3.6 Хімічні властивості води

З хімічних властивостей найбільше значення мають реакція середовища, окисно-відновний потенціал, твердість.

Реакція середовища, тобто лужно-кислотні властивості води, визначається концентрацією водневих іонів і виражається величиною pH, яка представляє собою десятковий логарифм концентрації іонів водню, взятий з позитивним знаком: pH=lg(H  ). Знати цю величину необхідно для вирішення цілого ряду теоретичних і практичних питань (оцінка агресивності підземних вод, їх здатності до корозії та ін.). При температурі 22 С в чистій воді вміст водневих і гідроксильних іонів дорівнює 10 . Отже, для нейтральних вод pH=7, при pH>7 вода має лужну реакцію, а при pH<7 – кислу.

За величиною pH води поділяються на:

1) дуже кислі (pH<5);

2) кислі (pH =5-7);

3) нейтральні (pH =7);

4) лужні (pH =7-9);

5) високолужні (pH >9).

Підземні води у своїй більшості мають слаболужну реакцію. Води сульфідних і особливо кам'яновугільних родовищ є кислими і часто дуже кислими.

Спосіб визначення – колориметричний, оснований на властивості індикаторів змінювати свій колір в залежності від концентрації водневих іонів.

Окисно-відновлюючий потенціал (Eh) є мірою окисно-відновлюючої здатності системи. Величина Eh може бути більшою або меншою від потенціалу водневого електроду, який прийнято за 0 і тому Eh може приймати додатне і від'ємне значення. Для процесу окислення Eh має значення (+), для процесу відновлення - значення (-). Щоб визначити значення Eh в природній воді використовують прилад – потенціометр. Eh води вимірюють на місці відбору проби (на свердловині) і треба, щоб у прилад при вимірюванні не попадав кисень, тобто повітря, бо це буде впливати на Eh системи.

Твердість води визначається вмістом солей і . Розрізняють загальну твердість, усунену і постійну. Загальна – сумарний вміст іонів і . Усунена – це і , пов’язані з гідрокарбонатними іонами – при кип'ятінні випадають в осад, утворюючи накип. Постійна твердість є різницею між загальною і усуненою – іони і пов'язані з хлор-іоном і сульфат-іоном.

Хімічна класифікація вод

Існує багато різних класифікацій підземних вод (Т. Кларка, В.А. Алєксандрова, С.А. Щукарева, Л.С. Балашова, В.А. Суліна). Остання отримала широке визнання у нафтовиків.

В основу класифікації О.А. Альокіна покладено кількісне домінування головних іонів у складі води.

Всі води поділяються на 3 класи: гідрокарбонатні, сульфатні і хлоридні. Кожний клас поділяється на 3 групи по переважанню одного з катіонів – кальцію, магнію чи натрію. У групах виділяється 4 типи за характерним відношенням іонів:

1) r > (r +r ) – слабомінералізовані води;

2) r < (r +r ) < (r ) –середньо-мінералізовані води;

3) (r ) < (r +r ) – сильно мінералізовані;

4) відсутність - води кислі і є тільки в кальцієвих і магнієвих групах сульфатного і хлоридного класів, де немає першого типу.

Недоліком класифікації є неврахування вмісту розчинених у воді газів. Першим запропонував класифікацію вод за газовим складом І.В. Вернадський.

Класифікація М.С. Гуревича і М.І. Толстіхіна враховує газовий склад та іонно-сольовий склад.