Исследовательский проект " Секреты минеральной воды"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Криволесская основная школа»

Исследовательский проект

«Секреты минеральной воды»

Автор:

Кузьменкова Екатерина,

обучающаяся 8 класса

Руководитель:

Воробьева Елена Владимировна,

учитель химии и биологии

д. Криволес – 2022

Оглавление

1.Введение……............................................................................................................3

2.Теоретическая часть ………………………………………………....…………..4

1. Минеральная вода и ее значение ……………………………..……………..4

2. Лечение минеральной водой…………………………………..…………..…4

2.3. Классификация минеральной воды………………………..……………….5

2.4.Состав минеральнойводы……………………………………………...……6

3. Практическая часть………………….……………………………..…................7

3.1. Анкетирование учащихся МБОУ « Криволесская ОШ».…………….......7

3.2. Определение органолептических показателей качества минеральной воды…………………………………………………………………….…………7

3.3. Определение физико-химических показателей минеральной воды……………….……………………..……………………………………..…8

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

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

6. Приложения ………………………………………………………………...….13

Введение

Минеральная вода использовалась для лечения многих заболеваний еще в Древней Греции и Риме. При этом такую целебную воду не только пили, но и принимали с ней ванны, которые могли быстро снять усталость и способствовали омоложению.

Уникальные свойства минеральная вода приобретает благодаря содержанию минералов и полезных элементов. Притом, чтобы вобрать в себя самое лучшее, вода должна течь через горные породы несколько сотен лет.

Наш организм во многом состоит из воды и солей. Ежедневно при потоотделении, наша кожа теряет внушительное количество солей. Потребление пресной воды важно и нужно нашему организму, но не в состоянии полной мере возместить потери, поэтому может происходить нежелательное обеднение организма минеральными солями.

А специалисты давно уже доказали, что лучший путь насытить организм нужными ему солями — употребление минеральных вод, обогащенных ими естественным путем в недрах земли. В минеральной воде содержатся практически все необходимые соли для нормального функционирования организма.

Цель исследования: изучить химический состав минеральной воды.

Объект исследования: минеральная вода фирм “Новотерская лечебная» и “Липецкая Росинка".

Предмет исследования: состав и свойства минеральной воды.

Задачи:

1) Провести анализ источников информации по значению минеральной воды для организма человека, ее свойствам, качеству минеральной воды, установленному ГОСТ;

2) Провести анкетирование учащихся МБОУ “Криволесская ОШ”;

3) Подобрать и освоить методику определения катионного и анионного состава минеральной воды;

4) Изучить и дать характеристику данных марок минеральной воды.

Гипотеза: проведя опыты по обнаружению катионов и анионов в минеральной воде, можно говорить о ее химическом составе.

Методы исследования:

1. Изучение и анализ литературы;

2. Анкетирование;

3. Эксперимент;

4. Анализ полученных данных.

1.Теоретическая часть

1. Минеральная вода и ее значение

Качественная природная минеральная вода, обладающая уникальным минеральным составом, способна заряжать энергией организм, помогать в борьбе с вирусами и инфекциями.

Положительные свойства минеральной воды, влияние на организм человека:

• поступление в организм полезных микроэлементов;

• активизация работы ферментов;

• укрепление клеток организма;

• укрепление костной ткани и зубной эмали;

• регулирование показателей кислотно-щелочного баланса;

• укрепление иммунитета;

• улучшение самочувствия.

Не меньшую пользу минералка приносит как средство для эффективного очищения организма, так как способна в короткие сроки выводить шлаки и токсины. А также нормализовать обмен веществ, что способствует снижению массы тела.

Минералка способствует повышению тонуса организма, а это весьма кстати при повышенных физических и умственных нагрузках.

Кроме того, употребление минеральной воды нормализует артериальное давление и укрепляет нервную систему. А в подогретом виде этот целебный напиток может стать помощником в борьбе с воспалением, болью и спазмами желудка.

Минеральная вода способствует разжижению содержимого желчного пузыря и оттоку желчи.

При регулярном употреблении минеральная вода принесет вашему здоровью ощутимую пользу!

1. Лечение минеральной водой

Питьевое лечение минеральными водами должен назначать врач, нужно соблюдать подобранную им дозировку. Столовые минеральные воды можно пить в большем объеме, так как содержание солей в них не выше 5 мг на 1 л.

Количество минеральной воды, которое можно выпить за один раз для лечения, определяется из расчета 3 мл на 1 кг массы тела. В сутки допускается прием до 1 л минеральной воды. Подогретую минералку пьют при гастрите с повышенной секрецией, колите, язвенной болезни, болезнях органов дыхания, печени и желчного пузыря. Для мочегонного эффекта, а также при гастрите с пониженной секрецией, запорах принимают прохладную воду.

Отвечая на вопрос, какие заболевания лечит минеральная вода, в первую очередь называют болезни почек и образование камней. В этом случае пьют щелочные и бикарбонатные воды. Они уменьшают воспаление и оказывают мочегонное действие.

При язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки минеральную воду нужно употреблять перед едой, обязательно в теплом виде.

Для лечения гастрита, болезней печени, при запорах используется сульфатная вода. При всех видах гастрита также показаны бикарбонатные щелочные и щелочноземельные воды.

При атеросклерозе полезны йодистые воды, при анемии — воды с высоким содержанием железа. Диабетики могут утолять жажду сульфатной, натриевой бикарбонатно-кальциевой водой.

При ожирении подойдут воды с минимальной минерализацией из-за часто сопутствующей ему гипертонии.

Но также минеральная вода, несмотря на свои значительные целебные свойства, может принести и вред, если не учитывать индивидуально имеющиеся у человека заболевания.

Минеральные воды противопоказаны при воспалительных процессах и острых заболеваниях ЖКТ, когда есть рвоты или кровотечение. Гидрокарбонатную воду нельзя принимать при сильной щелочной реакции мочи.

При появлении побочных явлений приема воды — бессонницы, учащенного сердцебиения и скачков кровяного давления, беспокойства, лечение стоит отменить. Индивидуальную непереносимость еще никто не отменял.Также учтите, что у нее ограниченный срок хранения. В стеклянных бутылках – 2 года, а в пластиковых – 1,5.

1. Классификация минеральной воды[3]

В зависимости от общей минерализации минеральные воды бывают:

• пресные (минерализация до 1 г на дм³ включительно);

• слабоминерализованные (минерализация более 1 до 2 г на дм³ включительно);

• маломинерализованные (минерализация более 2 до 5 г на дм³ включительно);

• среднеминерализованные (более 5 до 10 г на дм³ включительно);

• высокоминерализованные (более 10 до 15 г на дм³ включительно).

В зависимости от назначения:

• столовые - уровень минерализации не превышает 1 г/л; способны нормализовать функцию пищеварительных органов; ценны чистотой и безвредностью для организма; можно использовать без консультации врача, сочетая природный вкус и пользу для здоровья;

• лечебно-столовые - уровень минерализации в рамках 1-10 г/л, отличаются приятными вкусовыми качествами, но и оказывают лечебное, а скорее профилактическое, воздействие на организм; могут потребляться на нерегулярной основе относительно здоровыми людьми;

• лечебные - уровень минерализации более 10 г/л, не подходят для утоления жажды, а только для лечения и принимаются по назначению врача в соответствующей дозировке при определенной методике потребления.

Минеральные водыпо химическому составу:

• гидрокарбонатные (щелочные) — предназначены для тех, кто занимается спортом (оказывают благоприятное влияние при усиленной мышечной работе, восстанавливая резервную щелочность крови, а также при диабете, инфекционных заболеваниях). Применяются при лечении мочекаменной болезни и подагры. Противопоказания — гастрит (так как выделяющийся при распаде гидрокарбонатов углекислый газ стимулирует секрецию желудочного сока);

• сульфатные — рекомендуются тем, у кого наблюдаются проблемы с печенью и желчным пузырем (в качестве желчегонного, а также как слабительное), ожирение и сахарный диабет. Не рекомендуется употреблять такую воду детям и подросткам, так как сульфаты препятствуют росту костей, связывая кальций пищи в просвете ЖКТ в нерастворимые соли;

• хлоридные — способствуют регулировке работы кишечника, желчевыводящих путей и печени. Противопоказания к применению (категорически) — повышенное давление;

• магниевые — помогают при стрессовых ситуациях. Противопоказания — склонность к расстройству желудка;

• натриевые, кальциевые; 

• железистыеи другие.

По происхождению минеральная вода может быть:

• натуральная (добывается из природных источников);

• искусственная (в воде растворяют специально подобранный комплекс минеральных веществ).

Реакция воды (степень кислотности или щелочности, выражаемая величиной pH) имеет важное значение для оценки её лечебного действия. Кислые воды имеют pH = 3,5—6,8, нейтральные — 6,8—7,2, щелочные — 7,2—8,5 и выше.

1. Состав минеральной воды

Химический состав минеральной воды определяется растворенными в ней солями. Они представлены электрически заряженными частицами - ионами с положительным или отрицательным зарядом. Основными из них являются: три катиона - натрий (Na⁺), кальций (Са²⁺), магний (Mg²⁺) и три аниона - хлор (Сl), сульфат (SO₂) и гидрокарбонат (НСО₃). В небольших количествах в минеральной воде содержится почти вся таблица Менделеева.

Двуокись углерода также является важным компонентом минеральной воды, так как за счёт взаимодействия углекислого газа с подземными породами и формируются лечебные свойства воды.Содержание химических элементов, газов и органических веществ в минеральной воде в основном и определяет ее биологическое и лечебное действие.

3. Практическая часть

3.1. Анкетирование учащихся МБОУ «Криволесская ОШ»

Я провела анкетирование среди учащихся нашей школы. В анкетировании приняли участие – 10 учащихся МБОУ «Руссковская СШ»

Результаты анкетирования следующие:

Редко пьют минеральную воду 42%, а часто 30%, предпочитая минеральную воду марки «Новотерскаялечебная»-55% опрошенных. Также популярностью среди учеников нашей школы пользуется минеральная вода марки «Липецкая Росинка»-28%.

Большинство учащихся(79%) употребляют минеральную воду просто для утоления жажды, а в лечебных целях только 21% учащихся, но в то же время считая что минеральная вода полезна для организма(84%) (Приложение 1).

1. Определение органолептических показателей качества минеральной воды марки «Новотерская лечебная» и «Липецкая Росинка»

Для проведения исследования, я взяла 2 самые популярные марки минеральной воды, опираясь на анкетирование: минеральную воду «Новотерскую лечебную» емкостью 1,5 л и «Липецкую Росинку» емкостью 1л.

Я оценила прозрачность, цвет, вкус, запах, насыщенность диоксидом углерода.

Прозрачность и цвет определяют визуально в проходящем дневном свете в чистом стакане. Перед анализом стакан ополаскивают исследуемой водой.

Перед определением запаха воду в бутылках выдерживала в баке с водой при температуре 20-30 °С в течение часа. Затем немедленно наполнила стакан и проанализировала запах.

Для определения вкуса минеральную воду в бутылке погружала в воду со льдом и выдерживала один час при температуре 12 ± 1 °С.

Насыщенность диоксидом углерода определила визуально при открытии бутылки.

Таблица 1.  «Органолептическая характеристика минеральных вод «Новотерская лечебная» и «Липецкая Росинка»

Вывод: по органолептическим показателям минеральные воды «Новотерская лечебная» и «Липецкая Росинка» соответствуют стандартам–это прозрачные, бесцветные жидкости, без посторонних включений, не имеющие естественного осадка минеральных солей. Они не имеют запаха. Имеют соленый привкус за счет содержащихся в минеральной воде солей. При первом открытии бутылок выделяется большое количество пузырьков двуокиси углерода.

3.3.Определение физико-химических показателей минеральной воды

А) Определение pН

Для определения pН я взяла пробирку и налила в нее минеральную воду марки «Новотерская лечебная». Поместила в минеральную воду лакмусовую бумажку. После 3-4 минут сравнила результаты со шкалой pН. То же самое проделала и с минеральной водой марки «Липецкая Росинка». Результаты занесла в таблицу.

Таблица 2

Вывод:среда минеральной воды «Новотерская лечебная» близкая к нейтральной, слабощелочная. Среда минеральной воды «Липецкая Росинка» кислая (определила по шкале)

Б) Определение наличия сульфат – ионов(SO₄^2-)

Чтобы узнать присутствуют ли в минеральной воде сульфаты или это всего лишь обман,написанный на этикетке, в чистые сухие пробирки налила минеральную воду и добавила в неё BaCl₂ (хлорид бария).В результате реакции Новотерская лечебная вода незначительно помутнела, а реакция с минеральной воды марки Липецкая Росинка не пошла.

SO₄^2- + Ba²⁺=BaSO₄↓(сульфат бария)

Результаты занесла в таблицу.

Таблица 3

Вывод: в минеральной воде «Новотерскаялечебная» содержится незначительное количество сульфат-ионов, о чем свидетельствует незначительное помутнение воды в пробирке. Как указано на этикетке, в «Новотерской лечебной» 150-250 мг/дм³.Но в Липецкой Росинка минеральной воде сульфат- ионов не обнаружено так как их содержание невелико (³) .

В) Определение наличия хлорид – ионов (Cl^-)

Для определения иона Cl^- я добавила AgNO₃ (нитрат серебра) и после взаимодействия и в Новотерской и Липецкой минеральной воде образовался белый осадок.

Cl⁻ + Ag⁺ =AgCl↓(хлорид серебра)

Полученные результаты реакции занесла в таблицу.

Таблица 4

Вывод:в минеральной воде «Новотерская лечебная» и «Липецкая Росинка» присутствуют хлорид –ионы. В них содержание хлорид-ионов, как указано на этикетке, 500-600мг/дм³и 2500-3300 мг/дм³ соответственно.

Г) Определение наличия катионов кальция (Са²⁺) 

Для определения катионов Са²⁺ в минеральной воде добавила Na₂CO₃ (карбонат натрия).Но в итоге реакция не пошла ни в одной воде.

Сa²⁺ + CO₃²⁻=CaCO₃↓(карбонат кальция)

Полученные результаты занесла в таблицу.

Таблица 5

Вывод: в составе «Новотерской» и «Липецкой» минеральной воды катионов Са²⁺ не обнаружено.

Д) Определение наличия катионов магния (Мg²⁺)

Для определения катионов Мg²⁺ добавила раствор NaOH (гидроксид натрия). Реакция не наблюдается ни в одной воде.

Мg²⁺ + OH^–=Mg(OH)₂(гидроксид магния)

Результаты занесла в таблицу.

Таблица 6

Вывод: данные марки минеральной воды не содержат Мg²⁺.

Е) Определение наличия гидрокарбонат-ионов(НСО₃^–)

Для определения НСО₃^– я добавила в минеральную воду соляную кислоту (HCl). В Новотерской минеральной воде выделения газов не наблюдается. В Липецкой минеральной воде наблюдается небольшое выделение газов.

H⁺ + НСО₃^– =CO₂↑(углекислый газ)+ H₂O

Результаты занесла в таблицу.

Таблица 7

Вывод: минеральная вода марки «Новотерская лечебная» не содержит гидрокарбонат-ионы, а минеральная вода марки «Липецкая Росинка» содержит небольшое количество гидрокарбонат-ионов.

Ж) Определение наличия катионов натрия(Na⁺)

Для определения Na ⁺я опустила медную проволоку в стаканы с исследуемыми минеральными водами, а после поднесла эту проволоку к пламени спиртовой спиртовки.В результате цвет пламени стал желтым. Результат занесла в таблицу.

Таблица 8

Вывод: бутылки минеральных вод марок «Новотерская» и «Липецкая» содержат катионы натрия.

4. Заключение

В своей исследовательской работе я изучила и дала характеристику данных марок минеральной воды (“Новотерская лечебная” и “Липецкая Росинка”). Мне удалось освоить методику определения катионного и анионного состава минеральной воды и провести качественные реакции на определение различных ионов. Но, к сожалению, мне не удалось найти все элементы, которые написаны на этикетке бутылок с минеральной водой марок “Новотерская” и “Липецкая”.

Результаты исследований я привела в таблице № 9 и в 10 приложения.

Таблица 9

Наличие химических веществ в минеральной воде

5. Список литературы

1. Ганейзер Г. Е. Подземные воды нашей Земли, М., Просвещение, 1990.

2. ГОСТ 23268.1-91 Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения органолептических показателей и объема воды в бутылках.

3. Классификация минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации. - МУ №2000/34. - М., 2000(МЗ РФ)

4. Зотова В.И., Панова Л.Н., Афанасьева М.И. Современное состояние санитарно-микробиологической оценки качества пресных и минеральных вод//Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. 2004. №3.

5. Назаров, А. А. Долголетие без болезней. Минеральные воды на страже здоровья / А.А. Назаров. - М.: Открытое Решение, 2014. - 152 c.

Приложение

Приложение 1

Анкетирование учащихся МБОУ «Руссковская СШ »

Приложение 2

Определение органолептических показателей минеральной воды

Приложение 3

Определение рН минеральной воды

1)“Новотерская” 2) “Липецкая”

Приложение 4

Наличие сульфат – ионов(SO₄^2-)в минеральной воде

Приложение 5

Наличие хлорид – ионов(Cl^-)в минеральной воде

1. В “Новотерской” 2)В “Липецкой”

Приложение 6

Наличие катионов кальция (Са²⁺) в минеральной воде

Приложение 7

Наличие катионов  магния (Мg²⁺ )в минеральной воде

Приложение 8

Наличие гидрокарбонат-ионов (НСО₃^–)

Приложение 9

Наличие катионов натрия (Na⁺) в минеральной воде

Приложение 10

Итоги опытов

1. Минеральная вода марки “Новотерская”

1. Минеральная вода марки “Липецкая”