Skip to content

Как сделать газы в воде: Аппараты для газирования воды — купить аппарат газировки в Киеве, Украине: цена, отзывы

Содержание

Ученые рассказали о потенциальной опасности минералки с газом

Употребление газированных напитков может спровоцировать ряд тяжелых заболеваний желудочно-кишечного тракта, в том числе онкологических болезней. К такому выводу пришла группа ученых под руководством Марка Перейры из Университета Миннесоты. Как сообщает сайт aif.ru, исследование, в котором участвовало свыше 60 тысяч жителей Сингапура, проводилось 14 лет. В результате оказалось, что у любителей газированной воды на 87 процентов выше риск возникновения рака поджелудочной железы. Подобный эффект они связали с употреблением сладкой газировки, которая стимулирует повышенный синтез инсулина в организме.

Впрочем, поклонникам минеральной воды с газом также следует задуматься о своем здоровье, и обратить внимание на ее применение. Ведь даже лечебная минералка с «пузырьками» может иметь побочный эффект при неправильном применении. Особенно небезопасна минеральная вода, которая искусственно наполнена газом. Кстати, бывает, что из природной газированной воды газ естественным образом исчезает, и перед розливом в бутылки его снова, уже искусственно, добавляют в воду. По мнению врачей-гастроэнтерологов, «не родной» газ может помешать усвоению минеральных веществ самой воды.

Кандидат медицинских наук, врач-терапевт, гастроэнтеролог, специалист в области психосоматики Ирина Пичугина считает, что на организм оказывает влияние регулярность употребления, условия, качество напитка и состав.

«Углекислый газ в газированной воде раздражает слизистую желудка, стимулирует секрецию соляной кислоты и ее агрессивность, а также усиливает вздутие и нарушает моторику желудочно-кишечного тракта. Поэтому особенно вредной газированная вода может быть для пациентов с гастритом, язвенной болезнью поджелудочной железы и кишечника», — считает медик.

Впрочем, полагать, что любая минералка с «пузырьками» опасна для здоровья нельзя. Главное четко следовать рекомендациям медиков и даже принимая лечебную «газировку» следует соблюдать правила. Во-первых, не больше двух стаканов в день. Во-вторых, при хроническом гастрите с повышенной кислотностью и язве минералку пьют быстро, почти «залпом», а при нормальной и пониженной кислотности — медленно, маленькими глотками.

Действительно ли газированная вода полезнее воды без газа

Правила использования cookie

В данных правилах мы используем понятие «куки» для обозначения куки-файлов и других подобных технологий, таких как пиксельные теги, веб-маяки, прозрачные GIF, предусмотренные директивой Европейского Союза по вопросам сохранения секретности информации при электронной передаче информации.

Пожалуйста, посетите наши Правила соблюдения секретности информации чтобы получить более подробную информацию.

ЧТО ТАКОЕ КУКИ.

Куки – это небольшой фрагмент данных, помещенный вашим браузером в вашем компьютере или электронном носителе. Куки позволяют веб-серверу перемещать данные на компьютер или электронный носитель для ведения учета или в других целях. Куки делают веб-сайт удобным в пользовании. Как таковые, куки не могут собирать никакой информации, хранящейся в вашем компьютере или в ваших документах. Для дополнительной информации о куки, пожалуйста, посетите http://www.allaboutcookies.org/.

КАК МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ КУКИ

Существует два вида куки-файлов: «сеансовые» и «постоянные». Сеансовые куки являются временными и сохраняются только до момента выключения браузера. Постоянные куки остаются на жестком диске вашего компьютера или на электронном носителе до тех пор, пока вы их не удалите, или не истечет срок их действия. На нашем Сайте могут использоваться и сеансовые, и постоянные куки. Эти куки используются в целях безопасности, для обеспечения передвижения по Сайту, более удобного изображения информации и предоставления вам четко подобранной информации. Мы также можем использовать куки для сбора статистических данных о пользовании Сайтом в целях постоянного улучшения его веб-дизайна и работы, понимания того, как посетители пользуются Сайтом, и для разрешения возникающих на Сайте проблем. Куки, используемые на данном Сайте, можно разбить на следующие группы: Необходимые куки те, которые являются неотъемлимыми для осуществления базовых функций Сайта. Данные куки позволяют вам перемещаться по Сайту и использовать запрашиваемые вами функции, как, например, доступ в безопасные области Сайта. Без этих куки мы не можем предоставлять услуги, обеспечивающие работу Сайта.Результативные куки собирают анонимную информацию о том, как посетители используют Сайт. Данные куки помогают нам понять, как происходит диалог между посетителями и Сайтом путем предоставления информации о местах посещения, времени, проведенном на Сайте, проблемах, с которыми они столкнулись, как, например, сообщение об ошибке. Данная информация помогает нам улучшать работу Сайта.Функциональные куки улучшают процесс работы на сайте. Данные куки могут, например, запоминать такую информацию как имя пользователя, язык и выбранное местонахождение. Эти куки используют для обеспечения запрошенных услуг, таких как просмотр видео, размещение комментария в блоге или диалог с услугами третьей стороны, как, например, возможности социального медиа. Сохранение в памяти куки выбранных вами данных помогает Сайту обеспечивать с вами более индивидуальное общение.

КАК МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ КУКИ ДРУГИХ КОМПАНИЙ

В дополнение к использованию компанией Nielsen куки-файлов на нашем Сайте мы разрешаем некоторым третьим сторонам устанавливать и иметь доступ к куки-файлам на вашем компьютере. Использование этими компаниями куки регламентируется правилами соблюдения секретности информации их компаний, а не Правилами соблюдения секретности информации компании Nielsen. Услуга третьей стороны Вид куки-файла Дополнительная информация Google Webmaster Результативный http://www.google.com/intl/en/policies/privacy/ Adobe Analytics Результативный http://www.adobe.com/privacy/cookies.html

КАК ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ КОНТРОЛЬ НАД КУКИ И ИХ УДАЛЕНИЕ

Если вы не хотите, чтобы посредством куки-файлов осуществлялся сбор информации, в большинстве браузеров существует простая процедура, позволяющая отмену их работы. Для дополнительной информации о том, как управлять куки-файлами, пожалуйста, посетите http://www.allaboutcookies.org/manage-cookies/. Некоторые компоненты Сайта могут не срабатывать должным образом в результате отмены куки.

Соглашение о конфиденциальности персональной информации

Настоящее Соглашение о конфиденциальности персональной информации (далее – Соглашение) заключается между ООО «Постнофф и Ко» (далее — Компания) и любым пользователем сайта Компании www.tassay.ru (далее – Сайт). Соглашение действует в отношении всей информации, которую Компания может получить о пользователе во время использования им Сайта.

1. Персональная информация пользователей, которую получает Компания.

1.1. В рамках настоящего Соглашения под «персональной информацией пользователя» понимаются:

1.1.1. Персональная информация, которую пользователь предоставляет о себе самостоятельно при заполнении форм «Задать вопрос», «Оставить отзыв», Обязательная для заполнения информация помечена специальным образом. Иная информация предоставляется пользователем на его усмотрение.

1.1.2 Данные, которые автоматически передаются счетчикам на Сайте в процессе его использования, в том числе IP-адрес, информация из cookies, информация о браузере пользователя (или иной программе, с помощью которой осуществляется доступ к Сайту), время доступа, адрес запрашиваемой страницы.

1.2. При заполнении форм на Сайте пользователь предоставляет следующую персональную информацию: адрес электронной почты, город проживания. Компания исходит из того, что пользователь предоставляет достоверную и достаточную персональную информацию по вопросам, предлагаемым в формах. Ответственность за правильность и достоверность вводимых персональных данных Пользователь несет самостоятельно.

1.3. Предоставление пользователем своих персональных данных означает безоговорочное согласие пользователя с настоящим Соглашением и указанными в нем условиями обработки его персональной информации; в случае несогласия с этими условиями пользователь должен воздержаться от предоставления своих персональных данных на Сайте.

2. Цели сбора и обработки персональной информации пользователей.

2.1. Компания собирает через сайт Компании и хранит только те персональные данные, которые необходимы для оказания услуг, получения обратной связи. 2.2. Персональную информацию пользователя Компания может использовать в следующих целях: 2.2.1. Идентификация Пользователя в рамках Соглашения и договоров с Компанией;

2.2.2. Предоставление пользователю услуг в виде направления каталога продукции, выяснение обстоятельств обращения в Компанию;

2.2.3. Связь с пользователем при обработке запросов и заявок от пользователя;

3. Условия обработки персональной информации пользователя и её передачи третьим лицам.

3.1. Компания обязуется не разглашать полученную от пользователя информацию. Вне пределов, указанных в пункте 2.2. настоящего Соглашения, информация о пользователях не будет каким-либо образом использована. Доступ к таким сведениям имеют только лица, специально уполномоченные на выполнение данных работ, и предупрежденные об ответственности за случайное или умышленное разглашение, либо несанкционированное использование таких сведений.

3.2. В отношении персональной информации пользователя сохраняется ее конфиденциальность. При использовании формы «Задать вопрос», «Оставить отзыв», пользователь соглашается с тем, что определённая часть его персональной информации (Город) становится общедоступной.

3.3. При обработке персональных данных пользователей Компания руководствуется Федеральным законом РФ «О персональных данных».

4. Удаление пользователем персональной информации.

4.1. Пользователь в любой момент может удалить предоставленную им в рамках Соглашения персональную информацию, отправив письмо в Компанию по электронной почте [email protected] и указав при этом введённые персональные данные. Администратор Сайта обязуется рассмотреть и ответить на письмо в трехдневный срок с момента его получения и предпринять все необходимые меры для безвозвратного удаления персональных данных с Сайта.

5. Меры, применяемые для защиты персональной информации пользователей.

5.1. Компания принимает необходимые и достаточные организационные и технические меры для защиты персональной информации пользователя от неправомерного или случайного доступа, блокирования, копирования, распространения, а также от иных неправомерных действий с ней третьих лиц.

6. Изменение Соглашения о конфиденциальности персональной информации.

6.1. Компания оставляет за собой исключительное право в одностороннем порядке вносить изменения и дополнения в настоящее Соглашение. При внесении изменений в актуальной редакции указывается дата последнего обновления. Новая редакция Соглашения вступает в силу с момента ее размещения, если иное не предусмотрено новой редакцией Соглашения.

Пользовательское соглашение

1. Предмет соглашения

1.1. Настоящее Пользовательское соглашение регламентирует отношения между Администрацией Сайта «TASSAY.RU» (далее также – Администрация) и Пользователями по использованию Сервиса. Пользователь — дееспособное физическое лицо, присоединившееся к настоящему Соглашению.

1.2. В настоящем Соглашении и вытекающих или связанным с ним отношениях Сторон применяются следующие термины и определения: • Пользователь — дееспособное физическое лицо, присоединившееся к настоящему Соглашению. • Сервис — комплекс услуг, предоставляемые Пользователю с использованием Сайта. • Соглашение — настоящее соглашение со всеми дополнениями и изменениями. • Администрация Сайта (Администрация) – Общество с ограниченной ответственностью «Постнофф и Ко» (РФ, 142901, Московская область, Каширский район, г. Кашира, ул. Строительная, 15,ИНН 770334350, КПП 501901001, ОГРН 1037739415042), которому принадлежат все соответствующие имущественные права на Сайт, включая права на доменное имя Сайта, и осуществляющее его администрирование.

2. Общие условия

2.1. Настоящее Пользовательское соглашение (далее Соглашение) является юридически обязывающим договором между Обществом с ограниченной ответственностью «Постнофф и Ко» и Пользователем и регламентирует использование услуг TASSAY.RU. Пользователем признается физическое лицо, надлежащим образом присоединившееся к настоящему Соглашению.

2.2. Пользователь может использовать Сервис любым способом и в любой форме в пределах его объявленных функциональных возможностей, включая также просмотр размещенных на Сайте материалов. Любой способ и любая форма использования Сервиса создает договор на условиях настоящего Соглашения в соответствии с положениями ст.437 и 438 Гражданского кодекса Российской Федерации.

2.3. Использование материалов и сервисов Сайта регулируется нормами действующего законодательства Российской Федерации.

2.4. Получая доступ к материалам Сайта, Пользователь считается присоединившимся к настоящему Соглашению.

2.5. Принимая настоящее Пользовательское соглашение, физическое лицо дает согласие на получение рекламных сообщений проводимых Администрацией, Партнерами промо-акциях путем e-mail рассылки.

2.6. Персональные данные могут предоставляться Пользователем путем заполнения соответствующих данных в регистрационной форме, размещенной на Сайте.

2.7. Ответственность за правомерность и достоверность персональных данных Пользователя несет исключительно предоставившее их лицо. Администрация не принимает на себя никаких обязательств по проверке персональных данных, указанных Пользователями.

2.8. Целями обработки Администрацией и ее Партнерами персональных данных Пользователей являются: -привлечение Пользователей к участию в промо-акциях, маркетинговых исследованиях; -исследование степени удовлетворенности Пользователя качеством продукции и услуг Администрации и/или Партнеров; -информирование Пользователей о продукции и услугах Администрации, ее Партнеров; -информирование путем рассылки e-mail;

3. Обязательства Пользователя

3.1. Пользователь соглашается не предпринимать действий и не оставлять комментарии и записи, которые могут рассматриваться как нарушающие российское законодательство или нормы международного права, в том числе в сфере интеллектуальной собственности, авторских и/или смежных прав, общепринятые нормы морали и нравственности, а также любых действий, которые приводят или могут привести к нарушению нормальной работы Сайта и сервисов Сайта.

3.2. Использование материалов Сайта без согласия правообладателей не допускается.

3.3. При цитировании материалов Сайта, включая охраняемые авторские произведения, ссылка на Сайт обязательна.

3.4. Администрация Сайта не несет ответственности за посещение и использование им внешних ресурсов, ссылки на которые могут содержаться на Сайте.

3.5. Администрация Сайта не несет ответственности и не имеет прямых или косвенных обязательств перед Пользователем в связи с любыми возможными или возникшими потерями, или убытками, связанными с любым содержанием Сайта, регистрацией авторских прав и сведениями о такой регистрации, товарами или услугами, доступными на или полученными через внешние сайты или ресурсы либо иные контакты Пользователя, в которые он вступил, используя размещенную на Сайте информацию или ссылки на внешние ресурсы.

4. Прочие условия

4.1. Все возможные споры, вытекающие из настоящего Соглашения или связанные с ним, подлежат разрешению в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

4.2. Бездействие со стороны Администрации Сайта в случае нарушения кем-либо из Пользователей положений Соглашения не лишает Администрацию Сайта права предпринять позднее соответствующие действия в защиту своих интересов и защиту авторских прав на охраняемые в соответствии с законодательством материалы Сайта.

4.3. Администрация Сайта вправе в любое время в одностороннем порядке изменять условия настоящего Соглашения.

5. Заключительные положения

5.1. Все возможные споры, вытекающие из настоящего Соглашения или связанные с ним, подлежат разрешению в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации.

5.2. Признание судом какого-либо положения Соглашения недействительным или не подлежащим принудительному исполнению не влечет недействительности иных положений Соглашения.

5.3. Пользователь подтверждает, что ознакомлен со всеми пунктами настоящего Соглашения и безусловно принимает их.

Представлена в объёмах:

Оставить заявку

Онлайн

Заявка успешно принята!

Удаление из воды кислорода и углекислого газа

Г. Овчинников

Растворенные в воде кислород и углекислый газ повышают скорость коррозии стали, особенно при повышенных температурах. Поэтому их положено максимально удалять из котловой воды и воды отопительных систем. В данной публикации предлагается обзор направленных на это современных способов водоподготовки

Котловые системы по их назначению принято подразделять на водогрейные и паровые, поэтому для каждого типа существует свой набор требований к очищенной воде, которые также зависят от мощности и температурного режима.

Разработку официальных требований осуществляют надзорные органы, однако они всегда мягче рекомендаций производителя, устанавливаемых исходя из гарантийных обязательств. Кроме того, в европейском Союзе эти документы проходят всестороннюю экспертизу в органах стандартизации и профильных организациях с точки зрения эффективности и длительной эксплуатации котла. Поэтому целесообразно ориентироваться именно на рекомендации производителя.

Рис. Установка с зернистым редокситом для удаления кислорода из подпиточной воды пеллетных котлов Национального Ботанического сада им. Н.Н. Гришко

Все многообразие водно-химических режимов регламентируется Правилами технической эксплуатации, а также различными руководящими документами, относящимися к отдельным из перечисленных режимам. Только соблюдение правильного водного и химического режимов обеспечит надежную, безаварийную и долговечную работу котельного оборудования, наряду с системами теплоснабжения.

Вред растворенных в котловой воде газов

Также необходима нейтрализация свободной СО2 в оборотных конденсатах нагревательных систем.

Для удаления кислорода из питательной воды котлов можно использовать как физические, так и химические методы. Обычно их комбинируют, сначала — физические, затем химические методы.

Физические методы

К физическим методам относят применение деаэраторов, которые бывают термическими и вакуумными. Для деаэрации воды также разработаны электромагнитный, высокочастотный и ультразвуковой способы, а также пузырьковый азотный.

Наибольшее распространение в паровых и водогрейных котельных получил термический способ. Он основан на процессах, описанных в законе Генри. Согласно с ним, растворимость идеальных газов в воде при постоянной температуре и невысоком давлении прямо пропорциональна парциальному давлению данных газов над водой. Повышение температуры до уровня насыщения при данном давлении снижает до нуля парциальные давления газов над водой, следовательно, и растворимость газов в воде снижается до нуля. Вследствие нарушения равновесия в системе происходит выделение газов из воды (физическая десорбция).

Подбирая такие соотношения температуры и давления, при которых газы становятся практически нерастворимыми, можно почти полностью удалить их из воды.

За последние годы конструкции аппаратов для удаления газов были значительно улучшены. В настоящее время имеется несколько удачных типов деаэраторов, каждый из которых приспособлен для специальной цели. Существуют установки для деаэрации холодной воды без нагревания, дающие 15000 м3 в день и снижающие содержание кислорода до 0,22 мл/дм3. Вода в таком аппарате разбрызгивается по специальным лоткам камеры, находящейся под низким давлением. Газы могут удаляться паровыми эжекторами с холодильниками или вакуумными насосами.

В паровых котельных применяются в основном смешивающие десорберы атмосферного типа низкого избыточного давления. В таком аппарате струйки воды движутся вниз навстречу поступающему из парораспределительной камеры пару, и, соприкасаясь с ним, нагреваются до температуры кипения, в результате чего из воды выделяется растворенный в ней воздух.

В устройстве поддерживается давление 0,12 МПа, а вода нагревается до 104°C, т.е. до температуры кипения при этом давлении. Испарившаяся вода и воздух через штуцер направляются в теплообменник для подогрева воды, поступающей в аппарат. Номинальная производительность таких деаэраторов 25–300 т/ч.

В котельных с водогрейными котлами, где нет пара, используются вакуумные деаэраторы, в которых поддерживается давление около 0,03 МПа при температуре кипения около 69°C. Такое разрежение создается при помощи водоструйного эжектора.

Главным условием удаления газов из горячей воды является поддержание ее в тонкораспыленном состоянии (в течение достаточного времени) при температуре кипения, соответствующей давлению, при котором растворенные газы свободно выделяются в газообразную фазу. При простом типе открытого нагревателя питательной воды деаэратор, при нагреве до 88—93°C и свободном отводе газов в атмосферу, снижает концентрацию кислорода приблизительно до 0,3 мл/дм3.

Устройства для удаления кислорода для систем горячего водоснабжения для больших зданий и комплексов зданий устроены иначе. Воду нагревают под вакуумом так, чтобы температура кипения ее не превышала 60—80°C при помощи рядов змеевиков с греющим паром. Затем воду разбрызгивают вниз по тарелкам. Температура пара, поступающего в нижние змеевики, выше температуры воды, которая вследствие этого испаряется; пар увлекает выделившиеся газы через клапан, охлаждаемый входящей холодной водой. Конденсат из клапана стекает обратно, в тарелочную камеру, в то время, как газы выбрасываются вакуумным насосом или паровым эжектором.

если устройство помещается в подвале здания, то требуется циркуляционный насос для горячей воды, иногда его устанавливают в чердачных технических этажах здания, чтобы подача воды реализовывалась за счет естественной циркуляции. В таких условиях достигается концентрация кислорода 0,04 мл/дм3, что обеспечивает защиту системы от коррозии при температуре ниже 70°С.

В деаэраторах для котловой питательной воды осуществляется прямой контакт воды с паром. Чаще всего применяются аппараты тарелочного типа, работающие под давлением или вакуумом. Десорбер с распылением, работающий под небольшим давлением, широко применяется в котельных установках. В деаэраторе тарелочного типа холодная питательная вода проходит через холодильник, затем поступает в камеру, нагреваемую паром, где разбрызгивается на металлические тарелки. После этого вода стекает в резервуар для хранения. Пар наполняет все пространство, причем направление его движения таково, что он нагревает воду и удаляет выделяющиеся газы. Таким образом, можно достигнуть практически полного отсутствия кислорода в воде.

В более современной модели деаэратора происходит распыление воды в атмосферу пара при давлении приблизительно 0,1 кг/см2. Этот тип десорбера разработан для судовых котлов. Устройство состоит из холодильника, секции с паровым обогревом, деаэрационной секции, окружающей впуск пара, и секции для хранения деаэрированной воды, расположенной внизу аппарата. Холодная питательная вода проходит через холодильник, затем через распыляющие форсунки, поступает в камеру, обогреваемую паром, и снова через форсунки в деаэрационную камеру, а затем в водосборник. Пар входит в деаэрационную камеру под давлением 0,7 кг/см2 и подымается в холодильник, где выпускаются удаляемые газы, а теплота пара передается воде, поступающей в аппарат. Большая часть растворенного кислорода удаляется из воды при первоначальном ее нагревании; последние 5% кислорода удаляются значительно труднее. Для этого служит деаэрационная камера, которая обеспечивает практически полное удаление кислорода из воды.

Наиболее мощные деаэраторы удаляют также всю свободную двуокись углерода и частично — полусвязанную углекислоту и другие газы. При этом, вследствие отсутствия двуокиси углерода, рН воды увеличивается.

Существует безреагентная технология глубокого удаления кислорода для паровых и водогрейных систем, с использованием гидрофобных мембран в контакторах, что позволяет достигать глубокой степени очистки воды – до 1 мкг/дм3.

Применение десорбционных методов позволяет удалять газ до известного предела, недостаточного в ряде случаев по условиям использования воды. Кроме того, не всегда имеется возможность и необходимость включения в схемы сложных аппаратов для газоудаления. Поэтому на многих теплоэлектростанциях для обработки питательной и добавочной воды применяются химические методы связывания O2 и CO2 в вещества, являющимися безопасными в коррозионном отношении.

Химические методы

В основе химических методов удаления из воды растворенных газов лежит их химическое связывание, достигаемое введением реагентов или фильтрованием через специальные загрузки.

Для извлечения из воды кислорода применяют ее фильтрование через легко окисляющиеся вещества, например, стальные стружки, другие регенерируемые загрузки.

Степень удаления свободного кислорода для предотвращения коррозии котлов и сетей, зависит от температуры теплоносителя, объема воды.

Обычно при 70°, как это имеет место во многих системах ГВС, не требуется уменьшение содержания кислорода ниже 0,07 мл/дм3. Для паровых котлов, работающих под давлением ниже 17,5 кг/см2 (без экономайзеров) желательный предел не должен превышать примерно 0,02 мл/дм3. Для котлов высокого давления (или при применении экономайзеров) требуется практически полное отсутствие кислорода, т. е. ниже 0,0035 мл/дм3.

Содержание O2 в системах холодной воды при одноступенчатой аэрации достигает значения не более 0,2 мл/дм3, а при условии содержания кислорода менее 0,07 мл/дм3, применяется дополнительная обработка воды, выходящей из деаэратора, дозированием химических препаратов.

Существует много реагентов и их композиций под разными коммерческими названиями, которые могут быть использованы для нейтрализации кислорода. У каждого реагента есть свои положительные и отрицательные свойства и качества. Они будут рассмотрены ниже.

Самым распространенным реагентом для химического удаления кислорода из воды служит сульфит натрия Na2SO3 под разными фирменными названиями. Как в чистом виде, так и в виде каталитически активной формы. В качестве катализаторов используют очень небольшие количества меди или кобальта.

Рекомендуемые концентрации сульфита натрия у разных авторов значительно отличаются. Для удаления 1 кг кислорода требуется около 8 кг сульфита натрия, однако есть много рекомендаций по дозированию избыточного количества этого катализатора – от 2 до 40 мг/дм3 для конкретных котлов и режимов работы.

Обработка воды с помощью Na2SO3 основана на реакции окисления сульфита растворенным в воде кислородом:

2Na2SO3 + O2 = 2Na2SO4.

В этой реакции в качестве восстановителя выступает четырехвалентная сера S4+, которая отдает электроны кислороду, окисляясь до S6+.

Важным показателем процесса связывания кислорода является скорость реакции между сульфитом натрия и кислородом. Она зависит от температуры обрабатываемой воды и, в соответствии с законом действия масс, — от количества вводимого реагента.

Так, при температуре воды 40°C и дозировке стехиометрического количества сульфита натрия процесс завершается за 6—7 минут, при температуре 80°C время реакции составляет немногим более 1 минуты. При 70% избытке реагента, в соответствии с законом действия масс, реакция протекает до конца в течение 2 минут при любой температуре.

При температуре свыше 275°C (давление насыщения 6 МПа) сульфит натрия может разлагаться с образованием SO2 или H2S, что заметно увеличивает скорость коррозии оборудования пароконденсатного тракта.

Поэтому данный реагент может быть использован только для обескислороживания воды котлов среднего давления (3–6 МПа), испарителей и для подпиточной воды тепловой сети.

Раствор сульфита натрия концентрацией 3–6% готовят в баке, защищенном от контакта с атмосферой, и затем, с помощью дозатора, вводят в обрабатываемую воду с некоторым избытком против стехиометрического количества.

Однако передозировка реагента во много раз повышает электропроводность котловой воды (содержание солей), а также шламообразование, возможны проблемы в связи с образованием пены в котловой воде.

Сульфитирование просто в осуществлении, не требует громоздкой и дорогой аппаратуры. Недостатком данного метода является то, что оно увеличивает сухой остаток в количестве 10–12 мг/дм3 на 1 мг/дм3 растворенного кислорода.

Разработана и применяется оригинальная эффективная технология по удалению O2 из воды с применением зернистого фильтрующего материала, изготовленного на основе синтетических ионитов макропористой структуры, в которую встраиваются активные центры металлов, в частности, двухвалентного железа.

В процессе фильтрации воды через слой загрузочного материала окисление растворенным кислородом переводит закисные формы железа (FeO) в двойной оксид железа (FeO•Fe2O3nH2O) или в полутораокиси (Fe2O3•nH2O).

Сущность технологического процесса заключается в применении сорбента, имеющего достаточно высокую емкость поглощения по кислороду (т.е. представляющего собой редоксит в восстановленной форме). В качестве такого сорбента использован ионитный комплекс с переходным металлом, введенным в фазу ионита.

При этом процесс химического поглощения кислорода можно представить в виде следующего уравнения:

4RMe(ОН)n + О2 + 2H2O → 4RMe(OH)(n+1),

где R – нерастворимый в воде сложный радикал ионита;Ме – переходной металл.

По мере фильтрации воды через слой редоксита все большая его часть будет переходить в окисленную форму и, наконец, способность к дальнейшему поглощению кислорода будет полностью исчерпана. По истечению рабочего цикла Redox-фильтра истощенный сорбент подвергается регенерации.

Регенерация представляет собой процесс восстановления поглотительной способности редоксита путем пропуска через слой, например, тиосульфата натрия:

RMe(ОН)n + 2H2O → 4RMe(OH)(n-1),

где R – нерастворимый в воде сложный радикал ионита; Ме – переходной металл.

Перед пропуском регенерационного раствора редоксит необходимо взрыхлять обратным током воды. После его отмывают от избытка реагента и продуктов регенерации.

Для барабанных котлов высоких и сверхвысоких давлений применяется гидразин в форме гидразин-гидрата или гидразин-сульфата, которые энергично взаимодействуют с кислородом, окисляясь в итоге до воды и азота, т.е. не повышая солесодержания воды:

N2H4·H2O + O2 = 3H2O + N2.

Гидразин-гидрат можно успешно применять для обработки питательной воды как барабанных, так и прямоточных котлов (он не повышает сухого остатка воды), в то время как гидразин-сульфат — только для обработки питательной воды барабанных котлов (он несколько увеличивает сухой остаток).

Скорость реакции зависит от температуры, pH среды, избытка гидразина, в соответствии с законом действия масс, а также присутствия катализаторов. При температуре менее 30°C гидразин практически не взаимодействует с O2, но при 105°C, pH = 9–9,5 и избытке гидразина около 0,02 мг/дм3 время практически полного связывания кислорода составляет несколько секунд.

Гидразин вводится в воду в виде 0,1–0,5% раствора с избытком против стехиометрического количества с учетом того, что часть его расходуется на восстановление высших оксидов железа и меди из отложений на трубах.

Гидразин-сульфат может применяться при любых давлениях, однако наиболее целесообразно использовать его только при давлении 70 кгс/см2 и выше, а при низком давлении лучше применять сульфит натрия вследствие его меньшей стоимости.

Расчет дозы гидразина g (мкг/кг) в пересчете на NH4рекомендуется производить по формуле:

g=С1+0,35С2+0,15С3+0,25С4+40,

где С1 — концентрация кислорода в питательной воде до ввода гидразина, мкг/кг; С2 – концентрация нитритов в питательной воде до ввода гидразина, мкг/кг;С3 – концентрация железа в питательной воде, мкг/кг;С4 – концентрация меди в питательной воде, кг/кг.

Концентрация гидразина в рабочем растворе С (мг/кг) рассчитывается по формуле:

С = D/DH,

где D – расход питательной воды, т/ч;DН – средняя (регулируемого диапазона) подача насоса-дозатора, л/ч.

При приготовлении рабочего раствора гидразин-сульфата, последний должен быть нейтрализован едким натром. его количество, необходимое для нейтрализации, y (кг) рассчитывается по формуле:

у=0,62у1+0,04ЩVб,

где у1 – количество загружаемого гидразинсульфата, кг;Щ – щелочность по фенолфталеину воды, используемой для приготовления рабочего раствора, мг-экв/кг;Vб – объем бака, м3.

В котловой воде и в пароперегревателях избыток гидразина разлагается с образованием аммиака:

3N2H4 = 4NH3 + N2.

При организации гидразинной обработки воды следует учитывать, что гидразин является высокотоксичным и канцерогенным веществом, при концентрации выше 40% он горюч, поэтому должны предусматриваться специальные строгие меры безопасности.

Для связывания кислорода в котловой воде могут применяться и другие органические и неорганические соединения. Например гидрохинон (парадиоксибензол), пирогаллол (несимм-триоксибензол), изоаскорбиновая кислота, карбогидразин, N, N-диэтилгидроксиламин (ДЭГА). Их применение регламентируется рекомендациями производителя конкретного оборудования.

Все вышеперечисленные химические соединения могут входить в рецептуру многих комплексных фирменных составов для обработки котловой воды и внутрикотловых поверхностей.

Углекислота, поступающая в пароводяной цикл через различные воздушные неплотности оборудования, а также и за счет разложения карбонатов солей (в добавочной воде), приводит к понижению рН воды. Это, в свою очередь, усиливает процессы коррозии за счет взаимодействия водородных ионов с металлом, а также за счет снижения защитных свойств окисной пленки на поверхности металла. Вследствие этого углекислота всегда является фактором усиления коррозии.

Для предотвращения углекислотной коррозии оборудования конденсатно-питательного тракта ТЭС с барабанными котлами применяется способ связывания свободной углекислоты путем ввода в конденсат турбин или питательную воду щелочного реагента – водного раствора аммиака. Основной задачей такой обработки является повышение pH воды и конденсата на участках пароводяного тракта, что надежно обеспечивает защиту оборудования от коррозии с водородной деполяризацией.

Дозировка аммиака определяется его количеством, необходимым для связывания диоксида углерода в гидрокарбонат аммония. Небольшой избыток NH3 сверх этого количества образует уже карбонат аммония и повышает pH воды до значений выше 8,5:

NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3,
NH4HCO3 + NH3 = (NH4)2CO3.


Из приведенных уравнений следует, что для связывания 1 мг/дм3 CO2 достаточно 0,26 мг/дм3 аммиака.

Аммиак обычно вводится в обрабатываемую воду в виде 1–5% раствора Nh5OH с помощью насосов-дозаторов, автоматизированных по расходу воды. При концентрации свободной углекислоты в воде или паре свыше 8 мг/дм3 применение аммиака обычно недопустимо, так как может протекать коррозия медных сплавов (латуни), применяющихся для изготовления оборудования конденсатно-питательного тракта.

Разработан и применяется комбинированный гидразино-аммиачный режим,который характеризуется вводом в теплоноситель (в основном в питательную воду) аммиака в целях повышения рН воды и нейтрализации воздействия углекислоты, а также вводом гидразина с целью снижения содержания остаточного кислорода после деаэраторов питательной воды. Благодаря воздействию высокого значения рН, замедляются коррозионные процессы стали и медных сплавов. Однако аммиак, помимо способности к повышению рН аминируемой воды, обладает также способностью специфического коррозионного воздействия на медные сплавы. Поэтому доза аммиака при введении гидразино-аммиачного режима ограничивается поддержанием в питательной воде содержания аммиака на уровне, не превышающем 1 мг/дм3.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Просмотрено: 48 066

Вам также может понравиться


Заказ был отправлен, с Вами свяжется наш менеджер.

Растворимость газов в воде ⇆ Растворенные газы в воде

Растворимость газов в воде. Растворенные газы в воде и их коэффициенты растворимости.

Нам известно, что многие газы могут растворяться в воде. К примеру, рыбы, как и множество других водных обитателей, дышат растворенным в воде кислородом. Морские водоросли особенно активно разрастаются в прибрежных зонах, насыщенных растворенным в воде углекислым газом, который необходим для протекания фотосинтеза. Взгляните на газы, растворимые в воде. В таблице приведен коэффициент рсрастворимости Растворенный в воде газ присутствует в жизни практически какждого из нас, ведь сложно найти человека, который откажется от охлажденного газированного напитка, в котором любезно растворили CO2. Подобных глобальных примеров растворения газа в воде очень много, как и газов, которые немедленно начнут растворятся в воде при контакте с ней.

 

Таблица №1 «Коэффициенты растворимости газов в воде»

 

 

В данной таблице приводятся коэффициенты растворимости (в литрах газа на литр воды) Числовое значение коэффициента выражает степень растворимости определенного газа в воде при давлении 1 бар (0,1 МПа)и температуре 20 °C. и является основным критерием оценки растворимости.

Растворимость – это такой баланс, при котором количество растворенного газа пропорционально парциальному давлению в газообразной фазе над поверхностью воды. Если нам известно атмосферное давление и соответствующая концентрация газа, то можно вычислить максимальную концентрацию растворенного в воде газа, умножив значение парциального давления газа на расчетный коэффициент растворимости из таблици №1.

Пример №1 «Колличественная оценка содержания кислорода и азота, растворенных в воде»:

 

Классический пример, когда атмосферный воздух вступает с водой в реакцию, сопровождающуюся растворением основных его компоенетов.

1. Подсчитываем кислород O2:  концентрация 20.9 объемн. % кислорода с атмосферным давлением 1000 мбар (750 мм. ртутного столба) создают парциальное давление 0.209 бар (0.0209 МПа),  таким образом, получаем числовое значение:

0.031 x 0.209 = 0.00648 литра или 6.5 мл кислорода O2 растворены в 1 литре воды.

 

 

 

2. Подсчитываем азот N2: при создаваемом парциальном давление 0.791 бар N2) азот растворяется хуже кислорода, выражение:

 

0.016 x 0.791 = 0.01266 л или 12.7 мл. азота N2 содеожится в 1 л. воды.

 

Мы только что получили данные по составу и насущению кислродом большиснва пресных водемво и рек россиии.

 

 

Пример №2 «Расчет содержания растворенного углекислого газа в газированной воде»:

Газировка производится посредством растворения в воде CO2 под давлением около 2 бара (0,2 МПа). Этих данных достаточно, что бы вычислить содержание CO2 в заданной жидкости, принятой за минеральную воду.

 

0.879 x 2 = 1.75 л CO2 растворенны в 1 литре газированной воды.

 

 

Как вы могли заметить, из таблицы и примеров, некоторые газы растворяются в воде очень быстро и эффективно. Именно поэтому в качестве мер безопасности широко распространено использование водяных распылителей, создание “водяных завес”, например, для снижения угрозы здоровью при выбросах значительных объемов аммиака, HCl и других токсичных газов.

 

Помните, что растворимость во многом зависит от температуры. Чем выше температура воды, тем меньше газа можно в ней растворить. По этой причине для растворения загрязняющих газов в воздухе их пропускают сквозь холодную техническую воду,  Нагревание такого раствора с газами, сопровождается десорбцией и высвобождением всех растворенных газообразных компонентов до полного испарения основы (воды).Обладая подобной информацией, проектировщики систем безопасности выбирают наиболее подходящие для комплектации модели приборов, обозначая на схеме их предварительные места установки и требуемое количество.

 

Отсюда вывод: избегайте условий образования конденсата при монтаже датчиков! Влага внутри прибора коварна даже в небольших малозметных колличествах. Применяйте специальные аксессуары и опции для дополнительной защиты газоанализатора от внешних воздействий — брызгозащитные комлекты, антибликовые козырьки, термокожухи, модули защиты от насекомых и т.д.

Пузырьки в носу: как газировка действует на человека — Жизнь

Газированную воду пьют со времен Гиппократа. Но из лечебной она давно превратилась в десертную, которая грозит здоровью и стройности фигуры. Эксперты рассказали, как именно пузырьки газировки «работают» в организме, почему сахар из нее усваивается активнее и какие могут быть последствия от ее чрезмерного употребления.

Первым газированную воду природного происхождения для лечения больных начал применять Гиппократ. Пузырьки в ней возникли естественным образом, в результате химических реакций, продукты которых несли лечебный эффект. Затем больных стали лечить минеральной газированной водой, в которой были растворены соединения серы, фосфора и других микроэлементов.

Искусственно газировать воду предложил английский химик Джозеф Пристли в 1767 году. А Тоберн Бергман из Щвеции в 1770 году сконструировал сатуратор — аппарат, насыщающий под давлением воду углекислыми пузырьками.

Эти изобретения использовал Якоб Швепп для создания промышленного производства газированной воды. Ее назвали «содовой», потому как для удешевления производства воду газировали пищевой содой. Так начался выпуск газировки под маркой Schweppes.

Запатентована газировка была спустя полвека после изобретения, в 1833 году, по разным данным — 23 или 24 апреля.

Пока американцы пили газировку из бутылок, в других странах воду с пузырьками делали в домашних и промышленных сифонах. В СССР были даже домашние сифоны, а на улицах повсеместно устанавливали автоматы с газированной водой.

Откуда пузырьки?

Пузырьки в напитке — углекислый газ, в соединении с водой образующий углекислоту. Он увеличивает сроки хранения, выступает консервантом. На этикетке двуокись углерода обозначают как Е290. Газирование может быть природным, как это бывает с минеральной водой или при изготовление игристых вин, пива в результате брожения. 

На производстве используются два основных метода искусственного газирования: насыщение воды газом под давлением или управляемые химические реакции при добавлении в воду соды и кислот.

Напитки подразделяются на слабогазированные с уровнем углекислого газа от 0,2 до 0,3%; среднегазированные — 0,3-0,4 % и сильногазированные — 0,4 % и больше. Популярные напитки вроде колы — сильногазированные, а слабогазируют обычную бутилированную питьевую воду.

Когда газировку подносят к губам, начинает вырабатываться слюна. После того как напиток попадает в рот, включается секреция желудка и стимулируется кишечник, описала гастроэнтеролог «РЖД-Медицина» Нурия Дианова. Ионы углекислого газа в воде усиливают всасывание пищевых веществ в кишечнике. Именно поэтому сахар из газировки всасывается быстрее, чем из чая или кофе.

«У здорового человека из-за употребления газированных напитков может возникать отрыжка. Она является механизмом для выведения основной части проглоченного воздуха. Но небольшое количество проходит в тонкий кишечник, особенно если пить газированную воду на ночь. В горизонтальном положении газы «попадают в ловушку» и далее в двенадцатиперстную кишку», — сказала врач, добавив, что перед сном этот напиток нежелателен.

Поэтому, при избыточной отрыжке, вздутии живота и флатуленции (повышенное выведение газов из организма), шипучие напитки исключают.

Также пузырьки раздражают стенки желудка и приводят к повышенной кислотности, что вызывает вздутие и в перспективе — гастрит, предупредил биотехнолог Илья Духовлинов. Кроме того, увеличение объема желудка может спровоцировать грыжу пищевода. Для этого достаточно с полным, раздутым животом неправильно поднять вес около 20% от своего тела.

Газировка, по его словам, это вообще — риск целого комплекса проблем со здоровьем. Усиление гастрита может привести к язве, может возникнуть экстрасистолия (преждевременные сокращения сердца) — грыжи часто задевают блуждающий нерв и могут стимулировать дополнительные сердечные сокращения. В этом случае часто назначают специальную терапию от болезни сердца, хотя на самом деле расстройства носят функциональный характер и первопричина их — любовь к газировке.

Если газировка сладкая, она еще вредней. В одной бутылке объемом 0,5 литра содержится девять ложек сахара. У человека, который принял такую дозу, возникает ощущение, что он плотно поел.

«Дети, приняв такое количество сахара, становятся гипервозбудимыми и нервными. Потому что резкий выброс инсулина вызывает гиперактивацию симпатической нервной системы с последующим ее «перенапряжением». У человека падает барьер переносимости стресса. И нужен ещё сахар», — объяснил Духовлинов. Что скрывается в стаканчике мороженого?

Эксперт отметил, что искусственно газированная вода — продукт цивилизации, который в отличие от природной, не содержит вместе с пузырьками полезных минеральных веществ. И желудок человека не адаптирован к ее потреблению, особенно, частому. Он посоветовал, если не отказаться от газированных десертных напитков полностью, то, хотя бы, не пить их на голодный желудок — прежде надо съесть клетчатку и сложные углеводы.

«Если газированный напиток сладкий, принять его можно иногда после тяжелой физической нагрузки, например, тренировки продолжительностью не менее часа или долгой физической работы. Тогда сахар войдёт в мышечные клетки без активного задействования инсулинового механизма и вред метаболизму будет минимальный», — подытожил собеседник.

Статья на тему «очистка воды от углекислого газа»

Очистка воды от углекислого газа называется дегазацией, этот процесс бывает химическим и физическим. Во всякой природной воде всегда есть растворённые газы, причём некоторые из них оказывают коррозионное действие на трубы – такие как кислород, углекислый газ и сероводород. К тому же, последний придает воде неприятный запах тухлых яиц, а углекислый газ даже способен активно разрушать бетон. Поэтому одна из приоритетных задач – избавление от этих компонентов при очистке воды для дома или производства.

Химическая дегазация

В процессе химической очистки воды от углекислого и других газов применяются реагенты, химически связывающие газы, растворённые в ней. Например, очистить от кислорода воду можно, добавив в неё сернистый газ, сульфит натрия или гидразин.

Решения BWT для промышленной и бытовой очистки воды:

Сульфит натрия окисляется кислородом до сульфата, из сернистого газа получается вначале сернистая кислота, которая окисляется до серной. Практически полностью можно очистить воду при помощи гидразина – при реакции с ним кислород полностью поглощается, а выделяется инертный азот. Использование гидразина является наиболее эффективным способом химической очистки воды, но и самым дорогим из-за высокой стоимости реагента. Поэтому он чаще всего используется для окончательной дегазации воды после использования физических методов.

При удалении сероводорода чаще всего используется хлор, который окисляет сероводород до серы или до сульфатов. Обе реакции протекают параллельно, а преобладание одной из них зависит от рН среды и концентрации хлора.

Недостатки химических способов очистки воды от углекислого и прочих газов:

  • использование реагентов удорожает и усложняет процесс очистки воды;
  • передозировка реагентов приводит к ухудшению качества очищаемой воды.

Из-за этого химическая дегазация используется реже, чем физическая.

Физическая дегазация

Физически растворённые газы можно удалить из воды двумя способами:

  1. довести почти до нуля парциальное давление удаляемого газа в атмосфере, контактирующей с водой;
  2. создать условия, когда растворимость газа в воде стремится к нулю.

Первый способ называется аэрацией воды, с помощью него осуществляется очистка воды от углекислого газа и сероводорода, имеющих очень низкое парциальное давление в атмосфере.

Кислород, составляющий значительную долю атмосферы, аэрацией удалить невозможно. Поэтому для его удаления вода доводится до кипения, при котором любой газ стремится её покинуть. Вода либо нагревается в термических деаэраторах, либо её вакуумируют до момента закипания в вакуумных дегазаторах.

Существуют несколько типов дегазаторов, различающихся конструктивно, характером движения воздуха и воды и условиями процесса дегазации:

  • плёночные дегазаторы. Это колонны, наполненные различными насадками, по которым тонкой плёнкой стекает вода. Насадки многократно увеличивают поверхность контакта воды с воздухом, который подаётся вентилятором во встречном направлении;
  • барботажные дегазаторы. В них через толщу медленно движущейся воды проходят пузырьки сжатого воздуха;
  • вакуумные дегазаторы. Здесь разрежение над водой создаётся специальными устройствами до того момента, пока она не начинает кипеть при имеющейся температуре.

В сфере водоподготовки чаще применяются плёночные дегазаторы, а для избавления от кислорода – термические или вакуумные. Дороговизна эксплуатации барботажных дегазаторов из-за большого расхода энергии на сжатие воздуха ограничивает их использование.

Проектирование дегазаторов должно отталкиваться от следующих параметров:

  • площадь поперечного сечения аппарата, которая зависит от допустимой плотности орошения насадки;
  • площадь поверхности насадки, необходимой для эффективной дегазации;
  • расход воздуха.

Очистка воды от углекислого газа, кислорода и сероводорода – важный этап комплексной водоочистки. Эта процедура позволяет избавиться от вредных компонентов, которые в противном случае оказывают губительное воздействие на дорогостоящее промышленное оборудование.

Почему люди начали использовать CO2 (вместо, например, кислорода) для газированных напитков?

CO 2 имеет приятный вкус! Газированная вода на самом деле является слабым раствором углекислоты; это то, что вы пробуете. Это как «соль и перец», но для воды.

Слегка кислая вода обычно популярна, поэтому лимонный сок иногда используется, чтобы испортить кувшин воды в периоды, когда нет газированной воды.

Газированная вода высвобождает пузырьки CO 2 в течение многих минут после сброса давления (риформинг растворенной углекислоты), что является важным эффектом представления, которого обычно не имеют другие газы.

Во многих странах местное водоснабжение слабо щелочное (из-за очень распространенной известняковой породы), и это может оставить неприятный привкус и сделать еду во рту на вкус мыльной. Добавление слабых кислот в воду помогает нейтрализовать этот эффект.

Во всем мире в некоторых счастливых городах есть природные источники с шипучей водой (газированная вода), и искусственная газированная вода просто имитирует это. В истории люди часто путешествовали на большие расстояния, чтобы попробовать шипучую воду, поэтому их популярность хорошо известна.

Азот используется для повышения давления воды в пивоварении и кулинарии, так как он оставляет мало вкуса или вообще не имеет его и, как правило, не образует других химических соединений. Он используется в основном, когда требуются пузырьки, но не кислый вкус.

Кислород непригоден для повышения давления воды, так как очень мало может быть растворено при нормальном давлении соды, и он не имеет вкуса, но может легко образовывать нежелательные химические соединения.

В 18 веке Джозеф Пристли был первым, кто задокументировал это открытие производства. Он точно отметил, что это было вкусно, и что это было похоже на немецкую воду Selters. Он открывал «воздух» (газы) и однозначно идентифицировал немало разных газов. CO 2 был единственным, что он перечислил как хороший вкус. Его дешевым источником CO 2 были бродящие зерна из близлежащей пивоварни.

Могут ли газы растворяться в воде? | Глава 5: Молекула воды и растворение

  • Покажите студентам пузырьки, которые появляются при открытии новой бутылки содовой.

    Напомните студентам, что они видели, что некоторые твердые вещества и жидкости могут растворяться в воде (глава 5, уроки 5 и 7).

    Спросите студентов:

    Считаете ли вы, что газы могут растворяться в воде?
    Идея растворения газа может показаться студентам странной, но эта демонстрация поможет им понять, что газы могут растворяться в воде.

    Материалы

    Невскрытая 1-литровая бутылка клубной газировки

    Подготовка учителей

    Снимите этикетку с 1-литровой бутылки с газированной водой.

    Спросите студентов:

    Чем бутылка газированной воды отличается от обычной бутылки воды?
    Студенты, вероятно, скажут, что в газированной воде есть пузырьки.
    Вы видите пузырьки в газированной воде?
    Они пока ничего не должны видеть.

    Процедура

    1. Очень медленно открутите крышку бутылки.
    2. Подождите несколько секунд, чтобы студенты могли наблюдать за пузырями.
    3. Закройте бутылку крышкой.

    Ожидаемые результаты

    Когда крышка откручивается, в газировке появляется много пузырьков, которые поднимаются через воду на поверхность и лопаются. Когда колпачок затянут, пузырей будет меньше.

    Спросите студентов:

    Что вы заметили, когда я открыл, а затем закрыл бутылку с газировкой?
    Пузыри появлялись только при открытии бутылки. Пузырьки перестали формироваться, когда крышка бутылки была закрыта.
    Что это за газ, образующий эти пузыри?
    Двуокись углерода (CO 2 )
    Где был CO 2 до открытия бутылки?
    Двуокись углерода растворилась в воде.
  • Объясните, что газированная вода состоит из углекислого газа, растворенного в воде.

    Сообщите студентам, что на содовой фабрике углекислый газ добавляют в холодную воду под высоким давлением для получения газированной воды. Под давлением растворяется больше газа, чем обычно.

    Спроецировать изображение CO 2 Molecule.

    Обратите внимание на то, что молекула углекислого газа имеет небольшой отрицательный заряд около кислорода и небольшой положительный заряд около углерода.CO2 растворим, потому что молекулы воды притягиваются к этим полярным областям. Связь между углеродом и кислородом не такая полярная, как связь между водородом и кислородом, но она достаточно полярна, чтобы углекислый газ мог растворяться в воде.

    Спроецируйте изображение CO 2 Растворенный в воде.

    Объясните: в газированной воде молекулы углекислого газа тщательно перемешаны и растворены в воде. Это похоже на молекулы сахарозы, ионов натрия и хлорида из соли или молекулы изопропилового спирта, которые студенты растворяли в воде в предыдущих упражнениях в этой главе.Обратите внимание на то, что при растворении молекулы CO 2 не похожи на крошечные пузырьки газа, смешанные с водой. Вместо этого одиночные молекулы CO 2 окружены молекулами воды.

    Сообщите учащимся, что хотя CO 2 растворяется, молекулы воды не так сильно притягиваются молекулами воды, как такие вещества, как соль или сахар. Благодаря этому более слабому притяжению молекулы CO 2 относительно легко выходят из раствора.Вот почему сода становится плоской, если ее слишком долго не закрывать крышкой.

    Раздайте каждому учащемуся рабочий лист.

    Учащиеся опишут план своего эксперимента, запишут свои наблюдения и ответят на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально, в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  • Попросите учащихся добавить предметы в газированную воду, чтобы посмотреть, смогут ли они получить углекислый газ из раствора.

    Спросите студентов:

    Есть ли другие способы, кроме взбалтывания газированной воды или оставления ее непокрытой, из газированной воды выделять углекислый газ?
    Сообщите студентам, что в соду можно помещать предметы, которые могут вызвать выделение углекислого газа из соды.

    Вопрос для расследования

    Как получить углекислый газ из раствора?

    материалов для каждой группы

    • Клубная газированная вода в прозрачном пластиковом стаканчике
    • 2 прозрачных пластиковых стакана
    • M&M
    • Очиститель труб

    Подготовка учителя

    Непосредственно перед упражнением используйте бутылку с газированной водой из демонстрации, чтобы налить около стакана газированной воды в прозрачную пластиковую чашку для каждой группы.

    Процедура

    1. Равномерно разделите содовую на 3 прозрачных пластиковых стаканчика. Отодвиньте две из этих чашек, чтобы использовать их позже.
    2. Поместите очиститель труб в соду и наблюдайте.

    3. Поместите M&M в газировку и наблюдайте.

    Ожидаемые результаты

    На очистителе труб образуются пузырьки. Пузыри также образуются на M&M и поднимаются на поверхность.

    Задайте вопрос студентам:

    Откуда взялись пузырьки газа, которые вы наблюдали?
    В воде растворены молекулы углекислого газа.
    Куда делся углекислый газ, растворенный в воде?
    Пузырьки двуокиси углерода поднялись на поверхность и лопнули, выпуская двуокись углерода в воздух.

    Объясните: объекты, помещенные в газировку, имели крошечные неровности, на которых собирались молекулы углекислого газа.Когда достаточное количество молекул находилось вместе в определенной области, они превращались в пузырь. Когда этот пузырь, который менее плотен, чем вода вокруг него, стал достаточно большим, он всплыл на поверхность и лопнул, выпуская в воздух углекислый газ.

    Спросите студентов:

    Когда вы пьете газировку через трубочку, вы могли заметить, что на ее внешней стороне образуются пузырьки. Теперь, когда вы выполнили это задание, как вы думаете, почему эти пузыри образуются на соломе?
    Несмотря на то, что соломинка выглядит гладкой, на ней также есть крошечные неровности, в которых собираются молекулы углекислого газа.Когда их достаточно, они превращаются в пузырь из углекислого газа.
  • Обсудите, как узнать, влияет ли температура на скорость выхода газа из газированной воды.

    Спросите студентов:

    Ожидаете ли вы, что углекислый газ лучше растворяется в горячей или холодной воде? Подсказка: газированная вода хранится в холодильнике после того, как он открыт.
    Студенты найдут ответ на этот вопрос, когда они выполнят следующее задание.
    Как вы могли бы поставить эксперимент, чтобы выяснить, лучше ли растворяется углекислый газ в теплой или охлажденной воде?
    Студенты должны понимать, что им потребуется два стакана газированной воды. Затем им нужно будет нагреть один и остудить другой. Один из простых способов нагреть и охладить чашки — использовать ванну с горячей или холодной водой, подобную той, которая описана в процедуре.
    Если из газированной воды выйдет больше углекислого газа, на поверхности будет появляться больше или меньше пузырьков?
    На поверхности будут появляться новые пузыри.
    Если больше углекислого газа останется растворенным, на поверхности будет появляться больше или меньше пузырьков?
    На поверхности будет меньше пузырей.

    Сделайте вывод, что учащиеся могут сравнить, как быстро углекислый газ улетучивается или остается в растворе, сравнивая количество пузырьков, которые они видят, поднимаясь на поверхность и лопнув. Увеличение количества поднимающихся и лопающихся пузырьков означает, что из раствора выходит больше газа. Меньшее количество поднимающихся и лопающихся пузырьков означает, что в растворе остается больше газа.

  • Попросите учащихся согреть и охладить 2 чашки газированной воды, чтобы узнать, влияет ли температура на растворимость углекислого газа.

    Вопрос для расследования

    Углекислый газ лучше растворяется в теплой или охлажденной воде?

    материалов для каждой группы

    • Газированная вода в 2 прозрачных пластиковых стаканчиках
    • Горячая вода (около 50 ° C)
    • Холодная вода (около 5 ° C)
    • 2 контейнера для деликатесов (в которые легко помещаются чашки)

    Процедура

    1. Возьмите две чашки газированной воды, которые вы поставили ранее.
    2. Заполните один пустой контейнер для гастрономов примерно на ледяной водой, а другой примерно на — горячей водой из-под крана.
    3. Поместите каждую из чашек с газированной водой в холодную и горячую воду, как показано на рисунке.
    4. Следите за поверхностью содовой в каждой чашке с газированной водой.

    Ожидаемые результаты

    В газированной воде, помещенной в горячую воду, образуется больше пузырьков, которые поднимаются на поверхность.

  • Обсудите наблюдения студентов.

    Студенты должны понимать, что растворенный газ выходит из раствора быстрее, когда газировка теплая, чем когда она холодная. Верно и обратное: растворенный газ лучше растворяется в холодной газированной воде.

    Спросите студентов:

    Углекислый газ лучше растворяется в горячей или холодной воде?
    Углекислый газ лучше растворяется в холодной воде.
    Откуда ты знаешь?
    Из содовой, помещенной в горячую воду, выходит больше газа.
    Основываясь на том, что вы наблюдали в этом эксперименте, как вы думаете, почему люди хранят открытую газировку в холодильнике?
    Поскольку при более холодной газировке выделяется меньше углекислого газа, хранение соды в холодильнике предотвращает ее расслоение.
  • Объясните, почему углекислый газ выходит из горячей воды быстрее, чем из холодной.

    Напомните студентам, что углекислый газ готов выйти из газированной воды независимо от температуры воды. Это связано с тем, что молекулы газа и воды в некоторой степени притягиваются друг к другу, но не очень сильно. Все, что вам нужно сделать, это оставить бутылку содовой открытой, и углекислый газ выйдет сам по себе, и ваша газировка станет плоской. Нагревание соды увеличивает движение молекул воды и углекислого газа, делая их прикрепления еще более свободными и позволяя газу уходить еще быстрее.

    Примечание. Даже газированная вода, которую мы называем «плоской», содержит небольшое количество углекислого газа, потому что некоторое количество CO 2 из воздуха растворяется в воде.

  • Помогите студентам связать свои наблюдения с графиком растворимости углекислого газа в воде.

    Спроецируйте изображение графика растворимости для CO 2 .

    Посмотрите на график, чтобы увидеть, как концентрация углекислого газа в воде изменяется в зависимости от температуры.

    Спросите студентов:

    При повышении температуры становится ли углекислый газ более растворимым в воде или менее растворимым в воде?
    Двуокись углерода становится менее растворимой при повышении температуры воды.
    Соответствует ли этот график вашим наблюдениям? Объяснять.
    Этот график соответствует наблюдениям учащихся в упражнении. По мере того, как газированная вода нагревается, из раствора выходит больше CO 2 .Поскольку оставалось больше газа, меньше растворялось в более теплой воде.
    Что графики говорят вам о растворимости диоксида углерода по сравнению с сахарозой при повышении температуры?
    Кривая, показывающая растворимость диоксида углерода, понижается при повышении температуры воды, а кривая, показывающая растворимость сахарозы, повышается при повышении температуры воды. В горячей воде может раствориться больше сахарозы, чем в холодной. Но для углекислого газа в холодной воде может раствориться больше, чем в горячей.
  • Свяжите опыт учащихся с растворимостью диоксида углерода и растворимостью кислорода.

    Скажите студентам, что есть еще один распространенный пример газа, растворенного в воде. Вода, в которой живут рыбы и другие водные существа, содержит растворенный газообразный кислород. Эти существа используют свои жабры, чтобы получать кислород из воды, чтобы остаться в живых. Как и растворимость диоксида углерода в воде, растворимость кислорода уменьшается с повышением температуры.

    Спросите студентов:

    В течение долгого жаркого лета вы можете заметить, как рыба глотает воздух на поверхности пруда. Как вы думаете, почему рыбы выходят на поверхность именно так, вместо того, чтобы дышать растворенным в воде кислородом, как они обычно это делают?
    Как и углекислый газ, на концентрацию растворенного кислорода также влияет температура. Холодная вода может содержать больше растворенного кислорода, чем теплая. Зимой и ранней весной, когда температура воды низкая, концентрация растворенного кислорода высока.Летом и ранней осенью, когда температура воды высока, концентрация растворенного кислорода ниже.
    Угольные электростанции нагревают воду, чтобы вращать турбины для производства электроэнергии. После использования воду охлаждают, а затем возвращают в реку или озеро, откуда она взялась. Почему важно охладить воду перед тем, как вернуть ее в реку?
    Растворенные газы, такие как кислород для рыб и углекислый газ для водных растений, улетучились бы, если бы возвращаемая вода была горячей.Прохладная вода помогает удерживать растворенные газы, в которых нуждаются рыбы, другие водные существа и подводные растения.
  • Попросите учащихся понаблюдать и объяснить, что происходит, когда конфеты Mentos опускаются в бутылку диетической колы.

    Спросите студентов:

    Кто-нибудь когда-нибудь видел демонстрацию диетической колы и Mentos?
    Если учащиеся это видели, попросите их описать упражнение. Целый пакет мятных конфет Mentos опускают в 2-литровую бутылку газированного напитка, обычно диетической колы.Газированная вода вылетает из бутылки с большой силой и взлетает высоко в воздух.

    Спроецируйте видео Mentos и Diet Coke Demo.

    Если вы хотите провести эту демонстрацию, это нужно делать на улице. Инструкции можно найти на http://crazysciencedemos.com.

    Напомните учащимся, что очиститель труб и M&M, который они добавили в газированную воду, вызвали утечку CO 2 из раствора. Mentos и Diet Coke работают одинаково.На микроскопическом уровне поверхность мяты шероховатая, с множеством крошечных бугорков и ямок. Когда леденец добавляется к газировке, молекулы углекислого газа прилипают к этим крошечным точкам, называемым точками зародышеобразования. В этих областях собирается больше молекул углекислого газа, образуя пузыри. Пузырьки углекислого газа образуются быстро и растут во всех направлениях, но могут выйти только через верхнюю часть бутылки. Поскольку многие пузырьки образуются и поднимаются на поверхность одновременно, они приносят с собой большое количество газированной воды, когда выходят из нее, создавая «фонтан» соды.

  • Получение газа с водой: деятельность в области химии и технических наук

    Электролиз — это химическое разложение, производимое электричеством; в данном случае химическим веществом, которое вы разлагаете, является вода.

    Молекулярная формула воды — H 2 O, где H обозначает элемент водород, а O обозначает элемент кислород. В стакане воды многие молекулы естественным образом разделяются на ионы водорода (H + ), которые заряжены положительно, и ионы гидроксида (OH ), которые заряжены отрицательно.Ваше устройство для электролиза вызывает реакции, которые еще больше разрывают воду.

    Поскольку противоположные заряды притягиваются, ионы гидроксида кислорода мигрируют к положительному электроду, а ионы водорода — к отрицательному.

    Элементарно и кислород, и водород предпочитают быть двухатомными или двухатомными молекулами. На положительном электроде атомы кислорода вытягиваются из гидроксид-ионов и затем объединяются, образуя пузырьки газообразного кислорода (O 2 ).Точно так же на отрицательной клемме ионы водорода объединяются, образуя пузырьки газообразного водорода (H 2 ). Ниже приведено химическое уравнение, описывающее происходящее.

    2 H 2 O (л) 2 H 2 (г) + O 2 (г)

    Газы кислорода и водорода прозрачны и не имеют запаха. Так как же узнать, в какой пробирке какой газ? Вот подсказка: один заполнялся быстрее, чем другой.Для образования газа доступно в два раза больше атомов водорода, и, следовательно, объем образующегося газообразного водорода должен быть больше, чем объем газообразного кислорода.

    Тест на шину дает еще один ключ к разгадке: газообразный водород очень легко воспламеняется — факт, ставший известным благодаря катастрофе с цеппелином в Гинденбурге — и при зажигании издает взрывной хлопающий звук. Кислород, с другой стороны, на самом деле не воспламеняется, но он необходим для горения, поэтому ваш сплит снова загорится кислородом.

    Соль Эпсома, также известная как сульфат магния (MgSO 4 ), растворяется в воде, чтобы помочь вашей батарее более эффективно расщеплять воду.Соль Эпсома распадается на заряженные частицы, называемые ионами, которые помогают проводить электрический ток через раствор.

    Как сделать воду из водорода и кислорода

    Вода — это общее название монооксида дигидрогена или H 2 O. Молекула образуется в результате многочисленных химических реакций, в том числе реакции синтеза ее элементов, водорода и кислорода. Сбалансированное химическое уравнение реакции:

    2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O

    Как сделать воду

    Теоретически легко сделать воду из газообразного водорода и газообразного кислорода.Смешайте два газа вместе, добавьте искру или достаточно тепла, чтобы получить энергию активации, чтобы начать реакцию, и предварительно растворите воду. Однако простое смешивание двух газов при комнатной температуре ничего не даст, например, молекулы водорода и кислорода в воздухе не образуют воду самопроизвольно.

    Для разрыва ковалентных связей, удерживающих вместе молекулы H 2 и O 2 , необходимо подвести энергию. Катионы водорода и анионы кислорода затем могут свободно реагировать друг с другом, что они и делают из-за разницы в электроотрицательности.Когда химические связи реформируются, образуя воду, высвобождается дополнительная энергия, которая способствует развитию реакции. Итоговая реакция является сильно экзотермической, что означает реакцию, которая сопровождается выделением тепла.

    Две демонстрации

    Одна из распространенных демонстраций химии — наполнить небольшой воздушный шар водородом и кислородом и коснуться воздушного шара — на расстоянии и за защитным экраном — горящей шиной. Более безопасный вариант — заполнить баллон газообразным водородом и зажечь баллон в воздухе.Ограниченный кислород в воздухе реагирует с образованием воды, но в более контролируемой реакции.

    Еще одна простая демонстрация — это пузырьки водорода в мыльной воде с образованием пузырьков газообразного водорода. Пузырьки плавают, потому что они легче воздуха. Зажигалка с длинной ручкой или горящая шина на конце метра можно использовать, чтобы зажечь их, чтобы образовалась вода. Вы можете использовать водород из баллона со сжатым газом или из любой из нескольких химических реакций (например, реакции кислоты с металлом).

    Как бы вы ни реагировали, лучше надеть средства защиты органов слуха и держаться на безопасном расстоянии от места реакции.Начните с малого, чтобы знать, чего ожидать.

    Понимание реакции

    Французский химик Антуан Лоран Лавуазье назвал водород, по-гречески «образующий воду», на основании его реакции с кислородом, другим элементом, названным Лавуазье, что означает «продуцент кислоты». Лавуазье был очарован реакциями горения. Он изобрел устройство для образования воды из водорода и кислорода, чтобы наблюдать за реакцией. По сути, в его установке использовались два колпака — один для водорода и один для кислорода, — которые подавались в отдельный контейнер.Механизм искрения инициировал реакцию, образуя воду.

    Вы можете сконструировать устройство таким же образом, если тщательно контролируете скорость потока кислорода и водорода, чтобы не пытаться образовать слишком много воды за один раз. Также следует использовать термостойкий и ударопрочный контейнер.

    Роль кислорода

    В то время как другие ученые того времени были знакомы с процессом образования воды из водорода и кислорода, Лавуазье открыл роль кислорода в горении.Его исследования в конечном итоге опровергли теорию флогистона, которая предполагала, что подобный огню элемент, называемый флогистоном, высвобождается из вещества во время горения.

    Лавуазье показал, что газ должен иметь массу, чтобы произошло горение, и что масса сохраняется после реакции. Реакция водорода и кислорода с образованием воды была отличной реакцией окисления для изучения, потому что почти вся масса воды происходит из кислорода.

    Почему мы не можем просто делать воду?

    Согласно отчету ООН за 2006 год, 20 процентов людей на планете не имеют доступа к чистой питьевой воде.Если так сложно очистить воду или опреснить морскую воду, вы можете задаться вопросом, почему мы просто не производим воду из ее элементов. Причина? Одним словом — БУМ!

    Взаимодействие с водородом и кислородом — это, по сути, сжигание газообразного водорода, за исключением того, что вместо использования ограниченного количества кислорода в воздухе вы разжигаете огонь. Во время горения к молекуле добавляется кислород, который в этой реакции образует воду. Сжигание также высвобождает много энергии. Тепло и свет производятся так быстро, что ударная волна распространяется наружу.

    По сути, у вас взрыв. Чем больше воды вы сделаете за один раз, тем сильнее будет взрыв. Он работает для запуска ракет, но вы видели видео, где это было ужасно неправильно. Взрыв Гинденбурга — еще один пример того, что происходит, когда вместе собирается много водорода и кислорода.

    Итак, мы можем производить воду из водорода и кислорода, что часто делают химики и преподаватели, — в небольших количествах. Нецелесообразно использовать этот метод в больших масштабах из-за рисков и из-за того, что очистка водорода и кислорода для протекания реакции намного дороже, чем производство воды другими методами, очистка загрязненной воды или конденсация водяного пара. с воздуха.

    13.4: Растворы газов в воде

    Цели обучения

    • Объясните, как температура и давление влияют на растворимость газов.

    В предыдущем модуле этой главы обсуждалось влияние сил межмолекулярного притяжения на образование раствора. Химические структуры растворенного вещества и растворителя определяют типы возможных сил и, следовательно, являются важными факторами при определении растворимости. Например, в аналогичных условиях растворимость кислорода в воде примерно в три раза больше, чем у гелия, но в 100 раз меньше растворимости хлорметана, CHCl 3 .Принимая во внимание роль химической структуры растворителя, обратите внимание, что растворимость кислорода в жидком углеводородном гексане, C 6 H 14 , примерно в 20 раз больше, чем в воде.

    Другие факторы также влияют на растворимость данного вещества в данном растворителе. Одним из таких факторов является температура, растворимость газа обычно снижается с повышением температуры (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Это одно из основных последствий теплового загрязнения природных водоемов.

    style = «ширина: 449 пикселей; высота: 469 пикселей;» src = «/ @ api / deki / files / 59218 / CNX_Chem_11_03_gasdissolv.jpg» /> Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Растворимость этих газов в воде уменьшается с повышением температуры. Все растворимости измеряли при постоянном давлении газа 101,3 кПа (1 атм) над растворами.

    Когда температура реки, озера или ручья повышается до аномально высокой, обычно из-за сброса горячей воды в результате какого-либо промышленного процесса, растворимость кислорода в воде снижается.Пониженный уровень растворенного кислорода может иметь серьезные последствия для здоровья водных экосистем и, в тяжелых случаях, может привести к крупномасштабной гибели рыбы (рис. \ (\ PageIndex {2} \)).

    «src =» / @ api / deki / files / 59220 / CNX_Chem_11_03_O2dissolv.1.jpg «/> Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): (а) Маленькие пузырьки воздуха в этом стакане с охлажденной водой образовались, когда вода нагрелась до комнатной температуры и растворимость растворенного в ней воздуха уменьшилась. (b) Пониженная растворимость кислорода в природных водах, подверженных тепловому загрязнению, может привести к крупномасштабной гибели рыбы.(Кредит а: модификация работы Лиз Уэст; кредит б: модификация работы Службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы США.)

    На растворимость газообразного растворенного вещества также влияет парциальное давление растворенного вещества в газе, которому подвергается раствор. . Растворимость газа увеличивается с увеличением давления газа. Газированные напитки — прекрасная иллюстрация этой взаимосвязи. Процесс газирования включает в себя воздействие на напиток относительно высокого давления газообразного диоксида углерода и затем герметизацию контейнера с напитком, тем самым насыщая напиток CO 2 при этом давлении.Когда контейнер с напитком открывается, слышится знакомое шипение, когда давление углекислого газа сбрасывается, и обычно видно, что часть растворенного углекислого газа выходит из раствора в виде маленьких пузырьков (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \) ). На данный момент напиток на перенасыщен диоксидом углерода на , и со временем концентрация растворенного диоксида углерода снизится до своего равновесного значения, и напиток станет «плоским».

    Рис. 1 \ (\ PageIndex {3} \): Открытие бутылки с газированным напитком снижает давление газообразного углекислого газа над напитком.Растворимость CO 2 , таким образом, снижается, и можно увидеть некоторое количество растворенного диоксида углерода, покидающее раствор в виде небольших пузырьков газа. (Кредит: модификация работы Деррика Кутзи.)

    «Физз»

    Растворение в жидкости, также известное как шипение, обычно происходит с участием диоксида углерода под высоким давлением. Когда давление снижается, диоксид углерода выделяется из раствора в виде маленьких пузырьков, что приводит к тому, что раствор становится шипучим или шипучим. Типичный пример — растворение углекислого газа в воде, в результате чего вода становится газированной.

    Двуокись углерода плохо растворяется в воде, поэтому при сбросе давления он выделяется в газ. Этот процесс обычно представлен следующей реакцией, в которой разбавленный раствор угольной кислоты в воде под давлением выделяет газообразный диоксид углерода при декомпрессии:

    \ [H_2CO_ {3 (водн.)} → H_2O _ {(l)} + CO_ {2 (г)} \]

    Проще говоря, это результат химической реакции, протекающей в жидкости, в результате которой образуется газообразный продукт.

    Для многих газообразных растворенных веществ соотношение между растворимостью, C г , и парциальным давлением, P г , является пропорциональным:

    \ [C_ \ ce {g} = kP_ \ ce {g} \]

    , где k — константа пропорциональности, которая зависит от идентичности газообразного растворенного вещества и растворителя, а также от температуры раствора.Это математическая формулировка закона Генри: Количество идеального газа, растворяющегося в определенном объеме жидкости, прямо пропорционально давлению газа.

    Пример \ (\ PageIndex {1} \): Применение закона Генри

    При 20 ° C концентрация растворенного кислорода в воде, подверженной воздействию газообразного кислорода при парциальном давлении 101,3 кПа (760 торр), составляет 1,38 × 10 −3 моль л −1 . Используйте закон Генри, чтобы определить растворимость кислорода при его парциальном давлении 20.7 кПа (155 торр), приблизительное давление кислорода в земной атмосфере.

    Решение

    Согласно закону Генри, для идеального раствора растворимость, C г , газа (1,38 × 10 −3 моль л −1 , в данном случае) прямо пропорциональна давлению, P г , нерастворенного газа над раствором (в данном случае 101,3 кПа, или 760 торр). Поскольку нам известны как C g , так и P g , мы можем изменить это выражение, чтобы найти k .{−1}} \)

    Обратите внимание, что для выражения величин, участвующих в такого рода вычислениях, могут использоваться различные единицы. Допускается любая комбинация единиц, которая подчиняется ограничениям размерного анализа.

    Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

    Образец воды при 0 ° C объемом 100,0 мл в атмосфере, содержащей газообразное растворенное вещество при 20,26 кПа (152 торр), привело к растворению 1,45 × 10 -3 г растворенного вещества. Используйте закон Генри, чтобы определить растворимость этого газообразного растворенного вещества, когда его давление равно 101.3 кПа (760 торр).

    Ответ

    7,25 × 10 −3 г

    Пример: декомпрессионная болезнь («изгибы»)

    Декомпрессионная болезнь (ДКБ) или «изгибы» — это эффект повышенного давления воздуха, вдыхаемого аквалангистами при плавании под водой на значительной глубине. В дополнение к давлению, оказываемому атмосферой, водолазы подвергаются дополнительному давлению из-за воды над ними, испытывая увеличение примерно на 1 атм на каждые 10 м глубины.Следовательно, воздух, вдыхаемый водолазом во время погружения, содержит газы при соответствующем более высоком давлении окружающей среды, и концентрация газов, растворенных в крови водолаза, пропорционально выше в соответствии с законом Генри.

    По мере того, как ныряльщик поднимается на поверхность воды, давление окружающей среды уменьшается, и растворенные газы становятся менее растворимыми. Если всплытие слишком быстрое, газы, выходящие из крови дайвера, могут образовывать пузырьки, которые могут вызывать различные симптомы, от сыпи и боли в суставах до паралича и смерти.Чтобы избежать DCS, дайверы должны подниматься с глубины на относительно медленных скоростях (10 или 20 м / мин) или иным образом делать несколько декомпрессионных остановок, делая паузу на несколько минут на заданной глубине во время всплытия. Когда эти профилактические меры оказываются безуспешными, дайверам с ДКБ часто проводят гипербарическую кислородную терапию в сосудах под давлением, называемых декомпрессионными (или рекомпрессионными) камерами (рис. \ (\ PageIndex {4} \)).

    Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): (a) Водолазы ВМС США проходят обучение в рекомпрессионной камере.(б) Дайверы получают гипербарическую кислородную терапию.

    Отклонения от закона Генри наблюдаются, когда происходит химическая реакция между газообразным растворенным веществом и растворителем. Таким образом, например, растворимость аммиака в воде не увеличивается так быстро с увеличением давления, как предсказывается законом, потому что аммиак, являясь основанием, в некоторой степени реагирует с водой с образованием ионов аммония и гидроксид-ионов.

    «src =» / @ api / deki / files / 59223 / CNX_Chem_11_02_ammonia1_img.jpg «/>

    Газы могут образовывать перенасыщенные растворы.Если раствор газа в жидкости готовится либо при низкой температуре, либо под давлением (или в обоих случаях), то по мере того, как раствор нагревается или когда давление газа снижается, раствор может стать перенасыщенным.

    Добавления и авторства

    Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

    ученых открывают новый способ получения воды — ScienceDaily

    На знакомой школьной демонстрации химии инструктор сначала использует электричество для разделения жидкой воды на составляющие газы, водород и кислород.Затем, комбинируя два газа и зажигая их искрой, инструктор с громким хлопком превращает газы обратно в воду.

    Ученые из Университета Иллинойса открыли новый способ получения воды, причем без хлопка. Они могут не только производить воду из маловероятных исходных материалов, таких как спирты, их работа также может привести к созданию лучших катализаторов и менее дорогих топливных элементов.

    «Мы обнаружили, что нетрадиционные гидриды металлов можно использовать для химического процесса, называемого восстановлением кислорода, который является важной частью процесса производства воды», — сказал Захария Хайден, докторант и ведущий автор статьи, принятой для публикации в Журнал Американского химического общества и размещен на его веб-сайте.

    Молекула воды (официально известная как монооксид дигидрогена) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но вы не можете просто взять два атома водорода и наклеить их на атом кислорода. Реальная реакция образования воды немного сложнее: 2H 2 + O 2 = 2H 2 O + энергия.

    На английском языке уравнение гласит: Чтобы получить две молекулы воды (H 2 O), две молекулы двухатомного водорода (H 2 ) должны быть объединены с одной молекулой двухатомного кислорода (O 2 ).Энергия будет высвобождена в процессе.

    «Эта реакция (2H 2 + O 2 = 2H 2 O + энергия) известна в течение двух столетий, но до сих пор никто не заставил ее работать в гомогенном растворе», — сказал Томас Раухфусс, Ю. И., профессор химии и автор статьи.

    Хорошо известная реакция также описывает то, что происходит внутри водородного топливного элемента.

    В типичном топливном элементе двухатомный газообразный водород входит с одной стороны элемента, а двухатомный кислород — с другой стороны.Молекулы водорода теряют свои электроны и становятся положительно заряженными в результате процесса, называемого окислением, в то время как молекулы кислорода получают четыре электрона и становятся отрицательно заряженными в результате процесса, называемого восстановлением. Отрицательно заряженные ионы кислорода объединяются с положительно заряженными ионами водорода, образуя воду и выделяя электрическую энергию.

    «Трудная сторона» топливного элемента — это реакция восстановления кислорода, а не реакция окисления водорода, — сказал Раухфусс. «Однако мы обнаружили, что новые катализаторы восстановления кислорода могут также привести к новым химическим средствам окисления водорода.«

    Раухфус и Хайден недавно исследовали относительно новое поколение катализаторов гидрирования с переносом для использования в качестве нетрадиционных гидридов металлов для восстановления кислорода.

    В своей статье JACS исследователи сосредоточили внимание исключительно на окислительной способности катализаторов гидрогенизации с переносом на основе иридия в гомогенном неводном растворе. Они обнаружили, что комплекс иридия действует как на окисление спиртов, так и на восстановление кислорода.

    «Большинство соединений реагируют либо с водородом, либо с кислородом, но этот катализатор реагирует с обоими», — сказал Хайден.«Он реагирует с водородом с образованием гидрида, а затем реагирует с кислородом с образованием воды; и это происходит в гомогенном неводном растворителе».

    Новые катализаторы могут привести в конечном итоге к разработке более эффективных водородных топливных элементов, что существенно снизит их стоимость, сказал Хайден.

    Работа финансировалась Министерством энергетики США.

    Разделение воды — Scientific American

    Ключевые концепции
    Вода
    Химия
    Электричество
    Молекулы

    Введение
    Вы пользуетесь им каждый день и не можете без них выжить — нет, это не Интернет, а вода! Это одно из самых важных соединений в мире, и повсеместно оно становится все более важной проблемой.Вы, наверное, слышали, что во многих местах засуха или загрязнение воды ограничивают запасы чистой питьевой воды, и эти запасы продолжают сокращаться. Задумываясь об этом, вы когда-нибудь задумывались, почему мы не делаем воду только сами? Из чего на самом деле состоит вода? В этой научной деятельности вы будете использовать энергию в виде электричества для разделения воды на отдельные компоненты; так что соберите все материалы и будьте готовы узнать, что они из себя представляют, и сами разделите их!

    Фон
    Чтобы выяснить, из чего состоит вода, посмотрите ее химическую формулу — h3O.По сути, это говорит нам о том, что молекула воды состоит из двух элементов: водорода и кислорода или, точнее, двух атомов водорода (h3) и одного атома кислорода (O). Водород и кислород являются газами при комнатной температуре. Значит ли это, что мы можем просто объединить оба газа, и тогда мы получим воду? Это не так просто. В уравнении отсутствует энергетическая составляющая химической реакции. Изготовление воды из ее элементов дает большое количество энергии. Химические реакции, производящие энергию, также называются экзотермическими реакциями.В случае водорода и кислорода выделяемая энергия настолько велика, что ее практически невозможно контролировать, и в большинстве случаев это приводит к взрыву. К счастью, эта реакция не происходит спонтанно, а происходит только тогда, когда вы зажигаете газовую смесь зажигалкой.

    Если делать воду из ее элементов так опасно, как насчет обратной реакции? Разделить воду на два компонента намного проще, и это называется электролизом воды. Получение водорода или кислорода таким способом кажется простым.Но, как вы, наверное, подозревали, эта обратная реакция требует подвода энергии, поэтому ее еще называют эндотермической реакцией. При электролизе воды источником энергии, используемой для протекания реакции, является электричество. Самый простой способ вырабатывать электричество — использовать аккумулятор. Однако, поскольку чистая вода плохо проводит электричество, электролиз требует добавления электролита , , такого как соль или кислота. Электролит растворяется в воде и разделяется на ионы (электрически заряженные частицы), которые перемещаются через растворы и могут проводить электричество таким образом.Чтобы добавить в раствор электричества, вам также понадобятся два электрических проводника, контактирующих с водой. Они называются электродами и состоят в основном из металлов или других проводящих материалов. Когда на электроды подается электрический ток, ионы (электрически заряженные атомы) в электролите, включая положительно заряженные протоны (H + ) и отрицательно заряженные гидроксильные ионы (OH ), образуются в результате самоионизации электролита. вода — начните движение к электроду с противоположным зарядом, где вырабатывается водород или кислород.Вы можете убедиться в этом сами в этом упражнении и даже уловить оба газа!

    Материалы

    • Водонепроницаемая рабочая зона
    • Помощник для взрослых
    • Графитовый механический карандаш (достаточно толстый, чтобы он не ломался) — или деревянный карандаш и нож, чтобы ваш взрослый помощник мог извлечь графит.
    • Клей
    • Пластилин или другая глина
    • Два или три одноразовых пластиковых стакана (лучше всего подходят прозрачные пластиковые стаканчики на 18 унций.)
    • Ножницы
    • Перманентный маркер
    • Две металлические кнопки
    • Вода дистиллированная
    • Сода пищевая
    • Аккумулятор на девять вольт
    • Две прозрачные соломинки (большой размер)
    • Чайная ложка
    • Капельница медицинская
    • Таймер
    • Бумажные полотенца
    • тест-полоски pH (опционально)
    • Поваренная соль (хлорид натрия — NaCl) (необязательно)

    Препарат

    • Ваша рабочая зона должна быть водонепроницаемой; во время занятия может произойти проливание воды.
    • Соберите прочный механический графитовый карандаш. Убедитесь, что у вас есть две части длиной примерно 2,5 сантиметра (один дюйм). Если вы решите использовать деревянный карандаш, попросите взрослого взять нож и извлечь из карандаша графитовый грифель. (Для этого у вас также должны получиться две части примерно 2,5 сантиметра в длину). Это будут ваши графитовые электроды.
    • Ножницами аккуратно разрежьте (или сделайте порез взрослым) открытый конец одного пластикового стаканчика так, чтобы он был на высоте девятивольтовой батареи.В нижней части чашки вырежьте отверстие, чтобы через него проходил кончик батареи (с двумя полюсами).
    • Возьмите вторую чашку и держите ее нижнюю часть над девятивольтовой батареей. С помощью перманентного маркера на внутренней стороне чашки нарисуйте две точки на дне, где чашка касается двух полюсов батареи.
    • Снимите чашку с аккумулятора и с помощью кнопки проделайте по одному отверстию в каждой отметке на дне пластикового стакана.
    • Осторожно вставьте два графитовых стержня (стержень карандаша) в два отверстия, по одному в каждое. Возможно, вам придется сделать отверстия немного больше, чтобы они соответствовали друг другу.
    • С помощью клея сделайте уплотнение вокруг графитовых штифтов на внешней стороне чашки и дайте ему высохнуть. Это должно предотвратить просачивание воды. Убедитесь, что графитовые штыри не покрыты клеем, иначе они больше не будут контактировать с аккумулятором.
    • Поместите разрезанную чашку открытой стороной вниз над аккумулятором.Дно чашки и батарея должны соответствовать друг другу, образуя одну ровную поверхность, на которую вы можете поставить вторую чашку.
    • Поставьте чашку с графитовыми штифтами перевернутой, вырезанной чашкой, на аккумулятор. Он должен плотно прижаться, и каждый из графитовых штырей должен касаться одного из полюсов батареи.
    • Запечатайте один конец обеих гигантских соломинок для питья пластилином или глиной.

    Процедура

    • Возьмите чашку с графитовыми штифтами и налейте примерно 300 миллилитров дистиллированной воды в чашку, подальше от аккумулятора.Убедитесь, что он не протекает. Если это так, вам может потребоваться добавить немного больше клея, чтобы сделать плотное прилегание. Примечание. Старайтесь не прикасаться к воде или электродам, когда чашка помещена на батарею, так как вы можете почувствовать покалывание пальцев от электричества.
    • Как и раньше, поместите его на перевернутую вырезанную чашку сверху батареи так, чтобы каждый из графитовых штырей контактировал с одним из полюсов батареи. Возможно, вам придется немного надавить на нее, чтобы установить хорошее соединение.Обратите внимание на два графитовых электрода. Что ты видишь? Что-нибудь происходит с электродами?
    • Снимите с аккумулятора стакан, наполненный дистиллированной водой. Залейте одну чайную ложку пищевой соды и размешайте ее с дистиллированной водой, пока все не растворится. Как вы думаете, что изменится пищевая сода? Какая у него функция?
    • Теперь снова установите чашку на батарею и соедините графитовые электроды с полюсами батареи. Что вы наблюдаете сейчас? Что-нибудь происходит с графитовыми штифтами? Как вы думаете, каковы продукты реакции? Сравните реакции, которые происходят на каждом из графитовых электродов. Вы видите разницу между двумя сторонами? Есть ли один графитовый электрод, при котором реакция более выражена? К какому полюсу батареи подсоединен этот графитовый штифт, положительному или отрицательному?
    • Засуньте нос в чашку и понюхайте продукты реакции. Есть запах? Если да, то как пахнет?
    • Снова снимите чашку с аккумулятора.С помощью пипетки заполните обе забитые гигантские соломинки раствором пищевой соды изнутри чашки с графитовыми штифтами. Как только они наполнятся, закройте каждый из них одним пальцем и переверните их вверх дном. Погрузите их в чашку с раствором пищевой соды и осторожно поместите на графитовые булавки (по одной соломке на каждую), чтобы соломинки оставались полностью заполненными раствором пищевой соды. Если соломинки не стоят вертикально, их можно прислонить к стенке чашки. Как вы думаете, что будет с соломинкой?
    • После того, как соломинки будут помещены на графитовые штифты, снова установите чашку на батарею. Оставьте его там на 10 минут и немного надавите на чашку, чтобы убедиться, что электроды остаются подключенными и электродные реакции протекают непрерывно в течение всего этого времени. Обратите внимание на соломинки, которые вы кладете на графитовые штифты. Что происходит с водой, которую вы туда налили? Вы замечаете разницу между двумя уровнями воды в обеих соломинках? Какой из них выше, какой ниже; к каким полюсам батареи подключен каждый из них?
    • По истечении 10 минут отметьте уровень воды в каждой соломке несмываемым маркером. Насколько больше воды было вытеснено продуктами реакции на отрицательном полюсе по сравнению с положительным полюсом? Это то же самое, двойное или тройное?
    • Extra: Если у вас есть какие-либо pH-полоски, которые могут измерять кислотность или основность растворов, используйте их для измерения pH в каждой большой соломинке, когда уровень воды снизится примерно на 50 процентов. Осторожно снимите соломинку с электродов и сразу же закройте каждую из них пальцем, как только вы снимите ее с электродов.Убедившись, что вы не теряете воду, которая находится внутри, окуните внутрь тест-полоску pH. Какого цвета показывает тест-полоска и какой pH она представляет? Есть ли разница между растворами в двух соломинках? Чем они отличаются и почему, как вы думаете, это так?
    • Extra: Повторите эксперимент, но вместо добавления пищевой соды в дистиллированную воду добавьте чайную ложку поваренной соли (хлорид натрия или NaCl) и дайте электролизу поработать пять минут. Меняются ли электродные реакции? А как насчет запаха продуктов реакции; вы можете различить определенный запах на этот раз? Как вы думаете, почему это так?
    • Extra: Замените графитовые электроды металлическими кнопками. Для этого вам может понадобиться свежая чашка. Вставьте кнопки в нижнюю часть чашки так, чтобы они не касались друг друга, но так, чтобы каждая из них касалась одного из полюсов батареи после того, как вы поместите чашку на верхнюю часть батареи. При использовании канцелярских кнопок клейкая прокладка не требуется.Повторите первоначальную процедуру, но на этот раз добавьте в дистиллированную воду одну чайную ложку поваренной соли. Наблюдайте за реакцией электродов. Что происходит на этот раз? Посмотрите внимательно на штырь, который подсоединен к положительному полюсу аккумулятора. Вы видите другие продукты реакции, кроме газа? Как вы думаете, что случилось? Как металлические канцелярские кнопки выглядят после того, как вы снова их вытащите?

    Наблюдения и результаты
    Удалось ли вам разделить воду на водород и кислород? Вы видели много пузырей на обоих графитовых штифтах? Изначально, когда вы ставили чашку с дистиллированной водой на батарею, вы, вероятно, не заметили, чтобы на графитовых электродах происходило много чего.Это связано с тем, что дистиллированная вода не очень хорошо проводит электричество, поэтому электродные реакции отсутствуют или возможны только незначительные. Однако если вы добавите электролиты, такие как пищевая сода, добавленные ионы могут проводить электричество, и вы должны были видеть пузырьки газа, появляющиеся на обоих графитовых штырях. С одной стороны, на положительном полюсе образуется кислород, тогда как на отрицательном полюсе образуется водород.

    Присмотревшись, вы могли заметить, что на графитовом электроде, подключенном к отрицательному полюсу батареи, образовалось больше газа, чем на другой стороне.Сбор двух газов с помощью гигантских соломок, вероятно, продемонстрировал это даже лучше. Через 10 минут уровень воды на отрицательном полюсе должен был быть примерно вдвое ниже, чем на положительной стороне, а это означает, что вы собрали примерно вдвое больше газообразного водорода по сравнению с кислородом. Разница связана с тем, что одна молекула воды имеет два атома водорода на один атом кислорода, как объяснялось выше. Это означает, что для образования одной молекулы кислорода (O2) нужны две молекулы воды (2 ч3О). Однако в то же время две молекулы воды (2 h3O) могут образовать две молекулы водорода (2 h3).В то время как водород и кислород образуются на электродах, оставшимися продуктами реакции из воды являются протоны (H + на стороне кислорода) и ионы гидроксила (OH на стороне водорода). Вы можете визуализировать это, поместив полоску pH в растворы в больших соломинках над каждым электродом. Раствор в соломке, помещенной на электрод отрицательного полюса батареи, должен показывать щелочной pH (7 или выше), тогда как другой раствор должен быть кислым (pH менее 7).

    Могут происходить и другие электродные реакции, если в растворе есть ионы, которые конкурируют с производством водорода или кислорода. Вы могли заметить, что после того, как вы добавили соль (хлорид натрия) в свой электролит, он начал пахнуть, как в бассейне. Вместо кислорода на положительном полюсе батареи вырабатывается хлор, который также используется для дезинфекции воды в бассейне. Если вы использовали металлические канцелярские кнопки в качестве электродов вместо графитовых штифтов, металл (обычно сталь или латунь) будет растворяться или разъедать на положительном полюсе батареи и вместо (или в дополнение к) выделения газа вы должны увидеть, что металлическая канцелярская кнопка становится красновато-коричневым.Это демонстрирует, что электролиз — это не только метод расщепления воды на ее компоненты, но также может запускать другие реакции, которые в противном случае не происходили бы самопроизвольно.

    Очистка
    Удалите все разливы полотенцем. Слейте воду с электролитом (пищевой содой или солью) в канализацию. Снимите электроды (графитовые булавки или металлические канцелярские кнопки) с чашек и выбросьте их в мусорное ведро. Выбросьте пластиковые стаканчики и запечатанные соломинки в мусор.Вы можете повторно использовать девятивольтовый аккумулятор.

    Больше для изучения
    Почему мы не можем производить воду ?, из Как работает материал
    Химия воды, из Джилл Грейнджер,
    Электролиз воды — водорода и кислорода из воды, из Альтернативного обучения
    Топливные элементы — топливо будущего !, from Science Buddies
    Science Activity for All Ages! from Science Buddies

    Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

    Растворенные газы в очищенной воде

    В большинстве очищенных вод присутствуют растворенные газы.Кто они такие? Сколько там? Как они туда попадают? Какие у них эффекты?

    Вся очищенная вода производится путем удаления примесей из природных или городских вод. Следовательно, нам необходимо учитывать газы, возможно, присутствующие в этих питательных водах, их судьбу по мере очистки воды и любое возможное загрязнение теми же или другими газами во время или после очистки.

    Газы в природных водах

    Природные воды в большей или меньшей степени контактируют с воздухом.Большая часть растворенных газов абсорбируется из воздуха, а также CO2, который частично может поступать из почвы и горных пород при контакте с водой. Муниципальные воды получают путем обработки природных вод, чтобы сделать их безопасными для питья. Эти процессы, как правило, очень мало влияют на содержание растворенного газа в воде, обычно увеличивая их контакт с окружающим воздухом и уменьшая изменчивость из-за местных источников.

    Каждый атмосферный газ находится в равновесии с этим газом, растворенным в воде. Количество растворенного в воде зависит от температуры и парциального давления газа в атмосфере.

    Молярная концентрация газа i, растворенного в воде при контакте с воздухом, определяется по формуле:

    [gasi (aq)] = Pi / KH, где Pi — его объемная доля в воздухе, а KH — его константа равновесия.

    Типичное процентное содержание газов в воздухе, их константы равновесия с водой и результирующие концентрации в воде при контакте с воздухом

    76

    Газ

    Объем 76

    Концентрация в воде при 25 ° C

    Имя

    %

    атм / моль 9176 905 9176 905

    Азот

    78.08

    1639,3

    13,34

    Кислородный

    20.95

    9018

    Аргон

    0,93

    714,3

    0,052

    0018

    2222.2

    0.000016

    Гелий

    0.0002

    Концентрации растворенных газов в воде будут варьироваться в зависимости от температуры, атмосферного давления и местоположения, но для воды, находящейся в равновесии с воздухом при 25 ° C, приблизительное содержание газа в природных водах указано в столбце 4. .Таким образом, в исходной воде для систем очистки присутствуют концентрации кислорода и азота на уровне <10 частей на миллион и только следы благородных газов. На уровень СО2 в воде влияют другие факторы, которые обсуждаются отдельно.

    Влияние очистки воды

    Влияние стандартных технологий очистки воды на растворенный кислород, азот и инертные газы незначительно. Эти газы будут проходить прямо через мембраны обратного осмоса, ультрафиолетовое излучение, микро- и ультрафильтры, ионообменные смолы и блоки электродеионизации (EDI) и не используют емкость очищающей среды.Любые незначительные эффекты, вызванные, например, локальными изменениями давления, будут уравновешиваться путем уравновешивания с атмосферой в любом резервуаре для хранения. Подающая вода из муниципальных источников, вероятно, будет теплой, поскольку она очищается в лаборатории, и, как следствие, очищенная вода с большей вероятностью будет насыщена азотом и кислородом.

    Двуокись углерода

    Двуокись углерода ведет себя совершенно иначе, чем другие газы в воздухе. Когда он растворяется в воде, он реагирует, чтобы установить ряд равновесий:

    CO2 + h3O ↔ h3CO3 ↔ H + + HCO3- ↔ 2H + + CO32-

    Небольшая часть CO2, которая растворяется в воде, быстро реагирует с образованием углекислого газа. кислота.Это, в свою очередь, частично диссоциирует с образованием ионов водорода, бикарбоната и карбоната. CO2 будет продолжать растворяться до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие.

    Ситуация еще больше осложняется наличием карбонат- и бикарбонат-ионов в жестких природных водах. Эти концентрации могут быть относительно высокими, что приводит к высоким уровням угольной кислоты и растворенного CO2. В этих условиях концентрация растворенного CO2 может составлять 60 ppm или более.

    Как и другие газы, СО2 в неизменном виде проходит через фильтры и УФ-обработку, однако, благодаря его равновесию с ионами бикарбоната и карбоната, он, по сути, может удерживаться на анионообменных смолах.По мере того как бикарбонат и карбонат-ионы удаляются со смолы, большее количество CO2 преобразуется в бикарбонат до тех пор, пока его не останется.

    Это дает следующие результаты:

    1) CO2 полностью удаляется из воды, очищенной ионным обменом или, в значительной степени, EDI.

    2) Высокий уровень CO2 будет использовать значительную часть емкости слоя ионообменной смолы или может перегрузить EDI. При 25 ppm CO2 в питательной воде более двух третей емкости смол смешанного слоя может быть использовано CO2.

    3) При высоком содержании СО2 в исходной воде удаление СО2 перед ионным обменом может увеличить срок службы упаковки в три или более раз.

    После очистки

    После очистки сверхчистая вода в очистителе имеет удельное сопротивление 18,15 МОм · см и содержит все примеси на уровне менее частей на миллиард, кроме растворенного кислорода и азота. Как только эта вода переливается в сосуд в лаборатории, она вступает в контакт с воздухом. Содержание кислорода и азота существенно не меняется, но CO2 быстро абсорбируется из воздуха; образуются ионы водорода, бикарбоната и карбоната, и удельное сопротивление упадет примерно до 1.3 МОм.см, как показано на Рисунке 1. В обычной лабораторной практике это неизбежно. Высокая проводимость ионов водорода означает, что это изменение соответствует только концентрации 0,5 мг / л CO2 в растворе. Это не влияет на большинство экспериментов, и при надлежащей лабораторной практике это не влияет на чистоту воды.

    Рисунок 1 Ухудшение удельного сопротивления чистой воды при контакте с воздухом

    Дегазация кислорода, азота и углерода

    Дегазация диоксида для снижения концентрации растворенного CO2 перед ионным обменом или EDI очень желательна для увеличения смолы упакуйте жизнь и обеспечьте эффективность EDI.Лучше всего это проводить в пермеате от обратного осмоса (RO). На этом этапе большая часть ионов удалена, и вода имеет слабокислый pH; равновесная концентрация C02 снижается. Для лабораторных установок используются гидрофобные фильтры. Пермеат обратного осмоса протекает через пучок микропористых полых волокон (обычно полипропилен), а продувочный воздух при пониженном давлении проходит снаружи волокон. Парциальное давление CO2 в воздухе вне волокон намного ниже, чем в воде, поэтому CO2 удаляется из воды в поток газа.Турбулентность продувочного газа делает процесс более эффективным, но с небольшими установками полное удаление растворенных газов невозможно. Однако при подходящих условиях более 80% CO2 можно удалить с помощью продувочного газа.

    Удаление кислорода / азота из чистой воды в лабораторных масштабах обычно выполняется там, где есть опасения, что пузырьки газа будут выделяться при изменении давления или температуры воды. Это может вызвать засорение тонких трубок или помешать спектрофотометрическим измерениям из-за пузырьков в ячейках.

    Если вода дегазируется для снижения уровня кислорода и / или азота, можно использовать модуль дегазации того же типа с вакуумом, приложенным к внешней камере. Лучше всего проводить его на воде в контуре окончательной очистки. Кислород и азот будут реабсорбироваться, если произойдет какой-либо контакт с воздухом, поэтому любую такую ​​дегазированную воду необходимо использовать через прямую связь с устройством. Для ВЭЖХ и IC это часто наиболее удобно выполнять после очистки воды путем барботирования резервуара гелием для удаления растворенных газов.

    Доктор Пол Уайтхед

    Получив степень бакалавра химии в Оксфордском университете, Пол сосредоточил свою карьеру на промышленных приложениях химии. Он получил докторскую степень в Имперском колледже в Лондоне за разработку детектора плазмы, индуцированной микроволновым излучением, для газовой хроматографии. Первую половину своей карьеры он провел, руководя группой аналитической поддержки в Исследовательско-технологическом центре Джонсона Матти, специализируясь на определении драгоценных металлов и характеристике таких приложений, как катализаторы выхлопных газов автомобилей и топливные элементы.Впоследствии, в качестве руководителя отдела исследований и разработок ELGA LabWater, он участвовал во внедрении и разработке новейших технологий очистки воды. Сейчас он работает консультантом ELGA.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.