Какого цвета вода химия

Цвет воды

Цвет воды является одним из важных индикаторов безопасности питьевой воды. Но вопреки распространённому мнению, между понятиями бесцветная/прозрачная питьевая вода и безопасная вода не всегда стоит знак равенства.

Водопроводная вода, которую мы пьём каждый день содержит минералы, органические вещества, и неорганические соединения (в т.ч. железо), которые могут придавать воде тот или иной цвет, или еле уловимый оттенок.

Городские жители, подключённые к централизованной системе водоснабжения, обращают внимание на цвет воды только тогда, когда из крана начинает течь коричневая или ржавая вода, окрашенная продуктом коррозии водопровода.

Попадание ржавчины в водопроводную воду как правило обусловлено сантехническими работами, сопряжёнными с заменой труб, сливом воды из системы водоснабжения, и последующим заполнением водопровода.

Если во время ремонтных работ, сантехники умудрятся соединить водопроводную трубу с трубой отопления, то из крана потечёт чёрная вода, окрашенная био-органикой, которая накапливается в радиаторах отопления.

Реже, городские жители обращают внимание на молочно-белый цвет воды, который может наблюдаться при высокой концентрации в воде растворённых пузырьков воздуха.

Белая вода

Для того, чтобы убедиться в том, что цвет воды стал молочным или мутно-белым из-за пузырьков воздуха, а не по другим причинам — необходимо заполнить прозрачный стакан водой и дать ему постоять в течении 2-3 минут.

• Если вода стала белой из-за растворённого в ней воздуха, то в течении нескольких минут, пузырьки воздуха всплывут на поверхность, и вода постепенно станет прозрачной.
• Если после отстаивания воды в течении нескольких минут её цвет всё ещё белый, или вода стала прозрачной, но на дне стакана сформировался осадок, необходимо воздержаться от потребления такой воды, и выяснить причину изменения её цвета.

Изменение цвета водопроводной воды в черте города — это скорее исключение из правил. В дачных и коттеджных посёлках проблема изменения цвета воды стоит более остро. Когда для водоснабжения частного дома используются грунтовые или поверхностные воды, их цвет может изменяться под влиянием различных природных и техногенных факторов.

Жёлто-коричневая вода

Если у воды жёлтый или коричневый цвет, с большой долей вероятности в ней содержатся трудно-, или хорошо-разлагающиеся вещества растительного и органического происхождения (гумус, лигнин, танин, перегной, торф). Эти вещества являются продуктом распада растительных остатков и попадают в грунтовые воды из почвы, рек, торфяников, и болот. Когда цвет воды меняется под влиянием органических веществ, после фильтрования, у такой воды может остаться желтоватый оттенок.

Мутно-жёлтая, кирпичная, или серая вода

Если у воды кирпичный, мутно-жёлтый или серый оттенок, в ней могут содержатся взвешенные частицы глины, песка, ила, которые вымываются из грунта. После отстаивания такой воды, твёрдые частицы оседают на дно, и вода становится относительно прозрачной. Но даже в отстоянной воде ещё долго сохраняется высокая концентрация твёрдых, взвешенных частиц. Поэтому после отстаивания, т.н. «глинистой воды» её следует пропустить через систему фильтрации.

Ярко-жёлтая, зелёная, или красная вода

Если вода загрязнена одноклеточными водорослями, она может окраситься в жёлтый или красный цвет, а в присутствии фитопланктона, цвет воды как правило становится зелёным. Отстаивание воды окрашенной растительностью или планктоном не целесообразно, т.к. в процессе отстаивания количество органики в воде только увеличится. Поэтому если вода окрасилась из-за присутствия в ней «живой» органики, такую воду можно очистить только путём поэтапной фильтрации.

Прозрачно-жёлтая вода

Примечательно, что грунтовые воды, которые на первый взгляд кажутся абсолютно прозрачными, в течении нескольких минут могут остаться прозрачными, но приобрести желтоватый оттенок. Причина появление желтизны в грунтовой воде кроется в содержащихся в ней металлах, которые при контакте с кислородом окисляются, и меняют цвет. Обогащение грунтовых вод железом происходит вследствие растворения и выщелачивания железистых пород.

Растворённые металлы придают воде желтоватый оттенок только при контакте к с кислородом. Поэтому многие владельцы скважин сохраняют уверенность в чистоте грунтовых вод лишь до тех пор:

1. пока не ощутят ярко выраженный металлический привкус во рту, или;
2. пока не обнаружат, что изначально бесцветная вода очень быстро меняет свой цвет.

Когда цвет воды меняется только из-за повышенного содержания железа, для фильтрации такой воды необходимо установить обезжелезиватель.

Гораздо более серьёзную проблему с точки зрения водоочистки представляет вода, в которой соединения железа связаны с растворёнными органическими веществами.

Проблема заключается в том, что даже после прохождения такой воды через тонкий механический фильтр и фильтр-обезжелезиватель, у неё может остаться желтоватый оттенок.

В таких случаях, для очищения воды от органики следует использовать:

• угольные фильтры, которые хорошо улавливают органику, и/или;
• мембраны обратного осмоса, которые очищают воду на молекулярном уровне.

Даже если воду с желтоватым оттенком предполагается использовать только для хозяйственно-бытовых целей, такую воду лучше предварительно фильтровать. Иначе, весь хозяйственный инвентарь и предметы быта, с которыми будет контактировать такая вода, рано или поздно приобретут жёлто-коричневые подтёки, от которых избавиться с помощью бытовой химии будет практически невозможно.

Источник

Цвет воды. Определение, свойства воды

Все теории возникновения жизни на Земле так или иначе связаны с водой. Она постоянно рядом с нами, более того, внутри нас. Самая обыкновенная, простая вода, включенная в ткани организма, делает возможным каждый новый вдох и удар сердца. Во всех этих процессах она участвует благодаря своим уникальным свойствам.

Что такое вода: определение

С научной точки зрения главная жидкость планеты представляет собой оксид водорода — бинарное неорганическое соединение. Молекулярная формула воды, пожалуй, известна всем. Каждый структурный элемент ее состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, соединенных полярной ковалентной связью. При обычных условиях она находится в жидком состоянии, не имеет вкуса и запаха. В малых объемах простая вода без примесей бесцветна.

Биологическая роль

Вода — главный растворитель. Именно характер строения молекулы делает возможным подобное определение. Свойства воды связаны с ее поляризованностью: каждая молекула обладает двумя полюсами. Отрицательный связан с кислородом, а положительный — с атомами водорода. Молекула воды способна образовывать так называемые водородные связи с частичками других веществ, притягивая противоположно заряженные атомы к своему «+» и «-». При этом вещество, которое становится раствором, также должно быть поляризованным. Одна молекула его окружается несколькими частицами воды. После преобразования вещество приобретает большую реакционную способность. В качестве растворителя вода используется всеми клетками живых организмов. Это одно из тех свойств, которые определяют ее биологическую роль.

Три состояния

Вода известна нам в трех формах: жидкой, твердой и газообразной. Первое из названных агрегатных состояний, как уже было сказано, характерно для воды при обычных условиях. При нормальном атмосферном давлении и температуре ниже 0 ºС она становится льдом. Если же нагрев вещества достигает 100 ºС, из жидкости образуется пар.

Нужно заметить, что схожие по строению вещества в нормальных условиях находятся в газообразном состоянии и имеют низкую температуру кипения. Причина относительной стабильности воды — в водородных связях между молекулами. Для перехода в состояние пара необходимо их разорвать. Водородные связи достаточно прочные, и чтобы их разрушить, требуется большое количество энергии. Отсюда и высокая температура кипения.

Поверхностное натяжение

Благодаря водородным связям для воды характерно высокое поверхностное натяжение. В этом плане она уступает только ртути. Поверхностное натяжение возникает на границе двух разных сред и требует затраты определенного количества энергии. Результатом этого свойства являются интересные эффекты. В невесомости капля принимает сферическую форму, так как жидкость стремится сократить собственную поверхность, чтобы сберечь энергию. Аналогично вода ведет себя иногда и на несмачиваемых материалах. Пример — капля росы на листьях. Благодаря силе поверхностного натяжения по глади пруда могут скользить водомерки и другие насекомые.

Изолятор или проводник?

На уроках по безопасности жизнедеятельности детям часто объясняют, что вода хорошо проводит электричество. Однако это не совсем так. В силу особенностей своего строения чистая вода слабо диссоциирована и не проводит ток. То есть, по сути, она является изолятором. Вместе с тем в обычных условиях встретить настолько чистую воду практически нельзя, поскольку она растворяет многие вещества. И благодаря многочисленным примесям жидкость становится проводником. Более того, по способности проводить электричество можно определить, насколько вода чистая.

Преломление и поглощение

Еще одно свойство воды, известное со школы всем, — это способность преломлять световые лучи. Пройдя сквозь жидкость, свет несколько изменяет свое направление. С этим эффектом связано формирование радуги. Также преломление света и наше восприятие его лежат в основе ошибок в определении глубины водоемов: она всегда кажется меньшей, чем на самом деле.

Однако преломляется свет видимой части спектра. А, например, инфракрасные лучи водой поглощаются. Именно поэтому возникает парниковый эффект. Для понимания скрытых возможностей воды в этом смысле можно обратиться к характеристикам атмосферы на Венере. По одной из версий к парниковому эффекту на этой планете привело испарение воды.

Цвет воды

Каждый, кто видел море или любой пресный водоем и сравнивал его с жидкостью в стакане, замечал некое несоответствие. Цвет воды в природном или искусственном водоеме никогда не совпадает с тем, что наблюдается в чашке. В первом случае он голубой, синий, даже зеленовато-желтый, во втором просто отсутствует. Так какого цвета вода на самом деле?

Оказывается, что чистая жидкость не бесцветна. Она обладает легким голубоватым оттенком. Цвет воды настолько бледный, что в малых объемах она кажется абсолютно прозрачной. Однако в природных условиях она предстает во всей красе. Более того, многочисленные примеси, как и в случае с проведением электричества, изменяют свойства воды. Все встречали хотя бы однажды зеленый пруд или коричневатые лужи.

Цвет воды и жизнь

Окраска водоема часто зависит от микроорганизмов, активно размножающихся в нем, примеси горных пород. Зеленоватый цвет воды часто свидетельствует о наличии мелких водорослей. В море участки, окрашенные в такой оттенок, как правило, изобилуют живностью. Поэтому рыбаки всегда обращают внимание на то, какого цвета вода. Чистые синие воды бедны планктоном, а значит, и теми, кто им питается.

Иногда микроорганизмы придают самые причудливые оттенки. Известны озера с шоколадной по цвету водой. Деятельность одноклеточных водорослей и бактерий сделала бирюзовым водоем на острове Флорес в Индонезии.

В Швейцарии на перевале Sanetsch расположилось озеро с ярко-розовой водой. Чуть более бледный оттенок имеет водоем в Сенегале.

Разноцветное чудо

Поразительное зрелище предстает перед туристами в Америке, в национальном парке Йеллоустон. Здесь расположено озеро Morning Glory. Его воды имеют чистейший голубой цвет. Причина такого оттенка — все те же бактерии. Йеллоустон славится многочисленными гейзерами и горячими источниками. На дне озера Morning Glory расположено узкое жерло вулкана. Поднимающееся оттуда тепло и поддерживает температуру воды, а также развитие бактерий. Когда-то все озеро было кристально-голубого цвета. Однако со временем жерло вулкана засорилось, чему поспособствовали и туристы со своей любовью бросать монетки и другой мусор. В результате температура поверхности снизилась, здесь стали размножаться другие типы бактерий. Сегодня окраска воды меняется с глубиной. На дне озеро по-прежнему насыщенного голубого цвета.

Несколько миллиардов лет назад вода способствовала появлению жизни на Земле. С тех пор ее значение нисколько не уменьшилось. Вода необходима для целого ряда химических реакций, протекающих на клеточном уровне, она входит в состав всех тканей и органов. Мировой океан покрывает примерно 71% поверхности планеты и играет огромную роль в поддержании стабильности состояния такой гигантской системы, как Земля. Физические и химические свойства воды позволяют назвать ее главным веществом для всего живого. Водоемы, являясь местом обитания многоклеточных микроорганизмов, кроме того, становятся источником красоты и вдохновения, демонстрируют огромные творческие способности природы.

Источник

Определение цветности сточной, водопроводной и питьевой воды фотометрическим методом

Вода, иногда даже водопроводная, бывает окрашена. Цвет природной и питьевой воды объясняется присутствием в ней природных ионов металлов (железа и марганца), гумуса и торфа, планктона, сорняков или даже промышленных стоков. Чтобы сделать воду пригодной для применения, ее осветляют. Оценка цвета с помощью человеческого глаза — это очень субъективный и неточный измерительный метод. Степень окрашивания воды в лабораториях оценивают математически, измеряя в градусах.

Показатель цветности воды

Цветность воды согласно стандарту ГОСТ 31868-2012 «Вода. Методы определения цветности» — это характеристика, количественно описывающая природную и питьевую воду, имеющую незначительную естественную окраску.

Качественная водопроводная вода, предназначенная для питья, бесцветна, но природные и сточные воды отличаются разнообразием оттенков. Цветовая гамма воды зависит от растворенных в ней веществ органической и неорганической природы.

Цветность воды подразделяют на два типа:

• истинную, когда жидкость окрашена веществами, растворенными в воде или находящиеся в виде коллоидов;
• кажущуюся, вызванную взвесью.

Интенсивность окраски зависит не только от количества красящих примесей в воде, но и от размеров мицелл коллоидно-растворенных веществ.

Цветность измеряют, сравнивая исходную пробу воды с растворами специально приготовленной эталонной шкалы, а результат сравнения выражают в градусах.

От чего зависит прозрачность?

Если вода окрашена мало и мутность минимальна, для ее характеристики пользуются показателем «прозрачность». По степени прозрачности вода делится на:

• прозрачную;
• слабоопалесцирующую;
• слегка мутную;
• мутную;
• сильно мутную.

Мерой прозрачности поверхностных вод служит высота столба воды (глубина), сквозь который уже не виден медленно опускаемый в толщу вод белый или черно-белый диск диаметром 30 см (диск Секки).

В лаборатории прозрачность воды измеряют с помощью цилиндра Снеллена и любого текста, отпечатанного шрифтом Arial. Буквы должны быть прописными с высотой 3,5 мм, толщиной линий 0,5 мм.

Цилиндр Снеллена выбирается высотой не менее 30 см и ценой деления не более 1 см, с плоским прозрачным дном и сливным боковым отводом в нижней части.

Образец шрифта помещают под цилиндр, закрепленный в штативе, на расстоянии 4 см от дна. Пробу воды перед анализом энергично 2 минуты взбалтывают в таре и переливают в цилиндр Снеллена до верхней отметки. Открыв кран, медленно сливают воду из цилиндра до тех пор, пока сквозь слой воды не проступят четко различимые буквы и числа, и выражают в сантиметрах высоту слоя воды с точностью до 0,5 см.

Чем менее прозрачна вода, тем ниже столб воды в измерительном цилиндре.

Что обуславливает цвет воды?

Вода из-под крана чаще всего лишена цвета, но иногда можно заметить желтоватый, коричневый или белый оттенок жидкости.

Цвет воды обусловлен присутствием в ней:

• гуминовых, фульвовых кислот, дающих коричневую или желтоватую окраску;
• наличие глины или известняка, окрашивающих воду в белый цвет;
• соединений железа (Fe 3+ );
• зеленых, желтых, красных водорослей, фитопланктона.

Вода, загрязненная органическим железом, кажется прозрачной, но при отстаивании меняет цвет от желтоватого до почти красного, если железа содержится много.

В большинстве водоемов величина цветности находится в пределах 20-60 градусов, но в заболоченных водах этот показатель может достигать 1400 градусов.

Загрязнение производственными стоками приводит к неестественному окрашиванию водоисточника и наряду с химическим запахом сигнализирует об экологическом неблагополучии.

Градус — единица измерения цветности

Для определения цветности исследуемую воду сравнивают с искусственными стандартами, приготовленными из смеси хлороплатината калия и хлорида кобальта (платино-кобальтовая шкала) или бихромата калия и сульфата кобальта (хром-кобальтовая шкала).

Окраска воды, соответствующая окраске раствора, который содержит 0,1 мг платины в 1 мл, называется градусом цветности.

Шкала цветовой характеристики воды

Для того чтобы измерить цветность воды пользуются специально разработанными шкалами, позволяющими имитировать природную цветность воды.

Хромово-кобальтовая шкала представляет раствор двухромовокислого калия, сернокислого кобальт и серной кислоты в дистиллированной воде.

Пробу анализируемой воды сравнивают с растворами хром-кобальтовой шкалы, оценивая градус цветности визуально или фотометрически.

Платино-кобальтовая шкала, еще именуемая шкалой Хазена, приготавливается из хлорида кобальта и хлороплатината калия в воде и в присутствии соляной кислоты.

Характеристика вод по цветности

Цветность	Единицы измерения, градус платино-кобальтовой шкалы
Очень малая	До 25
Малая	Более 25 до 50
Средняя	Более 50 до 80
Высокая	Более 80 до 120
Очень высокая	Более 120

Нормы для питьевой, водопроводной, сточной

Показатель цветности — один из нормативов качества воды, учитываемый при водоподготовке.

Новый СанПиН 1.2.3685-21, действующий с 01.03.2021, не изменил требования к цветности «воды питьевой централизованного водоснабжения» (было и осталось 20 градусов цветности). Но установил новый норматив для «воды питьевой нецентрализованного водоснабжения» на уровне 30 градусов.

Виды вод	Что было (СанПиН 2.1.4.1074-01)	Что стало (СанПиН 1.2.3685-21)	Изменения
	градусы цветности	градусы цветности	градусы цветности
вода питьевая централизованного водоснабжения и вода плавательных бассейнов	20	20	—
вода питьевая нецентрализованного водоснабжения	35	30	— 5

Постановление Правительства РФ от 29 июля 2013 года N 644 ограничивает показатель цветности для сточных вод, сбрасываемых в централизованные системы водоотведения. Согласно этому «Правилам холодного водоснабжения и водоотведения» нельзя сбрасывать в канализацию любые сточные воды с цветностью более 150 единиц по хром-кобальтовой шкале.

Правила отбора проб

Общие требования к процедуре отбора проб воды отражены в ГОСТ 31861 — 2012 (с 01 августа 2021 года — ГОСТ Р 59024-2020) и ГОСТ 17.1.5.05-85.

Для определения цветности в стеклянную или пластиковую емкость отбирают не менее 200 см воды (питьевой или природной). К анализу приступают в кратчайшие сроки — не позднее, чем через шесть часов после проботбора. При невозможности провести анализ в указанные сроки, пробу помещают в холодильную камеру при температуре от 2 °С до 8 °С, но не более, чем на 24 ч. Перед анализом охлажденная проба выдерживается при комнатной температуре не менее двух часов. Консервация пробы не допускается.

Методы определения цветности по ГОСТу

ГОСТ 31868-2012 «ВОДА. Методы определения цветности» предлагает определять цветность природной (поверхностной и подземной) визуальным методом и фотометрически.

Предложенные методы пригодны для воды, не содержащей в своем составе примеси красящих химических веществ, способных исказить результат анализа.

Визуальный

«На глаз» окраску оценивают только для ориентировки. Анализируемую пробу в этом случае визуально сравнивают с заранее приготовленной хром-кобальтовой шкалой цветности.

Для создания эталонной шкалы, в которой цветность изменяется в диапазоне от 5 до 70 градусов, используют государственный стандартный образец (ГСО) с аттестованным значением цветности — 500 градусов.

Шкалу готовят в колбах объемом 100 см 3 , придерживаясь процедуры, описанной в ГОСТ 31868-2012.

Приготовленные растворы перед применением разливают до метки в трубки Несслера или измерительные трубки из неокрашенного стекла. Допускается также использовать мерные цилиндры с плотно прилегающей пробкой. Пробу, приготовленную на анализ, также наливают в аналогичную измерительную трубку.

Параметры измерительных трубок:

• длина не менее 200 мм;
• внутренний диаметр — от16 до 30 мм;
• риска, нанесенная от верхнего края на расстоянии от 1 до 2 см;
• плоское незатененное дно.

В момент анализа подготавливают матовую подложку белого цвета и затем размещают над ней трубку с пробой и эталонные растворы в аналогичных трубках. Принципиальный момент — свет, отраженный от подложки, должен устремляться строго вверх через цилиндры с жидкостями.

На трубки с образцами смотрят сверху при дневном свете или лампах дневного света, соблюдая расстояние до них 25 см.

Цветность образца воды устанавливают по эталонному раствору шкалы цветности, к которому близок по оттенку анализируемый образец.

Фотометрический

Для получения точного значения цветности используют фотометрический метод, реализуемый на фотометре любого типа. Измерение оптической плотности образца (D) в случае применения хром-кобальтовой шкалы в качестве эталона проводят при длине волны λ = 380 нм. Для работы со шкалой Хазена на фотометре устанавливается значение λ, равное 410 нм.

Фотометрический метод предполагает предварительное построение градуировочного графика. Градуировочная характеристика устанавливает зависимость измеренных значений оптической плотности растворов шкалы цветности от значений цветности по шкале цветности этих растворов. Полученный градуировочный коэффициент используют для расчета цветности образца воды, доставленного в лабораторию.

Убираем цветность воды

В зависимости от требуемой степени осветления окрашенной воды используют технологии, основанные на различных физико-химических процессах. Широко распространено осветление воды отстаиванием, озонированием и фильтрованием, а иногда комбинации этих и других способов очистки.

Отстаивание

Метод осветления отстаиванием пригоден только для воды, загрязненной крупными частицами размером 0,1–0,01 мм. Крупная взвесь удаляется из воды отстаиванием в специальных бассейнах-отстойниках вертикального или горизонтального типа с наклонным ко входу дном. Вода изливается в бассейн из трубы со скоростью 1 м/с, но в широком русле отстойника естественно замедляется. Резкое снижение скорости движения жидкости инициирует выпадение взвеси на дно резервуара. В процессе отстаивания некоторые мелкие частицы укрупняются и тоже оседают на дно, скапливаясь в приямке в начале резервуара.

Специальные устройства в отстойниках поддерживают непрерывное движение воды, создавая ламинарный поток со скоростью несколько миллиметров в секунду.

Озонирование

Процедура осветления воды озоном основана на реакции О₃ с примесями и выпадении их в осадок. Озонатор извлекает кислород из воздуха и подает его в генератор. В генераторе под действием электрических разрядов кислород превращается в озон. Мощный окислитель поступает в реактор — систему резервуаров, где происходит процесс очистки воды.

Очищенная озоном масса воды фильтруется через угольную загрузку. Уголь в озонаторе используется не как сорбент в стандартных фильтрах, а как механический очиститель, поэтому он нуждается в замене гораздо реже.

Имеет значение исходная цветность воды и доза подаваемого озона, то есть чем интенсивнее окраска исходной воды, тем больше потребуется озона для приведения воды к санитарным нормативам (к 20 градусам цветности).

Фильтрация

Фильтрование «цветной» воды относится к сепарационным методам осветления воды и позволяет ощутимо улучшить показатель. Простая процедура фильтрования на первом этапе водоочистки эффективно удаляет из воды механические примеси, планктон, взвеси, обуславливающие ее мутность и цветность.

На очистных станциях используют установки медленной фильтрации, устроенные из песка или гравия. Засыпные фильтры неплохо очищают воду даже от мелких загрязнителей.

В системах автономной очистки обычно применяют сетчатые фильтры, где фильтрационным элементом служит мелкоячеистая сетка из металла. Установкам сетчатого типа не нужна замена картриджей, они механически задерживают крупные частицы и подходят для холодной и горячей воды.

Фильтры со съемными картриджами устроены сложнее. Удерживающим элементом в них выступают:

• сетка из металла или полимеров;
• полиэстер;
• вспененный/намотанный полипропилен;
• гофрированная бумага.

Сменные картриджи заменяются вручную по мере загрязнения. Есть вариант фильтрующих установок с функцией обратной промывки, когда картриджи очищаются время от времени автоматически.

Фильтры могут работать как самостоятельно, так и в комплексе с предварительной коагуляцией.

Заключение

Повышенная окраска воды не всегда сигнализирует об опасности для человека. Цветность может быть обусловлена геологическими факторами, наличием вблизи водозабора торфяников и особенностью водоносных горизонтов, но заметный оттенок воды всегда вызывает у потребителя сомнение в ее безопасности.

Поэтому контроль цветности и осветление необходимо для улучшения органолептических свойств воды, используемой человеком. Современные системы фильтрации и очистки воды неплохо справляются с «цветной» водой на производствах и в быту.

Источник