ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЕБРА В ВОДЕ «СВЯТЫХ» ИСТОЧНИКОВ

ГОУ СПО ТО «НОВОМОСКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ОБЛАСТНОЙ ЗАОЧНЫЙ КОНКУРС ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ ПО ХИМИИ «ХИМИЯ ВОКРУГ НАС»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕРЕБРА В ВОДЕ «СВЯТЫХ» ИСТОЧНИКОВ

Авторы: студенты 3 курса специальности 240107 «Химическая технология неорганических веществ»

Вьюркова Ангелина Эдуардовна

Минаева Людмила Дмитриевна

Филина Виктория Андреевна

Руководители: Галибина Лариса Михайловна, преподаватель

                          Захарова Лариса Владимировна, преподаватель

АННОТАЦИЯ

      Природой создано уникальное по своим лечебным свойствам вещество – серебро, которое при  этом  не наносит никакого вреда   живым  существам. В небольших  количествах  серебро поступает в организм  вместе  с едой  и  водой. Свойства воды с повышенным  содержанием серебра отличаются от свойств обычной воды. Лечебные свойства серебряной воды заключаются в её повышенной чистоте, которая помогает упрочить иммунитет, бороться с инфекционными заболеваниями, проводить обеззараживание ран, нагноений и т.д.

      В Новомосковском районе имеются святые источники, по словам местных жителей, содержащие серебро. Поэтому была поставлена задача найти и отработать методику  определения содержания ионов серебра в воде и дать практические рекомендации по применению воды этих источников. Были проведены исследования воды из святых источников, находящихся у деревни Осаново, в  районе посёлка  Клин, а также исследована вода из Свято – Успенского Монастыря и Храма  «Нечаянной Радости».

Для достоверности и воспроизводимости результатов была проведена статистическая обработка результатов анализов.

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                               стр

      Введение                                                                                                                    4                                                

1. Задачи исследования                                                                                           5
2. Объекты и методы исследования                                                                       5
3. Приготовление исходных растворов и реактивов                                            6
4. Результаты и обсуждения                                                                                   7
5. Статистическая обработка результатов эксперимента                                    8
6. Выводы                                                                                                                14

Литература                                                                                                                15

ВВЕДЕНИЕ

Богатство растет на золоте, а здоровье — на серебре.

   Природой создано уникальное по своим лечебным свойствам вещество – серебро, которое при этом не наносит никакого вреда живым существам.

В настоящее время установлено, что ионы серебра действуют более чем на 650 видов патогенных бактерий, вирусов и грибков (спектр действия любого антибиотика 5-10 видов бактерий),  в 1750 раз превосходя по силе действия «карболку» и в 3,5 раза сулему. Серебряная вода убивает микробы даже лучше хлора. При этом можно не опасаться передозировки.

    Как показали исследования, действующим и наиболее активными элементами серебра являются не сами атомы серебра, а его ионы Ag+ . Они легко проникают в ткани живого организма и свободно циркулируют в кровотоке и жидких средах тканей. Ионы серебра встречаясь с патогенными микробами, вирусами и грибками, также легко проникают через их внешнюю оболочку и приводят к их гибели, при этом. никак не влияя на полезную микрофлору и не вызывая дисбактериоза. Ионы серебра необходимы для нормальной деятельности желез внутренней секреции, мозга, печени и костной ткани. В малых дозах они оказывают омолаживающее действие на кровь и благотворно влияют на протекание физиологических процессов в организме. При этом отмечается стимуляция кроветворных органов, увеличивается число лимфоцитов и моноцитов, эритроцитов и процент гемоглобина, а также замедляется СОЕ.

На сегодняшний день вода, обогащенная ионами серебра, имеет широкую сферу применения. Многие авиакомпании используют ее на рейсах авиалайнеров для защиты пассажиров от возможных бактерий, вирусов. Еда и напитки для сотрудников космических станций создаются исключительно на основе жидкости этого вида. Ежедневное употребление жидкостей, содержащих активные ионы серебра, по мнению медиков, является эффективным профилактическим мероприятием; серебряная вода – отличное косметическое средство.

1. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Целью данной  работы было  определения содержания  ионов серебра в воде.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Просмотреть научно-техническую литературу по данной теме с целью выбора  методики определения серебра в воде.
2. Отработать выбранную методику в лабораторных условиях.
3. Определить содержание серебра в воде  святых источников.
4. Провести статистическую обработку результатов анализа для доказательства достоверности результатов.
5. Дать практические рекомендации по использованию воды этих источников.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

 Объектами исследования были:

 - вода из родника, расположенного возле деревни Осаново;

 - вода из храма «Нечаянная радость»;

 - вода из Свято – Успенского монастыря;

 - вода из святого источника посёлка Клин.

        С целью выбора методики определения серебра  было просмотрено большое количество литературных источников. За основу была взята методика определения содержания ионов серебра фотоколориметрическим  методом с использованием  процесса экстракции ионов серебра  раствором дитизона  в четырёххлористом углероде.

 Колориметрический метод анализа применяют главным образом для определения малых количеств веществ. Для проведения анализа требуется значительно меньше времени, чем для анализа химическими методами. Кроме того, при колориметрическом определении часто не нужно предварительно отделять определяемое вещество.

Пропись анализа:  pHопределения: 3,5,  λ = 462 нм,  ε = 30 600

Устанавливают рН = 3,5 (по рН-метру) анализируемого раствора пробы, содержащего не более 1% хлоридов, и экстрагируют серебро небольшими порциями раствора дитизона в четырёххлористом углероде до тех пор, пока органическая фаза не будет оставаться чисто зелёной. Экстракты объединяют и встряхивают два раза с 3 см3 смеси равных объёмов 20%-ного раствора хлорида натрия и 0,03н раствора соляной кислоты. Полученный водный раствор разбавляют до 60 см3 и снова экстрагируют раствором дитизона с концентрацией 13 мкг/ см3.Экстракт фотометрируют при длине волны 462 нм. Фотометрические определения проводились на приборе КФК-2МП

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ РАСТВОРОВ И РЕАКТИВОВ

1. Дитизон, раствор в CCl4. Исходный раствор с концентрацией дитизона 100 мкг/ см3

100 мкг – 1 см3

 х мкг – 100 см3       х = mнавески = 10000 мкг = 0,1 г

            Для приготовления  исходного раствора дитизона  нужно взвесить 0,1г дитизона,  перенести его в сухую мерную колбу на 100см3 и довести до метки раствором четырёххлористого углерода, хорошо перемешать содержимое колбы.

2. Дитизон, раствор в СCl4  с концентрацией 13 мкг/ см3.

100(мкг/ см3) /13(мкг/ см3) = 7,7 раз

Для приготовления рабочего раствора дитизона необходимо исходный раствор разбавить в 7,7 раза, т.е. из исходного раствора отбираем 13 см3, переносим в сухую мерную колбу на 100см3 и доводим водой до метки раствором ССl4. Содержимое колбы хорошо перемешиваем.

3. NaCl, 20% раствор

mNaCl =  =  = 20г

Чтобы приготовить раствор хлорида натрия, необходимо взвесить 20г сухого NaCl, перенести в склянку и добавить 80 см3 дистиллированной воды, отмеренной цилиндром.

4. HCl, 0,03н раствор

СHClконц =     СHClконц =  = 9,64н

Согласно «правила креста»,

9,64                 0,03                             100 см3 – 9,64 части      

             0,03                 9,64                  х см3 – 0,03 части     V(HClКОНЦ) = 0,3 см3                     

           9,61                    0                                    

          Чтобы приготовить раствор соляной кислоты, необходимо отобрать пипеткой 0,3 см3  концентрированной соляной кислоты, перенести в мерную колбу на 100 см3 и довести дистиллированной водой до метки. Содержимое мерной колбы перемешать.

5. Для приготовления серии стандартных растворов необходимо приготовить исходный раствор нитрата серебра  с концентрацией ионов серебра Ag+ 0,005г/ см3

СAg+ = 0,005г · 100см3 = 0,5г/см3

В пересчете на  AgNO3   масса навески составляет  0,787 г

Чтобы приготовить исходный раствор нитрата серебра, взвешиваем 0,787г нитрата серебра на аналитических весах, переносим в мерную колбу на 100см3 , доводим до метки дистиллированной водой. Раствор тщательно перемешиваем.

1. Готовим первый стандартный раствор с концентрацией серебра 30мкг/см3

            0,005(г/ см3)/30·10-6(г/ см3 )= 166,6 раз

   Из  исходного раствора отбираем 0,6 см3   и переносим раствор в мерную колбу на 100см3,  доводим раствор дистиллированной водой до метки, перемешиваем.

2. Готовим второй стандартный раствор с концентрацией серебра 40мкг/см3

                        0,005(г/ см3)/40·10-6(г/ см3)= 125 раз

Из  исходного раствора отбираем 0,8 mнавески AgNO3   и переносим раствор в мерную колбу на 100см3, доводим раствор дистиллированной водой до метки, перемешиваем.

3. Готовим третий стандартный раствор с концентрацией серебра 50мкг/см3

0,005(г/ см3)/50·10-6(г/ см3) = 100 раз

                Из  исходного раствора отбираем 1 мл и переносим раствор в мерную колбу на 100см3, доводим раствор дистиллированной водой до метки, перемешиваем.

4. Готовим четвёртый стандартный раствор с концентрацией серебра 60мкг/см3

0,005(г/ см3)/60·10-6(г/ см3) = 83,3 раз

                Из  исходного раствора отбираем 1,2 см3 и переносим раствор в мерную колбу на 100см3, доводим раствор дистиллированной водой до метки, перемешиваем.

5. Готовим пятый стандартный раствор с концентрацией серебра 70мкг/см3

0,005(г/ см3)/70·10-6(г/ см3) = 71,4 раз

                Из  исходного раствора отбираем 1,4 см3 и переносим раствор в мерную колбу на 100см3, доводим раствор дистиллированной водой до метки, перемешиваем.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

1. При снятии калибровочной характеристики на приборе КФК-2МП были получены результаты, занесённые в таблицу.

Таблица 1  - Данные для построения калибровочного графика 1.

По результатам опытов  строим калибровочный график  1 для определения содержания ионов серебра в  воде из родника, расположенного возле деревни Осаново   (рис. 1).

Рисунок 1 – График зависимости D = f(C)

По построенной калибровочной характеристике определяем содержание серебра в воде из родника, расположенного возле деревни Осаново – 47,6 мкг/см3

2. В связи с тем, что  содержание серебра в пробах воды из других источников меньше, чем в воде из родника, расположенного возле деревни Осаново, пришлось подбирать концентрации растворов для построения второго калибровочного графика. В результате стандартные растворы разбавили в 33,3 раза. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Данные для построения калибровочного графика 2

По результатам опытов  строим калибровочный график  2 для определения содержания ионов серебра в  воде из святого источника посёлка Клин (проба 4), храма «Нечаянная радость» (проба 2),  из Свято – Успенского монастыря  (проба 3) (рис.2)

Рисунок 2 – График зависимости D = f(C)

3. В процессе отработки методики анализа выяснилось, что  результаты эксперимента зависят от качества дистиллированной воды, используемой для приготовления стандартных растворов.  Для анализа необходимо применять бидистиллят. При применении дистиллированной воды, содержащей даже незначительное количество ионов хлора, калибровочный график имеет «скачки», что не даёт возможности  использовать калибровочную кривую для определения содержания ионов серебра в воде.

 В случае использования   дистиллированной воды, а не бидистиллята получены результаты, приведённые в таблице 3.

Таблица 3 – Данные для построения калибровочного графика 3.

По результатам опытов  строим калибровочный график  3 для определения содержания ионов серебра в  воде (когда для приготовления стандартных растворов используется не бидистиллят) (рис. 3)

Рисунок 3 – График зависимости D = f(C)

5. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Статистическую обработку результатов анализов  проводили по воде, взятой  из родника, расположенного возле деревни Осаново.  Было проанализировано 10 проб воды.

Для определения содержания серебра использовали калибровочный график 1. Полученные данные сведены в таблицу  4.

Таблица  4  - Результаты эксперимента.

По полученным данным проводили математическую обработку результатов анализа.

Таблица 5   - Результаты математической обработки

1.Рассчитываем критерий Q

Q =

R= mmax – mmin = 48,0 – 47,0 = 1

Q1 = = 0,1;Q2 = = 0,1;Q3 = = 0,1;Q4 = = 0,1;

Q5 = = 0,1;Q6 = = 0,1;Q7 = = 0,2;Q8 = = 0;

Q9 = = 0,2

При сравнении полученных данных с табличными можно сделать вывод, что при α =0,95 и n =10  критерий Q равен 0,42. Следовательно, результат достаточно достоверен.

Математическая обработка результатов

Для того, чтобы провести математическую обработку результатов анализа, необходимо определить ряд величин:

1. Рассчитываем дисперсность, которая характеризует воспроизводимость метода

S2 =  =  = 0,1106

2. Рассчитываем квадратичную ошибку, которая характеризует границу разброса  и называется стандартным отклонением единичного результата

S =  =  =  = 0,3326

3. Рассчитываем стандартное отклонение среднего результата

S =  =  = 0,1052

4. Рассчитываем коэффициент вероятности, т.е. относительное стандартное отклонение

Sr =  =  = 0,00705

Результат является достаточно точным, так как значение Sr меньше 0,03.

5. Рассчитываем абсолютную ошибку метода. Для этого по таблице определяем коэффициент Стьюдента. Для доверительной вероятности α = 0,95 и числа степеней свободы f = n-1 = 10 -1 = 9  tα = 2,26

S  = tα∙ S = 2,26∙ 0,1052 = 0,2378

6. Рассчитываем относительную ошибку метода

ε  = ∙ 100% =  ∙ 100% =0,501%

7. Рассчитываем доверительный интервал, по которому судят о наличии систематической ошибки.

∆X = ±σ

∆X = 47,48 + 0,2378 = 47,72

∆X = 47,48 – 0,2378 = 47,24

В доверительном интервале 47,24  47,72 входят опыты 4, 5, 6, 7.

8. Рассчитываем наличие грубых ошибок

σ= 0,2378∙=0,3363

3 S = 3∙ 0,1052 = 0,3156

6.  ВЫВОДЫ

1. В результате проведения исследовательской работы была выбрана и отработана методика определения содержания ионов серебра фотоколориметрическим  методом с использованием  процесса экстракции ионов серебра  раствором дитизона  в четырёххлористом углероде.        
2. При отработке методики опытным путем было доказано:                                                время экстракции каждой пробы должно быть не меньше 25-30 минут;                  для приготовления стандартных растворов использовать только бидистиллированную воду.
3. Определено содержание ионов серебра в воде святых источников, расположенных в районе г. Новомосковска. Содержание ионов серебра  в воде родника  деревни Осаново – 47,6 мкг/см3 ,   в воде из храма «Нечаянная радость» - 1,15 мкг/см3,    в воде из Свято – Успенского монастыря – 1,25 мкг/см3,  в воде из святого источника посёлка Клин -  1,3 мкг/см3.
4. Для доказательства достоверности и воспроизводимости результатов была проведена статистическая обработка экспериментальных данных, включающая большое количество опытов.
5. Вода, содержащая ионы серебра (особенно из родника близ деревни Осаново) может быть использована в качестве ранозаживляющего, противогрибкового, антисептического средства, при гнойных ранах, ожогах,  заболеваниях полости рта, желудочно-кишечного тракта, для дезинфекции воды при купании детей. В быту такую воду можно использовать в косметических целях, для консервирования солений, соков, компотов, замачивания семян перед посадкой, полива комнатных растений, дезинфекции посуды, овощей, фруктов и многое другое

ЛИТЕРАТУРА

1. И.М. Коренман. Новые титриметрические методы анализа. – М.: Химия.  1983
2. Л.А.Кольский. Серебряная вода. – Киев. 1987
3. Целебные свойства серебряной воды. Электронный ресурс. http://silverwater.clan.su/publ/1-1-0-4
4. И.В. Пятницкий, В.В. Сухан. Аналитическая химия серебра.- М.: Наука. 1975
5. Я.И. Коренман, Практикум по аналитической химии в 4 книгах. – Воронеж: Воронежский университет. 1989
6. З. Марченко. Фотометрическое определение элементов. – М.: Наука. 2001
7. Описание изобретения к патенту. Индикаторный состав для определения серебра в водных растворах. – Краснодар: ГОУ ВПО Краснодарский государственный университет.2007