Методы умягчения воды

Распространение воды в природе. Что такое "жесткая вода", и какие элементы влияют на ее качество. Различия карбонатной ("временной"), некарбонатной ("постоянной") и общей жесткости. Очистка и подготовка воды к потреблению (умягчение), применение ионитов.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 28.04.2010
Размер файла 16,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

6

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. км? 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 = 2CaCO3v+ 2H2O

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

CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3v + 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 и анионы на другие катионы или анионы, находящиеся в растворе, пропускаемом через ионит. Применяемые в настоящее время иониты - это синтетические смолы, но есть и природные иониты: пермутиты, глауконит и другие минералы. Выпускаемые промышленностью иониты делятся на два основных класса: катиониты и аниониты. Именно иониты помогли успешно решить вопрос. Который волновал человечество: как морскую воду сделать пресной? Как же умягчается вода ионитами? Для этого устанавливают обычно две колонны: с катионитом и анионитом, через которые последовательно пропускается жесткая вода. В катионите обмениваются катионы солей, растворенных в воде, а в анионите - анионы. Для большей надежности можно пропустит воду через буферный фильтр. В результате обмена ионов в ионитах в воде остаются только хорошо растворимые соли, неспособные к образованию накипи. После насыщения ионита поглощенные им ионы легко удаляются; одновременно с этим ионообменные свойства смолы полностью восстанавливаются (иониты заряжаются). С этой целью катионы промывают кислотами (HCl или NaCl), а аниониты - растворами щелочей.

Очищенная вода таким методом почти не имеет солей, вызывающих жесткость, и по своим качествам не уступает дистиллированной.

Не случайно многие ученые считают. Что открытие такого способа опреснения морской воды, при котором цена пресной воды будет немного превышать ее обычную стоимость, по своему значению и результатам равноценно открытию атомной энергии.

Список литературы

· В.А. Крицман «Книга для чтения по неорганической химии».

· Б.В. Некрасов «Учебник общей химии».


Подобные документы

  • Классификация методов умягчения воды. Термический метод умягчения воды. Технологические схемы, конструктивные элементы установок реагентного умягчения воды. Термохимический метод умягчения воды. Особенности умягчения воды диализом, ее магнитная обработка.

    реферат [2,3 M], добавлен 09.03.2011

  • Процесс и схематическое изображение умягчения воды методом натрий-хлор-ионирования. Сущность и условия применения способа умягчения воды аммоний-ионированием. Методы глубокого умягчения воды. Катионирование в фильтрах с гидравлически зажатой загрузкой.

    реферат [595,4 K], добавлен 09.03.2011

  • Катиониты и их свойства. Процесс умягчения воды натрий-катионированием. Водород-натрий-катионитовое умягчение воды. Методы известково-катионитовый и частичного катионирования. Катионитовые фильтры и вспомогательные устройства катионитовых установок.

    реферат [1,6 M], добавлен 09.03.2011

  • Назначение и строение фильтров ионитных параллельно-точных первой и второй ступени, смешанного действия. Характеристика противоточной технологии ионирования. Описание натрий-катионного метода умягчения воды. Принципы опреснения и обессоливания воды.

    контрольная работа [200,2 K], добавлен 21.11.2010

  • Свойства воды и способы ее умягчения. Требования к жесткости потребляемой воде на теплоэнергетическом производстве. Теоретические основы и методика определения жесткости воды комплексонометрическим методом. Отбор проб, реактивы, выполнение определения.

    курсовая работа [36,7 K], добавлен 07.10.2009

  • Характеристика воды как важнейшей составляющей среды нашего обитания. Исследование ее общей карбонатной жесткости и окисляемости методами нейтрализации и перманганатометрии. Применение метода йодометрии для определения содержания остаточного хлора в воде.

    курсовая работа [60,3 K], добавлен 05.02.2012

  • Принцип водород-катионитового умягчения воды и происходящие при этом химические реакции. Схемы параллельного, последовательного и совместного водород-натрий-катионитового умягчения воды. Технологические данные для расчета Н-катионитных фильтров.

    контрольная работа [461,1 K], добавлен 20.11.2013

  • Строение молекулы воды. Водородные связи между молекулами воды. Физические свойства воды. Жесткость как одно из свойств воды. Процесс очистки воды. Использованием воды, способы ее восстановления. Значимость воды для человека на сегодняшний день.

    презентация [672,3 K], добавлен 24.04.2012

  • Распределение воды в природе, ее биологическая роль и строение молекулы. Химические и физические свойства воды. Исследования способности воды к структурированию и влияния информации на форму ее кристаллов. Перспективы использования структурированной воды.

    реферат [641,8 K], добавлен 29.10.2013

  • Условные показатели качества питьевой воды. Определение органических веществ в воде, ионов меди и свинца. Методы устранения жёсткости воды. Способы очистки воды. Приготовление рабочего раствора сернокислого калия. Очистка воды частичным замораживанием.

    практическая работа [36,6 K], добавлен 03.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.