Liniile directoare sunt date informații cu privire la duritatea apelor naturale ale carbonatului, duritatea uncarbonate și totală a apei. Metodele de îndepărtare a durității apei.
Partea experimentală descrie determinarea timpului și metoda de duritate totală a apei.
Instrucțiunile sunt destinate pentru studenții de la 1 kursavseh specialitati forme de zi și de corespondență de formare.
Assist. IV Vlasenko
Semnat la imprimare. Format 60x84 / 16. Scrierea de hârtie. Rizografe.
Uch.-izd.l. 0.5. Circulație de 100 de exemplare. comandă
Centrul de Editura Universității de Stat Rostov Construcții, 344022, Rostov-pe-Don, ul. Socialist, 162
Apă naturală este în interacțiune constantă cu mediul. Acesta reacționează cu atmosfera, solul, vegetația, minerale și diverse roci. apa Prietom dizolvă compușii organici și anorganici. Compoziția apelor naturale este determinată de natura acestei interacțiuni.
Toate impuritățile din apele naturale pot fi împărțite în trei grupe, în funcție de mărimea particulelor cu adevărat dizolvate, coloidale și suspendate. Într-adevăr soluți sunt sub formă de ioni și molecule și au dimensiuni mai mici de 1 nm. Particulele coloidale au o dimensiune de la 1 la 100 nm. Particulele în suspensie sau grosiere au o dimensiune mai mare de 0,1 microni. Compoziția chimică a impurității divizate în organice și anorganice. Primele sunt de obicei compoziție foarte complexă și sunt în coloidale și dizolvate cu adevărat. impurități anorganice sunt în principal sub formă de ioni: Na +. Ca 2+. Mg 2+. K +. C1 -. SO4 2-. HSO3 - .Vvode azot dizolvat, oxigen, dioxid de carbon și alte gaze conținute carbonați. Între acid carbonic și se stabilește echilibrul anioni, care se numește dioxid de carbon: CO2 + H2O ↔ H2 CO3 ↔ HCO 3 - + H + ↔ CO3 2- + 2H +.
La un pH mai mare de echilibru este deplasat spre ionii obrazovaniyakarbonat care domină la pH> 10. Prin scăderea pH-ului echilibrului este deplasat spre formarea H2 CO3. care predomină la pH<6. Вода, у которой угольная кислота, гидрокарбонат- и карбонат-ионы находятся в равновесии, называется стабильной. При сдвиге равновесия в сторону образования угольной кислоты вода становится агрессивной, при этом повышается ее коррозионная активность. При сдвиге равновесия в сторону образования карбонат-ионов из воды выпадает малорастворимый карбонат кальция.
Apa - solventul universal. Are o capacitate termică ridicată (75,3 J / mol · K) și o conductivitate termică (0,556 W / m · K), oferind bună disipare a căldurii. Dar, ciudat de apă și calități negative. Congelarea, crește în volum cu 9% și pune în pericol sistemele ohlazhdeniya.Soli și alte impurități industriale de apă ușor solubile sunt depozitate pe pereții cazanelor și alte aparate, reducând eficacitatea acestor dispozitive. clorură de sodiu și cazane nekotoryedrugieprimesi transformată în abur și apoi precipitat nalopastyahturbin modifica profilul și pentru a reduce în mod corespunzător eficiența energetică. Dizolvat în apă, oxigen, dioxid de carbon, ionii de fier și ioninitrit cauza coroziunea metalelor.
apa dură nu o spumă de săpun ca săpunuri de calciu forme insolubile și magneziu cu sărurile de sodiu solubile continute ale acizilor grași.
Cel mai grav deficit de apă - formarea de scară. care are o conductivitate termică slabă, provoacă o supraîncălzire locală a pereților, impairs îndepărtarea căldurii reduce tuburile de secțiune transversală de curgere și dă modul de căldură. Formarea scală de intensitate depinde de conținutul de săruri de calciu și magneziu, care se caracterizează prin duritatea apei.
Vremennayazhestkost în apă datorită prezenței Ca (HCO3) 2 și Mg (HCO3) 2. apă, care atunci când este încălzit la 80 0 C sau mai sus, pentru a precipita ca CaCO3 și Mg (OH) 2. și anume sub reflux, duritatea temporară este îndepărtată. Duritatea apei, care nu este îndepărtat prin fierbere, se numește permanentă.
Duritate cauzată de prezența hidrocarburilor în apă nu numai de calciu și magneziu, dar sărurile de sodiu, potasiu, fier, aluminiu și carbonați ai acelorași metale. Apa alcalină în care sărurile metalelor alcaline sunt prezente în cantități mari, de obicei rigiditate carbonat depășește rigiditatea totală.
În funcție de conținutul de duritatea apei poate fi moale (în sus 4mekv / L), duritate medie (4 la 8mekv / l), rigid (mai 8mekv / l) și foarte greu (peste 12mekv / l).
Metode de dedurizare a apei. Duritatea apei elimina reactiv metodami.Vremennuyu rigiditate fizică și chimică sau elimină metode termice, în care bicarbonați de calciu și magneziu, transformați în CaCO3 și Mg (OH) 2. Metode termice - apa de fierbere:
Această metodă este costisitoare și neeconomic în comparație cu agenții de tratare a apei. Pentru a reduce duritatea temporară este utilizată pentru varuire:
În același timp, a eliminat și săruri de magneziu rigiditate constantă:
Pentru fiecare 1 meq / l duritate 1m 3 de dedurizare a apei care urmează să fie adăugat 53g 55g sodă anhidru sau fosfat de sodiu.
Metoda de schimb ionic se bazează pe capacitatea unor compuși cu masă moleculară mare naturali și sintetici -ionitov - termoechangabile radicalii constituente pe ionii prezenți în soluție. Substanțe capabile să facă schimb de ioni pentru soluție de cationi numite schimbători de cationi și anioni pentru soluție - schimbători de anioni. schimbători de cationi sunt aluminosilicați zeoliții de tip convențional, ele denota Na2 R. în care R - radical aluminosilicat. Aflat între schimbul de ioni de apă aluminosilicat și greu pot fi reprezentate după cum urmează:
dedurizare a apei se aplică, de asemenea, polimeri organici artificiali, numita rășină schimbătoare de ioni smolami.Kationoobmennye conțin grupări active, în care un atom de hidrogen poate fi înlocuit cu un cation (RH); un grup de bază (ROH) rășini schimbătoare de anioni sunt active. Prin trecerea apei naturale prin sistemul de cationi și anioni schimbătoarele pot fi preparate cu apă distilată:
unde R - complex radical organic.
Când procesul de schimb ionic vine la echilibru, un schimbător de ioni poate înceta să funcționeze, pierde capacitatea de a se înmoaie apă. Cu toate acestea, orice schimbător de ioni este regenerată cu ușurință. Pentru a face acest lucru, trec prin rășină schimbătoare de cationi concentrat rastvorNaCl, Na2 SO4. HK1 sau H2 SO4. Astfel, cationii Ca2 + și Mg 2+ trec în soluție și din nou saturata cu ioni cationit
Na + sau H +: CaR + 2NaCI = Na2 R + CaCl2; MgR + 2NaCI = Na2 R + MgCl2.
Pentru a regenera schimbătorul de anioni este tratat cu o soluție alcalină sau sodă. Absorbția anionii sunt deplasate în soluție și ionii de schimbător de anioni din nou saturat OH - RS1 = RON + NaOH + NaCI.
În prezent, modul cel mai simplu, economic și eficient pentru a reduce rigiditatea unui tratament magnetic. Apa este trecut prin câmpul de forță magnetică în direcția perpendiculară pe liniile de forță, în care sărurile conținute în apa nu formează un gunoi, și cade ca spălarea ușoară a nămolului. Sub acțiunea rupe apa tratate scară formate anterior.
unde [Ca2 +] și [Mg 2+] - concentrația de cationi de calciu și magneziu în mg / l;
20,04 și 12,16 - greutate echivalentă de calciu și magneziu în g / mol sau mg / mmol;
· F = 1000 meq / l
mine - greutăți echivalente de cationi metalici (sau sărurile lor), g / mol;
Exemplul 1. Determinarea durității apei totală (Zhobsch) în greutate săruri conținute în apă.
Calculați duritatea apei totală (mEq / l), în cazul în care în 0,25 L de apă conținută 16,20 mg carbonat de calciu, 2,92 mg carbonat de magneziu, clorură de calciu, 11,10 mg și 9,50 mg de clorură de magneziu.
Decizie. Duritatea apei (H), exprimată în miliechivalenți de cationi dublu încărcat metale Ca², Mg² sau sărurile lor corespunzătoare, conținute în 1 litru de apă: F = gdem1. m2. m3 - masa cationi cu sarcină dublă de metal (sau sărurile lor) în apă, mg; ME1. ME2. ME3 - echivalenți molari de masă cationi metalici (sau sărurile lor respective); V - volumul de apă, f.
Determinăm echivalenții masice molare ale sărurilor care cauzează duritatea apei:
Exemplul 2. Determinarea timpului (hidrocarbonat) duritatea apei în volum poshedshie acid clorhidric la titrare acestuia.
Localizați duritatea temporară dacă titrarea probei de apă de 0,1 litri, care conține bicarbonat de magneziu, uzat 0,0072l 0,14nHCl.
Decizie. În titrarea apei de acid clorhidric apare după reacția chimică: Mg (HCO3) 2 + 2HCl → MgCl2 + 2CO2 + 2H2 O.
În conformitate cu echivalentele legale ale numărului de echivalenți de participarea tuturor la substanțele chimice de reacție trebuie să fie identice. La titrare de 0,1 litri de apă consumată · 0,14 = 0,0072 0.001008 mol HCl. În consecință, aceeași cantitate de ioni de magneziu conținut în apă, m. F.
CH (H2O) = = 0,01008mol / l = 10.08 meq / l.
Rigiditatea probei de apă a fost de 10,08 meq / l (apă dură).
EXEMPLU 3.Opredelenie duritatea temporară sau permanentă a apei în funcție de numărul de reactivi necesare pentru a elimina duritatea.
Pentru a elimina rigiditatea generală a metodei de var-sodă până la 50 de litri de apă, se adaugă 2 și 5,3 g de Na2 CO3 7,4 g Ca (OH). Calculați duritatea temporară și permanentă a apei.
Decizie. Adăugarea de apă la Ca (OH) 2 poate elimina duritatea temporară, și adăugarea de Na2 CO3 - rigiditate constantă. Când a adăugat la apă acești reactivi apar în urma reacțiilor chimice:
Temporară WID duritatea apei măsurată cantitatea de hidroxid de calciu prezent în reacție, și rigiditate constantă Zhpost - cantitatea de carbonat de sodiu.
WID = 7400 / (37,04 x 50) = 4mekv / l; Zhpost = 5300 / (53,0 x 50) = 2 meq / l.
= + Zhpost WID = 4 + 2 = 6 meq / litru (apă de duritate medie).
Experiența 1. Determinarea apei Duritatea temporară
Metoda se bazează pe reacția dintre carbonați acizi și hidrogen clorhidric: Ca (HCO3) 2 + 2HC1 = SaS12 + 2H2O + 2CO2.
În titrarea acidului adăugat în apă, indicator metiloranj va schimba culoarea o dată în soluție va fi un ușor exces de acid.
Cursul de determinare. Măsura pipetate în două 50 ml flacoane vodoprovodnoyvody și se adaugă la fiecare 1-2 picături de indicator metil oranj. Unul dintre flacoanele va servi ca un control. turnat în picături dintr-un al doilea balon biuretă decinormal (0,1 N) soluție de acid clorhidric, atâta timp cât de la o picătură de acid colorației galben intră portocaliu (culoare comparativ cu culoarea în proba martor). Titrarea a fost repetată de două ori pentru calcule care iau rezultatul mediu.
timpul de calcul produc duritatea apei conform formulei:
= 1000 · Zhvody în care Zhvody - duritate temporară, meq / L; VNS1 - volumul soluției de acid consumat pentru titrare, în ml;
CH (CI1) este o concentrație normală de acid; Vvody - volum de apă, ml.