24. Жёсткость воды. Ед.Измерения. Методы реагентного умягчения воды, их эфф-ть, контроль процессов реагентного умягчения

(+задачи)?

Общая жесткость воды — суммарная концентрация ионов Ca²⁺ , Mg²⁺и Fe²⁺ выраженное в мг-экв/л.

Постоянная жес-ть – часть общей жёсткости, остающаяся после кипячения воды при атмосф. давлении в течении определённого времени.

Временная жёс-ть – часть общ.жёсткости, остающаяся после кипячения воды при атмосф. давлении в течении определённого времени, равная разности между общей и постоянной жёсткостью.

Единой ед.изм. жёс-ти не сущест-т. Так в разных странах использовались внесистемные ед-цы – градусы жёсткости.В 1951г. была установлена новая ед. изм.—мг-экв на литр воды.

Методы:

Известковый: введение в воду гашеной извести и осаждение кальциевых солей в воде.

Известково-содовый:

обработка воды известью и карбонатом натрия(содой). Использ-ся для вод с различ.хим. составом.

Едконатровый: устраняется карбонатная жёст-ть, магниевая и частично кальциевая.

Фосфатный:примен-ся для доумягчения воды, когда большая часть жёст-сти устранена одним из методов.

Бариевый: достоинства – при реакции образуются продукты не растворимые в воде. Недостатки: высок. стоимость, и медлен. течение реакции с карбонатом бария.

25. Умягчение воды методом ионного обмена. Термический метод умягчения воды. Импфирование?

Ионный обмен – извлечение из воды одних ионов и замена их другими. Иониты – вещ-ва, способные к сорбционному обмену ионов с раствором электролита. Иониты – это твёрдые зернистые вещ-ва, набухающие в воде, но не растворимые в ней.

Ионообменные сорбиты: минеральные и органические.В основе процесса обмена лежит химич. Реакция, протекающая на внешней и внутр.поверхности ионитов. Обмен ионами протекает в строго в эквивалентных кол-вах. С увеличением значения pH увелич-ся обменная ёмкость катионитов и умен-тся обменная ёмкость анионитов, и наоборот.

Термич. Метод: при нагревании воды до кипения происходит превращение гидрокарбонатов кальция и магния в карбонат по схемам:

Ca(HCO₃)₂↔CaCO₃↓+ CO₂+H₂O

Mg(HCO₃)₂↔MgCO₃+ CO₂+H₂O

Эти обратимые процессы можно почти целиком сместить вправо за счёт кипячения воды т.к. при высоких температурах растворимость двуокиси углерода понижается. Кипячением частично устраняется сульфатная жёсткость т.к. растворимость сульфата кальция падает с увеличением температуры.

Импфир-ние – перевод карбонатной жёсткости в некарбонатную путём добавления к воде минеральной кислоты. Имп-ние осуществл-ся добавлением к воде соляной или серной кислоты в количествах, эквивалентных карбонатной жёсткости.

Ca(HCO₃)₂+2HCl↔CaCl₂+2H₂O+2CO₂

Mg(HCO₃)₂+H₂SO₄↔MgH₂SO₄+2H₂O+2CO₂

Этот метод удобен тем, что химич.реакция протекает быстро и отсутств-т осадки. Недостатки: высок.стоимость и необходимость контроля за добавкой кислоты.

26. Обессолевание и опреснение воды методами дистилляции и вымораживания. электрохимич. методы: электродиализ, электроосмос?

.Обессолевание (опреснение) – удаление из воды солей. Методы удаления солей: дистилляция и вымораживание, электрохимич. методы, метод ионного обмена.

1 При дистилляции воду нагревают до кипения, пары проходят через холодильник, конденсируются и дистиллят собирается в приёмник. Этим способом можно освободиться от растворённых нелетучих веществ. При вымораживании растворённых солей пользуются тем, что при замерзании концентрированных растворов первые порции льда состоят из чистого растворителя с малыми включениями растворимых солей, которые при повышении температуры плавятся первыми.

2 Электродиализ – диффузия электролитов через пористую перегородку под действием эл.тока.

Электроосмос – движение жидкости в порах диафрагмы под влиянием эл. тока.

Опреснение воды электрохимическим способом основано на электродиализе находящихся в ней солей .При этом на аноде протекает процесс окисления анионов, а на катоде – восстановление катионов. Катодное и анодное пространства изолируются от основного потока диафрагмами( керамикой или микропористой резиной), катодной – асбестовая ткань. В анодную камеру погружают электрод из Fe₃O_{4 /.}В центральную камеру подаётся вода, подлежащая очистке. Аппарат для опреснения воды состоит из 10 последовательно соединённых ячеек. Вода последовательно проходит через них, подвергаясь опреснению.