Методы умягчения воды

Х И М И Я

Реферат

на тему:

«Методы умягчения воды»

Ученика 10а класса

Марковской гимназии

Скибы Андрея

2004 г.

I Вступление. Вода в природе.

Передвигаясь по земле и под землей и соприкасаясь с горными породами, вода обогащается различными солями и металлами. О масштабах разрушительной работы рек по тому, что каждый год реки приносят в моря и океаны 3265 млн. т различных растворенных веществ. Во всех океанах и морях растворено до 20 млн. км³ разных минеральных солей. Если бы эти соединения извлечь, то они покрыли бы всю сушу земного шара слоем толщиною в 130 м . Только в одном озере Эльтон запасы превышают 3 млрд. т .

Природная вода содержит различные примеси минеральных и органических веществ, а также газы и микроорганизмы. Но, кроме растворенных веществ (соли кальция, алюминия, магния, хлорид натрия, органические соединения и газы), в воде содержатся во взвешенном состоянии и механические примеси, от которых необходимо освободится (мельчайшие частицы глины, песка, остатки растений и животных).

Вода, в которой имеется большое количество растворенных солей кальция и магния, называется жесткой.

II . Единицы измерения и виды жесткой воды.

Жесткость воды является одним из основных показателей ее качества и определения пригодности к использованию. Жесткость воды измеряется в специальных единицах – миллиграмм-эквивалент на литр (мг-экв/л ); 1 мг-экв жесткости обозначает, что в 1 л воды содержится 20,04 мг кальция или 12,16 мг магния.

Различают жесткость карбонатную («временную») , некарбонатную («постоянную») и общую. Некарбонатная жесткость обусловливается наличием растворенных в воде хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния, которые при кипячении выпадают в осадок (осадок наблюдается только при упаривании воды, когда водный раствор окажется пересыщенный этими солями). Карбонатная жесткость характеризуется содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния, способных при кипячении воды разлагаться и выпадать в осадок:

Ca (HCO3) 2 = CaCO3 + H2O + CO2

Такая жесткость может быть устранена предварительным подогревом воды и последующим отфильтрованием выпавшего осадка.

Общая жесткость воды выражает содержание в ней всех солей кальция и магния. Если их количество в воде в целом не превышает 3 мг-экв/л, то такая вода считается мягкой, при наличии 3-6 мг-экв/л – средней и свыше 6 мг-экв/л – жесткой. Для сравнения отметим, что жесткость воды ладожском озере составляет 0,6 мг-экв/л воды, в Неве – 0,7 мг-экв/л , в Амуре – 2,9 мг-экв/л , Днестре – 5,7 мг-экв/л , Доне – 7,0 мг-экв/л , Балтийском море – 13,9 мг-экв/л , Черном – 46 мг-экв/л , Каспийском – 74,0 мг-экв/л

При исследовании жесткой воды, кроме жесткости и сухого остатка после испарения, учитывают также ее температуру, цвет, запах, вкус, прозрачность, наличие мути, изменения при хранении, содержание двуокиси углерода, а также определяют кислую и щелочную реакцию.

III . Очистка и подготовка воды к потреблению (умягчение).

Очистке и подготовке воды уделяют огромное внимание. Мировая статистика показывает, что ежегодно примерно 500 млн. человек становятся жертвами болезней из-за того, что не имеют в достаточном количестве чистой воды. Чтобы получить нужное количество питьевой волы, удовлетворяющей санитарным требованиям, необходимо ее долго и тщательно обрабатывать. Каждая водопроводная станция представляет собой сложное сооружение. При отборе воды из реки или озера она проходит через металлические сетки, оставляя на них водоросли, щепки и другие крупные загрязнения. Дальнейшее оседание механических примесей происходит в отстойниках. Затем в воду добавляют специальные вещества (коагулянты), которые помогают мельчайшим частичкам мути собраться в более крупные сгустки, оседающие на фильтре, состоящем из песка и гравия. Затем воду обеззараживают хлором, поскольку в каждом ее кубическом сантиметре содержатся тысячи микробов.

Карбонатную жесткость устраняют, прибавляя к воде Ca(OH) 2 в количестве, строго отвечающим найденному анализу содержанию бикарбонатов. При этом по реакции весь карбонат переходит в нормальный карбонат и осаждается:

Ca (HCO3) 2 + Ca (OH) 2 = 2CaCO3↓+ 2H2O

От некарбонатной жесткости освобождаются добавлением к воде соды, которая вызывает образование осадка по реакции:

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4

Воде дают затем отстояться и лишь после этого пользуются ею в производстве. Воду для питания котельных, электростанций и технологических процессов умягчают термохимическим методом. Во время нагрева добавляют такие химические соединения как известь, соду, щелочи, фосфаты натрия с последующим отфильтрованием выпавшего осадка:

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4

MgCl2 + 2NaOH = Mg (OH) 2 + 2NaCl

3CaSO4 + 2Na3PO4 = Ca3 (PO4) + 3Na2SO4

Все более широкое применение для умягчения воды получают ионообменные материалы (ионитами). Это твердые, нерастворимые в воде и других растворителях вещества (чаще всего в виде зерен), обладающие способностью обменивать содержащиеся в них катионы

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать