Література

1. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. Учебник для вузов. Высшая школа, 1981 – 680с.

2. Глинка Н. Л. Общая химия. Учебное пособие для вузов. – Л., Химия, 198

3. Хомченко И. Г. Общая химия. – 1987

4. Потапов В. М., Хомченко П. Г. – Вища школа, 1987

5. Телегус В. С. Основи загальної хімії – Світ, Львів,2000.

6. Михайличенко Я И. Курс общей и неорганической химии., М.- 1965.

Лекція 14-15

Тема. Гідроліз солей. Обробка води для котлів.

Мета лекції: Дати поняття про гідроліз солей, Рh–розчину,визначення Рh–розчину за допомогою індекаторів, способи обробки води для котлів.

Матеріал лекції сприяє формуванню наступних компетенцій: загально-наукові компетентності КЗН-4 (Базові знання фундаментальних наук в обсязі, необхідному для освоєння загально-професійних дисциплін); Інструментальні компетентності КІ-5 (Усне і письмове спілкування рідною мовою); Системні компетентності (застосувати свої знання на практиці) КС-1

В процесі вивчення теми: «Гідроліз солей. Обробка води для котлів» курсант повинен отримати:

знання, про:

• що таке гідроліз солей;

• що таке РН-розчину;

• види гідролізу солей;

• методи загального застосування для обробки котлової води

Гідроліз- це взаємодія іонів солі з іонами води, що приводить до утворення слабкого електроліту.

Досвід показує, що розчини середніх солей мають лужну, кислу або нейтральну реакцію, хоча вони і не містять ні водневих, ні гідроксильних іонів.

Це явище пояснюється тим, що сіль можна представити як результат взаємодії кислоти та основи.

Солі – електроліти, при дисоціації яких утворюються катіони металів і аніони кислотних залишків.

Класифікація електролітів (таблиця 4.1)

Слабкі електроліти	Середньої сили електроліти	Сильні електроліти
Дисоціюють на іони частково. Кислоти H2CO3; H2S; HNO2; HClO; HCN; H2SiO3. Основи нерозчинні у воді, а також NH4OH.	H2SO3; H3PO4	Дисоціюють на іони повністю. H2SO4; HNO3; HCl; HI; HBr; HClO4; HMnO4. Луги – гідроксиди лужних і лужно-земельних металів. Розчини майже усіх розчинних солей.

Існує 3 випадки гідролізу солей:

1. Сіль утворена сильною основою та слабкою кислотою (Na₂CO₃)

Na₂CO₃ + HOH= NaOH + Na HCO₃

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-

pH > 7 реакція лужна

2. Сіль утворена слабкою основою та сильною кислотою (CuCl₂)

CuCl₂ + HOH= HCl + CuOHCl

Cu²⁺ + H₂O = CuOH⁺ + H⁺

рН < 7 реакція кисла

3. Сіль утворена слабкою основою та слабкою кислотою (MgS)

MgS + 2HOH = Mg (OH)₂ + H₂S

Mg²⁺ + S^2- + H₂O = Mg(OH)₂ + H₂S

рН=7 реакція нейтральна

Солі утворені сильною основою та сильною кислотою не гідролізують: KCl, NaNO₃, NaCl, Na₂SO₄, K₂SO₄.

Традиційні методи водообробки і водоконтролю парових котлів

Ефективність роботи енергетичної установки залежить від якості води, яка використовується. Розрізняють котлову, поживну і добавочну воду.

Вода, яка циркулює в котлі, називається котловою. Вода, яка подається в котел в процесі його роботи, називається поживною. В якості цієї води використовується конденсат пара, який обробляється в турбіні і парових допоміжних механізмах. Цей конденсат збирається і повертається в паровий котел, таким чином цикл води підтримується замкнутим. Для того, щоб поповнити пар і воду, які губляться в процесі роботи в замкнутий цикл вводять добавочну воду (дистилят).

В котловій воді при її випаровуванні накопичуються солі, які поступають в котел з поживною водою, що призводить до утворення накипу (твердого або рихлого), що в свою чергу призводить до перегріву труб, і до їх розриву.

В зв’язку з цим водний режим котлів необхідно організувати так, щоб солі, які потрапляють до котла, утворювали легко рухливий шлам, який не прикипає до стінок і легко видаляється з котла, періодично або безперервно продуваємого водою.

Під дією води, пара і пароводяної суміші металічна поверхня трую підлягає корозії. Корозія обумовлена в основному електролітичними процесами. Окислювачем в цьому процесі є кисень і вуглекислий газ. При електрохімічній корозії окиснення металу визвано переходом іонів металу в розчин (котлову воду) і накопичення в металі еквівалентної кількості електронів

Fe⁰ –2e → Fe²⁺

Fe⁰ –3e → Fe³⁺

В результаті цього з’являється різність потенціалів і виникає «корозійний струм».

Якщо температура стінки вище 250 ^оС, то на її поверхні утворюється щільна захисна оксидна плівка. Утворення такої плівки обумовлюється лужністю води. Кисень і вуглекислий газ знижують здатність такої захисної плівки, визивають появу локальних язв, особливо в місцях з’єднання окремих деталей.

При температурі більше 500 ^оС спостерігається хімічна корозія поверхні нагрівання, при якій окислювачем є водяний пар.

Вимоги до якості котлової води

Залежать від призначення котла і робочого тиску пари. Основними показниками якості води є:

Загальний вміст солей – це сума всіх солей, які містяться у воді в міліграмах на 1 кг води.

Вміст хлоридів – це вміст хлоридів – виражається в міліграмах хлорид-іонів на 1 кг води.

Загальна твердість – це сума міліграм-еквівалентів йонів кальцію і магнію на 1 кг води. За одиницю твердості прийнято 0,02 мг кальцію і 0,012 мг магнію на 1 кг води.

Лужність води – обумовлена введенням в неї хімічних реагентів з метою зменшення твердості води. Показником лужності прийнято вважати кількість кислоти, необхідної для нейтралізації розчину, перераховану на концентрацію лугу натрій гідроксид в мг/кг води.

Про лужнітсь води можна також судити по фосфатному і нітратному числам та концентрації водневих іонів.

Фофатне число характеризується кількістю фосфорного ангідриду РО₄^3–, а нітратне – вмістом у воді NaNO₃ в мг/кг.

Концентрація водневих іонів визначається водневим показником (рН). Чиста нейтральна вода при температурі 22 ^оС має рН 7, якщо рН > 7, вода має лужне середовище, якщо рН<7, то середовище кисле.

Вміст газів – показує концентрацію у воді кисню і вуглексилого газу в мг/кг. Кисень – основний корозійний агент, який визиває корозію поверхні нагріва котла. Вуглекислий газ сприяє активації корозійних процесів, впливає на процеси водопідготовки. Розчинність газів у воді залежить від тиску і температури. З підвищенням температури розчинність газів в воді зменьшується, з підвищенням тиску – збільшується.