- •Химический состав и строение молекулы воды.
- •Водородные взаимодействия.
- •Агрегатные состояния воды.
- •Аномалии воды.
- •Химические свойства воды.
- •Свойства растворов
- •6. Физико-химические свойства растворов неэлектролитов и электролитов.
- •7. Свойства растворов слабых электролитов.
- •Ионные равновесия
- •8. Растворимость веществ в воде.
- •10. Диссоциация воды.
- •11. Ионное произведение воды
- •12. Буферные растворы и их свойства
- •13. Гидролиз солей
- •14. Количественные характеристики гидролиза
- •15. Понятие о системах, фазах, компонентах.
- •16. Диаграмма состояния воды
- •17. Окислители и восстановители
- •18. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •19. Окислительно-восстановительные потенциалы
- •20. Окислительно-восстановительные свойства воды
- •Классификация дисперсных систем.
- •Методы получения дисперсных систем.
- •Строение коллоидной частицы.
- •Свойства коллоидных систем.
- •Электрокинетические явления.
- •26.Причины устойчивости коллоидных систем
- •27. Разрушение дисперсных систем
- •28. Поверхностное натяжение
- •29. Поверхностно активные вещества
- •Поверхностные явления
- •30. Адсорбция равновесия
- •34 Особенности химического состава природных вод
- •36. Понятие об обобщённых оценочных показателях качества воды.
- •37. Химические показатели качества воды
- •40. Отстаивание.
- •41. Осаждение
- •42. Фильтрование воды
- •43. Флотация и электрофлотация
- •44. Коагуляция
- •45. Зависимость выбора оптимальных условий обработки различными коагулянтами от качества воды
- •46. Электрокоагуляция, эффективность использования
- •47. Флокулянты (анионо- и катионоактивные) их природа, свойства и методы действия, выбор оптимальной дозы.
- •48. Хлорирование: хлорирующие реагенты; механизм обеззараживающего действия, хлороёмкость воды в отсутствии и присутствии солевого аммиака.
- •56. Жесткость воды
- •57. Единицы измерения жесткости
- •58. Методы реагентного умягчения воды, их эффективность, контроль процессов реагентного умягчения.
- •59. Умягчения воды методом ионного обмена
- •60. Иониты (катиониты и аниониты), их природа, строение, свойства.
- •61. Термический метод умягчения воды.
- •62. Импфирование (подкисление)
- •63. Опреснение воды
- •64. Электрохимический метод.
- •66. Методы удаления из воды соединений железа и марганца
- •67.Удаление кремниевой кислоты
- •68.Обесфторирование и фторирование воды.
- •69. Не нашли этот вопрос
- •70. Углекислота и ее формы.
- •71. Вычисление содержания агрессивной углекислоты с помощью таблицы
- •72. Индекс насыщения воды карбонатом кальция
- •73. Особенности химического состава бытовых и производственных сточных вод
- •75Отстаивание, удаление масел и нефти
- •76.Коагулирование сточных вод.77.Выбор и подготовка коагулянтов.
- •78) Флотация сточных вод.
- •79) Сорбция.
- •80) Сорбция – область использования, факторы, влияющие на выбор сорбентов.
- •81) Экстракция, требования, предъявляемые к экстрагентам, экстракция в противотоке.
- •82.Эвапорация и аэрация.
- •83. Области использования аэрации и эвапорации, контроль процессов.
- •85. Нейтрализация сточных вод
- •84. Радиационнаяочистка сточных вод от органических загрязнений.
- •87.Химич очистка сточных вод
- •86.Дезинфекция сточных вод
- •88.Химическое окисление под давлением
- •89.Кристаллизация.
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:
Добавляют коагулянт и часть извести, обеспечивая этим оптимальные условия коагулирования
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.