Название(я): Собственный фильтр очистки воды
Номер в каталоге: 25
Основной предмет (школа): химия, биология
Область знания (ВУЗ): экология, сорбенты, мембранные технологии
Актуальность: Фильтры очистки воды в настоящее время чрезвычайно распространены и действительно являются востребованными и в быту, и в промышленности из - за постепенного ухудшения экологической ситуации, особенно в больших городах. Самыми распространенными их компонентами являются различные варианты активированного угля, цеолиты, ионнообменные смолы, иногда мембраны с размерами пор, обеспечивающими ультрамикрофильтрацию и т.д. При этом в аптеках продается достаточно большое количество различных сорбентов (причем за достаточно небольшую цену), у каждого из которых есть своя специфика. Целью данного проекта является изучение свойств данных общедоступных сорбентов и разработка на их основе оптимальной конструкции собственного фильтра для очистки воды, его тестирование и определение основных "эксплуатационных" характеристик.
Новизна: конструирование собственного фильтра для очистки воды из доступных нетоксичных компонентов
Цель: исследование областей применения различных коммерчески доступных медицинских сорбентов
Задачи:
1. ознакомление с литературой по историческим и современным способам очистки воды в быту, промышленности, на подводном флоте и орбитальных станциях, в лабораторных условиях (сверхчистая вода).
2. поиск данных о составе, структуре и функциональных свойствах сорбентов, доступным в школьной лаборатории, аптеке и пр.
3. получение (закупка) сорбентов
4. подготовка колонки с заданной массой и насыпной плотностью сорбента и дополнительными стандартизированными "грубыми" фильтрами
5. сравнение доступных сорбентов (целлюлозных фильтров, хлопка) и энтеросорбентов (включая активированный уголь, полифепан, смекту, энтеросгель, полисорб и др.) в отношении адсорбции красителей (бриллиантовый зеленый, фукцин, флуоресцеин), переходных (железный, медный купоросы, перманганат калия и др.), тяжелых металлов (свинец, барий, стронций и др. - работать только в присутствии взрослых!), галогенов (йод), жира (масла и пр.), органических растворителей (спирт, ацетон и пр.), кислот и щелочей (уксусная кислота, нашатырный спирт, известковое молоко и др.), отваров растений (чай, кофе и т.д.) и пр., а также химически совместимых смесей указанных "загрязнителей".
6. анализ на основании количественных (титрование) и качественных реакций степени очистки и удельной емкости выбранных сорбентов.
7. анализ полученных данных и разработка конструкции собственного фильтра очистки воды, оптимизированного по производительности, стоимости компонентов и универсальности (возможности очистки различных загрязнений в их произвольной смеси), для этого необходимо выбрать, в том числе, минимально необходимое количество и порядок расположения в фильтрующей цепи различных сорбентов.
8. оценка биологической активности (токсичности) очищенной воды при выращивании комнатных растений (любые другие варианты, исключающие собственное употребление очищенной воды).
9. обобщение полученных данных и обоснование выбранной конструкции фильтра очистки воды.
Экспериментальные подходы: работа с растворами, титрование
Методические подходы: взаимосвязь структуры и свойств сорбентов, теория адсорбции, ознакомление с особенностями химии поверхности
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы: не требуются (могут потребоваться соли металлов и органические реагенты, недоступные в школьной лаборатории, а также аналитические установки для инструментального анализа)
Освоение школьником теоретического материала: адсорбция, химия поверхности, выражение концентрации растворов, качественные реакции и титрование в аналитической химии.
Навыки, получаемые школьником: работа с растворами, титрование
Предшествующий материал по школьной программе: строение органических соединений, углерод, химия кремния, теория растворов
Роль учителя: общее руководство проектом, контроль соблюдения правил гигиены и техники безопасности
Возможная помощь тьюторов: обеспечение реактивами, специальной литературой, консультативная помощь и совместный со школьниками инструментальный анализ
Техника безопасности: строго соблюдать при выборе работ с тяжелыми металлами и токсичными органическими веществами (если эти работы добровольно выбраны)
Примечания: возможно дополнительно проведение стадии серебрения выбранных сорбентов, разборка ряда бытовых фильтров и сравнение с их параметрами по эффективности очистки, анализ биологических качеств очищенной воды (например, при проращивании семян), инструментальный анализ выбранных сорбентов (оптическая, электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ и т.д. - при сотрудничестве с ВУЗом) и степени очистки воды (размеры частиц примесей, катионный и анионный состав, наличие органических примесей и пр.).
Чистая вода - залог здоровья.
Первичные литературные ссылки для начала поиска: графен и ртуть
Другие работы кластера "Каталог тем проектных работ" (гипертекстовый навигатор):
- 1.Cупергидрофобные покрытия природного происхождения с эффектом «лотоса»
- 2.Покрытия - хамелеоны
- 3.Синтез и исследование нетоксичных квантовых точек
- 4.Благородная металлическая радуга
- 5.Получение искусственных опалов
- 6. Синтез и свойства люминофоров
- 7.Получение вспененного графита и графена
- 8.Сорбционные свойства силикагеля
- 9.Абразивные материалы
- 10.Эффект Тиндаля
- 11.Электрохромные материалы
- 12.Металлотермическое получение материалов
- 13.Свойства двумерных нанореакторов.
- 14.Магнитные жидкости
- 15.Исследование доступных жидкокристаллических систем
- 16.Силикатный сад
- 17.Жизнь и смерть липосом
- 18.Фунгицидные и бактерицидные наноматериалы
- 19.Химические источники тока
- 20.Вселенная клеточных автоматов
- 21.Сканирующая зондовая микроскопия
- 22.Клатраты
- 23.Проводящие полимеры
- 24. Наноматериалы на основе диоксида титана
- 26.Биокерамика
- 27.Защита документов от подделки
- 28.Дурацкая замазка
- 29.Кольца Лизеганга
- 30. Разделение наночастиц
 |
|
