Министерство образования Российской Федерации

Ижевский государственный технический университет Реферат

на тему:

Обескремнивание воды

Выполнил: Князев К.П.

студент гр. 1-50-8

Проверил: преподаватель

Татура А.Е.

Ижевск, 2009 г.

При длительном нагреве воды на поверхности различных материалов образуется накипь, являющаяся результатом химических реакций с участием растворимых примесей, которые переходят в нерастворимое состояние. В состав накипи входят карбонаты кальция и магния, а также сульфаты и хлориды этих же катионов. Кроме того, в накипи присутствуют продукты коррозии железа и меди, а также силикаты кальция и магния

Состав накипи влияет на ее прочность и степень сложности ее удаления. Наиболее легко удаляются карбонат кальция и гидроокись магния, несколько сложнее – продукты коррозии и наносные шламы, содержащие оксиды железа. Один из самых трудноудаляемых видов отложений – накипь, в состав которой входят силикаты – соединения кремния. Они являются постоянным компонентом примесей в природных водах. Обычно в поверхностных и артезианских водах общее содержание примесей кремния меняется от 1 до 30 мг/л.

Основной источник поступления соединений кремния в природную воду – растворимые продукты различных минералов, особенно алюмосиликатов. При воздействии на них воды с примесью двуокиси углерода происходит вымывание кремниевой кислоты.

Кроме кислого гидролиза натуральных силикатов, источником поступления в природные воды соединений кремния является разложение биомассы наземных и водных растительных организмов. Помимо этого, повышение содержания данного вида примесей происходит в результате загрязнения окружающей среды отходами предприятий, производящих керамические, цементные и стекольные изделия, силикатные краски, вяжущие материалы и кремнийорганические каучуки.

Примеси соединений кремния, встречающиеся в воде, находятся в растворенном или коллоидном состоянии, а их основные компоненты – производные орто- (H4SiO4) и метакремниевой (H2SiO3) кислот. По степени диссоциации в воде такие соединения относятся к категории очень слабых кислот. Наиболее сильная из них – ортокремниевая кислота, которая диссоциирует по схеме:

H4SiO4 = (H3SiO4) + Н

Несмотря на низкую степень диссоциации, кремниевая кислота образует соли с кальцием, магнием, железом и алюминием – силикаты. Стоит отметить, что двух- и трехзамещенные силикаты кальция после затвердевания превращаются в очень прочный материал – присутствие подобных компонентов в накипи приводит к увеличению ее прочности и трудности удаления.

Кремниевая кислота в коллоидном состоянии способна к самопроизвольному образованию полимерных соединений:

 O О Н

 // /

HO- (-Si - O - )n- OH или HO- (-Si - O - )n- OH ,

О Н

 

где n – степень полимеризации.

Степень полимеризации таких соединений определяется содержанием соединений кремния в воде, степенью минерализации воды, а также величиной рН. Так, в нейтральной среде кремниевая кислота находится преимущественно в мономерном состоянии, а доля поликремниевой кислоты составляет всего 0,1 % от всего содержания кремниевых соединений. В то же время в щелочной среде при рН = 10 доля полимерных соединений возрастает до 58,5 %.

Вид коллоидного состояния соединений кремния определяется их соотношением с водой. ............