himka

Вопрос 43.

Способы устранения жёсткости воды.

Временную (карбонатную) жёсткость устраняют:

1. Кипячением.

Са(НСО3)2 СаО + Н2О + СО2

Mg(НСО3)2 Mg(OH)2 + 2СО2

При длительном кипячении растворимые Са(НСО3)2 и Mg(НСО3)2 переходят в нерастворимые соединения и выпадают в осадок. Поэтому карбонатную жёсткость называют также временной жёсткостью. Количественно временную жёсткость характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при её кипячении в течение часа. Жёсткость, остающаяся после такого кипячения, называется постоянной.

2. Добавлением гашёной извести.

Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(НСО3)2 + 2Са(ОН)2 Mg(OH)2 + 2CaCO3+ 2H2O

Постоянную (некарбонатную) жёсткость устраняют добавлением соды Na2CO3.

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

MgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4

g2+ + 2HCO3¯ + 2OH¯ = (MgOH)2СО3↓ + Н2О + CO2↑.

. Устранение карбонатной ЖК и некарбонатной ЖНК жесткости осуществляется также методом осаждения, т.е. действием на воду едким натром (натронный способ):

Ca(HCO3)2 + 4NaOH = CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2↓ +2Na2CO3 + 2H2O

действием кальцинированной содой (содовый способ):

CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl,

MgSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4

а также действием фосфатом натрия Na3PO4 (фосфатный способ):

3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaНCО3

3MgSO4 + 2Na3РO4 = Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4

3CaCl2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl.

В целях одновременного устранения обоих видов жёсткости применяют смесь гашёной извести и соды – содово-известковый метод.

Катионитный метод умягчения воды снижает ее карбонатную жесткость до 0,01 - 0,05 ммоль экв/л.

Очень эффективным является метод устранения жесткости воды путём ионного обмена, который получил широкое распространение в технике. Он основан на способности некоторых природных и искусственных высокомолекулярных соединений – ионитов – обменивать входящие в их состав радикалы на ионы, которые находятся в растворе. Такой способностью обладают некоторые природные и синтетические соединения (алюмосиликаты), например натриевый алюмосиликат (Na2OּAl2O3ּ2SiO2ּnН2О), а также синтетические органические ионообменники (ионообменные смолы) в виде выпускаемых химической промышленностью гранул, зернистых порошков, поропластов, волокон, тканей, мембран. Они содержат подвижные функциональные группы, например сульфо- (-SO2OH), карбоксо- (-COOH), гидроксо- (-ОН) группы.

Иониты, сорбирующие катионы, называются катионитами, а сорбирующие анионы – анионитами. В качестве катионитов в основном применяются Na+-катиониты (алюмосиликаты: цеолит, глауконит, пермутит) и Н+-катиониты (синтетические смолы и сульфированный уголь). К используемым анионитам относятся ОН¯-аниониты на основе карбамидных смол.

При пропускании воды через слой катионита катионы Ca2+ и Mg2+ обмениваются на катионы Na+ в соответствии с уравнением, определяющим равновесие катионного обмена:

R2-Na2+ТВ + Са2+ВОДН « R2-Са2+ТВ + 2Na+ВОДН

где R2- является отрицательно заряженной частицей катионита, например в случае натриевого алюмосиликата R2- = [Al2Si2O8ּnН2О]2-.

Для удаления из воды не только катионов Ca2+ и Mg2+, но и других катионов и анионов ее пропускают через катионит, содержащий в обменной форме водородные ионы (H+-катионит) и анионит, содержащий гидроксид-ионы (OH¯-анионит). Равновесия катионного и анионного обмена для этих случаев можно записать в виде:

R¯H+ТВ + Kt+ВОДН « RKt+ТВ + H+ВОДН

R+OH¯ТВ + An¯ВОДН « R+An¯ТВ + OH¯ВОДН

где Kt+ и An¯ соответственно катионы и анионы, подлежащие удалению из воды. В данном случае катионит находится в форме H+-катионита и в раствор переходит ион водорода, а анионит – в OH¯-форме и в результате ионного обмена в воду поступают гидроксид-ионы. В итоге, если очищаемую воду пропустить последовательно через катионит и анионит, то она освободится как от катионов, так и анионов солей. Такая обработка воды называется обессоливанием.

Когда процесс ионного обмена доходит до равновесия, ионит перестаёт работать – утрачивает способность умягчать воду. Для возобновления работоспособности ионита его подвергают регенерации. Для этого через катионит пропускают раствор NaCl или Na2SO4 (для Na+-катионита), а в случае H+-катионита – раствор HCl или H2SO4. При этом ионы Ca2+ и Mg2+ переходят в раствор, а катионит вновь насыщается ионами Na+ и H+. Для регенерации анионита его обрабатывают раствором щёлочи. В результате поглощенные анионы вытесняются в раствор, а анионы вновь насыщаются ионами OH¯.

44. Порядок заполнения электронами энергетических ячеек. Составьте электронно-графическую формулу углерода, согласно правилу Гунда.

Правило Хунда (Гунда) определяет порядок заполнения орбиталей определённого подслоя и формулируется следующим образом: суммарное значение спинового квантового числа электронов данного подслоя должно быть максимальным.

Это означает, что в каждой из орбиталей подслоя заполняется сначала один электрон, а только после исчерпания незаполненных орбиталей на эту орбиталь добавляется второй электрон. При этом на одной орбитали находятся два электрона с полуцелыми спинами противоположного знака, которые спариваются (образуют двухэлектронное облако) и, в результате, суммарный спин орбитали становится равным нулю.

45. Коррозия металлов — самопроизвольное разрушение мет. Матери в следствии химической или электрохимического взаимодействия его с окружающей средой

В результате коррозии утрачивают ценные свойства металлы(прочность пластичность) Разрушаются не только отдельные детали но выходят из строя целые машины и агрегаты.

Типы коррозии : электрохимическая и химическая.

Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз.

Газовая коррозия идет под действием кислорода, воздуха, продуктов сгорания любого вещества.

Жидкостная коррозия нефть, керосин, бензин.

46 Электрохимическая коррозия-процесс взаимодействия мет. с электролитами. Различают два вида микро и макро гальвано коррозия.

4 9.Анодное покрытие

50. Катодная защита — это электрохимическая защита, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь

Анодное покрытие-это когда покрывают металл более электроотрицательный чем покрываемый

51.