Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Otvety_na_voprosy_k_ekzamenatsionnym_biletam_po...docx
Скачиваний:
17
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
354.37 Кб
Скачать

55. Жесткость воды, ее виды, способы устранения, методы определения.

Жесткость -это совокупность свойств воды,обусловленных наличием в ней многозарядных катионов,прежде всего катионов Са2+ и Mg2+ Различают общую,временную и постоянную.Общая=гидрокарбонатная(врем)+некарбонатная(постоян).Гидрокарбонатная вызвана присутсвием в воде гидрокарбонатов Са и Mg,некарбонатн.-наличием водорастворимых сульфатов,хлоридов,силикатов,нитратов и гидрофосфатов этих Ме.Количественно общая жесткостьвыражается суммарным числом миллимолей эквивалентов ионов Са2+ и Mg2+,содержащихся в 1л воды(моль экв/л).

В естественных условиях ионы кальция, магния поступают в воду в резуль­тате взаимодействия растворенного диоксида углерода с карбонатными минера­лами и других процессов растворения и хим выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, проте­кающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Гидрокарбонатная жесткость легко устраняется кипячением воды, и поэто­му ее называют временной жесткостью: гидрокарбонаты кальция и магния при кипячении разрушаются, а продукты их распада (карбонаты кальция и магния) оседают на стенках сосуда в виде накипи Са(НС03)2 → СаС03↓ + С02+ Н20,

Mg(HC03)2→MgC03↓ + C02↑ + Н20.

Для устранения гидрокарбонатной жесткости используется также метод из­весткования

Са(НС03)2 +Са(ОН)2 → 2СаС03↓ + 2Н20,

Mg(HC03)2 +Са(ОН)2 → Mg(OH)2↓ + 2CaC03↓+ 2Н20„

Постоянную жесткость устранить кипячением не удается. В этом случае для удаления ионов Са2+ и Mg2+ в воду добавляют соответствующие реагенты, на­пример, карбонат или фосфат натрия. При этом будут протекать реакции:

СаС12 +Na2C03 →СаС03+ 2NaCl,

ЗСаС12 + Na3PO4→ Са3(Р04)2+ 6NaCl.

В настоящее время для устранения жесткости воды широко применяют ио­нообменные смолы - иониты, с помощью которых можно осуществить полное обессоливание воды.

Катионы металлов связываются с помощью катионов, а анионы задерживаются анионитами: H2[Kat] + Са2+ = Ca[Kat] + 2Н+ ,

[Аn](ОН)2 + SO42- = [An]S04 + 20Н ,

+ + 20Н- = 2Н20 .

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с общей жест­костью менее 2 ммоль экв/л считается мягкой, от 2 до 10 - средней жесткости, более 10-жесткой. Гидрокарбонатная жесткость составляет до 70-80% от общей жесткости.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды. Вода с же­сткостью свыше 10 ммоль экв/л имеет горьковатый вкус и оказывает действие на органы пищеварения, оказывает влияние на почки, способствует появлению дер­матитов. В жесткой воде плохо развариваются мясо и овощи. Жесткая вода не дает пены с мылом, так как содержащиеся в мыле растворимые натриевые соли жирных кислот переходят в нерастворимые кальциевые соли тех же кислот. На стенках паровых котлов при кипячении жесткой воды образуется накипь, которая затрудняет нагревание воды, вызывает увеличение расхода топлива, ускоряет изнашивание котлов. Для хозяй­ственных и промышленных целей рекомендуется мягкая вода.

Для определения жесткости воды используют трилонометрический метод. Определение суммарного содержания ионов кальция и магния основано на спо­собности трилона Б образовывать с этими ионами прочные комплексные соеди­нения в щелочной среде.

56. Методы определения содержания растворенного кислорода как важнейшего показателя строения водной системы.Растворенный кислород находится в прир. воде в виде молекул О2. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают конц-цию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:1)процесс абсорбции кислорода из атмосферы;2)выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза,3)поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.

Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на пов-ти водн. объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением t, с повышением p и понижением минерализации. Аэрация - обогащение глубинных слоев воды кислородом - происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветрового, вертикальной температурной циркуляции и т.д.

Выделение кислорода в результате фотосинтеза происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном).

Процесс фотосинтеза протекает тем сильнее, чем выше t воды, интенсивность солнечного освещения и больше биогенных (питательных) веществ (Р, N и др.) в воде. Продуцирование кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной, от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ: биологическое (дыхание организмов), биохимическое (Дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ) и химическое (окисление Fе2+, Мn2+, N0-2, NH4+, CH4, H2S). Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах -от 0 до 14 мг/дм3 - и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления и могут достигать 2,5 мг/дм3 растворенного кислорода.

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм3. Понижение его до 2 мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы.Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания, называется степенью насыщения кислородом. Эта величина зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености. В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе,отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм3 в любой период года;, для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм3 - в летний. Определяют амперометрическим и титриметрическим (ОВТ).