Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) icon

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал)



НазваниеЮжно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал)
Дата конвертации23.08.2012
Размер300.56 Kb.
ТипМетодические указания


Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Южно-Российский государственный

технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

Шахтинский институт (филиал)



МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО ЭКОЛОГИИ


Новочеркасск – 2005


Составители: Котлярова В.В., ассистент

Кураков Ю.И., к.т.н., доцент

Молчанов С.В., ст. преподаватель

Маликов И.Н., ст. преподаватель


Методические указания к лабораторным работам по экологии рассмотрены и обсуждены на заседании кафедры «Физика и химия» Шахтинского института (филиала) ЮРГТУ (НПИ) и рекомендованы к использованию в учебном процессе.


^ Протокол № 1 от 31 августа 2005 года.


Методические указания к лабораторным работам по экологии содержат методику проведения лабораторных работ, указания по обработке результатов, образец оформления отчета. Методические указания предназначены для студентов специальности 071900 «Информационные системы в технике и технологии». Методические указания могут быть полезны и другим специальностям, изучающим курс экологии.


 ЮРГТУ (НПИ), 2005

 Авторы, 2005


^ Правила работы в лаборатории



  1. Перед каждым лабораторным занятием необходимо проработать соответствующий лекционный материал и материал настоящего методического указания.

  2. Лабораторные работы выполнять тщательно, аккуратно, без лишней торопливости, соблюдать в лаборатории тишину.

  3. Работать всегда на своем рабочем месте, не загромождать рабочее место сумками, портфелями, свертками и т.п.

  4. Реактивы брать в количествах, указанных в методике проведения лабораторной работы, не уносить приборы и реактивы общего пользования на свое рабочее место.

  5. Внимательно наблюдать за ходом опыта, отмечая каждую его особенность (выпадение осадка, появление запаха, изменение окраски и т.п.).

  6. После употребления реактива банку или склянку тотчас же закрыть пробкой и поставить на место.

  7. При наливании реактивов не наклоняться над сосудом во избежание попадания брызг на лицо.

  8. При нагревании жидкости пробирку держать отверстием от себя и от окружающих.

  9. Нюхать выделяющиеся газы нужно издали, слегка направляя поток воздуха от сосуда к себе рукой.


  10. Без указания преподавателя не проводить никаких дополнительных опытов.

  11. После окончания работы вымыть использованную посуду, выключить воду, электроприборы, привести в порядок рабочее место и сдать дежурному лаборанту.

  12. По каждой лабораторной работе составить отчет, который должен содержать название лабораторной работы, дату выполнения, цель работы и основные задачи, перечень приборов и реактивов, методику проведения лабораторной работы, математическую обработку результатов измерения, результаты исследований, их анализ и выводы по работе. Образец оформления лабораторной работы приведен в приложении 1.


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПЫЛЕННОСТИ ВОЗДУХА


Атмосфера — газовая оболочка Земли; ее роль в природных процессах биосферы огромна. По своему составу атмосферу разделяется на первостепенные компоненты (кислород, азот) и второстепенные компоненты (углекислый газ, инертные газы, аммиак, метан, диоксид серы, озон, твердые частицы примесей и т.п.). Различные негативные изменения атмосферы связаны с изменением концентрации именно второстепенных компонентов воздуха. Основным загрязнителем атмосферы на настоящий момент является антропогенная деятельность; к главным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия топливно-энергетического комплекса, транспорт, машиностроительные предприятия и предприятия химической промышленности. В результате хозяйственной деятельности человека в атмосферу поступает не только большое количество различных газов, но и огромное количество твердых частиц: пыль, копоть, сажа.


^ Цель работы: изучение методов оценки запыленности воздуха.

Основная задача: определение степени запыленности воздуха.

Приборы и реактивы: образец снега или воды для анализа, бумажные фильтры, технохимические весы с разновесами, штатив с зажимом, стеклянная воронка, стеклянная палочка, коническая колба емкостью 250 см³, мерный цилиндр емкостью 100 см³, сушильный шкаф.


^ Методика проведения лабораторной работы

Запыленность воздуха зимой определяют по характеру загрязнения снежного покрова. Отбор проб снега производится через 10-14 дней после его выпадения с площади 1 м², на всю глубину снежного покрова. В теплое время года пылевую нагрузку на атмосферу определяют с помощью кювет с дистиллированной водой, которые выдерживают в течение 10-15 дней в месте отбора пробы, с периодическим добавлением воды для предотвращения ее полного испарения.

Образец снега растопить в подходящей емкости (в кювете) при комнатной температуре, отмерить в мерном цилиндре 100 мл талой воды (или собранной воды, если анализ проводится в теплое время).

На технохимических весах взвесить сухой бумажный фильтр. В штативе закрепить стеклянную воронку, положить в нее фильтр, смочить его несколькими каплями дистиллированной воды для плотного прилегания фильтра к стенкам воронки, образец воды тщательно перемешать и воду отфильтровать через фильтр в коническую колбу.

Высушить фильтр с осадком в сушильном шкафу при температуре 105°С, взвесить высушенный фильтр с пылью. Для достоверности результатов определения запыленности воздуха опыт повторить еще дважды. Массу сухого чистого бумажного фильтра и массу фильтра с пылью занести в табл. 1.

^ Обработка результатов

Рассчитать массу пыли и пылевую нагрузку (размерность пылевой нагрузки Р — г/м²·сут ) в центральной части г. Шахты по формуле:

Р=,

где m — масса фильтра с осадком, г;

n — масса пустого фильтра, г;

S — площадь поверхности снежного покрова, м²;

t — время между началом выпадения снега и отбором пробы, сутки.

Среднюю пылевую нагрузку найти как среднее арифметическое данных трех опытов:

Рср=(Р1+Р2+Р3)/3,

где Рср — средняя пылевая нагрузка;

Р1 — значение пылевой нагрузки, полученное в первом опыте;

Р2 — значение пылевой нагрузки, полученное во втором опыте;

Р3 — значение пылевой нагрузки, полученное в третьем опыте.

Опытные данные и результаты вычислений занести в табл. 1.


Таблица 1

^ Характеристика условий и результатов опыта



п/п

Масса

сухого

фильтра

m, г

Масса

фильтра с

пылью

n, г

Площадь

поверхности

S, м²

Время t,

сутки

Пылевая

нагрузка

Р, г/(м²·сут.)

Средняя

Пылевая

Нагрузка

Рср, г/(м²·сут.)

1



















2
















3

















Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о степени запыленности воздуха в населенном пункте, учитывая, что запыленность считается выше среднего, если превышает значение 0,02 г/м².


Контрольные вопросы

  1. Какой состав и строение имеет атмосфера?

  2. В чем заключается защитная роль земной атмосферы?

  3. Какое влияние оказывает загрязнение атмосферы на здоровье людей, животных, растительность, на погоду и климат?

  4. Какова роль автотранспорта в загрязнении воздуха в городах?

  5. Что такое смог и как он образуется? Какое влияние оказывает смог на окружающую среду?


Литература: [1, гл 6, с.205 - 270; 2, с.16, 244; 4, с.12 - 18].


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2


АНАЛИЗ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ


Природная вода подвержена максимальному антропогенному воздействию и загрязнению, по своему характеру загрязнители воды разделяют: на легко поддающиеся разложению органические вещества (бытовые стоки), трудно или совсем не поддающиеся разложению (промышленные стоки), соли (хлориды, сульфаты, нитраты) и соединения тяжелых металлов (олова, сурьмы, ртути, кадмия и др.)

Анализ данных гидрометслужбы по качеству донской воды за последние 10 лет показывает, что в местах забора питьевой воды для городов Ростова, Шахт, Новочеркасска ПДК ряда соединений превышены во много раз (по фенолам — в 27-50 раз, по нефтепродуктам — до 50 раз, по ПАВ — в 3 раза и т.п.).

Подготовка природной воды для питьевых целей включает в себя целый ряд мероприятий: грубая фильтрация, тонкая фильтрация, обеззараживание хлором (этот метод в России используется более 100 лет, но является наименее эффективным с эколого-гигиенических позиций), использование адсорбентов, поглощающих нефтепродукты, ПАВ, канцерогенные вещества, соединения тяжелых металлов и др. Моральное и техническое старение установок по очистке природной воды приводит к ухудшению качества питьевой воды, накоплению в питьевой воде соединений хлора, железа, серы, вследствие чего могут поражаться различные системы и органы человека.


^ Цель работы: изучение методов химического анализа питьевой воды.

Основная задача: определение рН воды и качественное определение ионов Fе3+ и остаточного активного хлора в водопроводной воде.

^ Приборы и реактивы: пробирки, универсальная индикаторная бумага, 20% раствор роданида калия, конц. раствор азотной кислоты, 3% раствор пероксида водорода, ацетатный буферный раствор, йодид калия твердый, 0,5% раствор крахмала, 0,01 н, раствор тиосульфата натрия, бюретка, колба коническая (250 мл).


^ Методика проведения лабораторной работы

1. Определение рН водопроводной воды. С помощью универсальной индикаторной бумаги определить рН водопроводной воды.

^ 2. Качественное определение ионов Fе3+ в водопроводной воде. В пробирку налить 5 мл воды, подкислить 1-2 каплями азотной кислоты, добавить к раствору несколько капель пероксида водорода и 0,5 мл 20% раствора роданида калия. Оценить присутствие ионов железа в водопроводной воде.

^ 3. Определение остаточного активного хлора в водопроводной воде. В коническую колбу насыпать 0,5 г йодида калия, растворить в 1-2 мл дистиллированной воды, прибавить 10 мл буферного раствора и 150 мл анализируемой воды. Колбу закрыть бумажным колпачком и поместить в темное место. Через 10 мин. выделившийся йод оттитровать раствором тиосульфата натрия до появления соломенно-желтой окраски. Затем прибавить в колбу 1 мл раствора крахмала и продолжать титрование тиосульфатом натрия до полного исчезновения синего окрашивания.


^ Обработка результатов

При определении содержания ионов Fе3+ учитывают интенсивность окраски: при наличии розового окрашивания можно сделать вывод о содержании в воде ионов железа в концентрации 0,1 мг/л, при появлении ярко – красного окрашивания — ионы железа присутствуют в концентрации более 10 мг/л.

Понятие «активный хлор» включает в себя не только содержание растворенного хлора в водопроводной воде, но соединения, которые образуются при ее хлорировании — хлораты, гипохлориты, хлорамины и др. Определение остаточного активного хлора в водопроводной воде при избыточном хлорировании определяется по формуле:

Х =,

где Х — содержание остаточного активного хлора, мг/л;

а — объем раствора тиосульфата натрия, мл;

с — концентрация раствора тиосульфата натрия (в данном опыте 0,01н. раствор тиосульфата натрия);

V — объем воды, взятый для анализа.

Результаты данных химического анализа водопроводной воды занести в табл. 1.

Таблица 1

^ Экспериментальные данные опыта

№ п/п

Наименование опыта

Наблюдаемый результат

1

Определение рН водопроводной воды.




2

Качественное определение ионов Fе3+ в водопроводной воде




3

Определение остаточного активного хлора в водопроводной воде





Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о качестве водопроводной воды, о степени ее загрязненности.


Контрольные вопросы

  1. Как происходит очистка природной воды для ее использования в питьевых целях?

  2. В чем заключается химический процесс очистки воды?

  3. Какое влияние оказывает избыточное хлорирование питьевой воды на здоровье людей и домашних животных?

  4. Какие существуют альтернативные (без использования хлора) методы химической очистки воды?

  5. Как происходит естественная очистка воды в природе?

Литература: [1, гл 6, с.205 - 270; 2, с.41, 184; 3, с.122- 128].


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ПРИРОДНОЙ ВОДЫ


Вода — самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете, она присутствует во всей биосфере и является основой всех жизненных процессов и единственным источником кислорода в главном движущем процессе на Земле — фотосинтезе.

В нашем регионе важнейшим источником пресной воды является река Дон, вода которого на настоящий момент оказалась самой уязвимой частью природы. По данным гидрометслужбы по качеству воды в Ростовской области ежегодно в Дон и его притоки поступает 110 – 120 т органических загрязнений, 900 – 1500 т хлоридов, 10 – 100 кг цинка, 40 – 200 кг никеля, 6 – 9 кг меди, до 1,5 т железа, до 10 т фосфатов.


^ Цель работы: изучение органолептических методов анализа природной воды.

Основная задача: определение показателей качества воды органолептическим методом.

^ Приборы и реактивы: стеклянный цилиндр, градуированный по высоте, стандартный шрифт с высотой букв 3,5 мм, универсальная индикаторная бумага, коническая колба емкостью 250 мл, пробирка.


Методика проведения лабораторной работы

^ 1. Определение прозрачности воды. Установить цилиндр на стандартный шрифт, цилиндр наполнить исследуемой водой, до такой высоты, пока буквы, рассматриваемые сверху, станут плохо различимы. Определить высоту водяного столба в см.

^ 2. Определение цветности воды. Для определения цветности цилиндр с водой от предыдущего опыта установить на лист белой бумаги и рассмотреть сверху на белом фоне при дневном освещении.

^ 3. Определение запаха воды. Характер запаха описать словесно.

4. Определение рН природной воды. С помощью универсальной индикаторной бумаги определить рН природной воды.


^ Обработка результатов

Прозрачность воды зависит от наличия примесей и взвешенных частиц (ила, глины, песка), от содержания микроорганизмов. Чистая вода, взятая в малом объеме, бесцветна. В толстом слое она имеет голубоватую окраску. Изменение окраски природных вод связана с интенсивным развитием микроорганизмов, водорослей (зеленые оттенки), с наличием гумуса (оттенки желтого и бурого цвета), присутствием солей железа (бурый цвет). Запах воды обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем или со сточными водами. По характеру запахи делятся на две основные группы: естественного (землистый, травянистый, плесневелый, тухлый, гнилостный и т. п.) и искусственного (ацетоновый, уксусный, спиртовой, бензиновый, хлорный, фенольный и т. п.) происхождения. Интенсивность запаха оценивается по пятибалльной шкале согласно табл. 1.


Таблица 1

^ Характеристика интенсивности запаха природной воды

Баллы

Характеристика

интенсивности

Качественная характеристика запаха

0

Никакой

Отсутствие ощутимого запаха

1

Очень слабая

Едва ощутимый запах

2

Слабая

Запах, не привлекающий внимания

3

Заметная

Легко обнаруживаемый запах

4

Отчетливая

Сильный запах

5

Очень сильная

Запах очень интенсивный


Изменение рН среды природной воды происходит вследствие антропогенного воздействия, что приводит к гибели живых организмов: при рН = 7,5 происходит интенсивное цветение водоема, при рН = 6,0 погибают улитки и ракообразные, при рН = 5,0 исчезает фитопланктон, при рН = 4,5 начинают развиваться анаэробные процессы, водоем как наземная экосистема пресноводного, морского или болотного типа перестает существовать.

Результаты химического анализа органолептическим методом занести в табл. 2.


Таблица 2

^ Экспериментальные данные анализа

органолептическим методом природной воды



п/п

Наименование опыта

Наблюдаемый

результат

Вероятная причина

данного состояния

природной воды

1

Определение прозрачности воды







2

Определение цветности воды







3

Определение запаха воды







4

Определение рН воды








Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о качестве природной воды, о степени ее загрязненности и возможности использования после соответствующей очистки в питьевых целях.


Контрольные вопросы

  1. Какой состав и строение имеет гидросфера?

  2. В чем заключается гомеостаз водоемов?

  3. Какое влияние оказывает загрязнение гидросферы на здоровье людей, животных, растительность, на погоду и климат?

  4. Какова роль антропогенной деятельности в процессах загрязнения гидросферы?

  5. Какие существуют меры по сохранению гидросферы?

  6. Какие существуют методы очистки бытовых и промышленных сточных вод?


Литература: [1, гл 6, с.205 - 270; 2, с.41, 184; 3, с.122- 128].


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4


ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЯЕМОСТИ ВОДЫ


Природная вода (какого бы высокого качества она не была) всегда содержит примеси неорганического и органического происхождения. В природе окисляемость воды обусловлена, прежде всего, присутствием микроорганизмов и разнообразных органических веществ, а также, сероводорода, ионов железа (II). Величина окисляемости – важная гигиеническая характеристика воды, которая характеризует степень биологического загрязнения. Внезапное повышение окисляемости воды, как правило, является следствием загрязнения ее бытовыми стоками. Грунтовые незагрязненные воды имеют окисляемость около 4 мг/л О2, озерные воды – 5–8 мг/л О2, болотные – до 400 мг/л О2, окисляемость речных вод колеблется в широких пределах: от 1 до 60 мг/л О2, что связано с наличием биологических сгущений в толще речных вод. Для питьевой воды окисляемость должна быть не более 15 мг/л О2, а в канализационных водах она варьируется от 100 до 700 мг/л О2.


^ Цель работы: изучение методов анализа окисляемости воды.

Основная задача: определение степени окисляемости воды.

Приборы и реактивы: проба природной и питьевой воды, пробирки (2 шт.), пипетка, 0,03% раствор KМnO4.


Методика проведения лабораторной работы

^ 1. Определение степени окисляемости природной воды. В пробирку налить 3 – 4 мл исследуемой воды, добавить к воде 3 капли раствора KМnO4, оставить полученный раствор на 20 минут. Спустя означенное время пронаблюдать окраску полученного раствора.

^ 2. Определение степени окисляемости питьевой воды. Отбор пробы водопроводной воды для анализа берут сразу же после открытия крана при толщине водяной струи около 0,5 см. В пробирку налить 3 – 4 мл исследуемой воды, добавить к воде 3 капли раствора KМnO4, оставить полученный раствор на 20 минут. Спустя означенное время пронаблюдать окраску полученного раствора.


^ Обработка результатов

Результаты химического анализа занести в табл. 1.

Таблица 1

Экспериментальные данные определения окисляемости воды



п/п

Наименование опыта

Наблюдаемый результат

(окраска воды в пробирке)

Вывод о наличии примесей

и степени загрязнения

органическими примесями

1

Проба природной воды







2

Проба питьевой воды








Вывод о степени загрязнения воды органическими примесями делается на основе окраски воды в пробирке: если малиновая окраска сохраняется — вода по содержанию органических примесей является удовлетворительной, если окраска стала желтоватой или темно-бурой — вода является недоброкачественной.


Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о степени окисляемости природной и водопроводной воды, описать предполагаемые источники увеличения степени окисляемости воды.


Контрольные вопросы

  1. Что называется окисляемостью воды?

  2. Почему природные воды имеют различные показатели окисляемости?

  3. Какое влияние оказывает повышение уровня окисляемости природной воды на здоровье людей, животных, растительность?

  4. Какова роль антропогенной деятельности в увеличении степени окисляемости природных вод?


Литература: [1, гл 6, с.205 - 270; 2, с.41, 184; 3, с.122- 128].


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5


АНАЛИЗ ПОЧВЫ


Качество почвы зависит от длительности возделывания земли и культуры земледелия, образование плодородного слоя или гумуса составляет сотни и даже тысячи лет. В Ростовской области черноземы составляют основной фонд для возделывания многих сельскохозяйственных культур, но, к сожалению, распаханность территории области превышает все допустимые нормы, что приводит к уменьшению полезных свойств почвы и вынос питательных веществ из почвы — донские черноземы за последние 100 лет потеряли 10 – 15 см плодородного гумуса, что составляет примерно треть от его содержания в почве. Деградация почвы происходит не только в процессе сельскохозяйственной деятельности, но и в результате горного производства (отвалы пород объединения «Ростовуголь» составляют более 500 га), химического загрязнения (у Новочеркасской ГРЭС ПДК многих веществ в почве превышено в десятки раз).


^ Цель работы: изучение методов анализа почвы.

Основная задача: качественное определение химических составляющих почвы.

Приборы и реактивы: образец почвы, фарфоровая чашка, стеклянная палочка, пипетки (3 шт.), 10% раствор соляной кислоты, 20% раствор хлорида бария, универсальная индикаторная бумага, коническая колба (250 мл), 20% раствор роданида калия, конц. раствор азотной кислоты, 3% раствор пероксида водорода.


^ Методика проведения лабораторной работы

Представленную пробу почвы разделяем примерно на две части: примерно пятую часть пробы оставляем в сухом виде, а большую часть засыпаем в коническую колбу, заливаем дистиллированной водой, причем слой вода должен быть выше слоя почвы на 2 см, тщательно перемешиваем.

^ 1. Качественное определение карбонатов. Сухую часть почвы пересыпаем в фарфоровую чашку и приливаем пипеткой несколько капель соляной кислоты, почва начинает «пениться» от выделения пузырьков углекислого газа.

^ 2. Определение рН почвы. Осторожно слить водную вытяжку с поверхности почвы в пробирку и с помощью индикаторной бумаги определить ее рН.

3. Качественное определение наличия в почве сульфатов. В пробирку налить примерно 5 мл водной вытяжки почвы, прибавить несколько капель соляной кислоты и 2 – 3 мл раствора хлорида бария.

^ 4. Качественное определение наличия в почве ионов железа Fе3+. В пробирку налить 5 мл водной вытяжки, подкислить 1 – 2 каплями азотной кислоты, добавить к раствору несколько капель пероксида водорода и 0,5 мл 20% раствора роданида калия. Оценить присутствие ионов железа в почве.


^ Обработка результатов

При определении содержания карбонатов учитывают интенсивность выделения газа, если почва «вскипает» от 10% соляной кислоты, то ее относят к группе карбонатных пород.

При определении величины рН, учитываем, что почвы бывают сильнокислыми (рН = 4), кислые (рН = 5), слабокислые (рН = 6), нейтральные (рН = 7) и щелочные (рН = 8).

При определении содержания сульфатов учитывают интенсивность выпадения осадка, если образуется мелкокристаллический белый осадок, то в почве присутствуют сульфаты в количестве десятых долей процентов, если же в результате реакции образуется только помутнение раствора — сульфаты в почве присутствуют в количестве тысячных долей процентов.

При определении содержания ионов Fе3+ учитывают интенсивность окраски: при наличии розового окрашивания можно сделать вывод о содержании в водной вытяжке ионов железа в концентрации 0,1 мг/л, при появлении ярко – красного окрашивания — ионы железа присутствуют в концентрации более 10 мг/л.

Результаты химического анализа почвы занести в табл.1.

Таблица 1

^ Экспериментальные данные опыта

№ п/п

Наименование опыта

Наблюдаемый результат

1

Качественное определение карбонатов




2

Определение рН почвы




3

Качественное определение наличия в почве сульфатов




4

Качественное определение наличия в почве ионов железа Fе3+





^ Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о химическом составе почвы.


Контрольные вопросы

  1. Какой состав имеет почва?

  2. Какие существуют виды эрозии почвы?

  3. Какое влияние оказывает антропогенная деятельность на состояние почвенного покрова?

  4. Перечислите виды негативного воздействия горного производства на почвенный покров?

Литература: [2, с. 80, 84; 4, с.24 – 28, 6, с.546 - 583].


^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6


АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ


Рациональное, сбалансированное и экологически чистое питание обеспечивает нормальную жизнедеятельность, рост и развитие человеческого организма, его физическую и умственную работоспособность, высокую сопротивляемость по отношению к негативным фактором среды. Некачественные продукты питания вызывают не только заболевания органов пищеварения (в России в связи с заболеваниями органов пищеварения ежедневно не работает от 50 до 100 тыс. человек), но и общее нарушения состояния здоровья (примерно 70% населения России имеют те или иные хронические заболевания).

С помощью химического анализа можно определить свежесть продуктов питания и установить факты наиболее существенной их фальсификации: добавление воды в молоко, снятие сливок, подмену одних твердых жиров другими, наличие вредных веществ и т. Д.


^ Цель работы: изучение методов анализа наиболее распространенных продуктов питания.

Основная задача: качественное определение свежести мяса и количественное определение кислотности молока.

^ Приборы и реактивы: перемолотое мясо (5 г), молоко (150 мл), раствор метиленовой сини, три пробирки, водяная баня, стеклянная палочка, химический стакан, 0,1 н. раствор гидроксида калия, фенолфталеин, титровальная установка.


Методика проведения лабораторной работы

^ 1. Качественное определение свежести мяса. Порча мяса происходит вследствие жизнедеятельности микроорганизмов, при котором образуются аммиак, сероводород, индол, скатол и некоторые другие вещества и сопровождающегося появлением отвратительного запаха.

В пробирку поместите 0,5 г хорошо измельченного мяса, определите запах (свежий, кисловатый, гнилостный), после чего наполните ее почти доверху теплой дистиллированной водой и прибавьте 0,5 мл раствора метиленовой сини, поставьте пробирку на водяную баню, нагретую до 90°С, и выдерживайте при этой температуре, наблюдая, в течение какого времени произойдет обесцвечивание жидкости. Если окраска метиленовой сини исчезнет менее чем через 0,5 ч, то это означает, что мясо находится в прогрессирующей стадии разложения. Для достоверности достигнутого результата опыт повторяют три раза.

^ 2. Количественное определение кислотности молока. К 50 мл молока прибавьте 4 мл раствора фенолфталеина и титруйте полученную смесь раствором щелочи до появления розовой окраски. Для достоверности результат опыт повторите три раза.


^ Обработка результатов

Результаты качественного определения свежести мяса занесите в табл.1.


Таблица 1

Экспериментальные данные определения свежести мяса

№ опыта

Определяемый запах

Время обесцвечивания метиленовой сини, мин

1







2







3








Результаты количественного определения кислотности молока занесите в табл.2, при этом учитывая, что удвоенный объем прибавленного реагента (в миллилитрах) численно равен количеству градусов кислотности молока.


Таблица 2

^ Экспериментальные данные определения кислотности молока

№ опыта

Количество 0,1 н.

раствора гидроксида калия, мл

Кислотность молока, %

Средняя кислотность молока, %

1










2







3








Среднюю кислотность молока найти как среднее арифметическое данных трех опытов:

Кср= (К1 + К2 + К3) / 3,

где Кср — средняя кислотность молока;

К1 — значение кислотности молока, полученное в первом опыте;

К2 — значение кислотности молока, полученное во втором опыте;

К3 — значение кислотности молока, полученное в третьем опыте.


Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о свежести мяса и кислотности молока, учитывая, что свежее молоко должно иметь 16 - 18 и не выше 21 градусов кислотности, а также о возможности употребления данных продуктов в пищу.


Контрольные вопросы

  1. В чем заключается экологическая роль продуктов питания для человечества как популяции?

  2. Какие существуют методы анализа пищевых продуктов?

  3. В чем заключается негативное воздействие некачественных продуктов питания на здоровье людей?

  4. Какие продукты питания относятся к экологически чистым, а какие — к экологически приемлемым?

  5. Какие меры предпринимаются в нашей стране по улучшению качества продуктов питания, поставляемых населению?


Литература: [1, гл. 7, с. 294 - 304; 5, с.800 – 801; 6 , с. 175 - 200]

^ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7


АНАЛИЗ ЖИДКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ


Нефть — это сложная смесь различных углеводородов, химический состав которой зависит главным образом от месторождения нефти.

Нефть служит сырьем для получения различных видов жидкого и газообразного топлива, смазочных масел и консистентных смазок, пластмасс, искусственного каучука, различных лекарственных препаратов, красителей и многих других веществ.

Любой нефтепродукт должен отвечать требованиям ГОСТ’а, в котором указаны основные физические и физико-химические свойства продукта: плотность, вязкость, температура воспламенения, содержание примесей: воды, кислот, щелочей, сернистых, азотистых органических соединений и т.п.

В качестве примера в табл. 1 приведены основные данные, характеризующие некоторые виды моторного топлива.


Таблица 1

^ Характеристика моторного топлива

Свойства топлива

Бензин по ГОСТ 2084–56

Керосин

Тракторный по

ГОСТ 1842–52

А-72


А-76

Октановое число

72

76

40

Кислотность (количество мг КОН, необходимое для нейтрализации кислот в 100 мл нефтепродукта)

3

2

4,5

Содержание смол в 100 мл, мг

5

2

40

Содержание серы, %

0,15

0,10

1 - 2


Вода содержится в нефти и нефтепродуктах в виде стойкой эмульсии. Присутствие воды в нефтепродуктах нежелательно не только из-за возможности серьезных повреждений отдельных частей машин и приборов (при низких температурах в топливе могут образовываться кристаллы льда), но и вследствие возрастания экологической нагрузки на окружающую среду. Присутствие воды не позволяет сгорать топливу до конца, и в атмосферу вместе с продуктами сгорания моторного топлива выбрасывается и значительное количество жидких нефтепродуктов.

В нефтепродуктах наряду с водой могут присутствовать и другие нежелательные примеси, приводящие к негативным экологическим последствиям: органические соединения серы, сероводород, получающийся при термической переработке нефти и свободная сера, обладающие высокой корродирующей способностью и способностью образования экотоксикантов.


^ Цель работы: изучение методов анализа светлых и темных нефтепродуктов.

Основная задача: качественное определение воды и серы в светлых и темных нефтепродуктах.

^ Приборы и реактивы: пробирка (15-20 мл), пробка с отверстием, термометр со шкалой до 100˚С, перманганат калия (порошок), медная проволочка, шлифовальная шкурка, пробирка (15-20 мл) с корковой пробкой, водяная баня, этанол.


^ Методика проведения лабораторной работы

В зависимости от природы исследуемого нефтепродукта применяют различные способы качественного определения воды. В случае светлых нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо) выполняют пробу Клиффорда. Для определения влаги в смазочных маслах и других темных нефтепродуктах, а также в сырой нефти проводят пробу на «потрескивание».

^ 1. Проба Клиффорда. 2-3 мл светлого нефтепродукта встряхните в пробирке или делительной воронке с 100-200 мг порошка перманганата калия. При наличии в анализируемом веществе влаги появляется быстро исчезающее слабо-розовое окрашивание.

^ 2. Проба на потрескивание. Возьмите сухую стеклянную пробирку длиной 120-150 мм и диаметром 10-15 мм, налейте в нее анализируемое вещество до высоты 80-90 мм и закройте пробкой с отверстием, в которое вставлен термометр со шкалой до 100˚С. Шарик термометра должен находиться по возможности на равных расстояниях от стенок пробирки и на высоте 20-30 мм от ее дна. Нагрейте пробирку с исследуемым продуктом на водяной бане до температуры 90-95˚С. При наличии в пробе воды содержимое пробирки начинает пениться, слышится треск, пробирка вздрагивает, а капельки масла на ее внутренних стенках мутнеют.

^ 3. Качественное определение серы в моторном топливе (проба с медной проволочкой).

Наиболее распространенным способом качественного определения активных сернистых соединений является проба на медную проволочку. Качественное определение серы в моторном топливе проводится при температуре около 90˚С.

Возьмите медную проволочку, зачистите ее шлифовальной шкуркой, протрите этанолом, высушите и опустите в стеклянную пробирку, заполненную анализируемым топливом до высоты 60 мм. Пробирку закройте плотно пригнанной корковой пробкой и поместите в водяную баню, нагретую до 90˚С.

Через 0,5 ч извлеките проволочку и внимательно рассмотрите. Если она покрылась налетом любого цвета или пятнами, топливо считается не выдержавшим испытания. Каждый образец анализируют не менее двух раз.

^ Обработка результатов

Результаты химического анализа занести в табл. 2.


Таблица 2

Экспериментальные данные опыта



Наименование опыта

Наблюдаемый результат

Вывод о наличии примесей

1

Проба Клиффорда







2

Проба на потрескивание







3

Качественное определение серы








Выводы

Проанализировать полученные результаты и сделать вывод о степени загрязненности представленных нефтепродуктов примесями и возможном негативном влиянии продуктов сгорания данных видов топлива на окружающую среду.


Контрольные вопросы

  1. Какой состав имеет жидкое топливо?

  2. Какова роль автотранспорта в загрязнении окружающей среды?

  3. В чем заключается негативная роль продуктов сгорания топлива на здоровье людей, животных, растительность, на погоду и климат?

  4. Какие продукты сгорания топлива относятся к экотоксикантам?

  5. Какие меры предпринимаются в нашей стране по уменьшению вредного воздействия продуктов сгорания топлива на окружающую среду?


Литература: [1, гл 6, с.205 - 270; 2, с.16, 213, 244; 4, с.38 – 43;

6 гл. 7, с. 175 - 200].


ЛИТЕРАТУРА


  1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учебник для вузов. — М.: Юнити, 1999. — 455 с.

  2. Вронский В.А. Прикладная экология: учебное пособие. Ростов н/Д: Изд-во «Феникс», 1996. — 512 с.

  3. Инженерная экология. Учебное пособие для вузов. Л.: Наука, 1991, 252 с.

  4. Кукушин В.С. Экология человека (проблемы выживания). Ростов н/Д. НМЦ «Логос», 1994. — 240 с.

  5. Соколов В.Е. Фундаментальные биологические и экологические исследования // Вестник РАН. 1994. Т.64. №9 с. 797-809.

  6. Экология: учебное пособие/ под ред. проф. В.В. Денисова. Серия «Учебный курс». — Ростов н/Д: издательский центр «МАРТ», 2002. — 640 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1


^ ОБРАЗЕЦ ОФОРМЛЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 6


АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ


Цель работы: изучение методов анализа наиболее распространенных продуктов питания.

^ Основная задача: качественное определение свежести мяса и количественное определение кислотности молока.

Приборы и реактивы: перемолотое мясо (5 г), молоко (150 мл), раствор метиленовой сини, три пробирки, водяная баня, стеклянная палочка, химический стакан, 0,1 н. раствор гидроксида калия, фенолфталеин, титровальная установка.

Методика проведения лабораторной работы

^ 1. Качественное определение свежести мяса. В пробирку поместили 0,5 г хорошо измельченного мяса, определили запах, после чего наполнили ее почти доверху теплой дистиллированной водой и прибавили 0,5 мл раствора метиленовой сини, поставили пробирку на водяную баню, нагретую до 90°С, и выдерживая при этой температуре, наблюдали время, в течение которого произошло обесцвечивание. Для достоверности достигнутого результата опыт повторили три раза.

^ 2. Количественное определение кислотности молока. К 50 мл молока прибавили 4 мл раствора фенолфталеина и титровали полученную смесь раствором щелочи до появления розовой окраски. Для достоверности результат опыт повторили три раза.


^ Обработка результатов


Таблица 1

Экспериментальные данные определения свежести мяса

№ опыта

Определяемый запах

Время обесцвечивания метиленовой сини, мин

1

кисловатый

22

2

кисловатый

20

3

кисловатый

20


Результаты количественного определения кислотности молока занесите в табл.2, при этом учитывая, что удвоенный объем прибавленного реагента (в миллилитрах) численно равен количеству градусов кислотности молока.


Таблица 2

^ Экспериментальные данные определения кислотности молока


№ опыта

Количество 0,1 н.

раствора

гидроксида калия, мл

Кислотность молока, %

Средняя

кислотность молока, %

1

9,0

18

18,46

2

9,5

19

3

9,2

18,4


Среднюю кислотность молока найдем как среднее арифметическое данных трех опытов:

Кср= (К1 + К2 + К3) / 3,

где Кср — средняя кислотность молока;

К1 — значение кислотности молока, полученное в первом опыте;

К2 — значение кислотности молока, полученное во втором опыте;

К3 — значение кислотности молока, полученное в третьем опыте.

Кср= (18 + 19+ 18,4) / 3 = 18,46.


Выводы

В результате выполнения данной лабораторной работы мы определили свежесть мяса органолептическим методом (определение запаха) и методом качественного химического анализа (обесцвечивание реагента). Представленный образец находится в начальной стадии разложения, т.к. мясо имеет кисловатый запах, обусловленный активной жизнедеятельностью гнилостных бактерий, и время обесцвечивания метиленовой сини имеет показатель менее 30 мин, поэтому употреблять его в пищу не рекомендуется.

В результате выполнения данной лабораторной работы мы определили методом количественного химического анализа кислотность молока. Представленный образец обладает кислотностью 18,46, что находится в переделах нормы для свежего молока, поэтому представленный продукт можно употреблять без риска для здоровья человека.






Похожие:

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 150402 «Горные машины и оборудование»
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 140604 «Электропривод и автоматика новый шифр название специальности (ей) промышленных установок и технологических комплексов»
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 230201. 65 «Информационные системы и новый шифр название специальности (ей) технологии» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «экология» для специальности (ей): 230201. 65 «Информационные системы и новый шифр название специальности (ей) технологии» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 080502 «Экономика и управление на предприятии новый шифр название специальности (ей) (по отраслям)» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 140604 «Электропривод и автоматика новый шифр название специальности (ей) промышленных установок и технологических комплексов» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «химия» для специальности (ей): 190603 «Сервис транспортных и технологических новый шифр название специальности (ей) машин и оборудования (по отраслям)» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) iconРабочая программа по курсу «физическая химия» для специальности (ей): 270106 «Производство строительных материалов, новый шифр название специальности (ей) изделий и конструкций» для специализаций
«Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) icon«Южно–Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» рабочая программа по дисциплине «химия»
Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана в соответствии с фгос впо утвержденного Ученым советом фгбоу впо...
Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал) icon«Южно–Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» рабочая программа по дисциплине «химия»
Рабочая программа составлена на основании рабочего учебного плана в соответствии с фгос впо утвержденного Ученым советом фгбоу впо...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов