Проєкт "Мінеральні води Східниці: кольоровий тест на кислотність"

Виконуючи дослідницький проєкт з хімії, учениця 8 класу досліджує мінеральні води Східниці, використовуючи при цьому кольоровий тест на кислотність. В проєкті вивчається на скільки можливо за допомогою простого експерименту з використанням фіолетової капусти побачити відмінності у кислотності мінеральних вод з різних джерел.

Докладніше про роботу:

У процесі дослідницької роботи з хімії на тему "Мінеральні води Східниці: кольоровий тест на кислотність" здобувачка освіти 8 класу вивчила поняття «кислотність» та «індикатор», розповіла про них простими словами. Також авторка розповіла про існуючи види мінеральної води та представила інформацію про джерела мінеральних вод Східниці.

В результаті навчального дослідницького проєкту завдяки кольоровому тесту на кислотність з краснокачанної капусти, учениця визначає, що мінеральні води Східниці мають різний рівень кислотності. При цьому більш лужними визначаються джерела мінеральних вод №2С та №15, а найбільш нейтральною гліцеринова вода з джерела №357.

Зміст

Вступ
1. Теоретична частина
1.1. Мінеральна вода та її види.
1.2. Поняття «кислотність» та «індикатор» простими словами.
1.3. Коротка інформація про джерела мінеральних вод Східниці.
2. Практична частина.
2.1. Підготовка індикатора з фіолетової капусти.
2.2. Виготовлення домашньої шкали кислотності.
2.3. Проведення експерименту
2.4. Спостереження та фіксація результату.
Висновки
Перелік використаних джерел інформації.
Додатки
 

Мінеральні води з природних джерел вважаються корисними для здоров’я людини. Вони містять різноманітні мінерали та елементи, які можуть сприяти лікуванню різних захворювань та покращенню загального самопочуття. Здавна у місцях виявлення лікувальних джерел розвиваються бальнеологічні курорти. Однією із таких локацій є Східниця, що славиться своїми мінеральними водами.

Метою цього дослідження є вивчення кислотності мінеральних вод Східниці за допомогою природного індикатора – фіолетової капусти. Зокрема я дослідила кислотність води з джерел 2С, №15 та №357. Цікаво було дізнатися чи відрізняються мінеральні води з природних джерел селища за кислотністю, а також порівняти рівень кислотності з шкалою кислотності, виготовленої в домашніх умовах.

У дослідницькій роботі в рамках проєкту я проаналізувала цей показник для різних мінеральних вод та з’ясувала чи можна за допомогою простого експерименту з використанням фіолетової капусти побачити відмінності у кислотності цих вод.

Мінеральна вода – це природна вода, у якій розчинені природні елементи (солі, мікроелементи) та, іноді, гази (наприклад – вуглекислий газ). Вона утворюється в надрах Землі, а проходячи через шари ґрунту та гірських порід – насичується корисними речовинами.

Залежно від свого складу мінеральна вода може мати лікувальні властивості.
За вмістом мінералів вона поділяється на наступні групи:

• Столова вода – містить невелику кількість мінеральних речовин, підходить для щоденного вживання;
• Лікувально-столова – має більше мінералів, потрібно вживати у помірних кількостях;
• Лікувальна – використовується лише за призначенням лікаря, може сильно впливати на стан здоров’я та самопочуття.

Справжня мінеральна вода походить з природних джерел чи свердловин і має стабільний склад.

Кислотність – це показник, що позначається рН і вказує чи є речовина кислою, лужною або нейтральною. Кислі речовини мають рівень рН менше 7. Наприклад, лимонний сік чи оцет – це кислоти і вони кислі на смак. Вода має нейтральну реакцію, бо є ні кислою, ні лужною. Лужні речовини мають показник рН 8-14. Це можуть бути розчини соди, мила та інших миючих засобів. Шкала кислотності може допомогти зрозуміти як речовини можуть взаємодіяти між собою.

У моєму дослідженні я буду використовувати цей принцип щоб дослідити кислотність природної мінеральної води з кількох джерел у Східниці. Для цього я обрала індикатор – сік фіолетової капусти.
Індикатор – це речовина, що реагує на рівень кислотності речовини зміною кольору. Коли колір індикатора змінюється – це дає нам наочну інформацію про рідину.

Фіолетова капуста – це простий і відомий індикатор кислотності. Сік капусти стає червоним у кислому середовищі, фіолетовим у нейтральному та синім у лужному. Індикатор з капусти доступний, бо овоч можна купити у кожному магазині, а також його просто зробити в домашніх умовах. Таким чином ми можемо визначити кислотність розчину просто спостерігаючи за зміною кольору.

Найбільший внесок у відкриття лікувальних властивостей мінеральних вод у Східниці зробив Омелян Стоцький. У 1940-х роках, працюючи у Східниці, він звернув увагу на місцеві джерела які місцеві жителі вважають цілющими. Стоцький провів власні дослідження і виявив, що вода з цих джерел має подібні властивості до «Нафтусі» (Трускавець). Його відкриття стало основою для розвитку бальнеологічного курорту в нашому регіоні.

Цікаво, що Омелян Стоцький не був геологом, але попри скепсис збоку науковців та чиновників, а також завдяки своїй наполегливості та дослідницькому складу розуму, зробив важливе відкриття та змінив майбутнє Східниці.

Наводжу також короткий опис властивостей води тих джерел, що використовувалися у дослідженні.

Джерело 2С – «Східницька Боржомі»
Ця вода середньо-мінералізована, лужна, гідрокарбонатно-натрієва. Містить кремнієву кислоту, бром та органічні речовини. Подібна за складом на «Боржомі». Застосовується для лікування шлунку, кишківника та дванадцятипалої кишки.

Джерело №15 – залізиста вода
Ця вода слабо мінералізована, з високим вмістом заліза. Містить залізо у вигляді двовалентного катіону та залізо-органічні комплекси. Допомагає виводити радіонукліди, зокрема радіоактивний цезій, відновлює процес кровотворення у кістковому мозку та позитивно впливає на клітинний склад периферичної крові.

Джерело №357 – гліцеринова вода
Вода з цього джерела слабо мінералізована, містить гліцерин. Використовується для вмивання обличчя та тіла, бо має цілющі та заживляючі властивості.
Ці джерела мають різний хімічний склад, що може впливати на їх кислотність. Використання соку з фіолетової капусти дозволить візуально визначити кислотність кожного зразка води. Це і стане основою мого експерименту.

Фіолетову капусту я посікла на дрібні шматочки за допомогою ножа. Склала у велику миску і залила гарячою водою (див. Додаток: фото 1-2). Використала приблизно 500 г овоча та 500-600 мл води.
Настоювала 20 хвилин до утворення насиченого фіолетового розчину.
Процідила через ситечко у скляну півлітрову банку (див. Додаток: фото 3).

Так як практична частина роботи складалася з кількох етапів і тривала кілька днів, готовий індикатор зберігала під кришкою у холодильнику, щоб запобігти псуванню.

Щоб виготовити домашню шкалу кислотності я взяла речовини, що є вдома і мають відомі хімічні властивості. Для більшої ілюстративності та чіткої відмінності кольорів я використала оцет, розчин соди і звичайну питну воду (див. Додаток: фото 4).

Для експерименту мені знадобилося 3 склянки однакового об’єму, шприц для дозування індикатора, готовий розчин соку капусти, оцет, сода і пляшка чистої води.
Досліджувані розчини я налила у склянки, у кожен додала по 30 мл соку капусти, спостерігала зміну кольорів та сфотографувала свою кольорову шкалу.

Вийшло, що після взаємодії з індикатором розчин оцту став червоним, розчин соди синім, а вода залишилася фіолетовою. Усі рідини у склянках були прозорі, а кольори відрізнялися дуже чітко (див. Додаток: фото 5).

Для дослідження кислотності я обрала три джерела, що знаходяться неподалік від дому та мого звичного щоденного маршруту. Також ці джерела популярні серед відпочиваючих, особливо джерело №2С. Крім цього у них зовсім різний хімічний склад, що дозволило припускати помітну відмінність у забарвленні розчинів.

Мені знадобилося 3 зразки води з різних джерел, а також розчин соди для порівняння кольору. Я налила воду та розчин соди в однакові склянки. Додала індикатор і все гарно перемішала. Спостерігала зміну кольору та розташувала розчини від найбільш нейтрального до лужного. Результати сфотографувала на фоні білого листка паперу з підписами, щоб різниця відтінків на фото стала більш помітною.

Під час дослідження в рамках мого дослідницького проєкту з хімії було зібрано зразки мінеральних вод з трьох джерел у Східниці: джерело 2С (содова вода), джерело №15 (залізиста вода), джерело №357 (гліцеринова вода) (див. Додаток: фото 6-8). До кожного зразка додали однакову кількість соку фіолетової капусти, що виконував роль індикатора кислотності середовища.

Спостереження за зміною кольору:

• Джерело 2С (содова вода)
  Після додавання індикатора вода набула блакитно-синьо відтінку, що свідчить про лужне середовище (див. Додаток: фото 9). Це відповідає очікуванням, адже сода є слабкою основою;
• Джерело №357 (гліцеринова вода)
  Колір розчину став синювато-фіолетовим (див. Додаток: фото 10), що свідчить про меншу лужність води, наближену до нейтрального середовища; Це підтверджує, що вода не має у складі ні лугів, ні кислот;
• Джерело №15 (залізиста вода)
  Колір розчину після додавання індикатора набув синьо-зеленого відтінку (див. Додаток: фото 11), що також свідчить про лужне середовище.

1. Поняття кислотність цікаво і досить просто досліджувати в домашніх умовах;
2. Індикатор з соку фіолетової капусти чутливий та яскравий, різниця у розчинах з різною кислотністю помітна;
3. Мінеральні води Східниці мають різний рівень кислотності: більш лужними виявилися джерела №2С та №15, а найбільш нейтральною гліцеринова вода з джерела №357;
4. Про світ навколо нас можна дізнатися багато чого навіть без спеціального лабораторного обладнання.

1. Савчин М. М. Хімія. 8 клас: підручник для закладів загальної середньої освіти. — Київ: Грамота, 2021.
2. Попель П. П., Крикля Л. С. Хімія. Навчальний довідник для учнів. — Тернопіль: Навчальна книга — Богдан, 2018.
3. Богданова В.Я. Хімічні реакції навколо нас. — Харків: Ранок, 2021.
4. Освітній проєкт «Всеосвіта». Фізико-хімічний експеримент: pH-індикатори природного походження. — https://vseosvita.ua/library/fiziko-himicnij-eksperiment-ph-indikatori-prirodnogo-pohodzenna-288378.html
5. Наука навколо. Індикатори з капусти, буряка, журавлини [Відео]. — https://www.youtube.com/watch?v=AYQveA7KePQ
6. Інформаційний портал курорту Східниця — https://skhidnytsia.com