17. Чистая и мутная вода

Определения и обозначения

Чистая вода — вода без видимых примесей, прозрачная и однородная по внешнему виду. В ней не заметны плавающие частицы или осадок. Это понятие помогает описать внешний вид воды, но не доказывает, что её можно пить.

Мутная вода — вода, содержащая взвешенные частицы, из-за которых она теряет прозрачность. Взвешенные частицы не растворились и некоторое время находятся в воде. По мутности можно заметить наличие таких примесей, но нельзя определить все вещества в воде.

Отстаивание — способ очистки воды, при котором тяжёлые частицы постепенно оседают на дно. Воду оставляют неподвижной, а затем осторожно переливают верхний слой. Этот способ позволяет отделить часть нерастворимых примесей, образующих осадок.

Фильтрование — способ очистки воды, при котором вода проходит через фильтр, задерживающий нерастворимые частицы. Фильтром может служить пористый материал, например специальная фильтровальная бумага. Так можно отделить твёрдые частицы от воды.

Как это устроено

Вода становится мутной, когда в неё попадают частицы глины, песка, ила и других нерастворимых веществ. Они не исчезают в воде, как сахар, а остаются отдельными мелкими кусочками. Эти частицы рассеивают и задерживают свет, поэтому через мутную воду хуже видны предметы.

При отстаивании вода некоторое время находится в покое, поэтому взвесь не перемешивается. Более тяжёлые частицы притягиваются Землёй и постепенно опускаются на дно. Верхняя часть воды просветлевает, потому что в ней становится меньше частиц.

При фильтровании вода движется через пористый материал. Отверстия фильтра пропускают воду, но задерживают крупные нерастворимые частицы. Чем лучше подходит фильтр и чем медленнее проходит вода, тем больше взвеси может остаться на нём.

После отстаивания или фильтрования вода может быть непригодной для питья. Эти способы не удаляют все растворённые вещества, потому что они проходят вместе с водой. Микроорганизмы тоже могут пройти через простой фильтр, поэтому очищенную таким способом воду нельзя считать полностью безопасной.

Для наблюдения берут прозрачный сосуд и рассматривают воду на свету. Через прозрачные стенки легче увидеть цвет, плавающие частицы и слой осадка. Сравнение одинаковых сосудов помогает заметить, какая вода прозрачнее и как меняется её вид после очистки.

Сравнение чистой и мутной воды

Сначала сравнивайте внешний вид воды: прозрачность и наличие частиц. Затем смотрите, появляется ли осадок после отстаивания. Таблица описывает видимые признаки, но не показывает, безопасна ли вода для питья.

Разбор задач

Задача 1

В двух стаканах находятся вода из-под крана и вода с добавленной глиной. Нужно определить, какая вода мутная, и назвать признак. Важно сравнить стаканы одинаковым способом, а не делать вывод только по цвету.

1. Поставим стаканы на свету, чтобы через воду было легче смотреть.
2. Сравним прозрачность: в чистой воде предметы за ней видны лучше.
3. Проверим, есть ли в одном стакане плавающие частицы или неоднородность.
4. Свяжем наблюдение с причиной: глина не растворилась и образовала взвесь.

Ответ: мутной будет вода с добавленной глиной. Её признак — меньшая прозрачность и наличие видимых взвешенных частиц.

Задача 2

Мутную воду оставили в стакане на некоторое время. На дне появился осадок, поэтому нужно объяснить его появление и назвать способ очистки. Нельзя считать осадок новым веществом: это частицы, которые раньше находились во взвеси.

1. Вода перестала перемешиваться, и частицы получили возможность двигаться вниз.
2. Более тяжёлые частицы под действием силы тяжести опустились на дно.
3. Верхний слой стал прозрачнее, потому что в нём уменьшилось количество взвеси.
4. Назовём способ по условию: воду просто оставили в покое, значит, это отстаивание.

Ответ: осадок появился из-за оседания тяжёлых нерастворимых частиц. Был применён способ отстаивания.

Задача 3

Нужно очистить смесь воды и песка. Требуется выбрать способ, описать действия и объяснить, что произойдёт с песком. Песок не растворяется в воде, поэтому его можно отделить как твёрдые нерастворимые частицы.

1. Подготовим воронку с фильтром из подходящего пористого материала и чистый сосуд.
2. Осторожно выльем смесь на фильтр, чтобы вода прошла через его поры.
3. Песчинки не пройдут через отверстия фильтра и останутся на нём.
4. Соберём прошедшую воду отдельно, не считая её автоматически питьевой.

Ответ: смесь воды и песка очищают фильтрованием. Вода проходит через фильтр, а песок задерживается на нём.

Типичные ошибки

Считать любую прозрачную воду питьевой. Так думают, потому что вредные примеси часто нельзя увидеть. Проверка: помнить, что растворённые вещества и микроорганизмы могут не менять прозрачность воды.

Путать отстаивание с фильтрованием. Ошибка возникает, если не различать способ движения частиц. Проверка простая: при отстаивании частицы оседают сами, а при фильтровании вода проходит через фильтр.

Считать, что фильтр задерживает все примеси. Фильтр удерживает главным образом нерастворимые частицы определённого размера, а растворённые вещества могут пройти дальше. Проверяйте себя вопросом: задержит ли этот материал невидимые вещества и микроорганизмы?

Перемешивать воду после отстаивания перед переливанием. Так делают, желая одинаково распределить воду, но при этом поднимают осадок. Проверка: переливайте верхний слой медленно и оставляйте осадок на дне.

Связь с другими темами

До этой темы нужно знать, что вещества бывают растворимыми и нерастворимыми. Нерастворимые частицы не исчезают в воде, а образуют взвесь и могут оседать.

Знания пригодятся при изучении очистки воды, круговорота воды в природе и правил безопасного обращения с питьевой водой. Внешняя чистота воды не заменяет проверку её состава.

Наблюдения за отстаиванием и фильтрованием объясняют работу бытовых фильтров и очистных сооружений. В реальной очистке используют не один простой способ, а несколько этапов.

Что запомнить

• Мутность воды вызывают взвешенные нерастворимые частицы.
• Чистая по внешнему виду вода не всегда безопасна для питья.
• При отстаивании тяжёлые частицы оседают на дно.
• Фильтрование задерживает нерастворимые частицы фильтром.
• После отстаивания воду переливают осторожно, не поднимая осадок.
• Отстаивание и фильтрование не удаляют все возможные примеси.