Презентация к исследовательской работе "Изучение степени очистки воды по удельному сопротивлению"

Презентация

«Изучение степени очистки питьевой воды по удельному сопротивлению»

10 класс, физика

Подготовила

учитель физики

МБОУ СОШ № 34

Бицаева Л. Г.

Актуальность темы обусловлена следующими фактами :

• Неудовлетворительное качество водопроводной питьевой воды по общей жесткости.

• Потребительский рынок в большом ассортименте предлагает населению фильтры для воды.

• Непрерывно растет рынок различных

марок питьевых вод.

Как опытным путем проверить качество

употребляемой нами питьевой воды?

Цель работы:

Исследовать несколько образцов питьевой воды,

провести сравнительный анализ

и выявить наиболее качественную питьевую воду.

Задачи:

1. Изучить методы очистки питьевой воды.

2. Провести опыты по оценке степени

очистки выбранных образцов питьевой воды.

3. Провести обработку результатов измерений.

Сделать выводы.

Жесткость воды - это один из основных критериев качества воды.

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

Чем больше в воде солей жесткости, тем лучше её электропроводность.

В области разбавленных и умеренно концентрированных растворов электролитов электропроводность линейно зависит от концентрации

Гипотеза:

если измерить электропроводность каждого образца питьевой воды, по ее величине можно оценить степень её жесткости и степень её очистки, а значит выбрать наиболее качественную воду.

Объект исследования: зависимость электропроводности от концентрации электролита в разбавленных и умеренно концентрированных растворах.

Предмет исследования :

электропроводность выбранных образцов воды:

водопроводной воды взятой г. Владикавказе, п. Заводском,

образцы воды, очищенные фильтром «Барьер» и шунгитовым фильтром,

образцы талой воды «Ахсау»- питьевой воды, пользующейся наибольшим потребительским спросом в торговых сетях.

кондуктометрический метод физико – химического анализа, основанный на измерении электропроводности растворов электролитов.

Метод исследования:

Количественной мерой способности раствора электролита проводить электрический ток является удельная электропроводность κ (каппа):

Элементы цепи:

• электролитическая ячейка c двумя электродами,

• источник постоянного тока, подающего напряжение на электроды,

• регистрирующее силу тока и напряжение устройство.

Чувствительным элементом при измерении электропроводности является электролитическая (кондуктометрическая) ячейка - свойства которой характеризуются постоянной ячейки С= L/S и зависят от размеров электродов и расстояния между ними. Константа ячейки индивидуальна для каждого датчика.

Конструкция электролитической ячейки, используемой в опытах:

шприц с двумя вырезанными из тонкой медной пластики электродами,

один из которых жестко крепится к основанию цилиндра (шприца),

а другой к поршню.

С помощью поршня образец питьевой воды набирается в шприц,

который через выводящие контакты,

припаянные к электродам, присоединяется к источнику постоянного тока и регистрирующему устройству.

Исходные данные для выполнения работы представлены

в таблице 1.

Размер шприца

5 мл

Диаметр электродов – диаметр сечения шприца

1,3 см

Объем исследуемого образца воды, что соответствует расстоянию между электродами

3 мл

2,5 см

Постоянная электролитической ячейки в наших опытах равна

В качестве регистрирующего устройства в работе был использован характериограф, позволяющий по ВАХ определять значение силы тока

и напряжения исследуемого образца воды.

Используя закон Ома рассчитали

сопротивление воды.

Эталонный образец -дистиллированная вода, как наиболее очищенная от примесей.

Результаты исследований приведены в таблице 2.

№

Образец воды

1

2

I, A

Дистиллированная вода

Талая вода «Ахсау»

U, B

5·10 -6

3

4

Шунгитовая вода

R ср , Ом

0,5

15∙10 -6

Вода пос.Заводской, очищенная фильтром «Барьер»

Е R , %

0,5

5

15∙10 -6

10∙10 4

Водопроводная вода, г.Владикавказ

3∙10 4

ΔR, Ом

6

20∙10 -6

0,5

6

4

ρ, Ом∙м

0,5

Водопроводная вода, пос.Заводской

3∙10 4

0,6∙10 4

30∙10 -6

Е ρ , %

0,5

2,5∙10 4

4

50∙10 -6

0,12∙10 4

5,31∙10 2

0,5

1,59∙10 2

3,75

Δρ, Ом∙м

0,12∙10 4

1,67∙10 4

8,9

8

1∙10 4

0,47∙10 2

1,59∙10 2

6,9

0,094∙10 4

К, См∙см -1

6

1,33∙10 2

0,11∙10 2

19∙10 -6

6,9

0,13∙10 4

63∙10 -6

6,7

0,06∙10 4

0,11∙10 2

0,887∙10 2

0,09∙10 2

0,531∙10 2

10,9

63∙10 -6

8,9

0,097∙10 2

75∙10 -6

0,047∙10 2

113∙10 -6

188∙10 -6

К,

МкСм ∙см -1

На диаграмме мы расположили образцы воды по возрастанию их удельной электропроводности, по величине которой можно оценить степень жесткости воды исследуемых образцов. Как видно из приведенных данных, наиболее качественной питьевой водой является талая вода «Ахсау» и вода, очищенная шунгитовым фильтром и фильтром Барьер. Водопроводная вода г. Владикавказа требует дополнительной очистки, водопроводная вода пос. Заводской содержит большое количество примесей и не пригодна для питья.

Сегодня оценить жесткость воды можно не только лабораторным путем, но и в домашних условиях. Изученный и использованный нами в работе кондуктометрический метод лежит в основе работы приборов – кондуктометров, позволяющих судить о жесткости воды по её электропроводности. Измерить общую жесткость этим прибором по большому счету невозможно. Но по его показаниям можно косвенно судить о величине общей жесткости, используя специальные таблицы или формулы соответствия показаний прибора общей жесткости, которые приводятся в его инструкции по применению.

Заключение:

В ходе выполнения работы мы провели опыты по косвенной оценке степени очистки выбранных образцов питьевой воды, применив кондуктометрический метод физико – химического анализа, основанный на измерении электропроводности растворов электролитов, что позволило нам выявить наиболее качественную питьевую воду и ответить на проблемный вопрос: «Какую воду мы пьем и какую воду нам лучше пить»?