Woda ściąga, Studia, Ochrona środowiska


Rola wody w środowisku (otoczeniu):

woda ma wysokie ciepło właściwe, zmiany temperatury są powolniejsze niż powietrza

Woda w gospodarce przemysłowej:

*zajmuje ok. 70 % pow. Ziemi - 1 400 000km

*najwięcej wody jest w morzach i oceanach 97 %

*lodowce 2 %

*wody głębinowe

*jeziora 0,02 %

*atmosfera 0,001 %

*rzeki 0,0001 %

WODY NATURALNE:

  1. wody opadowe (podziemne, powierzchniowe, gruntowe) skropliny atmosferycznej pary wodnej, uważane za najczystsze, powstają w wyniku kondensacji pary wodnej,

  2. powierzchniowe(strumienie, jeziora, zbiorniki retencyjne, morza i oceany) zasilane przez wody opadowe i wody podziemne, skład zależy od: ilości wody zasilającej zbiornik, od zagospodarowania zlewni, poza wodami górskimi nie nadają się do spożycia( zasolenie), stanowią one główne źródło zaopatrzenia w wodę użytkową,

  3. podziemne

Zasolenie Bałtyku: 11g/l (morze średnio zasolone)

Wody podziemne:

Wody, które znalazły się pod ziemią dzielimy na:

Woda - wodny roztwór substancji nieorganicznych i organicznych występujących na ziemi (mogą być zawarte koloidy i zawiesiny), substancje te mogą znaleźć się tam w sposób naturalny lub być wprowadzone w wyniku działalności człowieka.

Właściwości wody czystej:

0x01 graphic

Względna częstość występowania cząstek wody:

H2 16O - 100000

H2 18O - 204

H2 17O - 37

D2 15O - 3

Podstawowe właściwości fizyczne wody:

szczególne właściwości wody:

Stężenie substancji rozpuszczalnych w wodzie zależy od:

Substancje występujące w wodzie:


  1. - pochodzenia naturalnego,
    - wprowadzone na skutek działalności gosp. człowieka,


  2. - organiczne,
    - nieorganiczne,


  3. - składniki podstawowe od kilkunastu do kilkuset mg/ dm3,
    - mikroskładniki od kilkuset μg/dm3 do kilkunastu mg/dm3,
    -mikroskładniki (śladowa) poniżej μg/ dm3

Substancje występujące w przeciętnej wodzie rzecznej % / s.s:

Substancje zanieczyszczające wodę mogą występować w formie:

W wodach naturalnych znajdują się rozpuszczone gazy - woda pozostaje w kontakcie z atmosfera więc te gazy się rozpuszczają w wodzie, rozpuszczalność zależy od temperatury - im wyższa temp. tym rozp. niższa.

Opady atmosferyczne mogą mieć wpływ na skład wody, przeciętny skład opadów atmosferycznych (mg/dm3):

Substancje atmosferyczne mogą mieć wpływ na skład wody

Przeciętny skład opadów atmosferycznych: (mg\dm3)

Toksyczność pierwiastków występujących wodzie:

Istotne jest to w jakiej formie te pierwiastki występują. Jeśli jest związany w kompleks to jest mniej toksyczny.

Skład wód powierzchniowych uwarunkowany jest:

- procesami chemicznymi - duży wpływ mają:

0x01 graphic

Potencjał redox - elektroda z miedzi do elektrody wodorowej.

Wody mogą zawierać różne substancje kompleksujące:

- EDTA

- ENTA

Wpływ temp na rozpuszczalność:

Rozpuszczalność - określa ilość substancji, którą możemy rozpuścić w określonej ilości rozpuszczalnika [w g,ml,itd.]

Temp. wpływa na rozpuszczalność:

- im wyższa temp tym lepiej się rozpuszcza ale nie zawsze

- im niższa temperatura tym lepiej się gaz rozpuszcza (np. tlen w wodzie)

- są substancje w których wraz ze wzrostem temperatury ich rozpuszczalność

- kiedy ciepło rozpuszczania jest ujemne to w wyższej temperaturze rozpuści się więcej

Jeśli ciepło rozp jest dodatnie to przy wzroście temp rozpuszczalność będzie malała

- na rozpuszczalność wywierają wpływ inne substancje zawarte w rozpuszczalniku (np. woda bierze udzial w wietrzeniu skał i erozji; cząsteczki wody wypełniają przestrzeń pomiędzy jonami i w efekcie z dalszej substancji jony substancji zostają wymyte)

- niewolno mylić rozpuszczalności z iloczynem rozpuszczalności

Odczyn wód:

-zalezy od wielu czynników:

- naturalnego

- z zewnątrz:

Naturalne pochodzenie tych kwasów może:

SO2 + 1/2O2 -> SO3

SO2 + H2O -> H2SO3 + O2 ->H2SO4

>tlenki azotu - przy spalanie, wyładowaniu atm.

NO2 +O2 -> 2NO2

2NO2 = H2O -> HNO2 + HNO3

Te związki + opadami atm.-> kwaśne deszcze

Jeśli woda jest niezbuforowana to niewielkie ilości tych związków powoduje zmianę ich składu i pH.

60-70% tych kwasów to kwasy siarkowe, a ok. 30% to kwasy azotowe.

pH ma wpływ na:

- Zycie biologiczne w wodize

- na rózne cele gospodarcze

Układ węglanowy:

CO2 gazowy, CO2aq - rozpuszczalne w wodzie,

H2CO3(0x01 graphic
) - kwas węglowy,

HCO0x01 graphic
- wodorowęglan

Węglany nierozpuszczalne w wodzie

Węgiel nieorganiczny- obejmuje wszystkie formy układu węglanowego występującego w przyrodzie. Oznaczanie węgla nieorganicznego- zakwaszenie próbki w wysokiej temp. np. 150 st. C i oznaczenie wydzielonego CO2 (miareczkowo, podczerwień).

Wzrost pH=4-8 powoduje wzrost stężenia jonów HCO0x01 graphic
, od pH= 8-13 wzrasta udział 0x01 graphic

Stężenie CO2 w wodzie zależy od tego czy woda ma odczyn alkaliczny czy kwaśny.

Wysoka temp. to większa szybkość reakcji. W wysokich temp. wzrasta szybkość zużycia O2 i CO2 ale spada ich rozpuszczalność w wodzie.

Wyróżniamy wody:

  1. alkaliczne

  1. zasadowość- dotyczy właściwości wody polegającej na tym, że ma ona zdolność do zobojętnienia silnego kwasu. Zasadowość nadają wodzie: HCO0x01 graphic
    , CO2, 0x01 graphic
    , krzemiany.
    Oznaczanie zasadowości: miareczkowanie silnym kwasem

  1. zasadowość wodorotlenowa( trudna do oznaczenia): miareczkujemy do pH=10-11,
    H++OH-=H2O pH=10-11

  2. zasadowość węglanowa (fenoloftaleinowa) pH=8,3 0x01 graphic

  3. zasadowość ogólna (oranży metylowego) pH=4,3 0x01 graphic
    W wodach trudno oznaczyć jest zasadowość wodorotlenową.

  1. kwasowość- zdolność wody do zobojętnienia silnej zasady: 0x01 graphic

  1. kwasowość mineralna, miareczkowanie do pH=4,3 0x01 graphic

  2. kwasowość węglanowa, miareczkowanie do pH=8,3 0x01 graphic

  3. Kwasowość ogólna, miareczkowanie do pH= 10-11

Temperatura wód powierzchniowych zależy od:

Temperatura wód powierzchniowych waha się od 0 do 30 st. C. Lepiej jest gdy woda jest chłodniejsza, wówczas związki chemiczne wolniej się rozpuszczają.

Mętność wody- spowodowana przez obecność w niej cząsteczek zawieszonych absorbujących promienie słoneczne.
Substancje powodujące mętność:

Oznaczanie mętności wody:
a. określenie zawartości zawiesiny, zważenie,

b. obserwowanie warstwy roztworu,

Barwa wody- spowodowania przez:

Oznaczenie barwy wody:
porównuje się ją do wzorca platynowego (chloroplatynian potasu w stężeniu 1mg/dm3).

Przewodność elektrolityczna.
Przewodność właściwa [mS/cm] = konduktywność

Twardość wody- pojęcie umowne, określające zawartość w wodzie kationów dwuwartościowych, głownie wapnia i magnezu. Wyróżniamy twardość:

  1. Ogólna-całkowita zawartość jonów wapnia i magnezu, a także żelaza, manganu, baru, strontu. W większości wód dominują kationy wapnia i magnezu.

  2. Węglanowa (przemijająca)- odpowiada zawartości węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu w wodzie. „Przemijająca” dlatego gdyż tego typu twardość jest łatwo niwelowana w wyniku ogrzewania, podgrzewania wody,

  3. Niewęglanowa- różnica między twardością ogólna i węglanową, określa ona zawartość jonów dwuwartościowych odpowiadających anionom tj, siarczany, azotany.

Sole wapnia i magnezy nie ulegają wypadaniu w czasie gotowania.

Stopnie twardości wody:

  1. niemiecki, odpowiada 10 mg CaO/ dm3

  2. francuski, 1 g węglanu wapnia CaCO3/ 100 dm3

  3. brytyjski, 1 g CaCO3/ 70 dm3

  4. amerykański CaCO3/ 1000 dm3

twardość wód naturalnych: 0,5- 10 mmol/ dm3, zależy ona od:

Wisła 12-17 mmol/ dm3

Znaczenie twardości wody:
wady:

  1. negatywne przy praniu i gotowaniu,

  2. względy ekonomiczne- większe zużycie mydła przy twardej wodzie,

  3. walory smakowe potraw ulegają pogorszeniu,

  4. łatwo powstaje kamień kotłowy na skutek rozkładu wodorowęglanów wapnia i magnezu czy też krzemianów wapnia i magnezu,

zalety:

  1. gdybyśmy stosowali wodę destylowana zamiast zwykłej, to byśmy wypłukiwali z organizmu ważne substancje

  2. 3-5 mval/dm3 wody do picia powinny mieć taką twardość,

Woda do picia i celów gospodarczych powinna:

Najlepszymi wodami są wody głębinowe, ale jest ich mało więc korzysta się z wód powierzchniowych, które muszą być uprzednio uzdatniane.

Uzdatnianie obejmuje:

Wymagania stawiane wodzie do celów przemysłowych:

Przemysł spożywczy wymaga wody takiej, która się nadaje do picia.
Do robienia sztucznego lodu woda:

Cukrownictwo:

Przemysł ziemniaczany:

Przemysł browarski:

Przemysł gorzelniczy:

Przemysł mleczarski:

Woda w przemyśle spożywczym używana jest do chłodzenia, ważna jest tu korozyjność, wywołuje ją:

Jakie warunki powinna spełniać woda do zasilania kotłów parowych wysokoprężnych:

Sposoby zmiękczania wody:

(reakcje kserówka)

(reakcje ksreówka)

Jonity- substancje praktycznie nie rozpuszczalne w wodzie które wymieniają z roztworem dodatnią lub ujemnie naładowane jony na równoważnej ilości jednoimiennych jonów wchodzących w skład jonitu.

Rodzaje:

-kationy Kt- wymieniają kationy, np. Na, P- mają charakter kwasów lub ich soli

-aniony A- wymieniają aniony- mają charakter zasad lub ich soli

* jonity ze względu na pochodzenie dzidzie limy na:

-naturalne- torf, węgiel brunatny, węgle sulfonowane

-syntetyczne- wielkocząsteczkowe związki organiczne, otrzymywane syntetycznie, zawierają grupy jonowymienne (żywice)

*ze względu na rodzaj cząsteczki:

-organiczne

-ze względu na kwasowość (stopnie dysocjacji)

-obojętne lub słabo kwaśne

-silnie kwaśne

-ze względu na zasadowość:

-słabo zasadowe

-średnio zasadowe

-silnie zasadowe

-nieorganiczne- uwodnione glinokrzemiany, krzemiany metali ciężkich, glaukonity, syliko-żel, fluorofosforany wapniowe, nie są powszechnie stosowane

Właściwości jonitów:

-pęcznienie- zależne od stopnia uwodnienia, rodzaju i gęstości grup funkcyjnych oraz postaci jonowej

-selektywność- potrafią wychwytywać jeden jon

-zdolność jonowymienna- ile masa/ objętość jonitu zdoła zatrzymać jonów [mmol/cm3]

Wykład 7 11.04.2008r.

Skala przebicia kolumny- proces wymiany zostaje przerwany po przekroczeniu dopuszczalnego stężenia wycieku

*jonit obsadzony sodem

2KtNa + Ca(HCO3)2 Kt2Ca + 2NaHCO3

2KtNa + Mg(HCO3)2 Kt2Mg + 2NaHCO3

2KtNa + CaSO4 Kt2 Ca + Na2SO4

2KtNa + MgSO4 Kt2 Mg + Na2SO4

2KtNa + CaCl2 Kt2Ca + 2NaCl

2KtNa + MgCl2 Kt2Mg + 2NaCl

Kt2Ca + 2NaCl 2KtNa + CaCl2

Kt2Mg + 2NaCl 2KtNa + Mg

Uzdatnianie wód:

-mechaniczne- usuwanie zawiesin przez kraty (gałęzie), sita, osadniki, ultrafiltracja

-chemiczne- odżelazianie, octowanie, stabilizacja wody, koagulacja

Koagulacja:

Koloidy:

-liofilowe- ulegają solwatacji (adsorpcji i rozpuszczeniu)

-liofobowe- nie ma solwatacji

Koloidy:

-hydrofilowe- adsorbują na powierzchni cząsteczki wody

-hydrofobowe- nie adsorbują wody

Koloidy posiadają ładunek elektryczny, który jest wynikiem selektywnej adsorpcji

Najlepiej adsorbują się jony wchodzące w skald rozpuszczalnika

Koloidy nadające- wodzie mętność

- wodzie zabarwienie

Do koagulacji wód używa się:

- wodorotlenki żelaza

- wodorotlenki glinu

-siarczan glinu

-siarczan glinu 18- wodny

-7-wodny siarczan żelaza (II)

-6-wodny siarczan żelaza (III)

-glinian

W wodzie naturalnej spotykane koloidy to:

-cząstki gliny

-cząstki iłów

-związki humusowe

-krzemionka

*Koagulacja Al2(SO4)3 * 18H2O

I hydroliza

Al2(SO4)3 + 6H2O ↔ 2Al (OH)3 + 3 H2SO4

II r. wtórna

3H2SO4 + 3Ca(HCO3)2 3CaSO4 + 6CO2 + 6H2O

Sum. Al2(SO4)3 + Ca (HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4+6CO2

Substancje neutralizujące:

Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3+ Na2CO3

Al2(SO4)3 +3Na2CO3 2Al(OH)3+3Na2SO4+3CO2

Al2(SO4)3 +3Ca(OH)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4

*Koagulacja Na2Al2O4

Na2Al2O4+4H2O↔2Al(OH)3+2NaOH

Na2Al2O4 +Ca(HCO3)2+2H2O CaCO3+Na2CO3+2Al(OH)3

Na2Al2O4 +MgSO4+4H2O Mg(OH)2+ 2Al(OH)3+Na2SO4

Na2Al2O4+CO2+3H2O 2Al(OH)3+Na2CO3

Na2Al2O4+4SiO22NaAl(SiO3)2

2Na2Al2O4+MgSO4MgAl2(SiO3)2+Na2SO4

3



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Chemia ogólna - egzamin - ściąga3, studia ochrony środowiska, Chemia ogólna
GIS-ściąga, studia ochrony środowiska, GIS Systemy Informacji Środowiskowych, GIS
BIOLOGIA SANITARNA- ściąga, STUDIA (Ochrona Środowiska), IV semestr, Biologia sanitarna
Procesy fermentacyjne piwo i wino ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Procesy fermentacyjne gorzelnictwo ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Procesy fermentacyjne mała ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Ścieki ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Procesy fermentacyjne duża ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Woda wykady, Studia, Ochrona środowiska
Chemia ogólna - egzamin - ściąga1, studia ochrony środowiska, Chemia ogólna
geo -sciaga, Studia - Ochrona Środowiska - przydatne materiały, Geologia
Chemia ogólna - egzamin - ściąga2, studia ochrony środowiska, Chemia ogólna
Procesy fermentacyjne większa ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Gazy Sroczyński ściąga, Studia, Ochrona środowiska
Woda ściąga odchudzona, Studia, Ochrona środowiska
Technologia remediacji druga ściąga na 2 koło całość, Studia, Ochrona środowiska
Oczyszczanie gazów Antczak Ściąga nr 2, Studia, Ochrona środowiska
Biopreparaty w oś ściąga z 2 pierwszych wykładów, Studia, Ochrona środowiska
Technologia remediacji druga ściąga na 2 koło, Studia, Ochrona środowiska

więcej podobnych podstron