lecture 5

Question 1

В каких направлениях химической промышленности используется вода

Answer 1

1) Для технологических целей в качестве растворителя твердых, жидких и
газообразных веществ;
2) Среды для осуществления физических и механических процессов (флотация,
транспортировка твердых материалов в виде пульпы и др.)
3) Промывной жидкости для газов;
4) Экстрагента и абсорбента различных веществ.
5) Как теплоноситель (в виде горячей воды и пара) и
хладагента для обогрева и охлаждения аппаратуры.
6) В качестве сырья и реагента для производства
различной химической продукции (например, водорода, ацетилена, серной и азотной
кислот)

Question 2

каким путем решается задача рационального использования водных ресурсов в химической и
нефтехимической промышленности

Answer 2

− разработки научно обоснованных норм расхода воды на технологические
операции;
− максимально полного использования отходов и снижения за счет этого
потребности в очистительных сооружениях;
− замены водяного охлаждения аппаратуры воздушным;
− организации замкнутых без сточных производств и водооборотных
циклов.

Question 3

В химических производствах используются три схемы водооборота в зависимости
от тех изменений, которые претерпевает вода в процессе производства:

Answer 3

— Вода только нагревается и должна быть перед возвратом охлаждена в градирнях
или бассейнах;
— Вода только загрязняется и должна быть перед возвратом очищена в специальных
очистных сооружениях
— Вода нагревается и загрязняется. Этот тип водооборота представляет комбинацию
водооборотов первого и второго типов

Question 4

Природная вода подразделяется на

Answer 4

Атмосферная вода
выпадающая в виде дождя и снега, содержит минимальное
количество примесей,
Поверхностные воды
представляют
воды открытых водоемов: рек, озер, каналов, водохранилищ
К подземным водам относятся воды артезианских
скважин, колодцев, ключей и гейзеров

Question 5

Качество воды характеризуется следующими показателями

Answer 5

− Жесткостью;
− Общим солесодержанием;
− Прозрачностью;
− Окисляемостью;
− Реакцией воды.

Question 6

Жесткость воды — различают

Answer 6

− Временную;
− Постоянную;
− Общую жесткость.

Question 7

По значению общей жесткости воды делятся на

Answer 7

− мягкую ( Жо менее 2);
− средней жесткости (Ж0 = 2−10 ммоль/л);
− жесткую (Жо более 10).

Question 8

Реакция воды, т. е. ее кислотность или щелочность, характеризуется концентрацией
водородных ионов или величиной рН

Answer 8

1)При рН = 6,5—7,5 — вода считается нейтральной.
2)При рН < 6,5 — воду называют кислой.
3)При рН >7,5 — щелочной.

Question 9

Общее солесодержание, или сухой остаток

Answer 9

масса вещества, остающаяся после
испарения воды и высушивания полученного остатка при 105—110°С. Сухой остаток
измеряется в миллиграммах на 1 л воды (мг/л). Прозрачность воды измеряется толщиной
слоя воды, через который можно различать визуально или с помощью фотоэлемента
изображение креста или определенного шрифта.

Question 10

В водоподготовку входят операции

Answer 10

Осветления;
Умягчения; Дегазации, а в отдельных случаях обессоливания; Для питьевой воды
обеззараживания.

Question 11

Осветление воды

Answer 11

достигается отстаиванием ее с последующим фильтрованием через
зернистый материал различной дисперсности

Question 12

Обеззараживание воды

Answer 12

обеспечивается ее хлорированием (Ca(ClO)2 − хлорная известь)
или озонированием.

Question 13

Дегазация

Answer 13

удаление из воды растворенных газов достигается химическим способом, при
котором газы поглощаются химическими реагентами, например, в случае диоксида
углерода:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O

Question 14

Осветление воды

Answer 14

производится с целью удаления механических примесей, оно
достигается отстаиванием воды в бетонированных резервуарах большой емкости
(отстойниках) с последующим фильтрованием на песчаных фильтрах. Для осаждения
коллоидных примесей в отстойники вводят коагулянты — сульфаты железа или
алюминия.Коагулянты гидролизуются в воде с образованием аморфных осадков
гидроокисей железа или алюминия, которые адсорбируют коллоидные примеси и увлекают
их на дно резервуара. В конечном счете реакция протекает по уравнению: (4.3)
Гидроокись алюминия образуется также при взаимодействии сульфата алюминия с
присутствующими в воде бикарбонатами кальция и магния:Al2(SO4)3 (aq) + 6 H2O (l) → 2 Al(OH)3 (s) + 3 H2SO4 (aq)

Question 15

Способы умягчения подразделяются на:

Answer 15

Физические способы предусматривают термическую обработку воды или
кипячение, дистилляцию и вымораживание
Химические способы известково — содовый способ заключается в обработке воды сначала известковым
молоком, а затем содой, при этом кальциевые соли превращаются в нерастворимый
карбонат кальция, магниевые соли — в гидроокись и карбонат магния:Ca(ОH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O

Ca(ОH)2 + Mg(HCO3)2 → CaCO3↓ + MgCO3 + H2O

Ca(ОH)2 + MgCO3 → CaCO3 + Mg(OH)2↓

Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3↓ + 2NaCl

Na2CO3 + CaSO4 → CaCO3↓ + Na2 SO4
Фосфатный способ состоит в обработке воды фосфатом натрия:3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3

Question 16

На чем основан Метод ионного обмена

Answer 16

основан на свойстве некоторых твердых тел (ионитов)
поглощать из раствора ионы в обмен на эквивалентное количество других ионов того же
знака.

Question 17

Катиониты

Answer 17

нерастворимые в воде вещества, которые являются солями или
кислотами с анионом, который обусловливает нерастворимость в воде; катион (натрий
или водород) способен вступать в обменную реакцию с катионами раствора. Катиониты
соответственно называются Na — катионитами и H — катионитами.

Question 18

Аниониты

Answer 18

основания или соли с твердым, нерастворимым катионом. Они
содержат подвижную гидроксильную группу (OH—аниониты). Катиониты содержат
подвижные катионы натрия или водорода, а аниониты подвижные ионы гидроксила.В
качестве катионитов применяют сульфоугли, алюмосиликаты (пермутит, цеолит и др.), в
качестве анионитов искусственные смолы, например карбамидные.

Question 19

К преимуществам ионитового способа по сравнению с известково − содовым относятся:

Answer 19

− Компактность и простота аппаратурного оформления;
− Более глубокое умягчение воды (до 0,035+0,07мг/экв·л
− Простота обслуживания и контроля;
− Самое основное — дешевизна.

Question 20

Электродиализом

Answer 20

называется процесс диализа под воздействием электрического поля.
При этом выделение солей из диализуемого раствора происходит в результате
перемещения ионов через пористые мембраны, содержащие катионит (у катода) и
анионит (у анода), с последующим их разрядом на электродах.

Question 21

Дегазация — удаление из воды растворенных газов — производится химическим и
физическим способами.

Answer 21

При химическом способе газы взаимодействуют с химическими соединениями и
удаляются из воды. Например, двуокись углерода удаляют из воды при пропускании через
фильтр, заполненный гашеной известью, либо добавляют к воде известковое молоко. В
обоих случаях образующийся СаС03 выпадает в осадок. Для удаления кислорода воду
пропускают через фильтр, заполненный железными опилками или стружками; кислород
взаимодействует с железом, образующаяся нерастворимая в воде окись железа выпадает в
осадок.
Физические способы удаления газов заключаются в аэрации или нагревании воды в
вакууме.

Question 22

Современные схемы промышленной водоподготовки включают все основные
операции:

Answer 22

− осветление в грубых и коагуляционных отстойниках;
− фильтрование через зернистый материал;
− умягчение методом ионного обмена;
− дегазацию.

Question 23

Современные схемы промышленной водоподготовки включают все основные
операции:

Answer 23

− осветление в грубых и коагуляционных отстойниках;
− фильтрование через зернистый материал;
− умягчение методом ионного обмена;
− дегазацию.