Розрахунок змісту карбонатних іонів у воді
У природних водах встановлюється динамічна рівновага між СО2. НСО3 -. СО3 2-:
Співвідношення форм вуглекислоти залежить від рН води (рис. 4). при рН <4 вся углекислота находится в виде углекислого газа СО2 ; при рН = 8,4 в воде содержатся преимущественно ионы НСО3 – ; при рН> 10,5 переважають карбонатні іони СО3 2-.
Мал. 4. Вплив рН на співвідношення різних форм
Приклад рішення індивідуального завдання
Умова завдання: Визначити концентрацію карбонатного іона СО3 2- в досліджуваній воді, якщо рН = 7,1 і [НСО3 -] = 6,8 мг-екв / дм 3 (415мг / дм 3).
1). Концентрацію іонів водню води при рН = 7,1 розраховують за формулою:
[Н +] = 10 -рН = lg10 -7,1 = 7,94 • 10 -8 моль / дм 3
2). Вугільна кислота дисоціює на іони поступово:
Карбонатний іон (СО3 2-) входить в рівняння другий константи дисоціації вугільної кислоти, тому для вирішення використовуємо вираз для К2:
9.3. індивідуальні завдання
Умова завдання (табл. 7.12):
Визначити концентрацію карбонатного іона СО3 2- в досліджуваній воді, якщо відомі значення рН і концентрація НСО3 - (див. Табл. 7.12).
Розрахунково - графічне визначення параметрів
Стабілізаційної обробки води
Вміщені в воді іони НСО3 -. СО3 2- і СО2. пов'язані між собою вуглекислотним рівновагою:
Вода, в якій дотримується основне карбонатное рівновагу, називається стабільною. Вона не змінюють свого складу при контакті з карбонатами, бетоном, карбонатними захисними плівками.
Як випливає з константи вуглекислотного рівноваги гідрокарбонат - іони існують в розчині тільки при наявності вільної вуглекислоти:
Частина вільної вуглекислоти, що знаходиться в рівновазі з гідрокарб-кімнатній іонами, називається рівноважної - [СО2] дорівнює. Вона як би пов'язана з гідрокарбонатами і тому не вступає в хімічні реакції. Надлишкова вільна вуглекислота, на відміну від рівноважної, активна і носить назву агресивною. Однак не вся вона агресивна: одна частина надлишкової вільної вуглекислоти, діючи на вуглекислий кальцій, перетворює його в гідрокарбонат, а інша частина йде на збільшення кількості рівноважної вуглекислоти для утримання в розчині новоутворених кількостей гідрокарбонату.
Під стабільністю води розуміють її властивість не розчиняти карбонат кальцію і не виділяти його з води. Порушення стабільності води може бути викликано наявністю надлишку розчиненої вуглекислоти або кисню, низьким рН, пересичений її карбонатом кальцію або гідроксидом магнію, підвищеною концентрацією сульфатів або хлоридів. Нестабільними бувають як природні води, так і вода після її обробки на очисних спорудах. Можливі два варіанти нестабільності води:
- Води, що містять надлишок вільної вугільної кислоти над рівноважної, називаються агресивними. При контакті з бетоном або карбонатними плівками такі води викликають розчинення карбонатних складових цементу і бетону:
- Води, що містять менше вільної вугільної кислоти, ніж рівноважна кількість, характеризуються як схильні до карбонатних відкладень.
Стабільність води визначається двома методами:
1) за методом карбонатних випробувань (експериментальний метод). Зіставляють лужність і рН досліджуваної води до і після контакту з СаСО3 протягом 1 години. Стабільність води оцінюють за показником стабільності (С) івспомогательному показником стабільності (Свсп.) Відповідно до табл. 10.15:
де. рНісх. - рН води в природному стані; рНs -рН води в умовах насичення карбонатом кальцію. Стабільність води оцінюють за індексом стабільності (Ланжельє J) відповідно до табл. 10.15.
Після оцінки стабільності води (табл. 10.15) для нестабільної води з метою захисту металевих труб, бетонних споруд від корозії і від освіти горбистих корозійних відкладень виконують стабілізаційну обробку води.
Оцінка стабільності води
Показник стабільність ності
Індекс стабільності (індекс Ланжельє)