24. Разрушение дисперсных систем.Коагуляция. Скорость и порог коагуляции. Факторы, вызывающие коагуляцию. Флокулянты, их действие и значение.

Есть твёрдая фаза – дисперсная фаза (нераств-я), а дисперсионная среда – вода – гидрозоль.(бывают гидрофильные и гидрофобные). Гидрофильные(неорганические)- когда дисперсная фаза нерастворяется в дисперсионной среде, а только набухают – желатин, крахмал, белок. Гидрофобные гидрозоли – дисперсная фаза практически нерастворима в дисперсионной среде. Me(OH)₃, Fe(OH)₃, AI(OH)₃, Cr(OH)₃

MnO₄→MnO₂, Me₂S_3, Fe₂S_3,AI₂S₃

Гранула несет + или – заряд, поэтому при дв-иикаллоидной частицы не слипаются не укрупняются при столкновении. Гидрозоли имеют гидратные оболочки. Эти 2 фактора обусл-ют агрегативную устойчивость каллоиду, если снизить заряд каллоидной частицы или плотность нейтрализовать и разрушить гидратную оболочку, то гидрозоль стан-ся агрегативно неустойчивым, частицы будут слмпаться и выпадает осадок. Коагуляция – процесс укрупнения каллоидных частиц и потери агрегативной устойчивости, образ-ся осадок, он осядает под действием сил тяжести гравитац. Седиментации.

Коагуляция протекает в 2 стадии:

1. скрытая – изм-ся в воде невооруж. Глазом не набл-ся.

2. явная коагуляция – помутнение раствора, укрупнение хлопьев, изменение окраски раствора.

Механизм коагуляции:

FeCI₃+3KOH→Fe(OH)₃+KCI

FeCI₃→Fe³⁺+3CI^-

Коагуляцию вызывают соли-коагулянты, кот.исп-ют р-ры. Солями-коагулянтами явл-ся соли, образ-е слаб. Основанием и сильной кислотой. Наименьшая концентрация р-раэлктролита ,вызыв-е коагуляцию, наз-сяпорогом коагуляции. (мл моль/л). Обычно порог коагуляции опр-т по помутнению каллоидного раствора и по изменению окраски. Каждый коагулянт имеет оптимальную дозу коагулянта, её расчёт с пом. Пробного коагулирования. Совместная коагуляция – исходный коллоид имеет заряд + , добавляют к каллоиду - .

Ускорить коагуляцию можно если добавить флокулянт. Флокулянты – в-ва, нейтрализ-е заряд на каллоидной частице, нарушающая свойства каллоида. Если у ПВ большая мутность, то исп-т 1 флокулянт.

CH₂=CH-COOH→CH₂=CH-C=O-NH₂→[-CH₂-CH₂]_n-CONH₂(ПАА-полиакриламид). ПА содержит 4-9 % активного продукта; загрязн. CaSO₄^.H₂O(гипс).

ПАА – зерна прозрачные, р-р вязкий, желто-зеленый. В воде плохо растворим, сущ-ет 20 дней. В воде образует длинные цепочки – вытянутой и изогнутой формы. Эти нити с частицами суспензии образ-т хорошо осяд-е хлопья. При добавлении Паа до 1 мг/л коагуляция с сульфатом алюминия ускоряется в 10-20 раз, а р-р коагулянта уменьш-ся в 2-3 раза.

Сущуствует 2 фазы взаимодействия коагулянта:

1. ПАА адсорбир-ся на коллоидной частице, один конец растворяется, а 2-й нах-ся в р-ре.

2. Активированная H₂SiO₃ кремниевая кислота . Её готовят на водоочистных станциях, исп-ся р-р жидкого стекла (Na₂SiO₃+H₂SO₄). Образ-сяортокремниевая кислота, кот.полуконденсируется, образ-сякаллоидные частицы, несущие отрицательный заряд.

25. Методы обеззараживания воды. Хлорирование воды. Характеристика. Что такое активный хлор, остаточный хлор, оптимальная доза хлора. Кривая хлороёмкости воды. Как ее получить.

Обеззараживание или дезинферция– удаление из воды патогенных форм микроорганизмов. При обеззараживании используют методы:

1. физические (озонирование , ультразвук, ультрафиолет.лучи, кипячение).

2. Химич. Реагенты (хлорсодержащие в-ва, ионы серебра, меди, золота). Обеззараживание воды методом хлорирования – хлор окисляет в-ва, кот.нах-ся в цитоплазме и бактерии погибают. На окисление этих веществ затрачивается небольшое кол-во введенного хлора. Большая часть тратится на окисление восстановителей, нах-ся в воде.

Fe²⁺→Fe³⁺; H₂S→S⁺⁶; SO₃^2-→SO₄^2-; Mn²⁺→Mn⁴⁺

Воду хлорируют: CI₂ CIO₂ NaCIO

Ca(CIO)₂ - гидрохлоридкальция

CI₂+H₂O↔HCI^-1+HCIO (хлорноватистая к-та)

Хлорная вода – это смесь HCI, HCIO, CI₂.

При хлорировании воды, у кот.имеется щёлочность, происходит реакция:

CI₂+NaOH→NaCI+NaCIO^-+ H₂O

CI⁰₂+NaOH→NaCI^-1+NaCIO₃+H₂O

Все хлоросодержащие реагенты содержат активный хлор – это кол-во молекулярного хлора, кот.отвечает окислительной способности данного соединения относительно восстановителя KI в кислой среде. Рассчит-ют по ф-ле: С_акт%^СI= ≈38%

В лаборатории проводят пробное хлорирование используя метод йодометрии:

H₂O+CIреагент+KI_избыт+H⁺→I₂+ крахмал I^-(обесцвечивание)

CI₂+2KI→I₂+2KCI

CIO^-+KI+H⁺→I₂+KCI+H₂O

I₂+2Na₂S₂O₃→(крахмал)→2NaI+Na₂S₂O₆

Пробное хлорирование в лаборатории

В 6 колб отбирают по 100мл воды, и по 0,5;1;1,5;2;3;5; CIреагента соотв-нно в каждую колбу. После 30 мин хлорирования добавлябтKI.

KI+H₂SO₄ (в каждую колбу). Каждую колбу оттитровывают тиосульфатом натрия. По ф-ле определим дозу остаточного хлора:

Д^CI_ост= , мг/л

По полученным данным строим график: доза введенного хлора от дозы остаточного хлора и строим кривую хлороёмкости воды:

АД-кривая хлороемкости

АО- доза остаточного хлора

АС- протекает процесс хлорирования

СД- прямая линия – процессы окисления не протекают. Доза введенного хлора = дозе остаточного хлора.

Доза остаточного хлора после хлорирования 0,3-0,5мг/л. Оптимальная доза хлора – 0,3 мг/л.

Д_CIопт=1,05мг/л