Chuyên đề Hóa 12 CTST Bài 5: Xử lí nước sinh hoạt có đáp án

Để xử lí nước, phục vụ nhu cầu sinh hoạt:

- Sử dụng vật liệu lọc thông dụng như cát, than hoạt tính, sỏi, đá để cải thiện chất lượng nước.

- Sử dụng chất keo tụ, kết hợp với các vật liệu lọc trong xử lí nước sinh hoạt làm giảm độ đục đáng kể, đồng thời loại bỏ vi khuẩn và nhiều tác nhân gây bệnh trong quá trình keo tụ, lắng, lọc, nâng cao chất lượng nước.

- Sử dụng hoá chất khử trùng nước sinh hoạt, giúp loại bỏ đáng kể các tác nhân gây bệnh có nguồn gốc vi sinh vật.

Nước sinh hoạt là nước phục vụ cho sinh hoạt hàng ngày như nấu ăn, tắm, rửa, giặt, vệ sinh …

Về tiêu chí cảm quan, nước trong suốt, không màu, không mùi và không vị lạ, pH trong khoảng 6,0 – 8,5. Tuy nhiên, nước sinh hoạt không được uống trực tiếp, cần đun sôi hoặc thiết bị xử lí nước để uống.

Ngoài vật liệu như cát, một bộ lọc đơn giản cần sử dụng thêm than hoặc than hoạt tính, sỏi, đá.

Than hoặc than hoạt tính có tác dụng khử mùi, ngoài ra còn có tác dụng khử màu, hấp phụ các thành phần hữu cơ như dầu mỡ, thuốc bảo vệ thực vật …. Than hoạt tính có tác dụng hấp phụ tốt hơn than.

- Khi hoà tan vào nước, phèn chua (K$_{2}$SO$_{4}$.Al$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$.24H$_{2}$O) hoặc phèn nhôm (Na$_{2}$SO$_{4}$.Al$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$.24H$_{2}$O hoặc (NH$_{4}$)$_{2}$SO$_{4}$.Al$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$.24H$_{2}$O) chứa ion Al$^{3+}$ sẽ thuỷ phân theo phương trình:

Quá trình này sẽ giải phóng ion H$^{+}$, làm giảm pH của nước (không có lợi cho sức khoẻ), sau đó, cần sử dụng hoá chất để điều chỉnh pH của nước về trung tính (thường dùng hạt nâng pH).

- Trong khi đó, chất kẹo tụ PAC ([Al$_{2}$(OH)$_{n}$Cl$_{6-n}$]$_{m}$) là chất keo tụ polymer vô cơ, có khả năng thích ứng rộng với vùng nước, tốc độ thuỷ phân nhanh, hấp phụ mạnh, hình thành bông tủa lớn, làm trong nước nhanh, giảm hoá chất (giảm ion Al$^{3+}$ tham gia thuỷ phân). PAC ít làm giảm pH của nước so với phèn, thuận lợi cho việc điều chỉnh pH của nước sau khi lắng cặn.

Thí nghiệm 1. Thí nghiệm làm giảm độ đục của nước

- Dụng cụ: cốc thuỷ tinh 250 mL, đũa thuỷ tinh.

- Hoá chất: phèn chua.

- Tiến hành:

+ Bước 1: Thu thập mẫu nước bị đục, nhiễm phù sa hoặc có cặn bẩn lơ lửng.

+ Bước 2: Rót vào 2 cốc thuỷ tinh (1) và (2), mỗi cốc khoảng 150 mL mẫu nước. Cho một ít phèn chua vào cốc (1), khuấy đều và để yên 2 cốc sau khoảng 30 phút (tuỳ vào mẫu nước).

So sánh: Cốc (1) có thời gian lắng nhanh hơn cốc (2).

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm làm giảm cường độ màu của mẫu nước

- Vật liệu: cát, than hoạt tính, đá hoặc sỏi được rửa sạch.

- Dụng cụ: vỏ chai nhựa 1,5 lít; dao hoặc kéo cắt vỏ chai.

- Tiến hành:

+ Bước 1: Cắt bỏ phần đáy vỏ chai. Cho một ít bông ở dưới, sau đó xếp lần lượt các lớp vật liệu theo thứ tự: lớp đá, than, cát và đá vào vỏ chai (mỗi lớp có độ dày khoảng 4 cm – 5 cm). Có thể dùng bông thấm ngăn cách giữa các lớp vật liệu.

+ Bước 2: Thu thập mẫu nước bị nhiễm màu.

+ Bước 3: Rót mẫu nước vào bộ lọc, kiểm tra chất lượng nước sau khi lọc.

So sánh: Nước sau khi lọc sẽ trong suốt, không màu.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HÀNH

THIẾT KẾ BỘ LỌC LÀM GIẢM ĐỘ ĐỤC VÀ MÀU CỦA NƯỚC

Trường: ……………………………………

Lớp: ……………………………………….

Nhóm: ……………………………………

Họ tên các thành viên: ……………………

I. Mục tiêu

Thực hiện được thí nghiệm làm giảm độ đục và cường độ màu của mẫu nước.

II. Vật liệu và dụng cụ

- Vật liệu: phèn hoặc PAC, cát, than hoạt tính, đá hoặc sỏi được rửa sạch.

- Dụng cụ: cốc thuỷ tinh 250 mL, đũa thuỷ tinh, dao nhỏ; vỏ chai nhựa 1,5 lít, dao hoặc kéo cắt vỏ chai.

III. Cách tiến hành

***Thí nghiệm 1.* **Thí nghiệm làm giảm độ đục của nước

+ Bước 1: Thu thập mẫu nước bị đục, nhiễm phù sa hoặc có cặn bẩn lơ lửng.

+ Bước 2: Rót vào 2 cốc thuỷ tinh (1) và (2), mỗi cốc khoảng 150 mL mẫu nước. Cho một ít phèn chua vào cốc (1), khuấy đều và để yên 2 cốc sau khoảng 30 phút (tuỳ vào mẫu nước).

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm làm giảm cường độ màu của mẫu nước

+ Bước 1: Cắt bỏ phần đáy vỏ chai. Cho một ít bông ở dưới, sau đó xếp lần lượt các lớp vật liệu theo thứ tự: lớp đá, than, cát và đá vào vỏ chai (mỗi lớp có độ dày khoảng 4 cm – 5 cm). Có thể dùng bông thấm ngăn cách giữa các lớp vật liệu.

+ Bước 2: Thu thập mẫu nước bị nhiễm màu.

+ Bước 3: Rót mẫu nước vào bộ lọc, kiểm tra chất lượng nước sau khi lọc.

IV. Thảo luận, đánh giá kết quả

- Mẫu nước đạt yêu cầu sau khi lắng loại bỏ được nhiều cặn bẩn hơn mẫu nước còn lại.

- Mẫu nước đạt yêu cầu sau khi lọc phải trong suốt, không màu, không mùi.

V. Kết luận

Sử dụng các chất keo tụ như phèn, PAC và các loại vật liệu như cát, than hoạt tính, sỏi hoặc đá trong lọc nước giúp làm trong nước và giảm cường độ màu, khử mùi.

Học sinh tham khảo 1 số poster sau (nguồn Internet):

Một số vật liệu và hoá chất có tác dụng khử trùng nước sinh hoạt:

- Vật liệu: than, than hoạt tính, cát …

- Hoá chất: chloramine B, clorua vôi, ozone, chlorine …