Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение«Никифоровская средняя общеобразовательная школа № 2»

Дмитриевка, 2012 год

1

Работу выполнили обучающиеся 9 класса:Новиков Иван СергеевичСтрыгин Илья Андреевич Руководитель: учитель химииДмитриевцева Наталья Александровна

Краткая аннотация

Откуда взялась вода? Это натолкнуло на проблему – используя её каждый день, мы

при этом не вникаем в тайну воды и это делает нас «Иванами, не помнящими родства».

Чтобы как-то разобраться с этой проблемой авторы исследовательской работы «Вода

удивительная и удивляющая» изучили литературу по этой теме, провели исследования

родниковой воды поселка Дмитриевка.

Предметом исследования стали поиски доказательства ценности воды.

Выдвинув гипотезу, что если мы хорошо изучим свойства воды и будем в жизни эти

знания применять, то мир станет добрей и краше.

Задачи:

1. Провести теоретический анализ по данной проблеме – изучить различные

источники: Интернет, научно-популярная литература.

2. Подобрать доступные методы для исследования химических и физических свойств

воды

3. На основании данных, полученных экспериментальным путем, а также в

результате теоретического анализа научной литературы сделать выводы.

Методы исследования:

1. Систематизация и обобщение.

2. Эксперимент, анализ и наблюдение.

Прогнозируемый результат:

Изменение отношений людей к воде, самому себе и другим.

Этапы исследования.

Первый этап – поисково-теоретический. Изучение и подбор информации.

Второй этап – исследовательский. Лабораторный анализ воды.

Трети й этап – заключительно – обобщающий. Подведение итогов исследования.

По результатам органолептических и химических исследований родниковой воды

из источников, находящихся в посёлке Дмитриевка мы сделали следующий вывод: вода

не имеет отклонений от стандартных норм для питьевой воды, поэтому её можно

использовать для питья.

2

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….….… 4

1. Вода – источник жизни………….…………..………………………………….…….. 5

2. Лабораторный анализ воды………….…………..…………………………………….. 9

Заключение…………………………………………….……………………………..…….. 11

Список литературы………………………………….…………………………………...…. 12

Приложение…………………………………………….…………………………………… 13

3

Введение

Актуальность исследования. Современная цивилизация характеризуется высокой

численностью населения, огромным потреблением природных ресурсов, особенно воды,

катастрофическим загрязнением окружающей среды, определяющими в целом

глобальный экологический кризис. «Мы хозяева нашей Родины, и она для нас кладовая

солнца с великим сокровищем жизни. Мало того, чтобы эти сокровища охранять, их надо

открывать и показывать. Для рыб нужна чистая вода – будем охранять наши водоёмы. В

лесах, степях, горах разные ценные животные – будем охранять леса, степи, горы. Рыбе –

вода, птице – воздух, зверям – лес, степи, горы. А человеку нужна Родина. И охранять

природу – значит охранять Родину», – сказал великий русский писатель Пришвин М.М. И

сегодня эти слова, на наш взгляд, должны стать жизненным девизом для всех жителей

нашей планеты Земля. Проблемы чистой питьевой воды волнуют наверно каждого, но не

секрет, что с каждым годом поддерживать необходимое качество питьевой воды

становится все труднее, поскольку все поверхностные источники водоснабжения

подвергаются загрязнению.

Объект исследования – вода.

Предмет исследования – доказательства ценности воды.

Цель: теоретическое изучение, анализ и экспериментальное исследование уникальных

воды.

Гипотеза: если мы хорошо изучим свойства воды и будем в жизни эти знания применять,

то мир станет добрей и краше.

Задачи:

4. Провести теоретический анализ по данной проблеме – изучить различные

источники: Интернет, научно-популярная литература.

5. Подобрать доступные методы для исследования химических и физических свойств

воды

6. На основании данных, полученных экспериментальным путем, а также в

результате теоретического анализа научной литературы сделать выводы.

Методы исследования:

3. Систематизация и обобщение.

4. Эксперимент, анализ и наблюдение.

Прогнозируемый результат:

Изменение отношений людей к воде, самому себе и другим.

4

1 Вода – источник жизни

«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета,

ни запаха, тебя невозможно описать, тобою

наслаждаются, не ведая, что ты такое.

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни,

ты  — сама жизнь… Ты самое большое

богатство на свете…»

Антуан де Сент-Экзюпери

Вода является самым распространенным веществом на Земле – планете, которую

точнее следовало бы назвать Планетой Воды или Океаном. Ведь водная поверхность

составляет 2/3 земного шара, и если бы вся эта вода равномерно распределилась по нему,

толщина слоя была бы около 4 км.

Посчитано, что в живых организмах суммарный запас воды в несколько раз больше,

чем в реках. В среднем в растениях и животных содержание влаги может доходить до 80%

массы. Например, у человека она составляет: 95% – в эмбриональных клетках, 80% – в

молодости, 60% – в старости; 85% – в мозге, 83% – в крови, 80% – в сердце, легких,

почках, 40% – в жире, 30% – в костях. При потере 6-8% воды человек впадает в

полуобморочное состояние. Если потери составляют более 12%, наступает смерть: сердце

не может проталкивать через кровеносные сосуды загустевшую кровь.

Продолжая примеры, можно отметить, что в рыбах воды 80%, в водорослях – 90%

и.т.д. обмен биологической воды происходит в течение нескольких часов, т.е. 1000-2000

раз в год. Но, несмотря на все эти интригующие сведения, вода по-прежнему остается

одним из самых загадочных веществ. Даже экзотическому жидкому гелию не вырвать

пальму первенства у привычной жидкости, которая каждый день струится из крана. И

ведь действительно она достойна крайней степени удивления!

Откуда взялась вода? Это натолкнуло на проблему – используя её каждый день, мы

при этом не вникаем в тайну воды и это делает нас «Иванами, не помнящими родства».

Происхождение воды на Земле столь же неясно, как и происхождение самой нашей

планеты. Есть несколько гипотез того, откуда взялась вода. В зависимости от ответа на

этот вопрос ученые разделились на два лагеря – сторонников метеоритного и сторонников

«горячего» происхождение Земли.

Сторонники метеоритного происхождение говорят, что вода в виде льдистой или

снегоподобной массы входила в состав того самого метеорита, который и стал

5

прапрадедушкой Земли. Сторонники «горячего» происхождения утверждают, что вода

выделялась, как пот, из разогретого глубинного вещества (магмы) Земли в процессе его

охлаждения и отвердения (кристаллизации). Вода просачивалась в низинах – постепенно

образовались моря и океаны.

Все природные воды не похожи друг на друга. В каждой реке, каждом озере, болоте,

море своя особая вода. И это потому, что состав природной воды - а она не что иное, как

газовые и газосолевые растворы, – постоянно меняется при её перемешивании, при

переходе из одного состояния в другое, даже при изменении температуры. Именно

поэтому Фалес Милетский утверждал: «Нельзя дважды войти в одну и ту же реку, потому

что тебя будут омывать все новые и новые воды».

Именно Фалес Милетский, живший 2,5 тыс. лет назад, обратил внимание на то, что

вода – единственное вещество, которое в природе встречается в трех состояниях: твердом,

жидком и газообразном. Поэтому, сделал вывод Фалес, все в мире состоит из воды и в нее,

в конечном счете, превращается. «Вода – первооснова всего», - утверждал он. И, что

самое интересное, оказался в большей степени прав.

Оказывается, своим существованием сразу в трех состояниях вода обязана одному

важному обстоятельству – тому, что Земля обращается вокруг Солнца на расстоянии в

среднем 149,6 млн. км. Если это расстояние было бы менее 134 млн. км., то вся вода на

планете испарилась бы, а больше 166 млн. км. – превратилась бы в лёд.

Трудно сказать, когда человек впервые залюбовался водой как кристаллом – этим

чудом природы. Формы снежинок необыкновенно разнообразны – их вариаций более пяти

тысяч. Разработана даже специальная международная классификация, в которой

снежинки объединяются в десять классов. Это – звездочки, пластинки, столбики, иглы,

град, древовидные кристаллы, напоминающие стебли папоротника. Размеры зимнего чуда

колеблются от 0,1 до 7 миллиметров (приложение 1)

Дело было так. В 1550 году архиепископ Олаф Магнус из шведского города Упсала

первым наблюдал снежинки невооруженным глазом. Его рисунки свидетельствуют о том,

что он не заметил их шестиконечной симметрии. А вот немецкий астроном Иоганн

Кеплер сразу обратил внимание на эту главную особенность.

В 1635 году из-под пера французского философа и ученого Рене Декарта появились

заметки и чертежи, посвященные формам снежинок.

С изобретением микроскопа в середине 17 века представления о формах снежинок

расширились. Английский естествоиспытатель Роберт Гук, установивший клеточное

строение тканей, пришел к выводу, что геометрия снежинок основана на шестиконечной

симметрии.

6

В историю исследования снежинок внесли свою лепту и японцы. Доказательством

тому является продемонстрированная передача по первому каналу о необычных свойствах

воды, где рассказывалось не только о лечебном воздействии ее на человека, но и о

влиянии самого человека на изменение структуры воды. Оказывается, вода способна

запоминать любую информацию и чутко реагировать на позитивные и негативные

вибрации. А мгновенно замороженная обретает причудливые формы, вид и красота

которых отражает эмоциональное состояние окружающей атмосферы. Знаменитый

японский ученый и целитель Масаро Эмото очень успешно экспериментировал с

кристаллами льда, с водой, а свой опыт изложил в книге «Послание воды: тайные коды

кристаллов льда».

Масару Эмото доказал, что если над водой произносить молитвы, слова любви и

признательности или дать воде «послушать» красивую классическую музыку, то в

замороженном виде ее кристаллы превратятся в звезды, снежинки необыкновенной

красоты, прекраснее которых никто сотворить не может. А вот отрицательные эмоции,

ругань, сквернословии, проклятия и даже … тяжелый хард-рок превращает воду в нечто

ужасное по структуре и окраске.

Почти вся вода на Земле – соленая. Мы теперь знаем: это потому, что в ней

растворены соли. В 1 м3 морской воды содержится около 35 кг разных солей. Соленый

вкус воде придает в основном хлористый натрий, то есть обычно поваренная соль,

которой больше всего в морях и океанах. Пятая часть приходится на серно кислый

магний, придающий горьковатый привкус воде, а также на хлористый магний и калий,

сернокислый кальций, бром и др.

Всего в морях и океанах растворено 50000000 т. соли. Если выпарить океанскую

воду, то этой солью можно покрыть всю землю слоем 45 м, только сушу – 153 м, то есть

«ковром» толщиной с 50-ти этажный дом. Из океанской соли можно было бы возвести

вдоль всего экватора шириной 1 км и высотой 280 м.

Большая часть живых организмов состоит из воды, и, влияя своими эмоциями на ее

структуру, мы воздействуем на окружающий нас мир. Негативными – участвуем в

разрушении Вселенной, а созидательными словами и образами вносим вклад создание

прекрасного мира. Масару Эмото пишет, что «вода – это не просто Н2О. Пусть даже вы

пьете самую натуральную и качественную воду, без чистой души она не будет иметь

хорошего вкуса».

Солёность воды во многом определяет важнейшие физические процессы,

происходящие в океанах и морях. Если солёность Мирового океана в среднем 35 %, то

Мёртвого моря – 260% . Жить в таких условиях могут лишь некоторые бактерии, поэтому

7

и назвали его Мёртвым. А вот вода многих минеральных источников благодаря её

особому химическому составу полезно и даже лечит от многих болезней. В России

первый курорт минеральных вод открыли по приказу Петра I в Карелии под

Петрозаводском после «чудодейственного» излечения кузнеца Ивана Ребоева. Сейчас в

России известно более 2 тысяч минеральных источников с лечебной водой.

«Фонтаном юности» индейцы называли образованное минеральными источниками

озеро на полуострове Флорида в США, близ городка Венис. О его чудесных целебных

свойствах прослышали ещё первые испанские завоеватели Центральной Америки. Водой

из озера лечат ревматизм, кожные болезни. Искупавшиеся в озере утверждают, что

чувствуют себя помолодевшими.

Так что «живая» и «мёртвая» вода бывает не только в сказках!

Ещё на заре своей истории люди сознавали великое значение водной стихии. Это

подтверждает и мифы разных народов, и философские умозаключения древних, которые,

при всей их наивности, все-таки поняли одну бесспорную истину: как без огня нет

культуры, так без воды нет и не может быть жизни. Языческие народы всех времен

обожествляли воду как неиссякаемый источник жизни, как вечно живой родник,

оплодотворяющий другую великую стихию – землю. К воде шли с миром, поклонами и

молитвами. И хотя с распространением христианства вера в божественное происхождение

воды умерла, осталось убеждение в её чудодейственной силе.

На Руси даже христианские праздники получили названия языческих: например,

Русальная неделя, Ивана Купалы и т. д. Богу Купале приносили жертву купанием – в этот

день купались для здоровья, ведь вода «охраняет от заразы и болезней». О целительных,

«очистительных» свойствах воды рассказывают многие предания, недаром воду

использовали в разных обрядах и гаданиях. Святые родники, озёра, реки всегда

почитались в народе. «Плевать в колодец – всё равно, что в лицо матери», - говорили на

Руси…

У каждого родника есть своя легенда, своя история, и передаётся она местными

жителями из поколения в поколение. Все предания – разные, как и вечной любви, о

самоотверженной дружбе, о верности и преданности, которые должны сопутствовать

человеческим чувствам.

Это ли не свидетельство святого отношения к воде на Руси! Маленькие светлые

ключики, пульсирующие из глубины земли, кровь планеты, - питают все великие реки. И

ведь совсем не случайно слова «род», «родня», «родной», «Родина» и «родник» имеют

общий корень, символизируя связь людей с теми местами, где их корни, где исток их

рода.

8

2 Лабораторный анализ воды

На территории посёлка широко известны 2 источника – родник на улице Советская

и из колодец в районе ЖД путей у так называемой «Качановой будки». Со слов местных

жителей, эти родники существуют очень давно и используются для употребления в пищу.

Помимо изучения литературных источников, об удивительных свойствах воды, о

воздействии веществ, находящихся в воде, на организм нас интересовало, например: как

определить pH воды, ее жесткость, химический состав. Одинаковы ли показатели

родниковой воды разных источников?

Для этого мы взяли две пробы воды: № 1 вода из родника на ул. Советской и № 2

вода из колодца у «Качановой будки» (приложение 3).

Органолептические показатели воды

Цвет. Диагностика цвета – один из показателей состояния водоема. Для

определения цветности воды нужны стеклянный сосуд и лист белой бумаги. В сосуд

набирают воду и на белом фоне бумаги определяют цвет воды (прозрачный, голубой,

зеленый, серый, желтый, коричневый) – показатель определенного вида загрязнения.

Прозрачность. Прозрачность воды зависит от нескольких факторов: количества

взвешенных частиц ила, глины, песка, микроорганизмов, содержания химических

соединений.

Для определения прозрачности воды используют прозрачный мерный цилиндр с

плоским дном, в который наливают воду, подкладывают под цилиндр на расстоянии 4 см.

от его дна шрифт, высота букв которого 2 мм, а толщина линии букв – 0,5 мм, и сливают

воду до тех пор, пока сверху через слой воды не будет виден этот шрифт. Измеряют

высоту столба оставшейся воды линейкой и выражают степень прозрачности в

сантиметрах. При прозрачности воды менее 3 см водопотребление ограничивается.

Уменьшение прозрачности природных вод свидетельствует об их загрязнении.

Запах. Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые

попадают в нее естественным путем и со сточными водами.

Запах воды следует определять в помещении, в котором воздух не имеет

постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали

несколько исследователей.

9

Определение качества воды методами химического анализа

1. Водородный показатель (рН)

Определяли водородный показатель с помощью универсальной индикаторной

бумаги, сравнивая её окраску со шкалой.

Питьевая вода должна иметь нейтральную реакцию (pH около 7). Значение pH воды

водоемов хозяйственного, питьевого, культурно – бытового назначения

регламентируется в пределах 6,5 – 8,5.

2. Определение карбонатной жёсткости воды

В пробирки наливаем по 10 мл воды из пробы № 1 и № 2, добавляем 4-5 капель

фенолфталеина. Если окраска при этом не изменилась, значит, карбонат - ионы в пробе

отсутствуют.

3. Качественное определение сероводорода и его солей.

Качественное определение в воде сероводорода и его солей проводили по наличию

специфического запаха на месте отбора пробы, т. к. он быстро исчезает за счет окисления

сероводорода.

4. Качественное определение фенолов.

В коническую колбу емкостью 200 мл. внести 100 мл. исследуемой воды.

Добавить в небольшом количестве раствор хлорной извести.

Через 10 минут определить (на холоде; при нагревании) наличие характерного

«аптечного запаха».

5. Качественное определение с приближенной количественной оценкой хлоридов.

В пробирку отобрать 5мл исследуемой воды и добавить 3 капли 10% раствора

нитрата серебра. Приблизительное содержание хлоридов определить по осадку или

помутнению.

6. Качественное определение катионов тяжелых металлов – ионов свинца

В пробирки налили воды из пробы № 1 и пробы № 2, добавили 1 мл 50%-го раствора

уксусной кислоты. Затем добавляем по 0,5 мл 10%-го раствора дихромата калия.

Образование желтого осадка будет свидетельствовать о наличии ионов свинца.

7. Качественное определение общего железа

В пробирки с водой из пробы № 1 и пробы № 2 добавляем 2 капли

концентрированной азотной кислоты, 5 капель раствора пероксида водорода и 0,5 мл

роданида калия. При наличии железа раствор изменит окраску.

По результатам органолептических и химических исследований (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)

мы сделали следующий вывод: вода из обоих источников не имеет отклонений от

стандартных норм для питьевой воды, поэтому её можно использовать для питья.

10

Заключение

Вода – источник жизни! Но мы должны помнить, что сегодня, в эпоху

экологических проблем, нельзя забывать о безопасности, в т.ч. и воды.

Питьевая вода – это химический раствор, в котором много различных веществ, в

том числе токсичных ионов железа. Качественный состав питьевой воды

характеризуется теми же показателями (кислотность, минерализация, жесткость,

бактериальное заражение), что и природной. Количественное содержание примесей в

питьевой воде должно отвечать государственным стандартам.

Питьевая вода в нашем посёлке отвечает всем требованиям безопасности, что мы и

доказали в ходе школьно-лабораторного исследования.

Чтобы водопроводная вода была полезной, необходимо создать новые технологии

получения питьевой воды, реконструировать водопроводное хозяйство, переводить его на

современное оборудование. Но сегодня это – несбыточная фантазия, т.к. на

реконструкцию нужны огромные деньги.

11

Список литературы

1. Ахманов М. «Вода, которую мы пьем». – Издательство «Эксмо», 2006 г.

2. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности. ГОСТ

3351-74.

3. Горбунова Т.С. «Химия вокруг нас». – Омск, 2000 г.

4. Детская энциклопедия. Вторая жизнь воды. №2 – 2006 г.

5. Журнал «Химия в школе». – №8 2007, с.70

6. Неорганическая химия. Ахметов Н.С. изд. Москва, 2006 г.

7. Речкалова Н.И, Сысоева Л.И. Какую воду мы пьем? – "Химия в школе" № 3, 2004 г

8. Энциклопедия «Я познаю мир». – М.: Астрель – 2003 г.

9. Энциклопедический словарь «Юного химика». – М.: Педагогика,1990 г., с.52-54

Дополнительные источники

1. Фильм «Великая тайна воды»

2. Масаро Эмото «Послание воды: тайные коды кристаллов льда».

3. История воды

4. История появления воды

5. Снег и его тайны

12