Przedmiot: Uzdatnianie wody

Temat ćwiczenia: Odgazowanie wody

WPROWADZENIE

W naturalnych wodach powierzchniowych dwutlenek węgla pochodzi głównie z atmosfery lub procesów mineralizacji substancji organicznych, w wodach podziemnych natomiast z procesów geochemicznych. Pochłanianie dwutlenku węgla z atmosfery obserwuje się przede wszystkim w morzach, a bardzo rzadko w wodach powierzchniowych rzecznych, które zawierają dwutlenek węgla zwykle w większych ilościach, niż wymaga tego stan rów­nowagi w atmosferze. Dlatego w wodach rzecznych obserwuje się na ogól proces odwrotny - wydzielanie dwutlenku węgla do atmosfery. Na zmniejszanie zawartości dwutlenku węg­la w wodach naturalnych mają ponadto wpływ również procesy, w których dwutlenek węg­la wchodzi w reakcje chemiczne (np. rozpuszczanie skal węglanowych) lub zużywany jest w procesie fotosyntezy przez roślinność wodną. Zawartość dwutlenku węgla w wodach na­turalnych zmienia się w bardzo szerokich granicach - od kilku mg/1 (rzeki i jeziora) do kil­kuset, a nawet kilku tysięcy mg/1 (wody mineralne).

Gazowy dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie, nazywany wolnym dwutlenkiem węgla, tylko w niewielkim stopniu reaguje z wodą, tworząc zdysocjowany kwas węglowy. Sumaryczna zawartość wolnego dwutlenku węgla oraz związanego dwutlenku węgla sta­nowi ogólny dwutlenek węgla. Związany dwutlenek węgla znajduje się w wodzie pod pos­tacią wodorowęglanów HCO₃^- i węglanów CO₂. Postać, w jakiej dwutlenek węgla wystę­puje w wodach naturalnych, zależy od ich odczynu. Ilustrują to dane zamieszczone w tabeli 1.

Praktycznie można przyjąć, że przy pH < 4 dwutlenek węgla w wodzie występuje całkowicie w postaci gazowej, a przy wzroście pH > 8,3 zanika wolny CO₂ i pojawia się CO₂ związany w postaci wodorowęglanowej i węglanowej.

Tabela 1 Występowanie różnych form dwutlenku węgla w zależności od pH wody

	Odczyn roztworu [pH]
	4	5	6	7	8	8,3	9	10	11
Wolny	99,5	95,4	67,7	17,3	2,0	1,0	0,2	-	-
Wodorowęglanu wy	0,5	4,6	32,2	82,7	97,4	97,8	94,1	62,5	14,3
Węglanowy	-	-	-	-	0,6	1,2	5,7	37,5	85,7

Cześć wolnego dwutlenku węgla, niezbędna do utrzymania w roztworze rozpuszczo­nego wodorowęglanu wapniowego w myśl równania

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + H₂O + CO₂

nazywa się dwutlenkiem węgla równowagi węglanowo-wapniowej lub po prostu przyna­leżnym dwutlenkiem węgla. W miarę zwiększania się w wodzie stężenia wodorowęglanów (twardości węglanowej) ilość niezbędnego dwutlenku węgla przynależnego wzrasta. Część wolnego dwutlenku węgla, która stanowi nadmiar w stosunku do dwutlenku węgla przyna­leżnego, nazywa się agresywnym dwutlenkiem węgla i ten dwutlenek węgla wykazuje agresywne działanie w stosunku do betonu i metali. Z tych względów obecność tego nad­miaru dwutlenku węgla w wodach naturalnych jest niepożądana. Z higienicznego punktu widzenia dwutlenek węgla nie ma większego znaczenia w ocenie wód podziemnych, nato­miast jeżeli chodzi o wody powierzchniowe, daje niekiedy pewne wskazówki co do stopnia zanieczyszczenia wody substancjami organicznymi oraz procesów w niej zachodzących.

Zasadowość wody jest to zdolność wody do zobojętniania kwasów mineralnych. Właś­ciwość tę nadają wodzie obecne w niej wodorowęglany, węglany, wodorotlenki oraz wy­stępujące w niewielkich ilościach krzemiany, borany i fosforany.

Stabilność, korozyjność i agresywność wody

Stabilność i korozyjność wody to wskaźniki ważne przy ocenie przydatności wody do ce­lów przemysłowych, jak również przy dystrybucji wody do picia i potrzeb gospodarczych. Woda naturalna odznacza się często niekorzystnymi własnościami agresywnymi i korozyj­nymi. Własności te powodowane są przede wszystkim obecnością jonów i związków nie­organicznych występujących w różnych stosunkach ilościowych uzależnionych od charak­teru i pochodzenia hydrogeochemicznego wody. W procesach uzdatniania wód naturalnych metodami chemicznymi (np. przez koagulację, wymianę jonową, chlorowanie) obserwuje się często potęgowanie agresywności i korozyjności, związane z wprowadzeniem czynni­ków zmieniających skład wody i naruszających stan równowagi węglanowo-wapniowej lub zwiększających zawartości szkodliwie oddziałujących jonów.

Niszczące działanie wody sprowadza się do agresywnego wpływu na beton oraz koro­zyjnego oddziaływania na metale, głównie żelazo i stal. Agresywność w stosunku do beto­nu polega przede wszystkim na reakcjach zachodzących między tzw. agresywnym dwutlen­kiem węgla oraz węglanem wapnia i węglanem magnezu, w rezultacie których następuje związanie CO₂ i utworzenie rozpuszczalnych wodorowęglanów, naruszających strukturę i własności mechaniczne atakowanego tworzywa. Korozyjne działanie na metale obejmuje złożone procesy elektrochemiczne. Żaden ze składników wody nie pozostaje obojętny w stosunku do metalu i może przyspieszać lub opóźniać jego korozję. Nawet woda destylowana, szczególnie w wysokich temperaturach, powoduje korozją i to w tym większym stopniu, im wyż­sza jest temperatura, albowiem pH wody maleje ze wzrostem temperatu­ry, jak to widać na wykresie zależ­ności pH wody od temperatury (rys. 1). Spadek pH wody ze wzrostem tem­peratury jest szczególnie znaczny w zakresie temperatur od 0°C do 100°C. Od 100° do 200°C pH spada już nieznacznie, a powyżej 200° praktycznie już się dalej nie zmienia.O szybkości korozji decyduje wzajemny stosunek zawartych w wodzie składników ochronnych i korozyjnych. Wpływ składu wody na szybkość korozji metali według Chandlera przestawiono w tabeli 2.

Coraz częściej zwraca się uwagę na zwiększone własności korozyjne wód zanieczysz­czonych. Jest to związane z wyższą od przeciętnych zawartością soli mineralnych, których ilość ulega dodatkowo podwyższeniu w wyniku uzdatniania wody znacznymi dawkami ko­agulantów. Jednocześnie następuje zwykle obniżenie odczynu wody i indeksu nasycenia oraz wzrost zawartości wolnego, a nawet pojawienie się agresywnego dwutlenku węgla. Z innych czynników wpływających na intensywność procesów korozji wymienić można:

1. Szybkość przepływu - wzrost szybkości do pewnej wartości powoduje przyspie­szenie korozji w związku ze zwiększeniem dostępu tlenu do metalu. Dalsze zwiększenie szybkości przepływu może zmniejszyć korozję ze względu na pasywację metalu i tworze­nie się warstw tlenków w przypadku intensywnego dopływu tlenu. Duża szybkość przepły­wu powoduje ponownie wzrost intensywności korozji wskutek mechanicznego uszkadza­nia strumieniami wody warstw ochronnych.

Tabela 2. Wpływ składu wody na szybkość korozji metali według Chandlera

Składnik lub charakterystyka wody

Wpływ na szybkość korozji

Odczyn pH Rozpuszczone gazy: -tlen - dwutlenek węgla Rozpuszczone sole: -jony agresywne -jony metali -jony nieagresywne - całkowita ilość substancji rozpuszczonej

Dla większości wód naturalnych odczyn pH nie ma wpływu na szybkość korozji. W zakresie pH 4,5 -9,0 szybkość korozji jest prawie stała. Tlen jest efektywnym depołaryzatorem katodowym i w związku z tym szybkość ko­rozji wzrasta wraz ze wzrostem jego stężenia (typowe zawartości 2-10 mg/1). Przy wysokich stężeniach może wystąpić pasywujące działanie tlenu, chociaż działanie to uniemożliwiają rozpuszczone sole, a w szczególności jony chlorkowe. Działanie tlenu jest uzależnione od wielu innych czynników, a mianowicie: temperatury, prze­pływu i składu chemicznego wody. W przypadku nierównomiernego wprowadze­nia tlenu mogą się tworzyć ogniwa stężeniowe. Dwutlenek węgla może wpływać bezpośrednio (co wynika z jego kwaśnego charak­teru), stanowiąc źródło jonów wodorowych dla reakcji katodowej i pośrednio ogra­niczając tworzenie się węglanu wapniowego. Jony siarczanowe i chlorkowe są zawsze agresywne, gdyż utrudniają tworzenie się warstw ochronnych. Jony chlorkowe mogą niszczyć stan pasywny, co prowadzi do korozji wżerowej. Jony niektórych metali (np. miedzi) mogą powodować tworzenie lokalnych ogniw bimetalicznych wskutek redukcji i wydzielania się na powierzchniach stalowych i tym samym mogą przyspieszać korozję lokalną. Jony takie jak wapń, magnez, kwaśne węglany - mają własności inhibitujące. Wielkość zasolenia wody ma wpływ głównie na szybkość korozji układów bimeta­licznych. Jest potrzebna przy badaniu przydatności ochrony katodowej.

2. Temperaturę wody - wpływa ona bardzo istotnie na szybkość reakcji chemicznych, a tym samym na intensywność procesów korozji. Wzrost temperatury zwiększa ponadto szybkość dyfuzji tlenu do powierzchni metalu, z drugiej jednak strony zmniejsza jego roz­puszczalność.

3. Na powstawanie zjawiska ko­rozji wpływają również zbyt wyso­kie wartości pH. Przedstawiony na rys. 2. wykres wskazuje, że już w temperaturze pokojowej 23^oC zdolność do korozji zwiększa się ze wzrostem pH powyżej 11,5. Optymalny zakres pH, jak to wi­dać na rysunku, znajduje się w przedziale 8,7÷11,5. Według najnow­szych poglądów dolna granica nie powinna spadać poniżej 8,5.

W Polsce przeprowadza się wstępną jakościową ocenę korozyjnego działania zimnych wód, stosowanych do picia i potrzeb gospodarczych, na przewody z żeliwa, stali zwykłej lub ocynkowanej według normy. Norma ta określa dopuszczalne wielkości parametrów wo­dy, przy których woda ma osłabione własności korozyjne. Przy ocenie własności korozyjnych wody interpretacji poddaje się następujące parametry: indeks nasycenia, zawartość agre­sywnego dwutlenku węgla, zasadowość ogólną wody, twardość wapniową, właściwe prze­wodnictwo elektryczne, chemiczne zapotrzebowanie tlenu, zawartość tlenu rozpuszczonego, zawartość siarczanów, chlorków, azotanów, jonów amonowych, miedzi oraz siarkowodoru.

Rola O₂ i CO₂ w zjawiskach korozji

Szczególną rolę, w procesie korozji odgrywa C0₂ i O₂ powodu­jąc charakterystyczne wżery i wgłębienia na żelaznych częściach aparatury, kotłów, rur itp. _; .

Dwutlenek węgla jest gazem dobrze rozpuszczalnym w wodzie (w 20°C pod normalnym ciśnieniem litr wody rozpuszcza ok. 1,7 g CO₂) i występuje w niej pod różnymi postaciami: jako C0₂ związany całkowicie (w węglanach obojętnych), częściowo (w wodorowęgla­nach) oraz jako wolny CO₂. Część wolnego, niezwiązanego CO₂ pozo­staje w równowadze z wodorowęglanami obecnymi w wodzie. Reszta wolnego CO₂ stanowi tzw. agresywny dwutlenek węgla, który ataku­jąc żelazo daje Fe(HCO₃)₂. Ustala się równowaga między atakowanym żelazem a rozpuszczonym wodorowęglanem żelaza (II), która mogłaby zahamować dalsze rozpuszczanie się żelaza, gdyby nie obecność tlenu. Tlen powoduje natychmiast dalszy bieg reakcji, utleniając Fe(HCO₃)₂ zgodnie z równaniem reakcji:

2 Fe(HCO₃)₂ +H₂O + 0,5O₂ → 2 Fe(OH)₃↓ + 4 CO₂↑

Produkt utleniania - wodorotlenek żelaza (III) - jest trudno roz­puszczalny, wobec czego wypada z roztworu, co pociąga za sobą zakłócenie równowagi. Dalsze ilości żelaza z tworzywa żelaznego przechodzą do roztworu w postaci wodorowęglanu, a ten utlenia się na trudno rozpuszczalny Fe(OH)₃.

Środki zaradcze

Działanie czynników korodujących zwiększa się ze wzrostem temperatury i ciśnienia. Aby zapobiec korozji usuwa się z wody drogą specjalnych procesów C0₂, O₂ i inne gazy wywołujące korozję.

Inny sposób przeciwdziałania korozji polega na utrzymywaniu w wodzie pewnego stopnia alkaliczności. Wody słabo alkaliczne są mniej korozyjne niż wody obojętne. Pozostaje to w związku z two­rzeniem się na powierzchni żelaza warstewki ochronnej, gdy zasa­dowość wody znajduje się w granicach 0,3 ÷ 0,8 g NaOH/1. Wody o większej zasadowości są szkodliwe - silniej korodują. Przyczyną jest zapewne reakcja Fe(OH)₂ z NaOH, co prowadzi do powstawania, łatwo rozpuszczalnych żelazinów.

Poza tym można przeciwdziałać korozji, dodając do wody tzw. inhibitory, tj. substancje chemiczne hamujące przebieg korozji. Do substancji tego typu należą np. sole chromowe, azotany i inne, które powodują tworzenie się ochronnej warstewki, najczę­ściej tlenku metalu.

Inną grupę inhibitorów, stosowaną zwłaszcza dla przeciwdziałania korozji w instalacjach pracujących z kondensatem, stanowią amoniak i aminy: hydrazyna N₂H₄, morfolina O(C₂H₄)₂NH, cykloheksyloamina C_fiH₁₁NH₂ - skuteczne w temperaturach poniżej 370° i ma­jące za zadanie utrzymywanie podwyższonego pH. Szczególnie sku­teczne są zwłaszcza pierwszorzędowe aminy alifatyczne o długich łańcuchach węglowych liczących 10-18 atomów węgla w cząsteczce. Te aminy mają zdolność wytwarzania warstewek ochronnych na po­wierzchni metalu. Podobne działanie mają krzemiany (np. krzemian sodowy lub krzemiany mieszane, tzw. silenole).

Do unieszkodliwiania ujemnego działania zanieczyszczeń wystę­pujących w wodzie kotłowej stosuje się niekiedy substancje kompleksujące — np. wersenian sodowy i sześciometafosforan sodowy. Ich rola sprowadza się do wiązania w trwałe kompleksy jonów róż­nych metali - np. wapnia, magnezu itp.

Do innych sposobów należy pokrywanie powierzchni łatwo koro­dującej warstewką metalu odpornego na korozję.

Ogólnie trzeba powiedzieć, że zwalczanie korozji jest bardzo trudne. Całkowite zabezpieczenie przed nią jest w warunkach prze­mysłowych praktycznie niemożliwe. Zwykle stosowane środki zapo­biegawcze, opracowane dla danych warunków, jedynie zmniejszają proces korozji w mniejszym lub większym stopniu. Walka z korozją jest w przemyśle zagadnieniem bardzo ważnym i stale aktualnym, któremu poświęca się liczne prace badawcze.

Ogazowanie wody - podstawy teoretyczne

Rozpuszczalność gazów w cieczach można w zasadzie określić jako absorpcję, podczas gdy ich wypieranie z rozpuszczalnika -jako desorpcję. Wyjątek stanowią przypadki, gdy cząsteczki gazu tworzą z cząsteczkami rozpuszczalnika mniej lub bardziej trwałe połączenia chemiczne, np.:

CO₂ + H₂O ⇔ H₂CO₃

Rozpuszczalnosć gazu w cieczy określają następujące czynniki:

• powinowactwo rozpuszczanego gazu do danego rozpuszczalnika,

• temperatura - ze wzrostem temperatury zmniejsza się rozpuszczalność gazu,

• ciśnienie - ze wzrostem ciśnienia zwiększa się rozpuszczalność,podczas gdy ze spadkiem następuje jej obniżenie i zachodzi desorpcja,

• oddziaływanie obecnych w roztworze współtowarzyszących substancji.

Ilościowo wielkość absorpcji gazów określa prawo Henry 'ego, Stężenie rozpuszczonego w cieczy gazu m jest proporcjonalne do jego ciśnienia w fazie gazowej, tzn. do jego ciśnienia cząstkowego p :

m = k • p (dla stałej temperatury).

Wielkość k jest współczynnikiem proporcjonalności, który zależy od rodzaju gazu i rozpuszczalnika oraz temperatury.

Odgazowanie wody można przeprowadzić metodami fizycznymi lub chemicznymi. W metodach fizycznych dąży się do tego, aby znajdująca się w kontakcie z wodą faza gazowa zawierała mniejszą ilość gazu, niż to wynika ze stanu równowagi. W wyniku przebiegającego procesu zakłócony stan równowagi ulega przywróceniu, a rozpuszczony w wodzie gaz przechodzi do fazy gazowej.

Ilościowy przebieg zjawiska określają odpowiednie współczynniki rozdziału gazu. Ustalenie warunków rozdziału gazu zachodzi w wyniku dwóch procesów:

• tworzenia się pęcherzyków gazu i ich konwekcji z roztworu do fazy gazowej

• dyfuzji gazu przez graniczne powierzchnie faz

Pęcherzyki gazu mogą się tworzyć wtedy, gdy suma ciśnień cząstkowych wszystkich rozpuszczonych gazów i pary wodnej jest większa od ciśnienia zewnętrznego. Przez obniżenie ciśnienia albo podwyższenie temperatury wody można zatem zawsze doprowadzić do wytwarzania pęcherzyków.

Z prawa Ficka wynika, że szybkość dyfuzji jest zależna od rodzaju substancji, przy czym jest ona tym wyższa, im większa jest powierzchnia styku i im większa jest różnica stężeń pomiędzy oddziaływującymi czynnikami. Wzrost temperatury i ciśnienia oddziaływa na szybkość dyfuzji.

Odgazowanie mechaniczne

Sposoby mechaniczne polegają na odpędzeniu rozpuszczonych gazów, czemu sprzyja rozwinięcie powierzchni przez: a) rozpylanie wody, b) intensywne mieszanie, c) przedmuchiwanie powietrzem (wyłącznie do usuwania CO₂ i H₂S).

Odpowiednie urządzenia, celowo jest umieszczać po podgrzewaczu, kiedy woda ma już wyższą temperaturę, co jak wiadomo wpływa na zmniejszenie rozpuszczalności gazu. Tym sposobem usuwa się CO₂, i H₂S, których ciśnienie cząstkowe w powietrzu jest małe, -nie można natomiast usunąć O₂.

Odgazowanie termiczne

Rozpuszczalność gazu maleje ze wzrostem temperatury i spadkiem ciśnienia. Zależność tę pokazuje rys. 3 na którym przedstawiono krzywe zależności ciśnienia cząstkowego oraz rozpuszczalności O₂, N₂, H₂O (pary) i powietrza od temperatury. Jak widać, całkowite odpędzenie tlenu wymaga temperatury 100 ^oC.

Rys. 3 Zależnośó rozpuszczalności gazów oraz ciśnienia cząstkowego od temperatury a - krzywa rozpuszczalności O₂, b - krzywa rozpuszczalności N₂ , c - krzywa ciśnienia cząstkowego O₂, d - krzywa ciśnienia cząstkowego N₂, e - krzywa ciśnienia cząstkowego powietrza, f -krzywa ciśnienia cząstkowego pary wodnej

Urządzenia do odgazowania termicznego pracują przy zastosowa­niu podciśnienia lub nadciśnienia. Podciśnienie bywa rzadko stosowane. ponieważ wymaga, wielkiej ostrożności i bardzo szczelnej aparatury. Drobne nieszczelności mogą powodować zasysanie z zewnątrz powietrza i zniweczenie zabiegów.

Jako źródło wody odgazowanej służą również kondensaty, otrzymywane z kondensatorów pary zużytej, w których możliwe jest odgazowanie do wartości poniżej 0_,1 mg/dm³ gazu.

Odgazowanie chemiczne

Usuwanie 0₂

Metodami chemicznymi usuwa się prawie wyłącznie tlen, którego dopuszczalna zawartość w wodzie do kotłów zwykłych wynosi 0,5 mg/l, a do wysokoprężnych - 0,05 mg/l. Wszystkie metody chemiczne polegają na wprowadzeniu reduktorów, które utleniają się tlenem obecnym w wodzie. Stosuje się najczęściej siarczyn sodowy Na₂SO₃, dwutlenek siarki SO₂ lub hydrazynę NH₂NH₂ - rzadziej podsiarczyn sodowy Na₂S₂O₄, fosforyn sodowy Na₂PO₃, lub chlorek żelazowy (II) FeCl₂. Dobre wyniki daje też filtrowanie wody przez wiórki żelazne i miedziane, które reagują z tlenem oraz agresywnym dwutlenkiem węgla z wody na zasadzie korozji.

Mechanizm działania poszczególnych czynników jest następujący:

1. 2 Na₂SO₃ + O₂ → 2 Na₂SO₄

Stosuje się nadmiar od 50 do 100% siarczynu sodowego w stosunku do zapotrzebowania teoretycznego i podwyższoną temperaturę ok. 80^oC, która skraca czas reakcji.

2. SO₂ + H₂O → H₂SO₃

H₂SO₃ + 0,5 O₂ → H₂SO₄

Proces przyśpiesza dodatek katalizatora, którym jest CuSO4.

Dwutlenek siarki ma tę wyższość nad siarczynem, że w przeciwieństwie do niego nie zwiększa zawartości soli w wodzie kotłowej. Używa się go z reguły do usuwania tlenu w wodzie zasilającej kotły wysokoprężne.

3. NH₂-NH₂ + O₂ → N₂ + 2 H₂O

Ta reakcja jest dogodna, ponieważ hydrazyna reaguje z tlenem bardzo szybko. Ponadto produkty reakcji nie zmieniają jakości wody. Powyżej temperatury 80^oC proces odtleniania wody przebiega szybko; w niższych temperaturach działanie hydrazyny jest skuteczne przy większym jej nadmiarze i przy pH wody większym od 9. Do odtleniania wody oprócz hydrazyny (N₂H₄·H₂O) może być stosowany siarczan hydrazyny (N₂H₄·H₂SO₄).

4. Filtrowanie przez wiórki żelazne lub miedziane

Korzystne jest filtrowanie przez materiał mieszany - np. wiórki żelazne + koks itp. W tych warunkach proces chemicznego wiązania tlenu z utworzeniem tlenków i wodorotlenków tych metali przyśpieszają procesy elektrochemiczne, dzięki powstawaniu licznych ogniwek lokalnych. Na katodach tych ogniwek wywiązuje się wodór, który reaguje z tlenem rozpuszczonym w wodzie.

Usuwanie CO₂

Odgazowanie polegające na chemicznym wiązaniu CO₂ nazywa się często odkwaszaniem.

Z najczęściej stosowanych sposobów można wymienić:

1. Filtrowanie przez rozkruszony marmur - na zasadzie reakcji, w wyniku której powstaje twardość węglanowa:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

2. Filtrowanie przez filtr z masą „Magno”, którą otrzymuje się przez wypalenie dolomitu w temp. 700÷725^oC, kiedy rozkłada się MgCO₃→MgO, natomiast CaCO₃ pozostaje nierozłożony.

Na filtrze zachodzi reakcja:

MgO + 2 CO₂ + H₂O → Mg(HCO₃)₂

W tym wypadku również następuje przyrost twardości węglanowej magnezowej.

Skuteczność odkwaszania, a tym samym usuwania korozyjnych właściwości wody, uzależniona jest od wielu czynników. Największe znaczenie posiada jakość stosowanych mas, ich granulacja oraz prędkość filtracji wody.

3. Wiązanie CO₂ za pomocą wody wapiennej:

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Literatura:

1. Kowal A.L. Świderska-Bróż M., Oczyszczanie wody, PWN, Warszawa-Wrocław, 1997.

2. Prejzner J., Laboratorium technologii wody, Gdańsk 1978.

3. Justatowa J., Technologia wody i ścieków, PWN, Warszawa-Łódź 1980.

4. Doilido J., Chemia wód powierzchniowych, Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok 1995.

5. Doilido J., Chemia wody, Arkady, Warszawa 1987.

WYKONANIE ĆWICZENIA

Ćwiczenie ma na celu wykazania możliwości zastosowania trzech wybranych metod do odgazowania wody.

1. Metoda termiczna

W próbce poddawanej odgazowaniu wody należy oznaczyć zawartość tlenu i wolnego dwutlenku węgla przed i po procesie odgazowania.

Do kolby stożkowej o pojemności 1 dm³ przelewarować 0,5 dm³ wody, ogrzać do wrzenia i utrzymywać stan wrzenia przez 5 min. Po oziębieniu ostrożnie przelewarować ilości wody potrzebne do oznaczenia rozpuszczonego tlenu i dwutlenku węgla.

2. Metoda próżniowa

W próbce poddawanej odgazowaniu wody należy oznaczyć zawartość tlenu i wolnego dwutlenku węgla przed i po procesie odgazowania.

Do kolby stożkowej o pojemności 1 dm³ przelewarować 0,5 dm³ wody. Kolbę szczelnie zamknąć i podłączyć do pompy próżniowej na okres 30 minut, wstrząsając zawartością kolby co 5 min. Po upływie czasu oznaczyć w odgazowanej wodzie pozostały tlen i dwutlenek węgla.

3. Metoda chemiczna

W próbce poddawanej odgazowaniu wody należy oznaczyć zawartość tlenu przed i po procesie odgazowania.

W metodzie chemicznej jako reduktor stosujemy siarczan hydrazyny. Przygotować roztwór siarcznu hydrazyny o stężeniu 0,025M. Do 3 kolbek do oznaczenia zawartości tlenu przelewarować do pełna badaną wode, a następnie wprowadzać pod powierzchnie cieczy następujące objętości reduktora: 5, 10 oraz 50 ml. Po wprowadzeniu reduktora, butelki szczelnie zamknąć, wstrząsnąć i pozostawić na 8 min. Po tym czasie oznaczyć w poszczególnych próbkach zawartość tlenu.

W sprawozdaniu oprócz przedstawionych wyników oraz dyskusji błędów, proszę dokonać porównania efektywności, pod względem odgazowania wody, użytych metod.

6

Rys. 1. Zależność pH wody destylowanej od temperatury

Rys. 2. Zależność skłonności do korozji od pH wody

---