Giải chi tiết chuyên đề Hóa học 12 Kết nối bài 6: Xử lí nước sinh hoạt

Mở đầu: Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên thiết yếu với sự sống và hệ sinh thái trên Trái Đất. Ngày nay, dưới tác động của biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường, việc đảm bảo nguồn nước sạch dùng cho sinh hoạt là một vấn đề cấp bách của nhiều quốc gia. Vậy trong thực tế, có thể sử dụng vật liệu, hoá chất nào để xử lí nước tự nhiên (nước sông, ao, hồ, nước ngầm,…) thành nước sinh hoạt?

Bài làm chi tiết:

Ngày nay, dưới tác động của biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường, việc đảm bảo nguồn nước sạch dùng cho sinh hoạt là một vấn đề cấp bách của nhiều quốc gia. Do đó,trong thực tế, có thể sử dụng vật liệu, hoá chất nào để xử lí nước tự nhiên (nước sông, ao, hồ, nước ngầm,…) thành nước sinh hoạt như: phèn nhôm, phèn chua, PAC,  clorua vôi, clororamine-B, than hoạt tính, …

Thí nghiệm 1: Làm giảm độ đục của mẫu nước sinh hoạt

Chuẩn bị:

Hoá chất: phèn chua (hoặc phèn nhôm), nước đục ( nước sông, hồ, ao,…).

Dụng cụ: cốc thuỷ tinh loại 250 mL, cốc thuỷ tinh loại 100 mL, ống đong loại 10 mL, đũa thuỷ tinh, thìa thuỷ tinh.

Tiến hành:

• Cho vào 2 cốc thuỷ tinh loại 250 mL, mỗi cốc khoảng 200 mL nước đục.
• Cho 1 thìa thuỷ tinh phèn chua (khoảng 0,05g) vào 1 cốc loại 100 mL, thêm khoảng 5 mL nước sạch, khuấy đều cho tan hết.
• Cho toàn bộ dung dịch phèn chua vào một trong hai cốc nước đục, khuấy nhanh khoảng 1 phút rồi để yên khoảng 30 phút.

Quan sát hiện tượng và thực hiện yêu cầu sau:

So sánh độ đục của nước trong hai cốc và rút ra nhận xét về khả năng làm trong nước của phèn chua.

Bài làm chi tiết:

So sánh độ đục của nước :

+Cốc 1: có 200 ml nước đục

+Cốc 2: có 200 ml nước đục

+Cốc 3: có 0,05g phèn chua và 5 ml nước sạch

Hiện tượng: Cho cốc 3 đổ vào cốc 1 , sau 30 phút thì thấy dung dịch trong cốc 1 trong hơn và có cặn bẩn kết tủa lại và lắng dưới đáy.

So sánh: Cốc 1 sau 30 phút trong hơn cốc 2

Nhận xét: Phèn chua có khả năng làm trong nước rất tốt.

Câu hỏi 1: Để xử lý 1m³ nước ( có độ đục trung bình, đựng trong thùng chứa) phục vụ sinh hoạt cho một gia đình vùng lũ cần khoảng 5g PAC, người ta có thể thực hiện một trong hai cách sau:

- Cách 1: Cho lượng PAC trên vào thùng chứa và dùng que khuấy mạnh.

- Cách 2: Hoà tan lượng PAC trên vào một lượng nước nhất định, sau đó đổ vào thùng chứa nước rồi dùng que khuấy mạnh

Hãy cho biết ưu, nhược điểm của mỗi cách trên,

Bài làm chi tiết:

Cách 1:

• Ưu điểm: đổ lượng PAC vào thùng rất nhanh, gọn, không tốn nhiều thời gian, nước trong bình trong hơn
• Nhược điểm: Lúc khuấy sẽ mất nhiều sức và nhanh mỏi.

Cách 2:

• Ưu điểm: Lúc khuấy sau khi đổ lượng nước đã hoà tan vào bình sẽ trong nhanh hơn cách 1
• Nhược điểm: phải mất công pha lượng PAC vào một lượng nước nhất định.

Thí nghiệm 2: Làm giảm màu của mẫu nước sinh hoạt

Chuẩn bị: 

Hoá chất: mẫu nước có màu, các vật liệu lọc đã rửa sạch ( than hoạt tính dạng hạt, cát, sỏi)

Dụng cụ: chai nhựa (có đục nhiều lỗ nhỏ ở đáy), bông y tế, chậu nhựa, cốc thuỷ tinh loại 100 mL.

Tiến hành:

• Cho một lớp bông xuống đáy chai nhựa, cho lớp sỏi vào chai
• Thực hiện tương tự để tạo ba lớp vật liệu lọc theo thứ tự: cát, than hoạt tính, cát. Bề dày của mỗi lớp vật liệu lọc từ 2 đến 3 cm.
• Đặt cốc thuỷ tinh 100 mL vào chậu nhựa, đặt chai nhựa trên cốc 100 mL. Đổ mẫu nước có màu vào chai nhựa, nước lọc chảy xuống đáy cốc.

Quan sát hiện tượng xảy ra và nhận xét màu sắc của nước trước và sau khi lọc

Bài làm chi tiết:

Hiện tượng: Nước sau khi lọc trong hơn nước ban đầu

Nhận xét: Sau khi nước chảy qua lớp cát đầu tiên, các cặn trong nước được giữ lại, giúp tăng khả năng lọc cho các lớp bên dưới. Tiếp đến là lớp than hoạt tính có khả năng giữ lại các hạt chất lơ lửng, vừa khử màu, khử mùi, làm trong nước. Lớp thứ ba là lớp cát cũng giúp lọc cặn, làm nước trong hơn. Lớp thứ bốn là lớp sỏi , giúp lọc các căn lơ lửng có kích thước nhỏ, vừa đỡ các vật liệu lọc khác như cát, than hoạt tính trong quá trình lọc…