Zestaw zagadnień do przygotowania swojej głowy na kolokwium z chemii wody

Część przemysłowa - J. Szymczyk

1. Wymień chemiczne właściwości wody i krótko je scharakteryzuj.

-Odczyn wody pH - określa stopień jej kwasowości lub zasadowości. Wyrażany jest w jednostkach wykładnika wodorowego pH, który jest wyznaczany za pomocą logarytmu stężenia jonów wodorowych pH=-lg[H⁺]=lg(1/[H⁺]).

Odczyn kwaśny pH<7, zasadowy pH>7

-Twardość wody - Jest to właściwość spowodowana obecnością soli, głównie wapnia i magnezu.

- Zasadowość(alkaliczność) wody - wskaźnik określający zawartość w wodzie wodorotlenków, kwaśnych węglanów i węglanów obojętnych metali alkalicznych - sodu i potasu oraz metali ziem alkalicznych - wapnia i magnezu

- Utlenialność wody - im większa tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia korozji

Jest ich w sumie 14, wypisałem tylko wg mnie najważniejsze

2. Jaką wielkością określa się odczyn wody?

pH

3. Jakie są rodzaje twardości wody? Scharakteryzuj.

-węglanowa - wywołana obecnością kwaśnych węglanów, obojętnych węglanów, wodorotlenków wapnia i magnezu

-niewęglanowa - występują siarczany, chlorki i krzemiany wapnia i magnezu

-całkowita -suma węglanowej i niewęglanowej

Tyle o głównych, są też:

- wapniowa - rozpuszczone sole wapnia

- magnezowa - rozpuszczone sole magnezu

4. Sposoby usuwania twardości wody.

a) przez strącanie

-dekarbonizacja termiczna

-dekarbonizacja wapnem

-dekarbonizacja wody kwasem

-zmiękczanie węglanem i ługiem sodowym

-zmiękczanie za pomocą wapna i sody

-zmiękczanie fosforanami sodowymi

-dawkowanie chemikaliów

b) dzięki wymieniaczom jonowym

5. Jaki warunek musi być spełniony, aby wytworzyły się osady dowolnej substancji rozpuszczonej w wodzie?

Cząsteczki tej substancji muszą być cięższe od cząsteczek wody !?!?!?!?!?!?

6. Co to jest gramorównoważnik i jak się go określa? Przykład obliczeniowy.

Gramorównoważnik jest to liczba gramów danego pierwiastka odpowiadające jego równoważnikowi chemicznemu. Jest to więc wyrażona w gramach masa danego pierwiastka, która łączy się lub zastępuje w związku chemicznym 8 g tlenu lub 1,008 gramów wodoru.

Gramorównoważnik = gramocząsteczka/wartościowość

Ile wynosi gramorównoważnik miedzi, jeżeli ładunek wydziela z roztworu soli miedzi 15,88g metalu.

II prawo Faradaya: R = M/w, gdzie: R to gramorównoważnik pierwiastka, M - masa molowa, a w wartościowość. Liczysz, ile moli stanowi 15,88g miedzi, wychodzi około 0,25. Jeżeli skorzystasz z zależności, że n = m/M, to wychodzi R = m/n*w = 15,88/0,25*2 = 31,76 g. 

7. Jakie obszary w kotle są narażone na powstawanie twardego kamienia kotłowego a gdzie tworzy się najczęściej kamień miękki?

Podgrzewacz - twardy kamien kotlowy

8. Co wpływa na powstawanie kamienia kotłowego?

Osady typu kamienistego

9. Związki chemiczne jakich metali są odpowiedzialne za tworzenie się kamienia? Jakie to są związki?

Wapń - CaSO₄

Magnez - MgSiO₃

10. Jak powstaje kamień kotłowy a jak kamień nerkowy?

11. Jaka jest różnica przewodności cieplnej rur czystych oraz zarośniętych warstwą kamienia kotłowego lub rdzy? O ile stopni przykładowo może wzrosnąć temperatura ścianki z warstwą kamienia kotłowego każdego typu?

- Zarośnięte warstwą rury mają znacznie mniejszą przewodność ciepła w procesie odparowania w kotłach. Z kolei konsekwencją rdzy są częściowe lub całkowite destrukcje urządzeń.

Temperatura z 350 stopni może dojść do 750 (przy 1 mm grubości kamienia)

12. Jak dokonuje się diagnostyki pojawienia się kamienia kotłowego?

13. Dla którego rodzaju kotłów - płomienicowo-płomieniówkowego czy wodnorurkowego - pojawianie się takiej samej warstwy kamienia kotłowego jest bardziej niebezpieczne? Uzasadnij.

Pojawienie się takiej samej warstwy kamienia kotłowego bardziej niebezpieczne jest dla kotów rodzaju wodnorurkowego. W kotłach typu PP bierze się pod uwagę ochronne działanie kamienia przed korozyjnym oddziaływaniem wody.

14. Jakimi cechami można określić kamień kotłowy?

[-porowatość

-ciężar właściwy

-twardość

-przewodnictwo cieplne

-skład chemiczny] ????

15. Jakie są metody zabezpieczania instalacji kotłowych przed kamieniem kotłowym a jakie samochodów policyjnych przed kamieniem brukowym? Jakie są metody ich usuwania?

Metody zabezpieczania: preparowanie wody - usunięcie zanieczyszczeń kamieniotwórczych przed wprowadzeniem wody do kotła, korygowanie wody - dodawanie do wody substancji powodujących wytrącenie zanieczyszczeń w postaci mułu kotłowego usuwanego w czasie odmulania.

Metody usuwania:

W przypadku kamieni twardych - metody udarowe(uderzenia z dużą częstotliwością, kamień się wykrusza)

W przypadku kamieni miękkich - metody gryzowe(zdzieranie kamienia za pomocą specjalnych urządzeń)

Metody chemiczne - rozmiękczanie i rozkruszenie osadów za pomocą kwasów

16. Jakie są rodzaje korozji i który rodzaj dominuje?

- spowodowana chemicznym działaniem wody i pary

-spowodowana działaniem kwasów

- spowodowana działaniem tlenu i dwutlenku węgla

- spowodowana przez prądy błądzące

17. Jaki jest mechanizm tworzenia się korozji elektrochemicznej i jaki jest jej przebieg? Depolaryzacja tlenowa i wodorowa.

Powierzchnia metalu nigdy nie jest idealnie jednorodna, w rezultacie powstają lokalne różnice potencjałów prowadzące do utworzenia się ogniw korozyjnych, fragmenty powierzchni o niższym potencjale są anodami, zachodzi na nich utlenianie metalu, na katodach zachodzą reakcje redukcji.

18. Jakie są metody zabezpieczania urządzeń przed korozją elektrochemiczną?

19. Co to jest szereg napięciowy metali? (jeśli chodzi o metale, to wiedza ta może się przydać m. in. na koncertach boysbandów Iron Maiden, Slayer i zespołu Boys).

20. Co to są inhibitory korozji?

21. Jaka jest skuteczność antykorozyjna pokrycia elementu stalowego powłoką cynową w porównaniu z powłoką cynkową?

22. Czym są w standardowym obiegu kotłowym: woda zasilająca, woda kotłowa, skropliny, woda dodatkowa, woda ognista, woda chłodząca?

23. Czy zasolenie wody kotłowej jest większe czy mniejsze niż wody zasilającej? Uzasadnij.

24. Jakie pH (jaki zakres, mniej więcej) jest wymagane dla wód kotłowych, chłodzących i ciepłowniczych - mocnokwasne, słabokwaśne, obojętne, lekko zasadowe, zasadowe? Uzasadnij.

25. Czy dla kotłów wodnorurkowych wymagania dotyczące jakości wody są surowsze niż dla płomienicowo-płomieniówkowych czy nie? Uzasadnij.

26. Jakie są różnice pomiędzy ciągiem technologicznym przygotowania wody kotłowej oraz wody do celów chłodniczych?

27. Dlaczego ważnym jest usuwanie z wody kotłowej żelaza i manganu (i nie myślę tu o tym, że gruby złom żelazny może wpaść do pompy i ją całkowicie zniszczyć...)?

28. W jaki sposób i na jakich urządzeniach prowadzone jest usuwanie zanieczyszczeń grubych?

29. Co to jest zawiesina koloidalna?

30. Co to jest koagulacja, flokulacja i sedymentacja (przyda się do krzyżówek)?

31. Co to są koagulanty i jaka jest skuteczność metod opartych na koagulacji?

32. Co to jest klarowanie i w jaki sposób się je przeprowadza (wytwórcy win domowych mają tu niezbędne doświadczenie)?

33. Czym się różni koagulacja powolna i pospieszna?

34. Jaki rodzaj filtrów dominuje w przygotowaniu wody do obiegów elektrowni parowych?

35. Jaka jest zasada usuwania zanieczyszczeń organicznych?

36. Jak jest optymalny zakres pH na potrzeby metody uzdatniania wody chlorem?

37. W jaki sposób usuwa się żelazo i mangan z wody?

38. W jaki sposób prowadzi się odolejanie wody i w jaki sposób substancje oleiste mogą dostawać się do obiegów kotłowych?

39. Jakie są metody dekarbonizacji wody (że tak pomogę: dekarbonizacja wapnem, kwasem, węglanem i ługiem sodowym, fosforanami sodowymi, wapnia i sody oraz dekarbonizacja termiczna i jonitowa)? Scharakteryzuj KRÓTKO poszczególne metody.

40. Co to są jonity i wymienniki jonitowe i do czego służą (też może się przydać do krzyżówek)?

41. W jaki sposób przeprowadza się odgazowanie wody i jakie są główne metody odgazowania?

42. Co to jest osmoza i odwrócona osmoza? Opisz, może być z rysunkami. Ale KRÓTKO.

43. Które ze zjawisk - osmoza czy odwrócona osmoza - wykorzystywana jest w procesach przygotowania wody i do jakich celów się ją stosuje?

---