Мінералізація води

Мінераліза́ція води́ — показник загального вмісту мінеральних речовин (розчинених йонів та солей) у воді. В англомовній літературі вживають термін «загальна кількість розчинених частинок» (англ. total dissolved solids, TDS ).

Зміст

Загальна характеристика

Мінералізація води зумовлена насамперед природними чинниками (зокрема геологічними умовами району походження вод та рівнем розчинності мінералів порід, із якими вони контактують).

Визначають мінералізацію води як суму значень компонентів, отриманих при хімічному аналізі конкретної проби води.

Найбільший вплив на формування мінералізації води річок, озер, підземних водоносних горизонтів (95–99 %) мають 7 основних йонів (аніонів і катіонів).

Аніони: НСО₃– (гідрокарбонати); SO₄ 2- (сульфати); Cl- (хлориди). Катіони: Ca 2+ (Кальцій); Mg 2+ (Манган); Na + (Натрій); K + (Калій). Антропогенний вплив на мінералізацію води у водних об’єктах загалом незначний [скидання шахтних вод з підвищеною мінералізацією (у відповідних регіонах), меншою мірою — скиди промислових та господарсько-побутових стічних вод].

За ступенем мінералізації усі природні води можна поділити на 4 групи (гд/м 3 ): прісні (до 1); солонуваті (1–10); солоні (10–50); розсоли (понад 50).

Прісні води — найважливіший водний ресурс, оскільки їх використовують для питного водопостачання. Але вони становлять лише 2,5 % від обсягу всієї гідросфери Землі; усі інші — солоні води океану (середня солоність 35 ‰) та підземних водоносних горизонтів.

Одиниці вимірювання

Мінералізацію води вимірюють у мг/дм 3 (мала концентрація) та г/дм 3 (велика концентрація), або в несистемних одиницях — мг/л, г/л.

За кордоном мінералізацію води вимірюють у мільйонних частках (англ. parts per million, ppm). Співвідношення між одиницями вимірювання в мг/дм 3 та ppm майже однакове: 1 мг/дм 3 = 1 ppm.

Суміжні поняття

В океанологічній практиці наближеним до терміна «мінералізація води» є поняття «солоність морської води», що вимірюється у проміле (‰, тисячна частка). Наближеним до мінералізації води є поняття «сухий залишок» — загальна маса речовин, отримана після випарювання фільтрованої води з наступним висушуванням осаду за температури 105 °С до постійної маси; виражається в мг/дм 3 (г/дм 3 ). Термін використовується у процесі контролю якості води для водопостачання.

Вимоги водопостачання

Відповідно до нормативних вимог мінералізація (сухий залишок) питної води та джерел господарсько-питного водопостачання в Україні не повинна перевищувати 1,0 г/дм 3 (1 000 мгд/м 3 ), але за дефіциту прісної води в конкретному регіоні вона може сягати до 1,5 г/дм 3 (за погодженням з головним санітарним лікарем). Наприклад, мінералізація води річок Дніпра та Десни, які є основними джерелами водопостачання м. Києва, становить 0,30–0,35 г/дм 3 , а підземних вод (третє джерело водопостачання) — 0,50 г/дм 3 . Є країни, наприклад США, де верхньою межею мінералізації прісних вод вважають 0,5 г/дм 3 , що сприяє забезпеченню якісною питною водою.

Джерела

1. Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-171-10). 2010. URL://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text

Література

1. Хільчевський В. К. До питання про класифікацію природних вод за мінералізацією // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. 2003. Т. 5. С. 11–18.
2. Набиванець Б. Й., Осадчий В. І., Осадча Н. М. та ін. Аналітична хімія поверхневих вод. Київ : Наукова думка, 2007. 456 c.
3. Осадчий В. І., Набиванець Б. Й., Осадча Н. М. та ін. Гідрохімічний довідник. Київ : Ніка-Центр, 2008. 656 c.
4. Хільчевський В. К., Осадчий В. І., Курило С. М. Основи гідрохімії. Київ : Ніка-Центр, 2012. 312 с.
5. Khilchevskyi V., Kurylo S., & Sherstyuk N. Chemical Composition of Different Types of Natural Waters in Ukraine // Journal of Geology, Geography and Geoecology. 2018. 27(1). 68–80.
6. Хільчевський В. К., Осадчий В. І., Курило С. М. Регіональна гідрохімія України. Київ : ВПЦ «Київcький університет», 2019. 343 с.

Автор ВУЕ

Покликання на цю статтю: Хільчевський В. К. Мінералізація води // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/ Мінералізація води (дата звернення: 23.02.2024).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 22.09.2020

Важливо!

Ворог не зупиняється у гібридній війні і постійно атакує наш інформаційний простір фейками.

Ми закликаємо послуговуватися інформацією лише з офіційних сторінок органів влади.

Збережіть собі офіційні сторінки Національної поліції України та обласних управлінь поліції, аби оперативно отримувати правдиву інформацію.

Отримуйте інформацію тільки з офіційних сайтів

§ 18. Кількість речовини. Моль — одиниця кількості речовини. Число Авогадро

Відомо, що речовини вступають у хімічні реакції в певних кількісних співвідношеннях. Виникає питання: «Як практично взяти потрібну порцію речовини, що містить необхідну для хімічної реакції кількість атомів, молекул, йонів?». Просто відлічити потрібну кількість цих частинок практично неможливо через їх дуже малі розміри. Тому для проведення хімічних реакцій відміряють певні маси чи об’єми речовин. Масові співвідношення речовин, що взаємодіють між собою, можна встановити, якщо звернутися до кількісного боку хімічної реакції.

Наприклад, запишемо реакцію взаємодії сірки з киснем:

На основі відомих вам обчислень відносних атомної та молекулярної мас з’ясуємо, у яких співвідношеннях ці речовини прореагують. З рівняння реакції стає очевидно, що 32 масові частини сірки (А_r·= 32) вступають у взаємодію з 32 масовими частинами кисню (М_r = 32). Отже, можна зробити висновок про те, що в порції сірки масою 32 г міститься така сама кількість частинок, що й у порції кисню масою 32 г. Інакше кажучи, обидві порції — це однакові кількості речовини.

Кількість речовини. Для того щоб узяти для перебігу реакцій відповідні співвідношення порцій речовин, у хімії використовують фізичну величину кількість речовини.

Кількість речовини ν (читається — «ню») — це фізична величина, що вказує на число структурних частинок (атомів, молекул, йонів), які містяться в даній порції цієї речовини.

Як і будь-яка фізична величина, кількість речовини має одиницю виміру. Такою одиницею є моль, що в перекладі з латинської означає «множина». Моль — це порція речовини, маса якої чисельно дорівнює її відносній атомній, молекулярній чи формульній масам. Тому 1 моль сірки має масу 32 г, водню — 2 г, вуглецю — 12 г, натрій хлориду — 58,5 г, води — 18 г.

Пригадайте, що називають нуклідом і що таке нуклід Карбону-12 — 12 С.

Моль — це кількість речовини, що містить стільки структурних частинок (атомів, молекул, йонів), скільки атомів міститься в Карбоні масою 0,012 кг (12 г).

Число Авогадро. Італійський учений А. Авогадро обчислив та експериментально дослідив число атомів у Карбоні з нуклонним числом 12, масою 0,012 кг (12 г), що відповідає кількості речовини вуглецю 1 моль. З цією метою він поділив цю масу на масу одного атома Карбону й отримав число 6,02 • 10 23 .

На честь ученого його назвали числом Авогадро й позначають N_A. Для кожної речовини, узятої порцією 1 моль, воно є незмінним. Тому число Авогадро (6,02 • 10 23 ) є універсальною сталою, що вказує на кількість структурних частинок у порції речовини 1 моль, для всіх речовин, незважаючи на їх агрегатні стани. Отже, у воді масою 18 г, у залізі масою 56 г, сірці масою 32 г містяться 6,02 • 10 23 структурних частинок. Звідси фізико-хімічну константу, що чисельно відповідає числу Авогадро, називають сталою Авогадро й теж позначають NA. Математично сталу Авогадро позначають таким відношенням:

Розмірність сталої Авогадро — 1/моль, або моль -1 . Звідси випливає, що фізична величина 1 моль — це авогадрове число структурних частинок речовини.

Число Авогадро 6,02 • 10 23 — це число, що вказує на кількість структурних частинок, які містяться в 1 моль будь-якої речовини незалежно від її агрегатного стану.

Якщо кількість структурних частинок речовини N поділити на сталу Авогадро N_A (тобто фізико-хімічну константу цього числа), то можна обчислити кількість речовини ν:

Зважаючи на те, що число 6,02 • 10 23 є сталим для будь-якої речовини кількістю речовини 1 моль, то:

• 1 моль (О₂) = 6,02 • 10 23 молекул;
• 1 моль (СО₂) = 6,02 • 10 23 молекул;
• 1 моль (Н₂O) = 6,02 • 10 23 молекул.

Обчислення на основі понять «кількість речовини» та «стала Авогадро».

Пригадайте, які структурні частинки речовини ви знаєте.

На основі поняття «кількість речовини» здійснюють обчислення, зокрема:

• а) знаходять число структурних частинок у певній порції речовини;
• б) за числом молекул (або інших структурних частинок) обчислюють відповідну кількість речовини.

Задача 1. Обчисліть число молекул у воді кількістю речовини 0,2 моль.

Задача 2. Якій кількості речовини кисню (О₂) відповідають 12,04 • 10 23 його молекул?

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Кількість речовини v («ню») — це фізична величина, що вказує на число структурних частинок (атомів, молекул, йонів), які містяться в даній порції цієї речовини.
• Одиницею вимірювання кількості речовини є моль. Моль — це кількість речовини, що містить стільки структурних частинок (атомів, молекул, йонів), скільки атомів міститься в Карбоні масою 0,012 кг (12 г).
• Число Авогадро 6,02 • 10 23 — це число, що вказує на кількість структурних частинок, які містяться в 1 моль будь-якої речовини незалежно від її агрегатного стану.
• На основі понять «кількість речовини» та «стала Авогадро» здійснюють хімічні обчислення.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

• 1. Сформулюйте визначення поняття «кількість речовини» й поясніть, що означає ця фізична величина.
• 2. Назвіть одиницю вимірювання кількості речовини та сформулюйте її визначення.
• 3. Обчисліть число структурних частинок (атомів, молекул, йонів) у запропонованих порціях речовин: а) 5 моль хлоридної кислоти НСl; б) 2 моль натрій хлориду NaCI; в) 3 моль карбон(ІV) оксиду СО₂; г) 8 моль води Н₂О.
• 4. Обчисліть, якій кількості речовини відповідають запропоновані порції структурних частинок речовин: а) 18,06 • 10 23 води; б) 12,04 • 10 23 цинк оксиду; в) 3,01 • 10 23 амоніаку; г) 24,08 • 10 23 азоту.

ЦІКАВО ЗНАТИ

Авогадро Амедео (1776-1856) — видатний італійський фізик і хімік. За освітою юрист, він почав самостійно вивчати фізику й математику. Успіхи у вивченні цих дисциплін і наполеглива праця з дослідження кількісного та якісного складу речовин дозволили вченому здобути посаду завідувача кафедри математичної фізики Туринського університету. У 1811 р. дослідник відкрив закон, названий його іменем — закон Авогадро. Учений уточнив атомні маси деяких елементів, склад молекул багатьох газів, передбачив, що молекули простих речовин неметалів — двоатомні. На його честь число структурних частинок, що містяться в 1 моль будь-якої речовини, назвали числом Авогадро.

А. Авогадро — автор чотиритомної праці «Фізика вагових тіл, або Трактат про загальну конституцію тіл», який став першим посібником з молекулярної фізики.