Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Готовые ответы.docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
15.04.2019
Размер:
559.49 Кб
Скачать

56. Жесткость воды

Общая жесткость природных вод может быть оха­рактеризована суммой концентраций ионов кальция и магния, вы­раженной в миллиграмм-эквивалентах в 1 л (мг-экв/л)

Соответ­ственно этому жесткость воды, обусловленную наличием гидрокар­бонатов и карбонатов кальция и магния, называют карбонатной жесткостью. Сульфаты, хлориды, а также кальциевые и магниевые соли других кислот, гидроксиды кальция и магния характеризуют некарбонатную жесткость.

Постоянная жесткость - часть общей жесткости, остающаяся после кипячения воды при атмосферном давлении в течении определенного времени.

Временная жесткость – часть общей жесткости, удаляющаяся кипячением воды при атмосферном давлении в течении определенного времени. Она равна разности между общей и постоянной жесткостью.

По величине общей жесткости природные воды делятся на сле­дующие группы: вода очень мягкая (<1,5 мг-экв/л), вода мягкая (1,5—3,0 мг-экв/л), вода средней жесткости (3,0—5,4 мг-экв/л), вода жесткая (5,4—10,7 мг-экв/л), вода очень жесткая (>10,7 мг-экв/л).

Временная жесткость определяется титрованием воды соляной кислотой в присутствии метилоранжа.

Ca(HC03)2 CaCl2

+2HCl→ +H2O+CO2

Mg(HC03)2 MgCl2

V2-объем пробы; V1- объем раствора HCl; N-эквив. кон-ция раствора HCl; 1000-переход от моль к ммоль.

Общая жесткость определяется титрованием воды трилоном Б в присутствии хромогена черного при постоянном pH.

V2-объем пробы; V1- объем раствора трилона Б; N-нормальная концентрация раствора трилона Б; 1000-переход от моль к ммоль.

57. Единицы измерения жесткости

Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Рекомендованная единица СИ для измерения концентрации — моль на кубический метр (моль/м³), однако, на практике для измерения жёсткости чаще используется миллимоль на литр (ммоль/л).

В России для измерения жёсткости чаще используется нормальная концентрация ионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Один мг-экв/л соответствует содержанию в литре воды 20,04 миллиграмм Ca2+ или 12,16 миллиграмм Mg2+ (атомная масса делённая на валентность).

Иногда указывают концентрацию, отнесённую к единице массы, а не объёма, особенно, если температура воды может изменяться или если вода может содержать пар, что приводит к существенным изменениям плотности.

В разных странах использовались (иногда используются до сих пор) различные внесистемные единицы — градусы жёсткости.

58. Методы реагентного умягчения воды, их эффективность, контроль процессов реагентного умягчения.

Методы:

– известковый

– известково-содовый

– едко-натровый

– фосфатный

– бариевый

1) При введении в воду гашеной извести кальциевые соли осаждаются в виде , а гидрокарбонат магния выпадает в осадок в виде гидроокиси магния .

Повышение дозы извести (при рH ˃ 10,3) приводит к уменьшению магниевой жесткости и замене некарбонатной магниевой жесткости на кальциевую.

Известкование применимо для вод с большой карбонатной жесткостью (Жкарб˃1,5 мг-экв/л), если общая щелочность меньше общей жесткости воды (Щобщ ˃ Жобщ).

Известкование воды проводится при двух режимах: если не предусматривается снижение магниевой жесткости, то обработка воды ведется при рH 9,5. Для выделения ионов и соединений кремниевой кислоты известкование ведут при повышенной дозе извести (рH 10,9). Первый режим чаще используется при обработке природных вод, так как содержание магния в пресных водах всегда меньше, чем кальция. Известкование воды по второму режиму позволяет связать ионы гидроксид- ионами в труднорастворимый гидроксид магния образующий аморфные, сильно гидратированные хлопья.

Эффективность известкования воды определяется выбором оптимальной доза извести. Для установления точной дозы извести проводится пробное умягчение воды.

2) Сущность метода заключается в обработке воды двумя реагентами: известью и кар­бонатом натрия (содой), вследствие чего снижается как карбонат­ная, так и некарбонатная жесткость. Этот метод может быть исполь­зован для вод с различным химическим составом. Про­текают реакции по уравнениям:

CaS04 + Na2C03 = CaC03↓ + Na2S04;

СаСl2 + Na2C03 = CaC03↓ + 2NaCl

Процесс замедляется при наличии органических веществ, препятствующих образованию осадка карбоната Ca.

Совместное коагулирование с умягчением проводят в две фазы:

  1. Добавляют коагулянт и часть извести, обеспечивая этим оптимальные условия коагулирования

  2. Вводят соду и остальную часть извести для доумягчения волы

3) Устраняется карбонатная жесткость, магниевая и частично кальциевая.

Едкий натр связывает катионы кальция и магния по уравнениям:

Образующуюся сода реагирует с некарбонатной жесткостью, частично удаляя ее из воды:

4) В этом методе в качестве реагентов используются обычно тринатрийфосфат Na3P04∙12H20 и динатрийфосфат Na2HP04. Происходящие при фосфатном умяг­чении химические реакции описываются следующими уравнениями:

ЗСаС12 + 2Na3P04 = Са3(Р04)2 + 6NaCl

3MgS04 + 2Na3P04 = Mg3 (P04)2 + 3Na2S04

Этот метод применяется для доумягчения воды, когда большая часть жесткости устранена, например содово-известковым методом. Фосфатное умягчение дает хорошие результаты при высокой температуре воды и применяется при подготовке воды для питания паровых котлов.

Фосфатные реагенты составляют основу антинакипинов, исполь­зующихся для обработки воды паровых котлов. В последние годы умягчение воды методами осаждения вытесняется или дополняет­ся более эффективным методом ионного обмена.

5) Преимущество метода: образующиеся при реакции продукты нерастворимы в воде.

Реакции, протекающие при умягчении бариевыми соединениями, можно представить схемами:

При умягчении бариевыми солями реакции приводят не к замене одной соли другой, а к полному удалению их из воды. Недостатки: высокая стоимость и медленное течение реакции с карбонатом бария.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.