Основные характеристики природной воды

УДК 621.311.22 (075)

ББК 31.37я73

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского муниципального технического института

© Создатели, 2005

ISBN 5-8149-0242-6 © Омский муниципальный

технический институт, 2005

Вступление

Высококачественная водоподготовка, оптимальный водно-химический режим – это

· гарант надежности, экономичности, безаварийности теплоэнергетического оборудования и термических сетей;

· обеспеченность предупреждения образования всех видов отложений и коррозионных повреждений на внутренних поверхностях теплоэнергетического оборудования, элементах трассы сетевой воды, включая Основные характеристики природной воды отопительные приборы;

· экономия сжигаемого горючего, потому что образующиеся отложения на поверхности нагрева владеют высочайшим тепловым сопротивлением, что вызывает огромные утраты горючего. Утраты горючего зависимо от толщины отложения показаны в таблице

Толщина накипи, мм 1,5
Утраты горючего, %

Вследствие теплового сопротивления слоя накипи уже при ее толщине в 0,2 мм температура стен котла может очень Основные характеристики природной воды отличаться от температуры котловой воды и в современных котлах достигать 700 °С, что ведет к аварийному разрыву экранных труб котлоагрегатов, что также негативно отражается на сбережении энергии теплоэнергетических ресурсов (ТЭР);

· уменьшение сбрасываемых экологических загрязнителей от теплоэнергетических объектов в биосферу, негативно влияющих на здоровье населения (экологическая безопасность).

Актуальность препядствия очень Основные характеристики природной воды высока в текущее время, потому что на состав поверхностных вод существенное воздействие оказывают сбросы сточных вод и разных отходов промышленных компаний, в итоге чего происходит загрязнение воды различными хим соединениями неорганического и органического нрава, что негативно отражается на объектах теплоэнергетики. Означает нужно неизменное улучшение технологии подготовки воды и Основные характеристики природной воды водно-химических режимов на котельных и ТЭС.

Все это просит от начинающего специалиста-теплоэнергетика теоретических и практических познаний и неизменной самостоятельной работы по увеличению собственного технического уровня.

В пособии отражены

· главные требования Муниципального общеобразовательного эталона высшего проф образования по подготовке профессионалов для теплоэнергетики;

· даются главные представления о физико-химических Основные характеристики природной воды процессах водоподготовки, образованиях отложений и коррозионных повреждениях металла, которые протекают в водяных и паровых трактах современного теплоэнергетического оборудования, термических сетях, и нужные сведения о практических методах их предотвращения;

· освещены специальные особенности водно-химического режима, с отражением действующих норм на качество питательной воды, пара, возвратимого конденсата, подпиточной и сетевой воды теплосети;

· короткие расчеты Основные характеристики природной воды созданы для курсовых, дипломных работ, а в предстоящем для практики при эксплуатации водоподготовительного и теплоэнергетического оборудования;

· представлены аварийные ситуации в теплоэнергетике по вине водно-химического режима.

В учебном пособии систематизирован и обобщен российский и забугорный технический материал, также действующие директивные (неотклонимые) материалы (решения, противоаварийные, эксплуатационные циркуляры) в Основные характеристики природной воды части водоподготовки и водно-химического режима теплоэнергетического оборудования и термических сетей.

Будущему инженеру-теплоэнергетику нужно иметь точные представления о разработках водоподготовки и оптимальных водно-химических режимах.

Все замечания по пособию будут приняты создателями с благодарностью и учтены в учебном процессе.

Замечания и предложения просим направлять по адресу: 644050, г Основные характеристики природной воды. Омск, пр‑т Мира 11, Омский муниципальный технический институт, кафедра теплоэнергетики.

ЧАСТЬ I. Водоподготовка

Глава 1-ая

Главные свойства природной воды

1.1. Поступление примесей в воду

Природная вода, разделяемая условно на атмосферную (дождик, туман, снег), поверхностную (реки, озера, пруды, болота), подземную (артезианские скважины, шахтные колодцы) и морскую (моря, океаны), всегда содержит разные примеси. Нрав и количество Основные характеристики природной воды имеющихся в воде примесей определяет качество воды т.е. охарактеризовывает возможность использования ее для разных целей в индустрии и в быту.

Примеси поступают в воду, находящуюся в природном круговороте, из окружающей ее среды. Вода, занимающая около 70 % поверхности Земли, испаряясь, поступает в атмосферу, а после конденсации водяных паров в верхних слоях Основные характеристики природной воды атмосферы ворачивается на поверхность Земли в виде осадков, образуя поверхностные и подземные стоки и водоемы. Подземные стоки создаются при просачивании атмосферной воды в более либо наименее глубочайшие слои земли, где вода собирается над водонепроницаемыми пластами, стекает по ним и выходит вновь на поверхность земли в местах выхода этих пластов Основные характеристики природной воды, сливаясь с поверхностными стоками. Дальше вода в руслах рек и ручьев перемещается к озерам, морям, водохранилищам, завершая этим собственный природный круговорот.

Вместе с природным существует производственно-бытовой круговорот воды, создаваемый в итоге употребления ее для разных целей (остывание, коммунальное водоснабжение и т.п.).

Примеси поступают в воду на всех Основные характеристики природной воды шагах отмеченных круговоротов. При конденсации воды в атмосфере в конденсате растворяется кислород, азот, углекислый газ в согласовании с их парциальными давлениями, а в промышленных районах – также существенное число оксидов серы и других товаров, содержащихся в дымовых газах. Суммарное солесодержание осадков составляет в среднем 10 мг/дм3. Просачиваясь через грунт, вода Основные характеристики природной воды встречается с разными минеральными солями (NaCl, Na2SO4, MgSO4, CaCO3, силикатами и др.) и органическими субстанциями, растворяет либо механически захватывает их. При одновременном присутствии в воде кислорода, органических веществ и микробов (микробов), повсевременно находящихся в поверхностных слоях земли, создаются условия для перевода главных составляющих ряда органических веществ в минеральные кислоты (углерода Основные характеристики природной воды в угольную, азота в азотную, серы в серную, фосфора в фосфорную и т.п.). Образующиеся в подпочвенных водах кислоты ведут взаимодействие с обширно всераспространенными в природе известняками – карбонатами кальция, железа, доломитами CaMg(CO3)2 и другими породами, что приводит к поступлению в воду отлично растворимых бикарбонатов Ca, Mg, Fe Основные характеристики природной воды, к примеру:

; (1.1)
; (1.2)
→ . (1.3)

Коренные горные породы – сложные силикаты (граниты, кварцевые породы), они очень слабо растворимы в воде и только при продолжительном контакте обогащают воду растворимыми силикатами в маленький концентрации (5–15 мг/дм3).

При прохождении воды через толщу земли, оккупированные ею механические грубодисперсные примеси отфильтровываются, в связи с чем грунтовые (лежащие поблизости поверхности Основные характеристики природной воды земли) и артезианские (лежащие более глубоко меж 2-мя водонепроницаемыми пластами) воды характеризуются низкой концентрацией взвешенных и органических примесей. В то же время десорбция углекислоты из таких вод затруднена в связи со слабеньким газообменом их с атмосферой, что приводит к насыщенному растворению карбонатных пород (см. уравнения реакций (1.1) – (1.3)) и большенному насыщению Основные характеристики природной воды подземных вод бикарбонатами.

Фильтрация воды через почву отчасти сопровождается ионообменной адсорбцией ионогенных примесей; так, почвенные комплексы отлично задерживают фосфаты, происходит обмен адсорбированного почвой Na+на К+ и т.п. Потому, невзирая на приблизительно схожую распространенность натрия и калия в природе, в поверхностной воде среднее соотношение концентраций [Na+]:[К Основные характеристики природной воды+] составляет большей частью 10:1.

Значительно огромным многообразием примесей по сопоставлению с природными водами характеризуются производственно-бытовые стоки. По нраву загрязнений эти стоки подразделяют на три группы: бытовые сточные воды; производственные сточные воды; стоки, образующиеся при лесозащитных и растениеводческих работах.

Бытовые сточные воды и стоки лесозащитных и растениеводческих работ Основные характеристики природной воды с применением реагентов имеют более либо наименее одинаковый состав: белковые вещества и продукты их распада, жиры, мочевину, мыло, синтетические моющие средства, удобрения и т.п.

Эти примеси в главном относятся к классу органических веществ и в аква среде окисляются под действием кислорода и микробов.

Загрязнения производственных стоков определяются приемущественно Основные характеристики природной воды типом предприятия, на котором они образуются. Концентрация примесей (кислот, щелочей, нейтральных солей, нефтепродуктов, органических соединений) в сточных водах, подлежащих переработке и повторному использованию, может достигать несколько граммов на один кубичесий дециметр воды и оказывать резко отрицательное воздействие на водно-химический и биохимический режимы водостока при аварийных сбросах: понижение концентрации Основные характеристики природной воды кислорода, конфигурации рН, отравляющее действие, заиливание и т.п., потому бесконтрольный сброс сточных вод в природные водотоки запрещен в законодательном порядке.

1.2. Систематизация, черта вод и их примесей

Природные воды систематизируют по ряду признаков, простым из их является солесодержание воды. В согласовании с солесодержанием различают

· пресную воду – солесодержание 1 г/дм3;

· солоноватую – солесодержание 1–10 г/дм Основные характеристики природной воды3;

· соленую – солесодержание более 10 г/дм3;

Огромное распространение получила предложенная О.А. Алехиным система, по которой воды различаются по преобладающему в их аниону: гидрокарбонатный класс вод с преобладающим анионом либо суммой анионов (С), сульфатные воды (S), хлоридные воды (Cl). По преобладающему катиону классы вод делятся на три группы Основные характеристики природной воды: кальциевую (Са), магниевую (Mg) и натриевую (Na). Реки средней полосы европейской части Рф в главном относятся к гидрокарбонатному классу кальциевой группы (ССа).

Примеси природных вод по степени дисперсности (крупности) подразделяют: на истинно-растворимые (ионно- либо молекулярно-дисперсные), всераспространенные в воде в виде отдельных ионов, молекул; коллоидно-дисперсные с размером частиц от 1 до Основные характеристики природной воды 100 нм; грубодисперсные с размером частиц более 100 нм (0,1 мкм).

Коллоидные примеси представляют собой агломераты из огромного числа молекул с наличием поверхности раздела меж жесткой фазой и водой. Из-за малых размеров коллоидные частички не теряют возможности к диффузии и имеют значительную удельную поверхность.

К примеру, если кубик вещества Основные характеристики природной воды объемом 1 см3 раздробить на более маленькие кубики с длиной ребра 10 нм, то количество таких кубиков составит 1018единиц с общей площадью поверхности 600 м2.

Коллоидные частички не выделяются из воды под действием силы тяжести, не задерживаются обыкновенными фильтрующими материалами (песком, фильтрующей бумагой) и различимы в рассеянном свете (конус Тиндаля). В Основные характеристики природной воды природных водах в коллоидно-дисперсном состоянии находятся разные производные кремниевой кислоты и железа, органические вещества – продукты распада растительных и животных организмов.

Грубодисперсные примеси (так именуемые взвешенные вещества) имеют настолько огромную массу, что фактически не способны к диффузии. Со временем устанавливается определенное седиментационное равновесие, примеси или выпадают в осадок, или Основные характеристики природной воды всплывают на поверхность (при плотности частиц меньше плотности воды).

Продолжительно оставаясь во взвешенном состоянии, грубодисперсные примеси обусловливают мутность воды. Чем больше размер частиц грубодисперсных примесей, тем резвее устанавливается седиментационное равновесие, и тем легче выделяются они из воды при отстаивании либо фильтрации. Так, скорость отстаивания частиц песка и ила размером 100 и Основные характеристики природной воды 20 мкм составляет в недвижной воде при 10 °С соответственно около 7 и 0,4 мм/с.

По хим составу примеси природных вод можно поделить на два типа: минеральные и органические.

К минеральным примесям воды относятся растворенные в ней находящиеся в атмосфере газы N2, O2, СО2, также газы, вносимые сточными водами, разные соли, кислоты, основания, в Основные характеристики природной воды значимой степени находящиеся в диссоцинированной форме, т.е. в виде образующих их катионов и анионов.

К органическим примесям природных вод относят гумусовые вещества, вымываемые из почв и торфяников, также органические вещества разных типов, поступающие в воду вместе с сельскохозяйственными стоками и другими типами недостаточно очищаемых стоков.

1.3. Черта Основные характеристики природной воды ионизированных примесей

Механизм поступления примесей в природную воду сформировывает определенное всепостоянство типа важных ионов, содержащихся в разных водотоках и водоемах. Сведения о более всераспространенных в природных водах ионах и их концентрациях приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Важные ионы природных вод

Группа Катион Анион Концентрация, мг/дм3
I От нескольких единиц до 10-ов тыщ Основные характеристики природной воды
II От 10-х толикой до единицы
III Наименее 10-х толикой

Характеризуя ионированные примеси, можно отметить последующее.

Ионы натрия и калия с анионами природных вод не образуют труднорастворимых обычных солей, потому их относят к группе устойчивых примесей. Концентрация Na+, K+ меняется исключительно в итоге испарения либо разбавления природной воды, при Основные характеристики природной воды анализе воды ее нередко выражают суммарно.

Ионы кальция и магния относят к числу важных примесей воды, они почти во всем определяют возможность ее использования для разных народнохозяйственных целей, потому что образуют труднорастворимые соединения с некими находящимися в воде анионами. При использовании природной воды и связанным с ним Основные характеристики природной воды конфигурацией начальных концентраций катионов и анионов, к примеру при упаривании либо понижении растворимости с ростом температуры, происходит выделение труднорастворимых солей кальция и магния на теплопередающих поверхностях в виде жесткой фазы.

В технологических процессах подготовки воды для понижения концентрации кальция и магния нередко употребляется образование их труднорастворимых соединений, выводимых из воды до поступления Основные характеристики природной воды ее в водопаровой тракт.

Ионы железа характеризуются поливалентностью и могут находиться в разных формах: Fe2+ и Fe3+. Стоит отметить, что оборотный логарифм произведения растворимости при 25 °С равен 14,75, а составляет 37,2 единицы. Исходя из этих значений и ионного произведения воды, можно вычислить, что для поддержания сбалансированного насыщения воды Основные характеристики природной воды ионами железа на уровне 0,1 мг/дм3 для закисного железа рН воды следует довести до 9,2, а для оксидного – до 3,5; при увеличении концентрации Fe3+в ионной форме рН раствора будет снижаться. Во всех природных водах с высочайшим рН ионы Fe3+ фактически не могут содержаться и все соединения Fe3+ находятся в коллоидной либо грубодисперсной Основные характеристики природной воды форме.

В подземных водах железо обычно находится в ионной форме в виде двухвалентного железа, стехиометрически отвечающего формуле соединения Fe(HCO3)2, которое при критериях удаления растворенной углекислоты (выдерживание в открытых сосуде) просто гидролизуется, а при наличии в воде растворенного кислорода окисляется с образованием красно-коричневой жесткой фазы гидроксида железа Fe Основные характеристики природной воды(OН)3:

→4Fe(OH)3(T) + 8CO2. (1.4)

В водах поверхностных источников железо может заходить также в состав органических соединений, присутствие в воде соединений железа в завышенных концентрациях делает условия для развития железобактерий, образующих бугорчатые колонии на стенах трубопроводов.

Концентрация железа в начальной воде может возрастать в процессе транспортирования ее Основные характеристики природной воды по железным и металлическим трубам вследствие загрязнения продуктами коррозии.

Гидрокарбонат-ионы – важная составная часть солевых компонент воды. В природных водах не считая “полусвязанной” углекислоты (ионы – именуемые также бикарбонатами), а в неких случаях и “связанной” углекислоты (ионы ) содержится также так именуемая “свободная” углекислота, находящаяся в виде растворенного газа СО2 и его гидрата Основные характеристики природной воды – молекул Н2СО3. Меж разными формами угольной кислоты существует кинетическое равновесие, связанное с величиной рН и содержанием ионов кальция в растворе.

Хлорид-ионы (Cl-) с катионами не образуют труднорастворимых солей и при температуре около 25 °С не подвергаются гидролизу либо окислению.

Сульфат-ионы в поверхностных водах, не грязных органическими субстанциями, довольно Основные характеристики природной воды устойчивы; как ионы сильной кислоты, они не подвергаются гидролизу и образуют относительно труднорастворимую соль только с одним из катионов природных вод – Са2+. Но растворимость сульфата кальция при обыкновенной температуре довольно высока (около 1 г/дм3), и в природных водах, обычно, не происходит выделения жесткой фазы СаSO4.

1.4. Кремнесодержащие соединения и органические Основные характеристики природной воды примеси

Кремниевая кислота.Разные соединения кремниевой кислоты очень всераспространены в природных водах; в подземных водах силикатов содержится больше, чем в поверхностных. Ангидрид кремниевой кислоты (SiO2) c водой может создавать кислоты типа метакремниевой H2SiO3 (SiO2·H2O), ортокремниевой H4SiO4 (SiO2·2H2O) и разных поликремниевых, к Основные характеристики природной воды примеру двуметакремниевой H2SiO5 (2SiO2·H2O) и т.д. Все эти кислоты при обыденных для природных вод значениях рН плохорастворимы и способны образовать в воде коллоидные смеси.

Обилие форм кремниевых кислот и сравнимо малая их растворимость в воде (к примеру, кремнесодержание в воде при t = 20 °С добивается 150 мг/дм3, t = 100 °С Основные характеристики природной воды добивается 500 мг/дм3) очень затрудняют их дифференциацию при анализе воды, потому в итоге анализа обычно получают только суммарную концентрацию кремнесодержащих соединений, условно выраженную в виде , так называемое кремнесодержание воды.

Кальциевые и магниевые соли кремниевых кислот разных типов, также ферро- и алюмосиликаты существенно сложнее растворяются в воде Основные характеристики природной воды.

В поверхностных и артезианских водах общее кремнесодержание в пересчете на обычно составляет от 1 до 30 мг/дм3, при всем этом от 5 до 20 % представлено коллоидной формой. При значениях рН > 8 кремниевая кислота может находиться в воде в виде только в отсутствие ионов Са2+ и Mg2+.

Органические примеси. Органические вещества, попадающие в открытые водоемы Основные характеристики природной воды в итоге вымывания их из почв и торфяников, объединяют обычно под общим заглавием гумусовых. В особенности загрязнены гумусовыми субстанциями, имеющими соответствующую желтоватую либо коричневую расцветку, водотоки болотного происхождения. Не считая того, поверхностные воды обогащаются органическими субстанциями в итоге отмирания аква флоры и фауны с следующими процессами их хим Основные характеристики природной воды и биохимического распада.

Гумусовые вещества природных вод делят условно на три группы, объединяющие органические примеси по более либо наименее близким физическим и хим свойствам: 1) гуминовые кислоты (формула С60Н52О24 (СООН)4) обычно находятся в водоемах в виде коллоидов, переходя в поистине растворенное состояние только при больших значениях рН; 2) коллоидные соединения Основные характеристики природной воды фульвокислот; 3) поистине растворенные соединения фульвокислот.

Водород карбоксильных групп СООН гуминовых кислот может замещаться катионами с образованием солей, именуемых гуматами. Гуматы щелочных металлов и аммония отлично растворимы в воде, в то время как гуматы кальция, магния и железа труднорастворимы. Гуминовые кислоты могут также создавать с гидроксидами железа и алюминия всеохватывающие соединения, отчасти Основные характеристики природной воды выставленные и коллоидной формой.

Огромное значение в увеличении количественного и высококачественного содержания органических веществ в поверхностных водоемах и водотоках играют недостаточно очищенные бытовые, производственные, также сельскохозяйственные стоки. Понятно, что органические вещества являются главной предпосылкой ухудшения органолептических параметров воды, т. е. возникновения запахов и привкусов.

Из-за трудности Основные характеристики природной воды персональной систематизации органических примесей каждого типа в практике анализа употребляют общую способность органических примесей окисляться под действием специфичных окислителей. Этот аспект не дает четкого представления о реальной концентрации органических веществ в воде, но позволяет приближенно охарактеризовывать и ассоциировать воды разного типа.

1.5. Закономерности конфигурации количественного состава примесей по районам и сезонам для Основные характеристики природной воды поверхностных и подземных вод

Подземные водотоки, выходя на поверхность земли, играют значительную роль в питании рек, потому солевой состав рек находится в зависимости от нрава почв и грунтов, с которых они собираются. Вследствие этого воды неких северных рек (Печора, Вятка, Нева), стекающих в районах сильновымытых либо скальных грунтов, характеризуются малой Основные характеристики природной воды минерализованностью (около 150 мг/дм3). Воды рек южных районов (Эмба, Миус, Амударья), протекающих по очень засоленным почвам, содержат до 1000 мг/дм3 растворенных примесей. Если река протекает через районы с разными географическими критериями и геологическим строением (к примеру, Волга), минерализованность ее воды может изменяться в протяжении от истока до устья в Основные характеристики природной воды 2–3 раза. Конфигурацией черт грунтов и почв в направлении с севера на юг европейской части определяется эмпирическое правило увеличения солесодержания рек в обозначенном направлении.

Количественный и высококачественный состав примесей рек и водоемов находится в зависимости от метеорологических критерий и подвержен сезонным колебаниям. Так, в вешний паводковый период, после вскрытия Основные характеристики природной воды льда, воды содержат малое количество растворенных солей, но характеризуются наибольшим количеством взвешенных веществ, увлекаемых с поверхности земли резвыми потоками талых вод. В зимний период в итоге питания поверхностного водотока подземными водами его солесодержание добивается максимума (рис. 1.1). В летнее время состав речной воды определяется соотношением в питании толикой Основные характеристики природной воды поверхностного и подземного стоков.

Отмеченные географические и сезонные конфигурации состава природных вод нужно учесть при использовании характеристик свойства природной воды, с тем чтоб не определять пригодность водотока по результатам единичного наблюдения, выполненного на значимом расстоянии от планируемого места водозабора.

Рис. 1.1. Изменение солесодержания речной воды по временам года

1.6. Технологические, высококачественные характеристики воды

Зависимо от Основные характеристики природной воды нрава использования воды разными потребителями определяются и характеристики, нужные для высококачественной и количественной свойства воды.

Важными показателями свойства воды для использования ее в теплоэнергетике являются

– концентрация грубодисперсных веществ (ГДП);

– концентрация истинно-растворимых примесей (ионный состав);

– концентрация коррозионно-активных газов;

– концентрация ионов водорода;

– технологические характеристики, в которые входят сухой и Основные характеристики природной воды прокаленный остаток, окисляемость, твердость, щелочность, кремнесодержание, удельная электропроводность и т.д.

Концентрация грубодисперсных веществ в воде может быть довольно точно определена фильтрованием воды через картонный фильтр с следующим его высушиванием при температуре 378–383 К до неизменной массы. Но на практике предпочитают использовать способы определения грубодисперсных веществ по прозрачности Основные характеристики природной воды и мутности воды.

Прозрачность воды определяют при завышенных концентрациях ГДП в воде с помощью стеклянной трубки, залитой водой, на деньке которой размещен шрифт либо крест с шириной полосы 1 мм. Высота столба воды, при которой определяется отменная видимость шрифта либо креста, является количественной оценкой прозрачности воды. При малых концентрациях ГДП Основные характеристики природной воды (< 3мг/дм3) употребляется нефелометрический способ, основанный на сопоставлении мутности анализируемой воды с подходящим образцом. Концентрация ГДП может быть также определена по разности значений плотного и сухого остатков, приобретенных при упаривании 1-го кубического дециметра соответственно нефильтрованной и фильтрованной воды.

Сухой остаток позволяет косвенно судить о солесодержании воды, т.е. о Основные характеристики природной воды сумме всех анионов и катионов в воде, кроме ионов Н+ и ОН-. Но при образовании сухого остатка несколько меняется ионный состав примесей за счет разложения бикарбонатов. В сухой остаток заходит также часть органических и коллоидных примесей. Прокаливание сухого остатка при температуре 1073 К приводит к сгоранию органических примесей и распаду Основные характеристики природной воды карбонатов. Потому разность значений плотного и сухого остатков позволяет только приблизительно оценить концентрацию органических примесей в воде.

Концентрации отдельных ионов в воде, (мг/дм3 либо кмоль/дм3), определяемых способами хим анализа. Корректность проведения анализа должна подтверждаться выполнением закона электронейтральности: ммоль/дм3. Вероятная ошибка при всем этом не должна превосходить 1 %.

(1.5)

Если ошибка Основные характеристики природной воды превосходит 1 %, то следует проверить качество анализа отдельных ионов либо повторить весь анализ.

Суммарная концентрация всех катионов и анионов в воде составляет содержание воды, при всем этом не учитываются анионы кремниевой кислоты из-за неопределенности сведений об их концентрации в ионной форме, полуторные оксиды и ионы Н+ и ОН-. В случае Основные характеристики природной воды крепких смесей ионы Н+ и ОН- следует учесть при подсчете солесодержания.

Твердость воды является одним из важных характеристик, определяющих пути использования воды в теплоэнергетике. Общей жесткостью воды ЖО именуется суммарная концентрация ионов кальция и магния выражаемая в ммоль/дм3, а при малых значениях – в мкмоль/дм3. По определяющему Основные характеристики природной воды катиону общая твердость воды разделяется на кальциевую ЖСа и магниевую ЖMg. Часть общей жесткости, эквивалентная концентрации бикарбонат-ионов и карбонат-ионов в воде, именуется карбонатной жесткостью ЖК, а остальная часть, эквивалентная содержащимся в воде другим анионам и др), – некарбонатной жесткостью ЖНК.

ЖСа ЖО ЖMg.

ЖК ЖНК


Ca(HCO Основные характеристики природной воды3)2 CaSO4

MgCO3 MgCl2

Общей щелочностью воды ЩО (ммоль/дм3) именуется суммарная концентрация всех анионов слабеньких кислот и ионов гидроксида за вычетом концентрации ионов водорода:

. (1.6)

Нрав анионов слабеньких кислот, обусловливающих общую щелочность, позволяет подразделять ее на гидратную щелочность (равную концентрации ионов ОН-), силикатную , фосфатную ( и ), бикарбонатную и карбонатную .

Обычно в природных Основные характеристики природной воды водах бикарбонатная щелочь значительно преобладает над другими видами щелочности, потому ее значение без большой погрешности выражает общую щелочность воды. Поправка на концентрацию ионов Н+ при определении щелочности вводится при присутствии в воде слабеньких кислот в свободном состоянии, потому что при их диссоциации образуются в эквивалентных количествах анионы слабеньких кислот и Основные характеристики природной воды анионы Н+.

Пример 1.1. Вода имеет последующий cостав примесей (ммоль/дм3) . Найти твердость и щелочность воды. Проверим корректность представленного анализа:

Общая твердость воды

ЖО = ЖСа + ЖMg = 3 + 1 = 4 ммоль/дм3,

где ЖСа = 3 ммоль/дм3; ЖMg = 1 ммоль/дм3.

Щелочность воды

ЩО = ЩК + ЩНК = 3 + 0 =3 ммоль/дм3;

ЖК = ЩК = 3; ЖНК = ЖО - ЖК = 4 – 3 = 1 ммоль/дм3.

Удельная электропроводностьводы Основные характеристики природной воды (См/см) характеризуется электронной проводимостью слоя воды, находящегося меж 2-мя обратными гранями куба с ребром, равным 10-2 м. Она косвенно связана с суммарной концентрацией примеси в истинно-растворенном состоянии (солесодержанием). В незапятанной воде, не содержащей примесей, перенос зарядов осуществляется только ионами Н+ и ОН-. Удельная проводимость таковой воды при температуре 293 К составляет Основные характеристики природной воды 0,04 мкСм/cм. В смесях связь меж электропроводимостью и концентрацией ионных примесей находится в зависимости от огромного количества причин, в том числе от температуры, вида ионов, степени диссоциации, что значительно затрудняет измерение. Более определенная связь существует в смесях при неизменных температуре и степени диссоциации.

Концентрация растворенных газов в воде Основные характеристики природной воды находится в зависимости от огромного количества причин: природы газа, температуры воды, степени минерализации воды, парциального давления газа над водой, рН воды и т.п. Это в почти всех случаях значительно затрудняет их аналитическое определение в технологических процессах и просит особых способов анализа. Концентрация СО2 в природной воде значительно находится в Основные характеристики природной воды зависимости от степени углекислотного равновесия и составляет приблизительно 0,5 мг/дм3 (10-5 моль/дм3) при температуре 293 К.

Концентрация О2 в значимой степени находится в зависимости от содержания в воде органических веществ и температуры. При увеличении температуры от 273 до 308 К концентрация кислорода в незапятанной воде миниатюризируется от 14,6 до 6,5 мг/дм3.

Показатель концентрации Основные характеристики природной воды водородных ионов (рН) воды охарактеризовывает реакцию воды (кислая, щелочная, нейтральная) и учитывается при всех видах обработки воды.

В согласовании с законом действующих масс вода отчасти диссоциирует на ионы Н+ и ОН-, согласно уравнению

. (1.7)

Значение рН аква смесей определяет интенсивность диссоциаций содержащихся в их слабеньких кислот либо оснований. С Основные характеристики природной воды снижением рН, т.е. с увеличением активности (либо концентрации) ионов Н+, процентное содержание недиссоциированных молекул слабеньких кислот увеличивается, а содержание их анионов снижается (табл. 1.2), для катионов слабеньких оснований наблюдается оборотное соотношение, рН природной воды обычно колеблется в границах 6–8 и зависит в главном от соотношения в воде концентраций и Н2СО3. Измерение Основные характеристики природной воды рН основано на определении разности электронных потенциалов (потенциометрический способ) 2-ух помещенных в анализируемый раствор электродов – индикаторного и электрода сопоставления.

Таблица 1.2

Состояние диссоциации слабеньких оснований и кислот при разных значениях рН и температуре 25 °С, %


osnovnie-istochniki-polucheniya-pribili-organizacij-skd-i-turizma-vidi-pribili-osnovnie-faktori-i-puti-ee-uvelicheniya.html
osnovnie-istochniki-svedenij-o-narodonaselenii-posobie-adresovano-studentam-istorikam-magistrantam-aspirantam.html
osnovnie-istoricheskie-etapi-stanovleniya-i-razvitiya-kulturno-dosugovoj-deyatelnosti.html