Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Ноября 2011 в 22:34, реферат
Вода — одно из самых распространенных веществ на нашей планете; она имеет огромное значение в эволюции как живой, так и неживой природы. На земле происходит непрерывный круговорот воды. В результате испарения воды в поверхности океанов и суши и выделения влаги растениями и живыми существами атмосфера насыщается парами воды. Неравномерное нагревание атмосферы вызывает в ней крупномасштабные перемещения воздушных масс над поверхностью земного шара, а вследствие конденсации вода снова возвращается на землю в виде роем, дождя, града и снега.
Введение………………………………...................................................................3
1.Строение молекулы……………………………………………………….…….4
2.Физические свойства воды и льда……………………………………………..7
3. Диаграмма состояния воды………………………………………...………….8
4. Химические свойства воды……………………………………….………….10
5. Химический состав поверхностных вод……………………………………11
5.1 Мезоэлементы……………………………………………………………….16
5.2 Микроэлементы……………………………………………………………..18
6. Химический состав подземных вод…………………………………………19
7. Химический состав питьевой воды………………………………………….21
Заключение………………………………………………………………………26
Список использованных источников……………………………………...……27
5. Химический состав поверхностных вод
В
водных растворах подавляющее
5.1 Мезоэлементы
Кроме главных ионов, содержание которых в воде достаточно велико, ряд элементов: азот, фосфор, кремний, алюминий, железо, фтор - присутствуют в ней в концентрациях от 0,1 до 10 мг/л. Они называются мезоэлементами (от греч. "мезос" - "средний", "промежуточный"). Азот в форме нитратов NO3- попадает в водоёмы с дождевой водой, а в форме аминокислот, мочевины и солей аммония NH4+ - при разложении органических остатков. Фосфор существует в воде в форме гидрофосфатов HPO32- и дигидрофосфатов H2PO3-, образующихся в результате разложения органических остатков. Кремний является постоянным компонентом химического состава природных вод. Этому способствует в отличие от других компонентов повсеместная распространенность соединений кремния в горных породах, и только малая растворимость последних объясняет малое содержание кремния в воде. Концентрация кремния в природных водах обычно составляет несколько миллиграммов в 1 л. В подземных водах она повышается и часто достигает десятков миллиграммов в 1 л, а в горячих термальных водах - даже сотен. На растворимость кремния, кроме температуры сильно влияет повышение pH раствора. Сравнительно малое содержание кремния в поверхностных водах, уступающее растворимости диоксида кремния (125 мг/л при 26 °С, 170 мг/л при 38 °С), указывает на наличие в воде процессов уменьшающих ее концентрацию. К ним надо отнести потребление кремния водными организмами, многие из которых, например диатомовые водоросли, строят свой скелет из кремния. Кроме того, кремниевая кислота как более слабая вытесняется из раствора угольной кислотой. Способствует неустойчивости кремния в растворе и склонность кремниевой кислоты при определенных условиях переходить в гель. В очень мало минерализованных водах кремний составляет существенную, а иногда и преобладающую часть химического состава воды, несмотря на его малое абсолютное содержание. Присутствие кремния в воде является серьезной помехой в технике, так как при продолжительном кипячении воды кремний образует в котлах очень твердую силикатную накипь. Алюминий поступает в водоёмы в результате действия кислот на глины (каолин). Основной источник железа - железосодержащие глины. Органические остатки (ниже обозначаются как "С"), находящиеся в контакте с ними, восстанавливают железо до двухвалентного, которое медленно вымывается в форме гидрокарбоната или солей гуминовых кислот. Когда вода с растворёнными в ней ионами Fe2+ вступает в контакт с воздухом, железо быстро окисляется, образуя коричневый осадок гидроксида Fe(OH)3. Со временем он превращается в болотную руду - бурый железняк (лимонит). Синеватая плёнка на поверхности воды - это Fe(OH)3, образующийся, когда подземные воды, содержавшие ионы Fe2+, вступают в контакт с воздухом. Ее часто путают с масляной пленкой, однако различить их очень легко: у пленки гидроксида железа рваные края. Если поверхность воды слегка взволновать, гидроксидная пленка, в отличие от масляной, не будет переливаться.
5.2 Микроэлементы
К
этой группе относятся элементы, соединения
которых встречаются в
6. Химический состав подземных вод
Химический
состав подземных вод. Все подземные
воды всегда содержат в растворенном
состоянии большее или меньшее
количество солей, газов, а также
органических соединений. Растворенные
в воде газы (О2, С02, CH4,
Н2S и др.) придают воде определенный
вкус и свойства. Количество и тип газов
обусловливает степень пригодности воды
для питьевых и технических целей. Подземные
воды у поверхности земли нередко загрязнены
органическими примесями (различные болезнетворные
бактерии, органические соединения, поступающие
из канализационных систем, и т.д.). Такая
вода имеет неприятный вкус и опасна для
здоровья людей. В подземных водах наибольшее
распространение имеют хлориды, сульфаты
и карбонаты. По общему содержанию растворенных
солей подземные воды разделяют на пресные
(до 1 г/л растворенных солей), солоноватые
(от 1 до 10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы
(более 50 г/л). Количество и состав солей
устанавливается химическим анализом.
Полученные результата выражают в виде
состава катионов и анионов, мг/л или мг-экв/л.Присутствие
солей придает воде такие свойства, как
жесткость и агрессивность.
7. Химический состав питьевой воды
Качество
питьевой воды, подаваемой централизованными
системами водоснабжения, должно соответствовать
санитарно-эпидемиологическим правилам
и нормативам СанПиН 2.1.4.1074-01. Вода, поступающая
в систему водопровода, проходит тщательную
очистку, и ее качество находится под строгим
контролем. Качество воды постоянно проверяется
более чем по 130 химическим и биологическим
параметрам и полностью соответствует
требованиям санитарных правил и нормативов. Содержание
хлоридов и сульфатов в водах колеблется
в широких пределах (от долей миллиграмма
до нескольких граммов на литр) и обусловлено
вымыванием солесодержащих пород или
сбросом в водоемы промышленных и бытовых
сточных вод. Наличие в воде хлоридов более
350 мг/л придает ей солоноватый привкус
и приводит к нарушению пищеварительной
системы у людей. Наличие в воде сульфатов
более 500 мг/л придает ей солоноватый привкус. Нитраты.
Нитраты содержатся главным образом в
поверхностных водах. Нитраты в концентрации
более 20 мг/л оказывают токсическое действие
на организм человека. Постоянное употребление
воды с повышенным содержанием нитратов
приводит к заболеваниям крови, сердечно-сосудистой
системы, вызывает заболевания обмена
веществ и крови. Сульфиды (сероводород).
Встречаются в основном в подземных источниках
воды, образуясь в результате процессов
восстановления и разложения некоторых
минеральных солей (гипса, серного колчедана
др.). В поверхностных водах сероводород
почти не встречается, т.к. легко окисляется.
Появление его в поверхностных источниках
может быть следствием протекания гнилостных
процессов или сброса неочищенных сточных
вод. Наличие в воде сероводорода придает
ей неприятный запах, интенсифицирует
процесс коррозии трубопроводов и вызывает
их зарастание вследствие развития серобактерии. Железо.
Содержание железа в воде выше норматива
способствует накоплению осадка в системе
водоснабжения, интенсивному окрашиванию
сантехнического оборудования. Железо
придает воде неприятную красно-коричневую
окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие
железобактерий, отложение осадка в трубах
и их засорение. Эти обрастания вторично
ухудшают органолептические свойства
воды за счет слизеобразования, присущего
железобактериям. Высокое содержание
железа в воде приводит к неблагоприятному
воздействию на кожу, может сказаться
на морфологическом составе крови, способствует
возникновению аллергических реакций. Марганец.
По данным ВОЗ, содержание марганца в питьевой
воде до 0,5 мг/л не приводит к нарушению
здоровья человека. Однако присутствие
марганца в таких концентрациях может
быть неприемлемым для водопотребителей,
поскольку вода имеет металлический привкус
и окрашивает ткани при стирке. Присутствие
марганца в питьевой воде может вызывать
накопление отложений в системе распределения.
Даже при концентрации 0,02 мг/л марганец
часто образует пленку на трубах, которая
отслаивается в виде черного осадка. Окисляемость
перманганатная. т. е. общая концентрация
кислорода, соответствующая количеству
иона перманганата (MnO4), потребляемому
при обработке данным окислителем пробы
воды. Характеризует меру наличия в воде
органических и окисляемых неорганических
веществ. Этот параметр в основном предназначен
для оценки качества водопроводной воды.
Значение перманганатной окисляемости
выше 2 мг/л свидетельствует о содержании
в воде легко окисляющихся органических
соединений, многие из которых отрицательно
влияют на печень, почки, репродуктивную
функцию организма. При обеззараживании
такой воды хлорированием образуются
хлоруглеводороды, значительно более
вредные для здоровья населения (например,
хлорфенол). Аммоний. (NH4+) (азот аммонийный)
Конечный продукт разложения белковых
веществ -аммиак. Наличие в воде аммиака
растительного или минерального происхождения
не опасно в санитарном отношении. Если
же аммиак образуется в результате разложения
белка сточных вод, такая вода непригодна
для питья. Превышение в питьевой воде
ПДК по содержанию аммония может свидетельствовать
о попадании фекальных стоков или органических
удобрений в источник. По данным ВОЗ, содержание
аммония не должно превышать 0,5 мг/л. Постоянный
прием внутрь воды с повышенным содержанием
аммония вызывает хронический ацидоз
и изменения в тканях. Кроме того, аммиак
(в виде газа) раздражает конъюнктиву глаз
и слизистые оболочки. Щелочность. (потребление
кислоты аликвотной частью образца воды
при титровании 0,05н НСl). Под общей щелочностью
воды подразумевается сумма содержащихся
в воде гидроксильных ионов ОН и анионов
слабых кислот, например угольной (НСО3).
Сухой остаток. Минерализация воды характеризуется
двумя аналитически определяемыми показателями
- сухим остатком и жесткостью. Сухой остаток
определяется термогравиметрическим
методом (выпаривание пробы воды на водяной
бане и высушивания чашки при 105°С. В процессе
обработки из пробы удаляются летучие
компоненты и вещества, разлагающиеся
с образованием летучих компонентов. Для
гигиенистов сухой остаток служит ориентиром
содержания в воде неорганических солей. Кислород
растворенный. Концентрация растворенного
О2 резко снижается с повышением температуры
воды. Так, при температуре 20 °С растворимость
составляет 9080 мкг/кг, при 60 °С - 4700 мкг/кг,
при 80 °С - 1500 мкг/кг. Хлор остаточный. С
уровнем избыточного, или так называемого
остаточного, хлора в воде связывают в
настоящее время представление о надежности
обеззараживания. Поскольку хлорирование
воды проводят хлором, находящимся в воде
в свободной или связанной форме, остаточные
его количества присутствуют в воде в
виде свободного (хлорноватистая кислота,
гипохлоритный ион) или связанного (хлораминового)
хлора. В силу бактерицидной активности
этих форм хлора различны и нормативы
их содержания в питьевой воде (для свободного
хлора - 0,3-0,5 мг/л, для связанного - 0,8-1,2
мг/л). Все соединения активного хлора
обладают очень сильным бактерицидным
действием, но если их концентрация больше
нормативов, то они вызывают раздражение
кожи, слизистых оболочек, дыхательных
путей. Известно также, что при хлорировании
воды образуется НСlO которая взаимодействует
с железом, образуя растворимые соли, что
повышает коррозионную активность такой
воды. Медь и её соединения широко распространены
в природе, поэтому их часто обнаруживают
в природных водах. Концентрации меди
в природных водах обычно составляют десятые
доли мг/л, в питьевой воде могут увеличиваться
за счет вымывания из материалов труб
и арматуры, особенно мягкой, активной
водой. Свойства меди в воде зависят от
значения рH воды, концентрации в ней карбонатов,
хлоридов и сульфатов. Медь придает воде
неприятный вяжущий привкус в низких концентрациях
(более 1,0 мг/л). Кроме того, в питьевой воде
могут присутствовать другие органические
и неорганические соединения – бензапирен,
бензол, кадмий, магний и др. Сегодня требования
к качеству воды довольно строги и направлены
на то, чтобы гарантировать нам с вами,
что мы употребляем чистую и безопасную
воду. Несмотря на очевидную пользу обеззараживания
питьевой воды хлором, многих беспокоит
влияние остаточного хлора и хлорорганических
соединений на организм человека. При
соединении органических веществ с хлором
образуются тригалометаны. Эти производные
метана обладают выраженным канцерогенным
эффектом, что способствуют образованию
раковых клеток. А при кипячении хлорированной
воды могут образовываться и диоксины
- вещества, негативно влияющие на иммунную
систему человека Исследования, проведенные
в разных странах, подтвердили токсичность
этих примесей, способных приводить к
тяжелым заболеваниям почек, печени, появлению
врожденных аномалий и раковых заболеваний.
Если вы пьете воду из-под крана, то должны
знать, что в ней есть хлорорганические
соединения, количество которых после
процедуры обеззараживании воды хлором
достигает нескольких сотен. Причем это
количество не зависит от начального уровня
загрязнения воды, эти веществ образуются
в воде благодаря хлорированию. Мгновенных
последствий от потребления такой питьевой
воды, конечно, не будет, но в дальнейшем
это очень серьезно может сказаться на
вашем здоровье. Уменьшить содержание
тригалометанов в воде можно, снизив количество
используемого хлора или заменив его другими
дезинфицирующими веществами, например,
применяя гранулированный активированный
уголь для удаления образующихся при очистке
воды органических соединений. Тяжёлые
металлы в виде солей и окислов (алюминий,
железо, свинец, никель, цинк также могут
присутствовать в питьевой воде. Например,
алюминий, используемый в фильтрах, может
оставаться в воде. Остальные металлы
вода получает на пути следования к потребителю,
в то время пока течет по ржавым, старым
трубам. При поступлении в организм металлы
накапливаются и приводят к самым различным
заболеваниям. Кроме этого в воде могут
быть нитраты, пестициды, фенолы, поверхностно-активные
вещества, нефтепродукты.
Заключение
Вода
играет уникальную роль как вещество,
определяющее возможность существования
и саму жизнь всех существ на Земле.
Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят
основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды
состоит в том, что она достаточно хорошо
растворяет как органические, так и неорганические
вещества, обеспечивая высокую скорость
протекания химических реакций и в то
же время — достаточную сложность образующихся
комплексных соединений. Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой
в широком диапазоне температур, причём
именно в том, который широко представлен
на планете Земля в настоящее время.
Список
использованных источников 1. Ахманов
М.А. Вода, которую мы пьём. М.: Эксмо, 2002.-192с.
2. Ввозная Н.Ф. Химия воды и микробиология:
Учеб. пособ для вузов.- 2-е изд., перераб.
и доп. -М.: Высшая школа, 1979.-340с. 3. Глинка
Н.Л Общая химия: Учеб. пособ. для вузов.-
2-е изд., перераб. и доп. –Л: Химия, 1985.- 731с. 4.
Карюхин Т.А.,Чурбанова И.Н. Химия воды
и микробиология: Учеб. пособие для техникумов.-
3-е изд., перераб. и ддоп. –М.: Стройиздат,
1995.-208 с. 5. Некрасов Б.В. Основы общей химии.
Учеб. пособ. для вузов.- М: Химия, 1973.- 656
с. 6. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова
А.А. Пищевая химия. Учеб. пособ. для вузов.-
3-е изд., - СПб.: ГИОРД, 2007.-641с. 7. СанПиН 2.1.4.1074-01
«Питьевая вода. Гигиенические требования
к качеству воды централизованных систем
питьевого водоснабжения. Контроль качества»,
введен с 1 января 2002 года. 8. Химический
состав воды [Электронный ресурс].- Режим
доступа: http://all-about-water.ru/