Лабораторна робота № 10 якісне дослідження природної води Теоретичний вступ

Води світового океану, атмосфери, річок, озер, а також підземні води – об’єднують загальним поняттям – гідросфера.

Вода, внаслідок полярності її молекул, є добрим розчинником для багатьох речовин. Вона відіграє винятково важливу роль в геохімічних і гідрогеологічних процесах земної кулі. Природні води беруть активну участь в утворенні і руйнуванні різних мінералів. При взаємодії з твердими тілами і газами вода перетворюється в розчин. За своїм складом природні води – це складні фізико-хімічні системи, які містять розчинені речовини у вигляді йонів і молекул, а також мінеральні і органічні речовини у формі колоїдів, суспензій та емульсій. Усі прісні води (з вмістом сухого залишку від 1 г/л та менше), а також мінералізовані води (залишок більше1 г/л), є природними розчинами. Це води річок, озер, морів, океанів, ґрунтові води тощо.

Речовини, що містяться у воді, умовно поділяють за О.Алєкіним на п’ять груп:

1. Головні йони

В природних водах встановлена присутність більше 80 хімічних елементів, але найбільш поширені аніони: НСО₃^-, SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2-, HSiO₃^- і катіони: Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺. Вміст головних йонів у прісних водах складає 90-95% від загального солевмісту.

2. Розчинені гази

У воді найчастіше розчинені такі гази: кисень О₂, азот N₂, вуглекислий газ СО₂; рідше – сірководень Н₂S, метан СН₄.

Кисень та азот у поверхневі водойми надходять з повітря. Основним джерелом надходження карбон диоксиду є біохімічні процеси розпаду органічних речовин; крім того, він потрапляє у поверхневі водойми з підземними водами, а також поглинається з повітря. Сірководень утворюється в результаті розчинення сульфідних мінералів під дією карбонатної кислоти, а також при відсутності кисню у біохімічному розкладі органічних сполук, що містять Сульфур.

3. Біогенні речовини

До цієї групи належать сполуки, які необхідні для життєдіяльності водних організмів, а також утворені ними в процесі обміну речовин. Це, в першу чергу, є мінеральні і органічні сполуки Нітрогену. Органічні форми Нітрогену представлені білками та продуктами їх розпаду. Неорганічні сполуки Нітрогену (NH₃, NO₂^-, NO₃^- ) можуть утворюватись при розкладанні нітрогенвмісних органічних сполук або надходити в поверхневі води з атмосферними опадами, при вимиванні добрив з ґрунту.

Важливим біогенним елементом є Фосфор. Концентрація сполук Фосфору в чистих водоймах є незначною. Це є мінеральні (дигідроген- та гідрогенфосфати) та органічні сполуки.

Сполуки Феруму(ІІ) містяться тільки в підземних водах, в поверхневих водах концентрація сполук Феруму(ІІІ) незначна внаслідок повного гідролізу солей. Органічна форма вмісту Феруму у воді – це складні комплекси з гуміновими кислотами, які мають буре забарвлення.

Сполуки Силіцію бувають у природних водах у формі різних мінеральних сполук (силікатна кислота та її солі, алюмосилікати) та органічних сполук.

4. Мікроелементи

До цієї групи належать елементи, сполуки яких зустрічаються в природних водах у дуже малих концентраціях – менше за 1 мг/л.

О.О.Алєкін виділяє такі групи мікроелементів:

4.1. Типові катіони (Li⁺, Rb⁺, Cs⁺, Ba²⁺, Sr²⁺ тощо);

4.2. Йони важких металів (Cu²⁺, Ag⁺, Ni²⁺, Cd²⁺ тощо);

4.3. Амфотерні комплексоутворювачі (Co, Mo, V тощо);

4.4. Типові аніони (I^-, Br^-, F^- тощо);

4.5. Радіоактивні елементи.