Очистка воды от углекислоты
Википедия очистки воды
Наиболее полная информация о чистой воде, дополняемая Вами.
Очистка воды от углекислоты
Удаление из воды углекислоты (диоксида углерода) – декарбонизация — один из этапов очистки как питьевой, так и технической воды, необходимая процедура при подготовке воды для полива и перед поступлением воды в трубопроводы и оборудование котельных. Удаление производится как механически, так и химически.
Необходимость включения в перечень водоподготовительных мероприятий удаление углекислоты обусловлена крайне агрессивным воздействием диоксида углерода на металл трубопроводов и оборудование тех же котельных. Точнее – как таковая углекислота не взаимодействует с металлом – зато играет роль катализатора, который создает условия для интенсификации процесса кислородной коррозии. Из значимых негативных влияний – диоксид углерода разрушительно действует и на бетон: его поверхность становится более хрупкой.
Более всего страдают от избытка углекислоты системы теплоснабжения.
Методы удаления углекислоты из воды условно делят на две группы:
- — механические (физические);
- — химические.
Физические методы удаления углекислоты (аэрация)
Процесс механического удаления диоксида углерода – наименее энергозатратный, хотя при больших объемах водопотребления обеспечить достаточные мощности для снижения концентрации углекислоты в воде сложно. Механический метод удаления – или аэрация – предполагает обеспечение как можно более полного и обширного по площади контакта воды и воздуха. За счет того, что парциальное давление диоксида углерода в воздухе минимально, свободная углекислота вполне естественно переходит в него из воды.
Эффективность метода тем выше, чем больше будет площадь контакта воды и воздуха. Попутно из воды удаляется и сероводород: его переход в воздух происходит при тех же условиях, что и у диоксида углерода.
Если задачи водоподготовки предполагают максимально полную дегазацию воды, то обеспечения простого контакта воды и воздуха (аэрации) недостаточно. Углекислота в этом случае выводится из воды методом деаэрации – доведения до кипения нагревом или снижением давления – вместе с кислородом, сероводородом и метаном.
Использование деаэрации для удаления из воды диоксида углерода энергозатратно. Но, если в комплекс водоподготовительных мер входит удаление из воды не только углекислоты и сероводорода, но и кислорода – затраты на устройство термических деаэраторов или вакуумных дегазаторов оправдываются.
Химические методы декарбонизации
Используются куда реже, чем мощные универсальные дегазаторы (декарбонизаторы) или специализированные аэраторы. Химический метод удаления углекислоты предполагает применение реагентов, с помощью которых показатель pH воды сдвигается в сторону увеличения. Вода подщелачивается, избыток кислоты удаляется из неё, будучи связанным с реагентом.
Для подщелачивания воды используются:
- — известь;
- — едкий натр;
- — мрамор (в виде фильтра с загрузкой из песчано-мраморной смеси);
- — мел;
- — сода.
Выбор в пользу реагента определяется конечными требованиями к pH воды и объемами водопотребления:
- — если уровень жесткости воды на выходе из системы водоочистки не имеет значения, то в качестве реагента можно использовать известь;
- — если жесткость воды требуется минимизировать (но и диоксид углерода удалить) то в качестве реагента выбирается либо сода, либо едкий натр (гидроксид натрия);
При небольших объемах водопотребления для удаления углекислоты достаточно фильтра с песчано-мраморной загрузкой. Фильтр этого типа хорошо справляется как с механической очисткой воды, так и с удалением диоксида углерода в автономных системах водоснабжения или в системах с небольшим количеством потребителей.
Источник
Вода дистиллированная, не содержащая углекислоты ГОСТ 4517-87
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Тема. Приготовление и стандартизация раствора гидроксида натрия. Определение уксусной кислоты.
Цель. Ознакомиться со способами приготовления раствора гидроксида натрия и его стандартизации. Приготовить 0,1 М раствор гидроксида натрия и стандартизовать его. Определить концентрацию уксусной кислоты.
Техника безопасности. Соблюдать правила техники безопасности при работе со щелочью и кислотой, стеклянной посудой и вредными веществами.
Приборы, посуда, реактивы: штатив, весы аналитические, разновес; бюретка 25 мл, пипетка емк. 20 мл, колбы мерные емк. 200 – 250 мл, склянка емк. 1 л, воронки, часовое стекло; насыщенный раствор гидроксида натрия, раствор гидроксида натрия с концентрацией 0,1 М, щавелевая кислота по ГОСТ, х.ч., перекристаллизованная, фенолфталеин по ГОСТ, 0,1% спиртовой раствор, дистиллированная вода, не содержащая СО2 по ГОСТ.
Приготовление рабочего раствора NaOH не содержащего карбонатов
РАБОТАТЬ В ЗАЩИТНЫХ ОЧКАХ!
Готовят насыщенный раствор щелочи. Гидроксид натрия растворяют в равной по массе количеству воды. Раствор при этом сильно разогревается, поэтому растворение ведут в жаростойкой стеклянной или фарфоровой посуде. Щелочь добавляют постепенно при перемешивании, чтобы избежать местного перегрева. После охлаждения раствор оставляют на 2-3 недели в склянке, закрытой резиновой пробкой. Примесь карбоната натрия при этом выпадет в осадок.
Отбирают пипеткой 4-5 мл раствора щелочи (
50%) осторожно, чтобы не взмутить осадок на дне цилиндра и разбавляют до 1 л дистиллированной водой, не содержащей СО2.
Для расчета необходимого количества объема концентрированного раствора щелочи измеряют его плотность при помощи ареометра и по табл. (Справочник по аналитической химии. – М.: Химия, 1989) находят массовую долю ω(NaOH), %. По этим данным рассчитывают количества раствора и воды, необходимые для приготовления 1 л
0,1 М раствора NaOH.
Растворы щелочей хранят в стеклянных бутылях с резиновой пробкой, снабженной трубкой с натронной известью для защиты от СО2 воздуха.
Вода дистиллированная, не содержащая углекислоты ГОСТ 4517-87
Дистиллированную воду в колбе нагревают до кипения и кипятят в течение 30 мин. (до появления крупных пузырей). Затем колбу закрывают пробкой, в которую вставлена стеклянная трубка, соединенная с помощью резиновой трубки с промывной склянкой. Склянка содержит раствор гидроксида натрия или гидроксида калия с массовой долей 20%.
Освободить дистиллированную воду от СО2 можно также путем длительного хранения (в течение недели) в открытом сосуде, защищенном от пыли.
Приготовление стандартного раствора щавелевой кислоты
Навеску свежеперекристаллизованной щавелевой кислоты Н2С2О4·2Н2О 1,5759 г взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г, переносят в чистую мерную колбу вместимостью 250 мл через воронку. Бокс или стекло с остатками веществе снова взвешивают и по разности находят массу щавелевой кислоты, внесенную в колбу. Результат взвешивания на аналитических весах заносят в рабочий журнал по форме:
Масса бюкса (стекла) с щавелевой кислотой
Масса бюкса (стекла) с остатками щавелевой кислоты
Масса щавелевой кислоты
Дистиллированной водой, свободной от СО2 из промывалки тщательно сливают остатки вещества с воронки в колбу, обмывают воронку водой и вынимают ее из колбы. Перемешивая плавными круговыми движениями, полностью растворяют щавелевую кислоту, вливая в колбу новые порции воды и перемешивая, но не более, 2/3 вместимости ее. Раствор доливают при комнатной температуре до метки дистиллированной водой так, чтобы нижний край мениска касался метки. Для этого с помощью медицинской пинетки добавляют необходимое количество дистиллированной воды. Мерную колбу закрывают пробкой, тщательно перемешивают, переворачивая колбу несколько раз. Раствор переливают в склянку. Склянка для хранения должна быть чистой и ополоснута не менее 2-3 раз раствором щавелевой кислоты. На склянке должна быть этикетке с указанием фамилии студента, концентрации приготовленного раствора, даты изготовления и температуры, при которой проводилась работа.
Следует отметить, что растворы щавелевой кислоты неустойчивы при хранении. Поэтому рекомендуется провести стандартизацию раствора NaOH по щавелевой кислоте в день их приготовления.
Стандартизация раствора NaOH по щавелевой кислоте
Стандартизация методом пипетирования. Приготовленным раствором NaOH заполняют чистую бюретку, предварительно споласкивая ее раствором NaOH не менее 2-3 раз. Устанавливают уровень раствора на нулевой отметке (по нижнему мениску). В колбу для титрования отбирают пипеткой на 20 мл (пипетка должна быть ополоснута раствором не менее 2-3 раз) раствора щавелевой кислоты, прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и титруют раствором NaOH до появления при взбалтывании в течение 1-2 мин красной окраски. При отборе раствора щавелевой кислоты при помощи пипетки соблюдают следующие правила. Раствор засасывают при помощи груши немного выше метки. Снимают грушу, осторожно сливают избыток раствора так, чтобы мениск жидкости совпадал с меткой. После этого отверстие пипетки зажимают и переносят в колбу для титрования. Верхнюю часть пипетки открывают и дают жидкости спокойно вытечь. Последние капли сливают, касаясь стенки колбы. В таком состоянии пипетку оставляют на 10 с. Выдувать оставшуюся жидкость из пипетки нельзя. Раствор из бюретки должен вытекать медленно, добавляют раствор порциями
1 мл, при постоянном вращении колбы. По мере приближения конца титрования уменьшают объём титранта, вблизи от точки эквивалентности добавляют реагент по каплям. Обмывают стенки колбы, прежде чем закончить титрование. После вытекания раствора отсчет делений на бюретке производят спустя 20-30сек, чтобы дать возможность стечь жидкости, оставшейся на стенках бюретки. Отсчет снимают по нижнему краю мениска. Если край мениска точно не совпадает с деланием бюретки, то отсчитывают, сотые доли мл с точностью до 0,02 — 0,03 мл. При записи результатов следует приводить два десятичных знака, например, 23,00, а не 23,0 или 23. Для получения достоверных результатов повторяют титрование не менее 3 раз и для вычисления берут средний результат. Каждое повторное титрование начинают от нулевого отсчета бюретки. Объем раствора титранта, пошедший на титрование, должен превышать 10 мл.
Расчет молярной концентрации раствора гидроксида натрия вычисляют по формуле:
| С(NaOH) = | С(½ Н2С2О4·2Н2О)·V(Н2С2О4) |
| V(NaOH) |
где С(NaOH) – молярная концентрация раствора NaOH, моль/л;
С(½ Н2С2О4·2Н2О) – молярная концентрация эквивалента раствора щавелевой кислоты, моль/л;
V(Н2С2О4) – объем раствора щавелевой кислоты, взятый для титрования;
V(NaOH) – объем раствора NaOH, пошедшего на титрование, мл.
Влияние температуры. Если в лаборатории температура отличается от комнатной (20°С), вводят поправку на изменение объема. Заметное влияние на точность обычных измерений объема наблюдается при колебании температуры примерно на 5 градусов.
где V20 — искомый объем раствора при 20°С;
VI·- объем раствора, измеряемый при температуре опыта;
Р — поправка при той температуре, при которой измерен объем (табличные данные В.М. Сусленникова, Е.М.Киселева. Руководство по приготовлению титрованных растворов. — Л.: Химия, 1978.- С. 15).
В практической работе удобнее, учитывая температурную поправку, пересчитывать не объем раствора, а его коэффициент поправки по следующей формуле:
где К – коэффициент поправки раствора при температуре в день установки титра;
К1 – коэффициент поправки раствора при температуре в день использования раствора;
Р-Р1 – поправки, взятые для соответствующих температур из табл. 1
Пример. Определить коэффициент поправки 0,1 н раствора при t1 = 24°C, если он был установлен при t = 1524°C и в этих условиях был равен 1,000:
К24 = 1,000·[1-0,001·(0,76 +0,80)] = 0,9984
Таблица 1. Поправка на температуру для коэффициентов поправки 0,1 н растворов
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Свежеперегнанная дистиллированная вода
Поэтому для измерения рН воды и приготовления водных растворов следует использовать свежеперегнанную дистиллированную воду или хранить ее в герметично закрытых сосудах. [16]
В качестве эталонной жидкости при калибровке вискозиметров для маловязких жидкостей может служить свежеперегнанная дистиллированная вода , кинематическую вязкость которой принимают равной 1 0067 сСт / с при 20 С и 0 89748 сСт / с при 25 С. [17]
Рабочий раствор перманганата калия обычно готовят за несколько дней до начала работы и обязательно на свежеперегнанной дистиллированной воде . Выдержанный раствор сливают через сифон и сохраняют в тщательно промытых темных бутылях. Готовый раствор не должен образовывать при стоянии бурый налет двуокиси марганца на стенках бутыли, так как его присутствие катализирует процесс дальнейшего разложения марганцевокислогс калия. [18]
Навеску едкого кали 1 40 г помещают в мерную колбу на 1 л, растворяют в свежеперегнанной дистиллированной воде , после чего объем содержимого в колбе доводят этой же водой до метки. [19]
При любом способе приготовления необходимо разбавлять растворы водой, лишенной углекислого газа. Свежеперегнанная дистиллированная вода нередко содержит значительное количество растворенного углекислого газа, образующегося вследствие разложения кислого углекислого кальция ( и магния) в перегонном кубе. При кипячении или при продолжительном хранении вода постепенно теряет углекислый газ, который улетучивается в воздух, и после достижения состояния равновесия концентрация растворенного СО2 не превышает 1 5 — Ю 5 моль. Ошибка, связанная с присутствием карбонатов в такой небольшой концентрации, является ничтожной и ею обычно пренебрегают. В том случае, если нет уверенности в отсутствии растворенного СО2, необходимо сделать специальную пробу. [20]
При любом способе приготовления необходимо разбавлять растворы водой, лишенной углекислого газа. Свежеперегнанная дистиллированная вода нередко содержит значительное количество растворенного углекислого газа, образующегося вследствие разложения кислого углекислого кальция ( и магния) в перегонном кубе. Ошибка, связанная с присутствием карбонатов в такой небольшой концентрации, является ничтожной и ею обычно пренебрегают. В том случае, если нет уверенности в отсутствии растворенного СО2, необходимо сделать специальную пробу. [21]
Точно отвешивают около 0 6 г анализируемого продукта и помещают в химический стакан емкостью 250 мл. Приливают 50 — 75 мл свежеперегнанной дистиллированной воды , охлажденной до 15, перемешивают и фильтруют через беззольную дважды промытую кислотой фильтровальную бумагу ( ватман № 44 или другую аналогичную бумагу, пригодную для получения осадка, состоящего из мелких частиц), пользуясь минимальным отсосом водного аспиратора во избежание разрыва фильтровальной бумаги. Осадок промывают пятью порциями по 15 мл дистиллированной воды, свободной от двуокиси углерода. [22]
Точно отвешивают около 0 6 г анализируемого продукта и помещают в химический стакан емкостью 250 мл. Приливают 50 — 75 мл свежеперегнанной дистиллированной воды , охлажденной до 15, перемешивают и фильтруют через беззольную дважды промытую кислотой фильтровальную бумагу ( ватман № 44 или другую аналогичную бумагу, пригодную для получения, осадка, состоящего из мелких частиц), пользуясь минимальным OTCOCQM водного аспиратора во избежание разрыва фильтровальной бума -; ги. Осадок промывают пятью порциями по 15 мл дистиллированной воды, свободной от двуокиси углерода. [23]
Для приготовления устойчивых во времени растворов необходимо устранить возможность загрязнения перманганата диоксидом марганца. С этой целью для приготовления раствора перманганата необходимо брать свежеперегнанную дистиллированную воду , которую перед приготовлением раствора следует перегнать еще раз, предварительно прибавив к ней КМпО4 и КОН. [24]
Растворяют 18 14 мг свежеподсушенной соли реактивной степени чистоты в 1 л свежеперегнанной дистиллированной воды . [25]
Для этого 57 22 мг борной кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в свежеперегнанной дистиллированной воде и доводят до метки водой. [26]
Как и в случае исследования азота аммиака, в протокол вносятся только качественные показатели. Количественное определение азота нитритов производится следующим — способом. В одну мерную колбу на 100 мл при помощи пипетки, руководствуясь данными приближенного определения, вливают точное необходимое количество стандартного раствора азотистокислого натрия с содержанием 0 01 мг / мл его и дополняют колбу до метки свежеперегнанной дистиллированной водой . [27]
Определение рН в жидкостях не требует специальной подготовки пробы или ее разложения. Если измерение проводится на рН — метре, то берут 10 — 50 мл жидкости в маленький стаканчик и определяют рН на приборе согласно инструкции. Для определения рН твердых материалов пробу размельчают, сушат до постоянного веса при температуре 105 С, берут точную навеску 5 — 10 г, которую помещают в колбу, и заливают ее соответственно 100 — 200 мл свежеперегнанной дистиллированной воды . Колбу плотно закрывают пробкой и оставляют стоять трое суток, первое время взбалтывая через 10 — 15 мин, а затем реже. По истечении этого срока раствор отфильтровывают и определяют рН фильтрата или с помощью цветного индикатора, или на рН — метре. [28]
Естественно, особые требования предъявляются к чистоте самого распространенного растворителя — воды. Дистиллированная вода имеет степень чистоты, достаточную для проведения большинства обычных анализов. Следует учитывать, что при хранении дистиллированная вода поглощает двуокись углерода из воздуха и в какой-то степени выщелачивает ионы натрия и кремниевую кислоту из стекла. Поэтому для приготовления особо чистых растворов необходимо использовать свежеперегнанную дистиллированную воду и хранить ее в полиэтиленовой или. [29]
Естественно, особые требования предъявляются к чистоте самого распространенного растворителя — воды. Дистиллированная вода1 имеет степень чистоты, достаточную для проведения большинства обычных анализов. Следует учитывать, что при хранении дистиллированная вода поглощает двуокись-углерода из воздуха и в какой-то степени выщелачивает ионы натрия и кремниевую кислоту из стекла. Поэтому для приготовления особо чистых растворов необходимо использовать свежеперегнанную дистиллированную воду и хранить ее в полиэтиленовой или: фторопластовой посуде. [30]
Источник