Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

10708

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
10.3 Mб
Скачать

-прохождение под полотном железнодорожных путей и автодорог без вскрытия и без остановки движения;

-прокладка сетей на территориях парков и других объектов.

Базанова Т.С., Зверева В.И.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

ПРОБЛЕМА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТВЕРДЫМИ БЫТОВЫМИ ОТХОДАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Вопросы, связанные с загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами, занимают важное место среди актуальных проблем экологии. Это обусловлено широким применением тяжелых металлов в производственных процессах и их токсичностью.

К наиболее токсичным тяжелым металлам относятся кадмий, свинец и ртуть, являющиеся самыми опасными загрязнителями воздуха, воды и почвы и оказывающие сильное влияние на живые организмы.Выделяют естественные и техногенные источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. При этом техногенные загрязнения включают в круговорот значительно большие количества тяжелых металлов по сравнению с их природными величинами.

Основными техногенными источниками поступления кадмия, свинца и ртути в окружающую среду являются теплоэнергетика, цветная и черная металлургия, предприятия электротехнической, электронной, машиностроительной промышленности, автотранспорт и т.д.

Кроме того, особое внимание в настоящее время нужно уделять твердым бытовым отходам, содержащим соединения тяжелых металлов и наносящим большой вред окружающей среде. По данным американского «Национального совета по безопасности окружающей среды», в настоящее время устарело большое количество персональных компьютеров, электронной техники, в которых содержатся различные соединения тяжелых металлов. Подобное оборудование, как правило, не сдается на переработку, а просто вывозится на полигоны. При этом тысячи тонн свинца, ртути, кадмия и других тяжелых металлов, которые выбрасываются на полигоны и несанкционированные свалки в составе электронных приборов, неизбежно попадут в атмосферу, в почву, в воду, загрязняя окружающую среду.

Можно предложить следующие способы снижения попадания тяжелых металлов в окружающую среду:

-селективный сбор твердых бытовых отходов, содержащих свинец, кадмий и ртуть;

-создание единой системы учета, сбора, транспортировки и переработки отходов, содержащих кадмий, ртуть и свинец, в том числе и в ТБО, путем формирования региональных специализированных центров и предприятий по их сбору;

-введение жесткого регламентирования (запрета) на захоронение опасных отходов, содержащих кадмий, ртуть, свинец на полигонах и свалках;

-разработка современных методов рециклирования соединений тяжелых металлов, содержащихся в опасных отходах и в ТБО.

Все эти мероприятия позволят уменьшить уровень негативного воздействия промышленных и бытовых отходов на природу, но не решат проблему прогрессирующего их накопления в окружающей среде и, следовательно, нарастающей опасности проникновения в биосферу вредных веществ под влиянием техногенных и природных процессов. Поэтому в сово-

121

купности с выше изложенными мероприятиями необходимо внедрять малоотходные ресурсосберегающие технологии, позволяющие минимизировать образование отходов.

Бармина Е.В.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА, СОЗДАВАЕМОГО МЕЛКОДИСПЕРСНЫМИ ЧАСТИЦАМИ

Взвешенные вещества (ВВ) – это загрязняющая воздух субстанция, состоящая из смеси твердых и жидких частиц, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе. Эти вещества различаются по размеру, составу и происхождению. Важным параметром является размер (РМ10 и РМ2,5). Основными составляющими ВВ являются сульфат, нитраты, минеральная пыль (силикатная, песчаная), сажа.

Состав и объёмы выбросов зависят от типа двигателя. Дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, согласно указанному выше источнику, образующейся вследствие перегрузки топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами; их выбросы в атмосферу представляют угрозу для окружающей среды. В связи с тем, что отработавшие газы автомобилей с дизельными двигателями поступают в нижний слой атмосферы, а процесс их рассеяния значительно отличается от процесса рассеяния высоких стационарных источников, взвешенные вещества находятся в зоне дыхания человека. Загрязнение воздуха взвешенными веществами также ухудшает качество среды обитания всего населения.

Поэтому автомобильный транспорт, использующий в качестве горючего дизельное топливо, следует отнести к категории наиболее опасных источников загрязнения атмосферного воздуха. Влияние таких источников проявляется не только вблизи автомагистралей, но и на значительном удалении от них из-за того, что мелкодисперсные частицы инертны и могут многократно вовлекаться в воздушные потоки после оседания на почвенном покрове.

Воздействие этих веществ вызывает широкий спектр последствий, в том числе для дыхательной и сердечно-сосудистой системы, распространяется на детей и взрослых, на целый ряд крупных чувствительных групп населения. Это обусловливается тем, что организм человека пока не приспособлен выводить эти частицы из организма. В результате проведенного ВОЗ анализа влияния РМ на здоровье в больших городах всего мира был сделан вывод о том, что воздействие РМ является причиной почти 800 тысяч преждевременных смертей в год. Во многих странах мира ведется мониторинг. В РФ отсутствует мониторинг РМ, существуют лишь его отдельные элементы.

Важным аспектом в решении данной проблемы является выбор стратегии управления качеством воздуха. Общая задача стратегии заключается в предотвращении и снижении негативных последствий для здоровья человека (и для окружающей среды в целом), вызываемых присутствием загрязняющих веществ в воздухе, в частности ВВ.

В России существует методология управления качеством окружающей среды по ВВ, но она является неполной из-за отсутствия измерительных систем, а также в методах расчета рассеивания не рассматривается полный объем взвешенных веществ и их источников возникновения. Главная проблема заключается в неодинаковом уровне гармонизации различных методов. В вопросах проведения измерений следует руководствоваться: принципами планирования сети, методами измерений, качеством и точностью этих методов.

122

Для полного исследования данной проблемы необходимо создание регулярной сети мониторинга ВВ, которая позволит определить степень опасности имеющихся уровней мелкодисперсных частиц, а также позволит разработать меры по снижению их концентраций.

Основными целями стратегии в отношении качества атмосферного воздуха являются: соответствие его установленным гигиеническим нормативам (ПДК или ОБУВ), выделение приоритетных направлений по сокращению выбросов вредных веществ в атмосферный воздух.

В ходе исследовательской работы выявленные уровни риска для здоровья были определены как приемлемые, однако, необходимо обратить внимание на неполноту проведенного анализа (расчеты рисков учитывают не все источники выбросов ВВ) и отсутствие результатов наблюдения в системе городского мониторинга. Наблюдения за концентрацией РМ10 и РМ2,5 не ведутся, поэтому применительно к этим условиям предложена концепция оценки экологического риска для исследования уязвимых территорий в крупных городах и агломерациях (см. рисунок).

Рисунок. Схема управления рисками взвешенных веществ

При принятии каких-либо решений относительно стандартов по взвешенным веществам следует исходить из установленных в зарубежных исследованиях значимости данной проблемы. Необходимо разработать методику и приобрести необходимое оборудование для организации системы наблюдений за РМ10 и РМ2,5. Применительно к российским условиям необходимо разработать методику рассеивания МДЧ с учетом вторичных источников, а также методику выявления изменений в здоровье населения, обусловленных РМ10 и РМ2,5 и

123

учета таких изменений в управлении состоянием ОС. Действенными мерами по уменьшению уровня взвешенных веществ в воздухе могут оказаться принятые на федеральном, региональном и локальном уровнях нормативные документы, способствующих переводу дизельного транспорта на биодизельное топливо (в этом случае концентрация РМ10 уменьшится в 2 раза) или ограничивающие выбросы этих веществ.

Баскаков М.В., Кочева М.А.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИЕ АГРЕГАТЫ

Газ должен быть доставлен потребителям самым оптимальным и экономически эффективным путем с соблюдением все возрастающих требований по повышению надежности и безопасности поставок. Он транспортируется по магистральным газопроводам под высоким давлением (от 50 до 75 кг/см2). Для этого используются различные механизмы – вентиляторы, нагнетатели, компрессоры.

Вентиляторы – это механизмы, которые создают небольшую степень повышения давления, до π≤1,1. Этот тип механизмов используется также для кондиционирования воздуха, вентиляции.

Нагнетатели – это устройства, которые создают степень давления от 1,1 до 1,8 π. Они являются основным энергетическим элементом компрессорных станций магистральных газопроводов.

Компрессоры создают самую высокую степень давления (от 1,8 до 1000 π). Газоперекачивающие агрегаты (ГПА) предназначены для использования на линейных

компрессорных станциях магистральных газопроводов, дожимных компрессорных станциях и станциях подземных хранилищ газа, а также для обратной закачки газа в пласт при разработке газоконденсатных месторождений. Система автоматического управления некоторыми газоперекачивающими агрегатами (САУ-А), выполненная с использованием достижений микропроцессорной техники, обеспечивает работу агрегатов в автоматическом режиме, что позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала около агрегата Работа обслуживающего персонала в процессе эксплуатации агрегатов заключается в проведении регламентных работ по его обслуживанию, периодическому контролю параметров и состояния. Конструкция агрегатов позволяет осуществлять осмотр, а также замену некоторых элементов без его остановки. САУ-А обеспечивает следующие функции:

-программно-автоматический пуск, нормальный и аварийный останов агрегата;

-автоматическое антипомпажное регулирование компрессора и двигателя;

-автоматическое поддержание заданной частоты вращения двигателя, температуры смазки масла, контроль технологических параметров;

-предупредительную сигнализацию при допустимом отклонении и аварийный останов при недопустимом отклонении технологических параметров;

-выдачу в систему управления компрессорной станции информации о режиме работы агрегата;

-самодиагностирование системы;

-управление системами пожаротушения и антиобледенения.

При разработке агрегатов используются современные системы обработки данных и автоматизированного проектирования. Высокое качество изготовления газоперекачивающих агрегатов обеспечивается применением прогрессивных технологических процессов. В про-

124

цессе производства агрегаты подвергаются комплексным испытаниям, что позволяет обеспечить эксплуатационные характеристики агрегатов, а также надежность и безопасность их работы.

Белова Д.В., Козлов Е.С.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

Увеличивающиеся с каждым годом объемы вредных выбросов в атмосферу в значительной степени ухудшают экологическую обстановку в промышленно развитых регионах. Кроме непосредственного негативного влияния на здоровье людей, это, по мнению специалистов, является одной из причин таких явлений, как возросшая интенсивность наводнений, штормов, таяния ледников и др.

Одним из способов снижения расхода органического топлива на нужды теплоснабжения, и, как следствие, сокращения уровня загрязнения воздушного бассейна, является более активное использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Мировой опыт в данной области исследований позволяет сделать вывод о том, что наиболее эффективным является комплексный подход к решению данной проблемы. Примером подобного решения может служить “ пассивный” или энергоэффективный дом.

Под пассивным домом обычно понимают здание, в котором максимально реализованы мероприятия по снижению энергопотребления с минимальным привлечением традиционных источников энергии. Отличительной особенностью энергоэффективных зданий является именно комплексный подход к реализации поставленной задачи, где преобладающими являются следующие направления: оптимизация архитектурно-планировочных решений, повышение уровня тепловой защиты ограждающих конструкций и совершенствование инженерных систем жизнеобеспечения.

Энергопотребление пассивного дома составляет около 10% от удельной энергии на единицу объема, потребляемой большинством современных зданий с традиционным энергообеспечением. В идеале пассивный дом представляет собой автономную независимую энергосистему, практически не нуждающуюся во внешних источниках энергии на поддержание комфортных микроклиматических условий. В таком доме нет необходимости в применении традиционных систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения. Отопление может осуществляться за счет утилизации внутренних теплопоступлений (от людей, бытовых электро- и газовых приборов, освещения и пр.) и использования теплоты альтернативных источников энергии, например, активных и пассивных гелиосистем, тепловых насосов. Нетрадиционные источники теплоты также используются и для нужд горячего водоснабжения.

Среди основных архитектурно-планировочных и инженерных решений пассивного дома могут быть приведены следующие:

-компактность сооружения (минимальная площадь наружных стен, оптимальная площадь и ориентация остекления, устройство тамбуров на входах);

-оптимальная ориентация энергоактивных ограждающих конструкцй;

-специальные высококачественные окна и оконные профили с коэффициентом теплопроводности К < 0,8 Вт/(м²K);

125

-многослойные конструкции наружных стен с приведенным сопротивлением теплопередаче Ro ≥ 10 м2 оС/Вт;

-рекуперация теплоты вытяжного воздуха (экономия тепловой энергии до 75 %);

-рекуперация теплоты сточных вод;

-пассивный подогрев приточного воздуха в грунтовых теплообменниках;

-подогрев воды в теплонасосных установках др.

Белова Д.В., Козлов Е.С.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ЖИЛОЙ ДОМ

Разработка энергосберегающих технологий в системах обеспечения микроклимата зданий и сооружений различного назначения является одним из приоритетных направлений развития современной строительной индустрии. В настоящей практике существует несколько наиболее известных, и имеющих все большее реальное применение, вариантов решения задачи снижения уровня энергопотребления зданиями при обязательном соблюдении сани- тарно-гигиенических требований к микроклимату. Так, например, для жилых зданий все большее распространение получает идея реализации “ пассивного дома”.

В идеале пассивный или энергоэффективный дом представляет собой автономную энергетическую систему. Для функционирования систем жизнеобеспечения в таком доме практически не требуется подвода извне традиционных видов энергии. Концепция создания энергоэффективных зданий является весьма перспективной и успешно реализуемой как за рубежом, так в условиях современной России. Формированию данной концепции способствуют заметно возросшие в последние годы уровень экологического сознания и стремление к сокращению расходов, связанных с эксплуатацией зданий.

Наибольшим практическим опытом в реализации идеи пассивного дома обладают страны Западной Европы. На сегодняшний день построены тысячи сооружений, и в большинстве случаев эти здания представляют собой наиболее эффективные образцы современной архитектуры.

Разработка проекта пассивного индивидуального жилого дома являлась итоговой задачей в программе зарубежной стажировки группы студентов ННГАСУ. Стажировка проходила в 2009…2010 учебном году в Университете Hogeschool Zuid (г. Хеерлен, Голландия).

Исходные данные для проектирования:

-назначение здания – индивидуальный жилой дом с гаражом по социальной программе для семей детей-сирот;

-климатический район строительства – г. Выкса Нижегородской области;

-жилая площадь дома – 100 м2;

-количество проживающих – 3 человека.

Дополнительные требования:

-использование для основных конструктивных элементов экологически чистых материалов, где предпочтительными являются деревянные конструкции (не менее 75 %) ;

-конструкции наружных и частично внутренних ограждений должны быть разборносборными промышленного изготовления для обеспечения удобства монтажа и возможности перемещения на другую площадку;

126

-при отсутствии внешних инженерных сетей (электричества, воды, газа) дом должен сохранять комфортные условия для проживания за счет использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии (солнца, ветра, грунта, воды);

-по стоимости пассивный дом должен быть сопоставим со стандартным российским домом той же жилой площади.

В результате совместной работы проектной группы из студентов различных специальностей (“ Архитектура”, “ Теплогазоснабжение и вентиляция”, “ Промышленная теплоэнергетика”), проходившей под руководством специалистов голландского университета был разработан и предложен вариант решения пассивного дома. Разрез здания со схемой инженерных систем для зимнего режима представлен на рисунке 1.

Для создания и поддержания комфортного микроклимата в здании предполагается использовать альтернативные источники энергии. Для наиболее эффективного функционирования гелиосистем архитектурное решение дома выполнено с таким расчетом, чтобы: наибольшая площадь остекления приходилась на южный фасад; угол наклона крыши был оптимальным; комнаты по функциональному назначению располагались с учетом буферных зон; был максимально обеспечен доступ солнечных лучей с южного фасада.

Рисунок. Инженерные системы пассивного дома (зимний режим)

Особенностью конструктивных решений наружных ограждений является:

-использование многослойной конструкции стены со слоем утеплителя с приведенным сопротивлением теплопередаче Ro = 12 м2 oС/Вт;

-использование заполнений оконных проемов с тройным остеклением в теплоизолированных переплетах с заполнением межстекольного пространства криптоном.

127

Инженерное решение здания предусматривает использование:

-солнечного коллектора с пассивной циркуляцией теплоносителя для обеспечения нужд ГВС летом и частично в весенне-осенний период (46% от годовой потребности);

-теплового насоса с горизонтальным грунтовым коллектором (200 м);

-“ теплых полов” с теплоносителем вода, в качестве греющей поверхности в помеще-

ниях;

-утилизаторов теплоты сточных вод;

-принудительной вентиляции с предварительным подогревом приточного воздуха в подземном коллекторе за счет теплоты грунта и рекуперацией теплоты удаляемого воздуха;

-солнечных панелей, установленных на южном склоне кровли для получения электрической энергии.

Болгова Ю. Н.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ ОАО «КАМСКАЯ ГЭС»

Объект реконструкции находится в береговой зоне р. Кама на территории Камской ГЭС. Кама является основной водной артерией Пермской области и имеет огромное хозяйственное значение. Сток Камы зарегулирован плотинами каскада гидроэлектростанций, одной из которых и является Камская ГЭС. По территории ОАО «Камская ГЭС» проходит крупная автотранспортная магистраль и железнодорожная ветвь, которые связывают правобережную и левобережную части города. Глобальные техногенные вмешательства, наличие крупнейшего транспортного узла привели к изменению компонентов окружающей среды, значительно отличающихся от первоначальных природных.

В данном районе река подвержена мощнейшему техногенному воздействию. Это выражается в изменении ее природных режимов. На территории водохранилища формируется собственный микроклимат, на береговой линии развиты эрозионные процессы и, в некоторых случаях, подтопление поймы.

Для района реконструкции характерно глубокое залегание подземных вод. Химический состав подземных вод соликамского водоносного комплекса отличается большим разнообразием. В зоне активного водообмена (выше базиса дренирования) преобладают пресные воды гидрокарбонатно-кальциевого (магниевого) состава с минерализацией, не превышающей 1 г\л.

Питание водоносного горизонта происходит, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков, выпадающих на площади его развития, талых и речных вод во время половодий. Частично – за счет разгрузки подземных вод верхнепермских отложений, слагающих коренные ложа речных долин.

Прибрежная зона Камского водохранилища является природной территорией, на которую будет оказываться влияние при эксплуатации объекта реконструкции. Данная область водохранилища характеризуется богатым фитопланктоном. Он представлен более чем 300ми формами (Н.М. Гореликова, М.С. Алексевнина, Пермь, 1986).

Береговая зона Камского водохранилища является собственно районом реконструкции строительства. На данной территории находится крупная транспортная магистраль. Большая часть территории имеет искусственное водонепроницаемое покрытие. Береговые склоны укреплены железобетоном.

128

По существующей схеме водоотведения сброс ливневых, талых и поливомоечных стоков с ОАО «Камская ГЭС» и ряда предприятий осуществляется без предварительной очистки в реку Кама. Расчетный объем отводимых стоков от предприятия составляет 3575,0 м3/год (в том числе 3557 м3/год – ливневые стоки, 18 м3/год - производственные).

Эксплуатируемая в настоящее время система производственной и ливневой канализации не соответствует действующим нормам и правилам и является источником загрязнения реки рыбохозяйственного назначения.

Ливневые и талые стоки с территории предприятия собираются через систему решеток, дренажных лотков и каналов в канализационные колодцы. Далее они отводятся в городскую ливневую канализацию, где объединяются с потоками ливневых стоков района.

Ливневые и талые стоки от трансформаторных приямков и производственные стоки от подземного маслохозяйства поступают с плотинной части предприятия в водный объект без очистки.

В связи с моральным износом существующей системы водоотведения (без очистки) качество стоков при поступлении в водный объект не соответствует нормативному. Кроме того, существующая схема сброса стоков не дает возможности контроля за их качеством, так как они разбавляются стоками от близлежащих предприятий города.

Из предлагаемых в настоящее время возможных решений был избран метод сорбционной и механической фильтрации с предварительным отстаиванием. В технологической схеме предусмотрено следующее оборудование:

Предлагаемая проектом схема очистки ливневых и талых сточных вод от взвешенных веществ и нефтепродуктов включает:

стандартную аккумулирующую емкость, объемом 50 м3;

очистные сооружения, производительностью 5 м3/час, состоящие из маслоотделителя, фильтра «Комби».

Технологический процесс очистки сточных вод предусматривает следующие ступени:

отстаивание в аккумулирующей емкости;

механическая фильтрация на фильтрах марки AN 1465 (Германия);

сорбционная очистка воды на активных углях марки АГ-3 (Германия);

сорбционная очистка воды на углеродных волокнистых сорбентах типа АНМ с использованием фильтров «Комби» патронного типа.

Использование такой схемы обеспечивает снижение концентрации взвешенных веществ с 300 до 6,5 мг/л и нефтепродуктов с 20,0 до 0,05 мг/л. Объем очищаемых стоков составит 3392 м3/год.

Для очистки дождевых и талых стоков от трансформаторных приямков предусматриваются:

аккумулирующие емкости, объемом 0,5 м3 на блокприямков;

блок очистных сооружений, состоящий из маслоотделителя, фильтра механосорбционной загрузки, фильтров «Комби» патронного типа, снаряженного активным

углеродным материалом типа АНМ на блок приямков.

Использование такой схемы очистки стоков позволит сократить содержание взвешенных веществ с 255 мг/л до 6,5 мг/л, нефтепродуктов с 28 мг/л до 0,05 мг/л. Годовой объем очищаемых стоков составит около 165 м3. Качество сбрасываемых сточных вод не превышает нормативов ПДК для рыбохозяйственного водоема.

Для очистки промстоков от подземного маслохозяйства проектом предусматриваются следующие ступени очистки:

отстаивание в аккумулирующей (объем 3 м3) и накопительной (объем 0,5 м3) емкостях;

129

сорбционная доочистка воды на двух, последовательно установленных фильтрах

(марка AN 1465 производства фирмы CWG (Германия) с антрацитово-карцевым наполнителем и фильтр «Комби» на углеродно-волокнистых сорбентах). Эффективность от реконструкции ливневой канализации с внедрением системы очи-

стки методом сорбционной фильтрации определяется как разница величин между влиянием объекта до строительства и после внедрения проекта. В процессе эксплуатации проектируемого объекта снижается объем сброса загрязнений в водный объект. Не образуются выбросы в атмосферу. Все загрязнения, поступающие в исходных стоках, улавливаются в виде отходов, которые, в дальнейшем, передаются в полном объеме образования на переработку и регенерацию в специализированные организации.

Бочарников И.А., Палашов В.В., Кочева М.А.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет (Нижний Новгород)

АНАЛОГИЯ ПРОТОЛИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И РЕАКЦИЙ ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТЬ ДИССОЦИИРУЮЩИХ СИЛ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОСТОЯННОЙ, ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ СРЕДА В РОЛИ ТОКОПРИЕМНИКА

Из классической физической химии следует, что необходимым условием течения реакции обмена в растворах электролитов является удаление из раствора среды каких либо ионов вследствие или трудной растворимости, или летучести, или малой степени диссипации одного из образующихся при реакции веществ. Действительно, если составим ионное уравнение реакции, например хлористого натрия и азотнокислого калия, то получим:

Na+ + Cl+ K+ + NO3= Na+ + NO3+ K+ + Cl.

Аналогичные явления наблюдаются и при взаимодействии сильных оснований с солями слабых оснований. Эти реакции имеют, очевидно, много общего с реакцией нейтрализации, так как в результате их течения кислотные и щелочные свойства растворов ослабляются и даже вовсе исчезают. При этом в значительной степени изменяется и электропроводность среды (электролита). Между тем, наличие этого сходства совершенно не отражается теорией электролитической диссоциации, согласно которой нейтрализация рассматривается исключительно как процесс соединения ионов H+ с ионами OH, приводящий к образованию недиссоциированных молекул H2O. Такое понимание процесса нейтрализации является слишком узким, поскольку оно применимо только к водным растворам и непригодно для растворов других растворителей. Например, NH4Cl в водных растворах типичная соль, а в жидком аммиаке – сильная кислота и имеет все типичные свойства кислот вплоть до возможности растворять металлы с выделением H2 ,хотя ионов H+ в этом растворе быть не может.

Поэтому были предложены другие теории, среди которых наибольшее распространение получила протолическая теория, предложенная в 1923 году Брентедом и Лаури.

Протолическая теория значительно расширяет понятия веществ (сред), например, таких как «кислота», «основание»; веществ, обладающих одновременно свойствами кислот и оснований (амфитропными и т.д.). Эта теория устанавливает аналогию между протолическими реакциями и реакциями окисления-восстановления. Она позволяет предвидеть поведение различных веществ не только в водных, но и в неводных растворах. Протолическая теория не нашла широкого распространения, поскольку ее последовательное проведение потребовало бы перестройку существующих электрохимических воззрений. Однако в теорию

130

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]