Фитонцид

Алға ауданы, Черновод орта мектебі

Торгомбаева Анара

Жақсылыққызы

8 класс

Ғылыми жоба

Тақырыбы:

«Судағы Са²⁺және Мg²⁺иондарын жою жолдары »

Бағыты: Медицина, валеология, экология, химия, биология

Секциясы: Химия

Ғылыми жетекшісі: Химия пәні мұғалімі Лукпанова Камшат Тәжіғарақызы

Ақтөбе - 2014

М А З М Ұ Н Ы:

І. Кіріспе.............................................................................................................2

ІІ.Негізгі бөлім...................................................................................................3

2.1. Су. Судың құрамы........................................................................4

ІІІ. Судағы Са ²⁺ және Мg ²⁺иондарын жою жолдары.

3.1. Судың кермектігі.............................................................................5

3.2.Кермек судың қасиеттері................................................................6

3.3. Судың кермектігін анықтау............................................................7

ІҮ. Практикалықбөлім....................................................................................8
4.1. Практикалық жұмыс: «Қақты түрлі тәсілдермен тазалау жолдары».

Ү. Қорытынды..................................................................................................9

ҮІ. Қолданылған әдебиеттер...........................................................................10

АБСТРАКТ

Зерттеудің мақсаты: «Судың кермектігі» түсінігін қалыптастыру, оның тұрмыстық заттарға зиянын түсіндіру және кермектіктен құтылу жолдарымен таныстыру. Шәйнек қағын тазалаудың түрлі әдістерін қолданып оларды салыстырып көру.

Зерттеудің өзектілігі:

Жаңа шыққан қымбат тазартқыш ұнтақтардың орнына экологиялық таза майсызданған айранды қолданған жөн екендігін дәлелдеу. 

Зерттеу жаңашылдығы мен дербестігі:

Көптеген химиялық тазалағыш заттарды пайдаланумен қатар таза, табиғи әрі адам денсаулығына кері әсері жоқ сүт тағамдарының бірі - тартылған сүттен жасалған айранмен шәйнектің қағын тазартуға болатындығына көз жеткізіп, тәжірибе арқылы дәлелдеу. Бұл әдіс әсіресе ауылдық жердегі тұрғындарға көп көмегін тигізетіндегін растау.

Жұмыстың нәтижесі мен қорытындысы:

Ғылыми жобамның қорытындысы бойынша адамзат өміріндегі судың маңыздылығын көрсетуге, суда болатын кермектікті жою жолдарын табуға болатындығына көз жеткіздім. Судың физикалық, химиялық қасиеттерін, судың кермектігін жою жолдарын шешуге көпген ақпараттар жинадым. Осылайша, шағын ғылыми-зерттеушілік жобада кермек судың техникалық және өнеркәсіптік құралдарға зияндылығымен қатар, мата, ыдыс-аяқ, тағам өнімдеріне, адам терісіне де зиянын тигізетіндігіне көз жеткіздім.

Кермектіктің әсерінен ыдыстарда болатын қақты тазалау әдістерімен таныстым. Соның ішінде ауыл тұрғындарына тиімді және артық шығынсыз, тегін әдістің бірі – тартылған, майсызданған сүттен ұйытылған айранды қақ тұрған ыдысқа құйып, бірнеше уақыт ашытып қою арқылы да тазалауға болатындығын дәлелдедім.

І. КІРІСПЕ.

Қазіргі кезде өзекті мәселелердің бірі – ауыз суын дер кезінде тазалау және дайындау болып табылады. Тек қана ауыз суы ғана емес, сонымен қатар тұрмыстық заттарға қолданатын мәселен, кір жууға, ыдыс жууға, ас әзірлеуге, т.с.с қажеттілікке жарататын суды әзірлеу міндеті тұр. Демалыс жайларындағы үйлерді көп қабатты үйлердегі сияқты автономды су құбырларымен қамтамасыз етуге көптеген қиындықтар туындайды. Сондай қиындықтардың бірі – кермек су. Ауыз суда кермек судың әсері көп білінбесе де, қазіргі кездегі тұрмыстық заттардың дұрыс жұмыс істеуіне, автоматты түрде ыстық сумен қамтамасыз етуге, бу батареяларын қыздыруға, жаңа үлгідегі санитарлық мүліктердің қарқынды жұмыс істеуіне кері әсерін тигізбей қоймайды.

Су – адам өмірінде оттектен кейінгі екінші орын алатын маңызды қосылыс. Адам денесінің 65-70%-ін су құрайды. Адам организіміндегі тәулігіне ең аз дегенде 2 л су қажет. Одан басқа жуыну, кір жуу, бақша өсіру үшін де су қажет екенін естен шығармау керек. Сусыз тіршілік жоқ.

ІІ.Негізгі бөлім

2.1 Су. Судың құрамы.

Су – жер бетіндегі ең жұмбақ, ең керемет сұйықтық. Бұл заттың табиғаты әлі де нақты шешімін тапқан жоқ. Бірнеше жылдар бойы бөлінбейтін зат ретінде қаралып келген судың қазіргі кездегі құрамы өте қарапайым деп қарастырамыз. Тек қана 1766 жылы Г. Кавендиш (Англия) және 1783 жылы А. Лавуазье (Франция) сынды ғалымдар су қарапайым зат емес, ол сутек пен оттегіден тұратын күрделі зат екендігін анықтап берді. Осыдан кейін «сутек» элементі ашылып, Н таңбасымен таңбаланды. «Сутек» (Hydrogen – грекше hydrogenes) «суды тудырушы» деген мағынаны білдіреді.

Одан әрі зерттеу нәтижесінде судың Н₂О деген формуласы анықталды. Судың негізгі қасиеттері физиктердің кейбір заңдылықтарына бағынбайды.

Судың бірінші ерекшелігі:су – жер бетіндегі төмен температурады жылу тарата алатын жалғыз зат (сынаптан басқа). Осыған байланысты судың үлесті жылу сыйымдылығы кемінде 37ºС тең болса, денісінің 3/2 су алатын адам денесінің температурасы да 36-38ºС – ті құрайды.

Судың екінші ерекшелігі: жылуды қалыпты ұстауы жоғары. Қалыпты температурады оның аз мөлшерін қыздыру үшін басқа сұйықтықтарды қыздыруғы қарағанда көбірек энергия жұмсалады. Қарапайым заттарға қарағанда 2 есе көп энергиялық шығын болады. Сондықтанда судың жылуды ұзақ сақтайтын ерекшілігі бар.

Судың үшінші ерекшелігі: судың еру жылдамдығы да жоғары, себебі суды қатыру да, мұзды еріту де өте қиынға соғады. Осы қасиеттеріне қарап жер бетінде судың тепе-теңдігі үнемі қалыпты сақталуда.

ІІІ. Судағы Са ²⁺ және Мg ²⁺иондарын жою жолдары.

3.1. Судың кермектігі.

Cудың кермектігі— құрамында кальций (Са²⁺) мен магний (Мg²⁺) иондарының (негізінен карбонат түрінде) болуынан қалыптасатын судың қасиеті. Cудың кермектігі көрсеткіші 1 литр судағы миллиграм-эквивалентпен (мг-экв/л), кей елдерде градуспен өлшенеді. Табиғи сулардың кермектігі өте кең ауқымда ауытқиды: тайга мен тундра белдеміндегі өзен, көлдерде 0,1-0,2 мг-экв/л-ден кейбір жер асты сулары мен мұхит, теңіз суларында 80-100 мг-экв/л-ге дейін. Кермек су тұщы болса да, нашар сабындалады, бу қазандықтарының қабырғаларына тат түзеді, қант, былғары және басқа да көптеген өнеркәсіп салаларында пайдалануға жарамайды. Cудың кермектігі анықтамасы бойынша: жалпы, уақытша (жойылатын), тұрақты, карбонаттық, қалдық болып бөлінеді. Жалпы кермектік суда кальций мен магнийдің барлық тұздарының болуынан қалыптасады.

Судың уақытша кермектілігі кальций жəне магнийдің гидрокарбонаттарының (Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂, Fe(HCO₃)₂), ал тұрақты кермектілік кальций мен магнийдің сульфаттары, нитраттары жəне хлоридтерінің (CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂, Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂) болуынан туындайды.

Карбонаттың кермектілігі бар суды ұзақ уақыт қайнатқан кезде, онда негізінен СаСО₃ тұратын тұңба пайда болады жəне бір уақытта көмірқышқыл газы СО₂бөлінеді. Бұл екі зат та, кальций гидрокарбонатының ыдырауының əсерінен пайда болады:

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ + H₂O + CO₂

Сондықтан да, карбонаттық кермектілікті уақытша кермектілік деп атайды. Сандық жағынан уақытша кермектілік суды 1 сағат бойы қайнатқан кезде жойылатын гидрокарбонаттардың мөлшерімен сипатталады. Мұндай қайнатудан кейін қалған кермектілікті тұрақты кермектілік деп атайды.

Карбонаттық пен карбонаттық емес кермектіліктің жиынтығы судың жалпы

кермектілігін құрайды: Кж = Ку + Кт

3.2.Кермек судың қасиеттері.

Кермектілік – судың негізгі тұтынушылық сапасын анықтайтын шаруашылықтың маңызы зор судың ерекше қасиеті. Суда кальций мен магний тұздарының айтарлықтай мөлшерінің болуы, оны көптеген техникалық мақсаттар үшін пайдалануға жарамсыз етеді.

Табиғатта үздіксіз жүріп жататын кальций және магний қосылыстарыныңбір-біріне айналулары судың кермектігін түсінуге мүмкіндік береді. Табиғи суда еріген гипс, магний гидрокарбонаты, кальций гидрокарбанаты суға кермектік қасиет береді. Кермек суда сабын нашар көпіреді. Судағы кальций және магний иондары сабынның құрамындағы органикалық қышқылдың қалдығымен ерімейтін тұзтүзеді. Сондықтан кермек суда кір жуғанда сабынның бір бөлігі кальций және магний иондары тұнбаға түсіруге жұмсалады. Кермек судың басқада зияны бар. Өнеркәсіпте суды көп мөлшерде қайнататын буқазандарында қақ тұрып, отын артық шығындалады. Кермек су дәрі-дәрмек әзірлеуге жарамайды, матаны бояуға кедергі жасайды.

Кермек суда тағам нашар піседі, себебі Са²⁺катиондары тағамдағы нәруыздар мен ерімейтін қосылыстар түзеді. Мұндай суда шайда, кофе де нашар шығады. Кермек суды көп пайдаланудан адамның асқазаны ауырып, организмге тұз жиналуы мүмкін.

3.3.Судың кермектігін анықтау.

Тұрмыстық: Қайнату, қайта айдау, сүзу, жұмсартқыштар қосу.
Өнеркәсіптік: кальцинирленген ас содасын Na₂CO₃ қосу. Сөндірілген әкті қосу Ca(OH)₂

Қайнату арқылы жалпы кермектікті 30-40% ғана азайтуға болады. Кермек суды қыздыру кезінде кальций мен магнийдің және темір(III) оксидінің ерімейтін қосылысы түзіледі.

Қатыру арқылы жалпы кермектікті 30-40% ғана азайтуға болады.

Сүзу арқылы жалпы кермектікті 80% дейін азайтуға болады. Сүзу катриджінің ішінде белсендірілген көмір мен алмасу катионының қоспасы болады. Көмір зиянды органикалық заттар мен хлоридтерді адсорбция құбылысына ұшыратады. Алмасу катиондары жалпы кермектікті азайтады.

Жұмсартқыштар қосу. Кермектікті 100% - ға дейін жояды. Жұмсартқыштар кір жуғыш машиналардағы кермек суды жоюға арналып жасалған. Одан тазартылған суды тағамдарды дайындауға, ішуге болмайды.

Na₂CO₃немесеCa(OH)₂– ті қосу. Уақытша кермектікті сөндірілген әк қосу арқылы да тазалауға болады.

Тұрақты кермектікті Na₂CO₃ сода қоспасын қосу арқылы да жоюға болады.
Кермектікті жоюға арналған реакция теңдеулері:
Уақытша кермектікті жою:

Қайнату Ca(HCO₃)₂ = CO₂ ↑ + CaCO₃↓ + H₂O

Mg(HCO₃)₂  = Mg(OH)₂↓ + CO₂↑

Сөндірілген әкті қосу Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = 2CaCO₃ + 2H₂O

Mg(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + MgCO₃ + H₂O

Тұрақты кермектікті жою:
Сода ерітіндісін қосу Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaNO₃

2MgSO₄ + H₂O + 2Na₂CO₃ = Mg(OH)₂CO₃↓ + CO₂ + 2Na₂SO₄
Табиғи су міндетті түрде еріген тұздар мен газдан (оттегі, азот) тұрады.

ІҮ. Практикалық бөлім
4.1. Практикалық жұмыс: «Қақты түрлі тәсілдермен тазалау жолдары».

Жұмыстың мақсаты: Көптеген химиялық жолдармен тазалау әдістерімен қатар таза, табиғи әрі адам денсаулығына кері әсері жоқ сүт тағамдарының бірі - тартылған сүттен жасалған айранмен шәйнектің қағын тазарту жолдарын көрсету.

Жұмыстың барысы:Көп қайната бергендіктен шәйнектің ішіне әппақ қақ тұра бастайды. Оны кейбірі қатып, қабырғасына жабысқан судың хлоры десе, кейбірі тұз дейді. Тіпті кейде шәйнекті ашып, «осыған қайнаған су таза бола ма, жоқ па» деген ойға келесің. Әрине оны тазалау үшін біраз күш керек, не пышақпен, қырғышпен тырналайсың, не шәйнекті еден үстіне соққылайсың. Бұл жағдайда толық тазалануы да екіталай.

 Жұмыстың жүргізілуі:Сіздерге шәйнектің ішінде тұрып қалған қақты тазалаудың бірнеше жолын ұсынамын:

Шәйнектің көлеміне қарай 2/3 бөлігіне суық су құямыз, үстіне 10-15 гр. (2 литрлік шәугімге) лимон қышқылын сығамыз. Шәйнек қабырғаларындағы қақ ажырағанша 3-4 минут қайнатамыз. Астындағы отты өшіріп, суытып қоямыз. Лас суды төгіп, тағы да таза су құйып, лимон қышқылын сеуіп, тағы бір рет қайталаймыз. Шәйнек тап-таза.

Егер шәйнектің ішіне қатқан қақ тым көп әрі нығыз болса, тазалауды 3 кезеңнен жүргіземіз.

Бірінші, шәйнектің 2/3 бөлігіне су құйып, 1 ас қасық ас содасын саламыз. Оны жарты сағат қайнатып, тұнба бар суды төгіп тастаймыз.  

Бұдан кейін 1 пункттегі тәртіппен тазалауды қайталаймыз. Тек лимон қышқылынан 1 ас қасық қосып, суды 5-7 минут қайнату керек.

Соңында таза суға жарты стақан сірке суын (уксус) қосып, жарты сағат қайнатамыз.

Шәйнекті тазалап болған соң ішіне таза суды қайнатып, төгіп тастауды ұмытпаңыз. Бөлменің терезелерін ашып, желдетіп алғаныңыз дұрыс. Себебі, тазалау барысында қоспалардың иісі бумен ауаға таралады.

Шәйнекті тазалаудың басқа да түрлері бар. Ол құрамында лимон қышқылы бар  «тазалағыш құралдардың» көмегімен жүзеге асады.

«Тазалағыш құралдарға» Кока-кола, Спрайт сияқты сусындар жатады.

А лдымен сусынның газын шығарып, шәугімнің жартысына дейін құйып, баяу отпен қайнату керек.

Шәйнектегі қақты кетіру үшін тұз, сірке қышқылдарының кез келген, яғни қолда бар концентрациясын пайдалануға болады. Ол үшін шәйнекке су құйып, қайнаған кезде оған шамамен әрбір литр суға 2-2,5 қасықтай ас содасын салып, 20-25 минуттай қайнатады. Сонан соң ол суды құрамына жарты стақан (100 мл) сірке қышқылы қосылған сумен ауыстырып, оны да 20-25 минуттай қайнатады. Осы кезде шәйнектегі қақ кейде толық кетеді, кейде босап, көтеріледі. Оны оп-оңай қырып тастауға болады. Немесе салқын суда, алдын ала әзірлеген 4-6 пай-ызды тұз қышқылының ерітіндісін шәйнекке құйып, 20-25 минуттай қайнатады. Мұнда да егер толық кетпесе қырнап тазалауға болады. Ал кейде екі, үш рет қайталайды, әрине, бұл тұрған қақтың қалыңдығына байланысты. Соңынан жылы сумен шәйнекті бірнеше рет шайып тастауды ұмытпау керек.

Майлы және майсыздандырылған сүттен жасалған айранмен шәйнектерді тазалау жолдары:

V.Қорытынды:

Ғылыми жобамның қорытындысы бойынша адамзат өміріндегі судың маңыздылығын көрсетуге, суда болатын кермектікті жою жолдарын табуға болатындығына көз жеткіздім. Судың физикалық, химиялық қасиеттерін, судың кермектігін жою жолдарын шешуге көпген ақпараттар жинадым. Осылайша, шағын ғылыми-зерттеушілік жобада кермек судың техникалық және өнеркәсіптік құралдарға зияндылығымен қатар, мата, ыдыс-аяқ, тағам өнімдеріне, адам терісіне де зиянын тигізетіндігіне көз жеткіздім.

Кермектіктің әсерінен ыдыстарда болатын қақты тазалау әдістерімен таныстым. Соның ішінде ауыл тұрғындарына тиімді және артық шығынсыз, тегін әдістің бірі – тартылған, майсызданған сүттен ұйытылған айранды қақ тұрған ыдысқа құйып, бірнеше уақыт ашытып қою арқылы да тазалауға болатындығын дәлелдедім.

Ғылыми болжамдар жасадым: Тартылған майсызданған сүттен жасалған айранмен, шәйнек ішіндегі қақты жұмсартып тазартады деген жорамалдау шығардым. Жаңа шыққан қымбат тазартқыш ұнтақтардың орнына экологиялық таза айранды қолданған жөн екенін шештім. 

Енді төмендегідей ұсыныстарға кезек берсем:

1. Кока-коланы сусын ретінде емес, тазалағыш зат ертінде қолдану керектігін мектеп оқушыларына түсіндіру;

2. Ауылдық жерде тегін болып саналатын тартылған сүттен жасалған айранмен ыдыстырды тазалауға болатындығын ауыл тұрғындарына хабырлау;

3. Отбасы қаражатын үнемдеу:

- күнделікті жуынғанда суды қайнатып пайдалану арқылы теріміз жарылмайды, сондықтан кремді жиі сатып алмаймыз;

- ыдыс жуғышқа көп шығын болмайды, көбіне тартылған сүттен жасалған айранды пайдалануға болады;

- кока-колаға шығын төмендейді, себебі оның қақ кетіретінін көргесін оқушылар ішуге сатып алуды азайтады.

Қолданылған әдебиеттер:

1. Нұрахметов Н., Сарманова К., Жексембина К., т.б. Химия: Жалпы білім беретін мектептің 9 сыныбына арналған оқулық. Өңделген,

толықтырылған 2-бас. – Алматы: «Мектеп» баспасы, 2009.

2. Қазақ Энциклопедиясы.

3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.: Химия, 1992.

4. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Геология. – Алматы: «Мектеп» баспасы, 2003.

5. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганических химии. – М.: Мир,

1979.

6. Аханбаев К. Химия негіздері. – Алматы: Мектеп, 1987.

7. Лидин Р.А., Молочно В.А., Андреева Л.Я. Химические свойства

неорганических веществ. – М.: Химия, 1997.

8. Бірімжанов Б.А., Нұрахметов Н.Н. Жалпы химия. – Алматы: Мектеп,

1993.