УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Влияние воды на бытовые приборы»

                                                         Выполнила: ученица 2 класса «Б» 

Усова Арина

                                                           Руководитель: Мареева Надежда Валентиновна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Данная работа позволяет узнать, как жесткость водопроводной воды влияет на бытовые приборы; показывает способы смягчения и очистки воды.

Гипотеза.Жесткая вода негативно влияет на бытовые приборы, уменьшая их срок службы.

Цель.Исследовать влияние водопроводной воды на бытовые приборы

Объект исследования.Бытовые приборы

Предмет исследования.Водопроводная вода и ее жесткость.

Методы исследования.

Наблюдение Химический анализ в лаборатории Анализ полученных результатов Обзор существующих средств, смягчающих воду

Задачи.

Исследовать жесткость воды разных водопроводов Определить влияние жесткости воды на бытовую технику Проанализировать полученные результаты Узнать методы смягчения воды

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Жесткость воды – одна из важных проблем, требующая решения. Если у вас в доме используется вода низкого качества, то такую воду нужно умягчать, иначе последствия будут самыми затратными.

Серо-желтая, твердая и бугристая накипь на поверхности чайников, бойлера, кастрюли… Устранить все эти следы «плохой» воды с излишком солей не так просто. Чтобы защитить свои вложения и свое здоровье, потребителю следует пить хорошую воду, а значитьмягкую. Для нормальнойработычеловеческого организма содержание солей в воде не должно превышать допустимой нормы.

Вы можете подозревать, что ваша вода жесткая, если начал появляться налет на нагревательном элементе чайника, барахлящего бойлера или качество стирки плохое, значит нужно проводить оценочный замер примесей в воде. Лаборатории, проводящие подобный анализ, есть в любом городе.

Откуда же вода набирается всех этих примесей? Попробуем найти ответ на этот вопрос. Как правило, в основном из земли, и откуда вода может быть чистой, если она протекает через землю, которая содержит различные ископаемы, в том числе и руды. Вода является одним из самых лучших природных растворителей, вот пока она дойдет до системы водозабора, она и потребляет в себя различные примеси (известняк, доломиты, результаты выветривания горных пород).

Так, к примеру, поверхностные воды значительно загрязнены, тем не менее, степень их жесткости, как правило, низкая. Жесткость поверхностных вод имеет обыкновение в течении года прыгать. Так происходит потому, что наступает период таяния снегов, холода. Когда никто не купается, вода меньше загрязняется. Самый большой процент роста жесткости приходится на конец зимы и меньше всего этот показатель выпадает на период половодья, то есть в начале весны. В этот период еще часто идет дождь, и жесткость значительно разбавляется.

Для умягчения (смягчения) воды существуют различные методы, которые используются самостоятельно(кипячение, использование реагентов, народные средства) или применяются различные фильтры для смягчения воды.

Каждый из них позволяет в той или иной степени подготовить воду для использования её для технических нужд или как питьевую.

Рассмотрим несколько методов для умягчения воды:

1. Термический метод умягчения воды или кипячение - один из наиболее простых и распространенных способов снижения её жесткости. При кипячении жесткой воды соли под действием температуры, распадается, образуя углекислый газ и осадок. С помощью этого способа умягчения можно значительно снизить содержание в воде солей жесткости. Недостатком этого метода можно считать то, что устранить полностью кипячением жесткость воды не удастся, к тому же, при кипячении образуется осадок, который будет необходимо удалять.

2. Реагентные методы умягчения воды – реагенты превращают соли в нерастворимые соединения, которые выпадают в осадок. В качестве таких веществ (реагентов) для умягчения воды, в зависимости от её состава, может применяться известь, кальцинированная сода или даже обычная пищевая сода, а также множество других реагентов.

3. Метод ионного обмена основан на том, что вода фильтруется через специальные материалы, в которых происходит обмен ионов, входящих в их состав, на ионы жесткости. В процессе ионного обмена, запас необходимых ионов постоянно снижается и для восстановления их работоспособности проводят их регенерацию или замену. Преимуществом метода ионного обмена можно считать возможность обеспечить достаточно большую производительность и высокий уровень умягчения. Недостатки ионообменного метода умягчения: вода, не пригодна для питья или приготовления пищи; фильтры без функции регенерации требуют периодической замены расходных материалов; относительно высокая стоимость фильтров для умягчения с функцией регенерации.

4. Мембранный метод умягчения основан на «продавливании» жесткой воды, с помощью избыточного давления, через полупроницаемую мембрану. Такая мембрана пропускает только молекулы воды, а все соли, любые минеральные и органические примеси задерживает. В результате на выходе получается практически дистиллированная вода.

5. Магнитный метод умягчения жесткой воды основан на воздействии на неё магнитным полем постоянных магнитов. Такое магнитное поле изменяет физические свойства протекающей через него жесткой воды. Соли в результате магнитного воздействия, теряют способность откладываться в виде твердый отложений или накипи на стенках и нагревательных элементах и удаляются потоком жидкости в виде шлака и накапливаются в специальных отстойниках, откуда удаляются. Кроме того, после магнитной обработки вода сама разрыхляет и удаляет ранее отложившуюся накипь.

6. Электромагнитный метод основан на воздействии на жесткую воду электромагнитными волнами определенной частоты. В результате соли теряют способность образовывать осадок и накипь и, находясь во взвешенном состоянии, удаляются из системы вместе с водой в канализацию.

7. При комбинированном методе в одной системе используются совместно фильтры для умягчения воды, действие которых основано на двух или нескольких из вышеописанных методов снижения её жесткости.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Меня зовут Усова Арина. Мне 7 лет. Учусь во 2 «Б» классе «Гимназия № 1» г. Караганды. Постоянно интересуюсь новым и неизвестным.

Этим летом я обратила внимание на несколько вещей:

моя бабушка чистит чайник от налета у своих родителей каждую неделю (рисунок 1 а); иногда, когда наливаешь остатки воды из чайника, вода «с какой-то мукой» на вкус (рисунок 1 б);  бывает, что мама расстраивается, когда гладит белье, вместе с паром на вещах остаются желтые или белые пятна, да и в дырочках для пара на утюге есть белый налет (рисунок 1 в); как-то папа ремонтировал стиральную машинку и показал мне и маме нагревательный элемент, он был покрыт желто-белым налетом (рисунок 1 г).

Откуда этот налет? Мама говорит, что это из-за жесткости воды. А что такое жесткость воды?

Рисунок 1 -  Влияние водопроводной воды на бытовые приоры

Оказывается, жесткость воды – это природное свойство воды, показывающее количество солей в ней. Это самый главный показатель воды. А какая должна быть жесткость воды из крана?

На сайте медицинского портала Eurolabнашли информацию. Жесткость воды выражают в единицах СИ - мг-экв/л. Вода с жесткостью до 3,5 мг-экв/л считается мягкой, от 3,5 до 7 мг-экв/л - умеренно жесткой, от 7 до 10 мг-экв/л - жесткой и свыше 10 мг-экв/л - очень жесткой.

Чтобы вода не имела горького вкуса, ее жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л. Доброкачественная вода должна быть мягкой (с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л) или умеренно жесткой (от 3,5 до 7 мг-экв/л). То есть верхний предел общей жесткости питьевой воды - 7 мг-экв/л - установлен на основании ее влияния на человеческий организм.

Интересно, какая жесткость воды у нас дома? А у прадедушки, ведь там чайник чистят чаще? Чтобы ответить на этот вопрос, мы с мамой обратились за помощью к моему дедушке. Дедушка рассказал, что есть специальные лаборатории, которые проводят анализ воды. Мы заказали анализ воды в химической лаборатории «Энергоуголь».

Лаборанты взяли пробы трех видов воды (выбор водопровода связан с наличием родственников в этих городах):

Джартасский водопровод (г. Абай, рисунок 2); Котурский вопровод (г. Шахтинск, рисунок 3) Верхне-Сокурский вопровод (г.Караганда, рисунок 4).

Смотря на графу жесткость рисунка 2, можно построить диаграмму (рисунок 3).

Рисунок 2 - Результаты исследования воды

Рисунок 3 – Диаграмма результатов исследования воды

На рисунке 3 видно, что самая жесткая вода в г.Абай, а самый низкий показатель жесткости в г.Караганда. Теперь можно посчитать, сколько раз за полгода люди вынуждены чистить свои чайники, например.

В Абае исследуем 2 семьи: одна пользуется трехступенчатым фильтром, другая пользуется водой из водопровода без фильтра. В Шахтинске и в Караганде семьи также пользуются трехступенчатым фильтром, но разных фирм. Данные занесем в таблицу 1.

Таблица 1

Данные для анализа влияния жесткости воды на бытовую технику

По результатам таблицы 1 была построена диаграмма (рисунок 4)

Рисунок 4 – Гистограмма результатов таблицы 1

Почему же у семьи 1 и семьи 2, которые пользуются водой из одного водопровода, разные показатели? Дело в том, что семья 2 пользуется стационарным трехступенчатым фильтром.

Трехступенчатые системы очистки состоят из трех стандартных картриджей рисунок 5. Они очищают воду от соединений хлора, механических примесей, улучшает вкус и запах воды. Обычно система устанавливается под кухонной раковиной или в отдельном небольшом шкафчике. Она легка в обслуживании и проста в использовании. Для удобства на раковину выводят отдельный краник для питьевой воды (рисунок 6).

Рисунок 5 – Трехступенчатая система очистки воды

Рисунок 6 – Схема трехступенчатой системы очистки воды

В основе очистки лежит принцип трехэтапной очистки воды: механическая очистка, фильтр-осветлитель, угольный или мембранный фильтр. Первый фильтр необходим для предварительной очистки. Удаляются механическим путем ржавчина, песок и другие веществадостаточно крупного размера. Второй фильтр предназначен для удаления органики и остальных опасных веществ, включая хлор. Третий этап направлен на улучшения прозрачности, вкуса и запаха.

После трехступенчатой системы очистки воды ее можно употреблять без последующей обработки. Организму не будет причинен какой-либо вред.

Но каждый картридж фильтра имеет свой срок службы, и он зависит от изначального качества воды. За жесткость на выходе фильтра отвечает второй картридж, который при потере его свойств можно восстановить в домашних условиях.

А вообще существует множество средств для снижения жесткости воды. В стиральные порошки добавляют специальные вещества для смягчения воды при стирке; для посудомоек существуют соль для смягчения; для утюгов продается специальная мягкая вода, да и в современных утюгах появилась такая функция, как «самоочистка». Но также люди широко применяют лимонную кислоту и уксус для очистки бытовой техники от накипи. Наиболее близко к смягчению воды подошла лимонная кислота. Ее советуют использовать в качестве профилактики работы бытовой техники. Эффект такого влияния конечно недолговечен, но вы застрахуете на определенный промежуток времени свою технику от отложений накипи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Жесткая вода несет проблемы, образуя накипь на стенках бытовых приборов. В результате образования известкового налета уменьшается срок службы бытовых приборов на четверть.

Используя фильтр или специальные средства, вода будет мягкой, а техника будет служить долго.

 Назад 

  Далее