Дмитриева Милана
Челябинская область, г. Челябинск
МАОУ "Лицей № 77 г. Челябинска", 11 класс
РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕСС-МЕТОДИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ МАРГАНЦА (II) В ВОДЕ НА ОСНОВЕ ЕГО КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
5
Научный руководитель: Вахидов Марс Нуриевич, Челябинская область, г. Челябинск, МАОУ Лицей № 77, руководитель регионального Ресурсного центра «Химия плюс»
5
Ех
Милана Дмитриева
55
Ех
РАЗРАБОТКА ЭКСПРЕСС-МЕТОДИКИ ОБНАРУЖЕНИЯ МАРГАНЦА (II) В ВОДЕ НА ОСНОВЕ ЕГО КАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
Цель проекта
Разработка экспресс-методики оценки содержания катионов марганца в воде и создание модуля очистки воды от избыточных количеств этого элемента.
Задачи
  1. Анализ литературных источников и интернет-ресурсов, посвящённых методам обнаружения соединений марганца (II) в водных средах и способам очистки воды от этих соединений;
  2. Разработка высокочувствительной методики обнаружения катионов марганца в водных средах, которую может применять обычный человек (не специалист) вне специализированной лаборатории;
  3. Создание модуля очистки воды от катионов марганца (снижение концентрации ионов Мn2+ до значений не превышающих ПДК).
Актуальность
Актуальность нашей работы обусловлена периодически появляющимися публикациями в СМИ о фактах превышения ПДК Мn2+ в водопроводной воде и в открытых водоёмах различного предназначения. Актуальность работы обусловлена тем, что применяемые на данный момент способы очистки воды от марганца на водоочистных сооружениях (аэрация, чистка перманганатом калия, введение реагентов с помощью обратного осмоса) имеют ряд значительных недостатков. Очистка воды, насыщенной тяжелыми металлами, предполагает применение довольно дорогостоящих методов, процесс аэрации требует очень высоких затрат энергии, повышенного давления в системе, предполагается наличие большой рабочей площади. Методики обнаружения катионов марганца 2+, которые может применять обычный человек на данный момент, не являются высокочувствительными и не всегда способны обнаружить превышение ПДК на 0,1 мг/дм3. Очищать воду от этого элемента необходимо при малейшем превышении ПДК, так как он крайне опасен для здоровья человека.
Люди в повседневной жизни потребляют достаточно большое количество воды и крайне важно, чтобы эта вода была чистой. Наша работа посвящена разработке методики обнаружения такого опасного загрязнителя как марганец, а точнее его катионов 2+. Предлагаемая нами методика подходит для обнаружения сверхмалых концентраций этого элемента, что не позволяют сделать методики, применяемые на водоочистных сооружениях в данный момент. Мы решили применить так называемые кинетические методы анализа. Идея состоит в том, чтобы при постановке опыта наблюдать не сами соединения марганца, а визуально хорошо наблюдаемые (ярко окрашенные) соединения, которые образуются при присутствии следов катиона Мn2+, а в отсутствии этих ионов в водной среде образуются либо очень медленно, либо вообще не образуются.

За основу своего исследования мы взяли реакцию окисления пероксидом водорода гидрохинона (а также резорцина) в слабокислой среде. Как показали наши эксперименты, скорость развития красно-жёлтой окраски продуктов окисления и окислительной конденсации резорцина будет прямо пропорциональна начальной концентрации катионов Мn2+ в исследуемом образце воды.

После обнаружения, мы приводим один из способов очистки воды, позволяющий снизить содержание катионов марганца (II) до значений, не превышающих ПДК. Суть нашего предложения сводиться на переводе соединений марганца (II) в Mn(OH)2 c последующим его окислением в той же ёмкости кислородом воздуха.

В систему отчистки важно подавать воздух без патогенных микроорганизмов и вирусов, поэтому отдельная глава работы посвящена очистке воздуха. В противном случае ёмкость с ферментами быстро загрязняется нежелательными веществами (ферменты теряют свою активность, образуются нежелательные побочные соединения). За основу взяты недорогие, простые в использовании реагенты и оборудование. Методика доступна для обычных людей, вне лаборатории.
Результаты
Предлагаемый нами способ очистки воды, на основе использования недорого, доступного и безопасного оборудования и реагентов, позволяет снизить содержание катионов марганца (II) до значений, не превышающих ПДК.

Созданное устройство является компактным и может применяться не только в лаборатории, но и в любом помещении. Для питания предлагаемого устройства можно использовать различные источники электрического тока.

Мы предлагаем высокочувствительную методику обнаружения катионов марганца (II) в водных средах, которую можно применить вне лаборатории. Методикой может воспользоваться обычный человек (не специалист), прочитав понятную инструкцию.
Перспективы развития
Созданная методика и модули очистки воды и воздуха могут использоваться в учебной работе с учащимися школ и студентами ВУЗов для лабораторных работ и исследовательской деятельности.
Расписание работы автора проекта
15 апреля, пт
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
10:00
10:20

11:35 - 11:45

Дюбанов М.В.
Шаповалова О.В.
15 апреля, пт
10:40
11:00
11:20
Алексанян Д.Р.
Алексанян К.Г.
Лысенков А.С.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше