Подготовка проб к анализу

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Объект исследования: вода святых источников.

Район исследования:

Нижнекамский муниципальный район Республики Татарстан, деревня Клятле; посёлок Красный Ключ.

Цвет воды — воспринимаемый глазом окрас воды. Хотя небольшие объёмы воды кажутся прозрачными, при увеличении толщины образца вода приобретает голубой оттенок. Это происходит из-за внутренних свойств воды по селективному поглощению и рассеиванию света. Неоднородности, растворённые или присутствующие в воде в качестве взвеси, могут придать воде различный окрас.[12]

Цвет воды родника поселка Красный Ключ прозрачный, зеленовато-голубого цвета. Запах в водах отсутствует.

Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.[13]

Вне зависимости от времени года средняя температура родника +10 °C. Температура воды влияет на их химический состав, на вязкость и на коэффициент фильтрации.

   Плотность (densité, Dichtigkeit) — по самому происхождению слова указывает на некоторое физическое свойствовещества, по которому количество вещества, помещающегося в единице объема, может быть различно. Плотность воды определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности воды принята плотность дистиллированной воды при температуре 4°С. Плотность воды зависит от температуры, количества растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц и изменяется от 1 до 1,4 г/см³.[14]

Сжимаемость — свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой

{\displaystyle \beta =-{\frac {1}{V}}{\frac {dV}{dp}},}где V — это объём вещества, p — давление; знак минус указывает на уменьшение объёма с повышением давления. Сжимаемость воды зависит в основном от температуры, давления, минерализации воды и количества растворенного в ней газа и становится особенно существенной в залежах с низкими пластовыми давлениями, когда пластовые давления близки давлению насыщения или ниже его.[15] Сжимаемость воды незначительна и характеризуется коэффициентом сжимаемости β = (2,7-5)10-5 Па. Вязкость воды характеризует внутреннее сопротивление частиц жидкости ее движению, количественно она выражается коэффициентами динамической и кинематической вязкости.

Электропроводность воды – это показатель проводимости водой электрического тока, характеризующий содержание солей в воде.[16] Электропроводность вод зависит от количества растворенных в них солей. Она оценивается по удельному электрическому сопротивлению от 0,02 до 1,0 Ом/м.

 

Радиоактивность вод —    обусловлена присутствием в водах радиоактивных веществ, поступающих из атмосферы и вымываемых из почв и горных пород,[17] также определяется содержанием в ней радона, эманации радия. Родник поселка Красный Ключ ею не обладает.

 

Показатели	Значения
Цвет	зеленовато-голубой
Температура, oC	10
Плотность, г/см3	1-1,4
Сжимаемость, Па	(2,7-5)10-5
Электропроводность, Ом/м	0,02-0,1
Радиоактивность, кюри/л	-

 

 

ПОДГОТОВКА ПРОБ К АНАЛИЗУ.

Анализируемый образец содержит, как правило, переменное количество воды. Это может быть химически несвязанная вода, например, адсорбированная на поверхности пробы твердого вещества, сорбированная щелями и капиллярами аморфных веществ (цеолит, крахмал, белок), окклюдированная полостями минералов, руд, горных пород. Такая вода присутствует в пробе как загрязнение из атмосферы или раствора, в котором формировалось анализируемое вещество. Количество воды может меняться в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, способа отбора и хранения пробы, приемов и степени измельчения твердого вещества, времени и способа его хранения и т. п.

Анализируемый объект может также содержать химически связанную воду, т. е. являющуюся неотъемлемой частью молекулярной или кристаллической структуры твердого вещества. Это может быть кристализанионная (например, в соединениях ВаС12·2Н2О; СаSО4·2Н2O; Nа2В4О7·10Н2O) или конституционная вода, выделяющаяся в результате разложения вещества при нагревании (Са(ОН)2 → СаО + Н2О; 2КНSO4 → К2S2O7 + Н2O). Часть химически связанной воды может теряться в процессе отбора и хранения пробы. Например, при измельчении СаSO4·2Н2O вследствие разогрева пробы при растирании содержание воды может уменьшиться от 20 до 5%.

Для правильного установления состава объекта и получения воспроизводимых результатов необходимо удалить влагу из образца, высушить его до постоянной массы или определить содержание воды, так как результат анализа следует пересчитать на постоянную массу. Чаще всего анализируемый образец высушивают на воздухе или в сушильных шкафах при относительно высокой температуре (105 – 120 °С).

Длительность и температуру высушивания образца, зависящие от его природы, устанавливают заранее экспериментально (например, методом термогравиметрии). Если какие-либо особые указания на этот счет в методике отсутствуют, образцы сушат в сушильных шкафах при 110 °С в течение 1 – 2 ч. Иногда, особенно при сушке сложных объектов (пищевые продукты, растения, ряд геологических образцов и т. п.), используют вакуумную сушку или микроволновое излучение, что часто сокращает время сушки от часов до минут.

Если полностью удалить воду из пробы или высушить пробу до постоянной массы не удастся, то воду определяют в нескольких пробах, отобранных для анализа на другие компоненты.

Известно большое число методов определения воды. Так, воду определяют гравиметрически косвенным или прямым методом. В косвенном методе о содержании воды судят по потере массы анализируемой пробы при ее высушивании или прокаливании. Этот метод часто не дает правильных результатов, что связано с трудностью определения температуры, необходимой для полного выделения воды, и потерей с водой летучих компонентов образца. Прямой гравиметрический метод основан на поглощении выделившейся из образца воды подходящим поглотителем, чаше всего безводным перхлоратом магния. О содержании воды судят по увеличению массы предварительно взвешенного поглотителя. Часто для определения воды применяют титриметрический метод с использованием реагента Фишера.

Для определения воды часто используют и такие методы, как газожидкостная хроматография и ИК-спектроскопия.