовался осадок.
Нартпсыне –осадка нет, но жидкость окрасилась в мутно белый цвет, что
свидетельствует о незначительном содержании хлоридов.
Меркурий – образовался белый студенистый осадок.
Подземный дар – не наблюдалось признаков наличия исследуемых ионов.
Заключение. Выводы.
На основании экспериментальных опытов я сделала вывод, что данные о
составе минеральных вод ( Ессентуки, Меркурий, Подземный дар,
Нартпсыне), приведённый на этикетках изготовителем, соответствует
действительности.
12
Список используемой литературы.
1. Кавказские Минеральные Воды // Под общ. ред. М. С. Сартаковой. — М.:
Вокруг света, 2006.
2. Меркушева Н. В. Лечение минеральными водами. — Пятигорск: Прайс,
2004.
3.Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. 3-е изд., испр. и доп. /
Под ред. акад. И. В. Петрянова-Соколова. — М.: Наука, 1983.
4.Соловьев Ю. И. Герман Иванович Гесс. — М.: Изд-во АН СССР, 1962.
5.Страдынь Я. П. Теодор Гротгус. — М.: Наука, 1966.
6.Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 3 // Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.:
Большая российская энциклопедия, 1992.-С. 89.
7.Царфис П. Г. География природных лечебных богатств СССР
(курортологический аспект). — М.: Мысль, 1986.
8.Широкова В. А. Пресные и минеральные воды Са-репты // Природа. - 2006. № 8. - С. 31.
9.Энциклопедический словарь. Т. Х1\/А. Издатели: Ф. А. Брокгауз, И. А.
Ефрон. — СПб., 1895. — С. 520.
10.Яшкичев В. И. Русский этнос. Происхождение названия и истоки
государственности. — М.: Издательский центр «Альфа» МГОПУ, 2005.
13