Природная вода

Використання природної кольорової гармонії. Кольорові асоціації.

КОНЕЦ

Гармонійні кольорові сполучення можна знаходити в природі.

Для виконання завдання необхідно взяти зображення, та знайти в ньому основні, доповнюючі кольори та акценти з контрастами. Подати їх у вигляді викраски.

Зразок:

Завдання:

Подаються дві фотографії з яких треба зробити дві викраски (по одній на кожну).

З знайдених кольорів створити дві композиції на тему «Парфуми».

- Проаналізувати кольори по температурі, кольоровій насиченості, світлоті.

- При виконанні знайти 3-4 основних кольори (можна доповнити, розширити їх відтінками), 2-3 контрастні кольори та 2-3 акцентних кольори.

Фотографія 1:

Фотографія 2:

Природная вода – раствор многих веществ в воде. В природной воде содержатся соли, газы, органические вещества и т.д. Качество природной воды определяют путем химического анализа. Основными характеристиками природной воды являются ее соленость и жесткость.

Под соленостью природных вод понимают массу солей (в г), содержащихся в 1л природной воды. Содержание солей определяется составом грунтов, на которых расположен водоем. Из растворенных солей наиболее распространены сульфаты и хлориды натрия, кальция и магния.

По содержанию солей природные воды делятся: на пресные, соленость которых не превышает 1 г/л, на минерализованные, содержащие от 1 до 50 г/л, и на рассолы – свыше 50 г/л солей. На Земле содержится только 3% пресной воды, 97% - вода соленая.

Жесткость воды определяется количеством содержащихся в воде ионов кальция и магния. Она выражается в мэкв/л. Жесткость воды, обусловленная присутствием гидрокарбонатов кальция и магния (Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂), называется карбонатной (устранимой, временной). Сульфаты, хлориды, гидросиликаты (CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂, Ca(HSiO₃)₂, Mg(HSiO₃)₂) определяют некарбонатную (неустранимую, постоянную) жесткость. Вода считается мягкой, если ее жесткость менее 4 мэкв/л. У воды средней жесткости жесткость колеблется от 4 до 8 мэкв/л, у жесткой воды – от 8 до 12 мэкв/л. Если жесткость воды превышает 12 мэкв/л, то такая вода – очень жесткая. Масса 1 мэкв Ca²⁺ составляет 20 мг, 1 мэкв Mg²⁺ составляет 12 мг.

Щелочность воды обусловлена присутствием в воде солей слабых кислот и сильных оснований, которые в результате гидролиза создают щелочную среду:

Na₂CO₃ + H₂O = NaHCO₃ + NaOH.

Газы (О₂, СО₂, N₂ и др.) появляются в природной воде вследствие растворения атмосферных газов и химических процессов, протекающих в водоемах. В 1л природной воды содержится от 2 до 8 мл кислорода, т.е. его в 160 раз меньше, чем в воздухе. Однако относительное содержание О₂ в воде больше:

	С(O2): C(N2)
воздух	1: 4
вода	1: 2

где С(O₂), C(N₂) – концентрации соответствующих газов.

Хорошо растворяется в воде углекислый газ, благодаря взаимодействию с водой: СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃ = Н⁺ + НСО₃^-.

Различают три вида природных вод: атмосферная влага, материковые воды и морская вода.

Атмосферная влага (дождевая вода, снег, лед) содержит наименьшее количество примесей – это только пыль и растворенные газы.

Материковые воды (реки, озера) содержат вещества, попадающие в них из грунтов и почв. Так минеральный состав речной воды определяется химическим составом пород, слагающих бассейн реки, рельефом, климатом. Материковые воды делятся на поверхностные и подземные. Поверхностные воды содержат от 0.05 до 1.6 г/л солей. В основном это катионы Са²⁺, Mg²⁺ и Na⁺ и анионы НСО₃^-, SO₄^2- и Cl^-. В материковых водах чаще всего наблюдается соотношение концентраций анионов: НСО₃^- >SO₄^2- > Cl^- и катионов: Са²⁺> Mg²⁺ > Na⁺. Особенно богаты Са²⁺ и Mg²⁺ (т.е. являются жесткими) воды рек (озер), протекающих по известковым породам (СаСО₃ – известняк, СаСО₃× MgСО₃ – доломит). По значениям солености воды рек делятся следующим образом:

малая соленость – до 0.2 г/л;

средняя - 0.2 – 0.5 г/л;

повышенная - 0.5 – 1 г/л;

высокая - более 1 г/л.

Большинство рек нашей страны отличаются невысокой соленостью и содержанием Са²⁺ и НСО₃^-. Вода большинства рек мира имеет малую и среднюю соленость (Таблице1).

Таблица 1

Соленость некоторых рек

Река	Соленость,г/л	Река	Соленость,г/л
Нева	0.046	Москва	0.358
Нил	0.120	Темза	0.358
Миссисипи	0.210	Дунай	0.331
Северная Двина	0.247	Волга	0.458
Рейн	0.281	Озеро Байкал	0.2

Подземные воды отличаются высокой минерализацией, т.е. высоким содержанием солей.

Морская вода (воды морей и океанов) представляет собой полностью ионизированный раствор солей (78% из которых составляет хлорид натрия NaCl), содержащий немного взвешенных частиц, газов и органических веществ. В морской воде найдено 70 из 106 элементов. Главными особенностями морской воды являются ее высокая минерализация (средняя соленость – 35 г/кг) и слабощелочная реакция (рН изменяется в пределах от 7.6 до 8.4). В таблице 2 приведен средний солевой состав морской воды.

Таблица 2

Средний солевой состав морской воды.

Соль	Содержание,%	Соль	Содержание,%
NaCl	78.32	CaSO4	3.94
MgCl2	9.41	KCl	1.69
MgSO4	6.4	прочие соли	0.22

Соленость морской воды характеризуется промилле и определяется суммарной массой всех солей, содержащихся в 1 кг воды. 1^о/_оо (один промилле) = 1г солей/1кг морской воды. Соотношение концентраций катионов в морской воде: Na⁺ > Са²⁺> Mg²⁺ и анионов Cl^- > SO₄^2- > НСО₃^-.

Соли в океан поступают с материковым стоком, при растворении береговых пород и донных осадков. Соленость морской воды изменяется от 32 до 39^о/_оо. Внутренние моря с большим притоком пресной воды из впадающих рек имеют меньшую соленость. Моря, в которых испарение преобладает над количеством выпадающих осадков, имеют повышенную соленость (Красное море – 40-41^о/_оо). В Балтийском море выпадает много осадков, а испарение невелико, кроме того, в него впадает около 200 рек, поэтому соленость его мала (7^о/_оо). Из океанов самой малой соленостью отличается Северный Ледовитый океан (34.1^о/_оо). Соленость поверхностных вод Тихого океана - 34.85^о/_оо, Атлантического океана – 35.3^о/_оо. Соленость ряда морей приведена в таблице 3.

Таблица 3

Соленость некоторых морей

Море	Соленость, ^о/оо	Море	Соленость, ^о/оо
Средиземное	39.5	Азовское	10-12
Черное	17-18	Балтийское	6-8
Каспийское		Финский залив	2-5
Мертвое море

Слабощелочная среда морской воды обусловлена содержанием небольшого количества солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами (Na₂CO₃, NaH₂BO₃, NaH₂PO₄, NaHS и др.), при гидролизе которых образуется щелочь. Величина рН в Мировом океане лежит в пределах от 7.6 до 8.4. В изолированных морях пределы изменения рН несколько шире. Например, в Балтийском море рН изменяется от 7 до 8.6.

Растворенные газы в морской воде появляются в результате растворения атмосферного воздуха, биологических и химических процессов, протекающих в толще воды и на дне океана. Содержание кислорода в морской воде достигает 12мг/кг, причем наиболее насыщены им поверхностные воды (глубиной до 200м).

Увеличению содержания кислорода способствуют фотосинтез растений и волнение морской поверхности. Диоксид углерода взаимодействует с водой, поэтому содержание его в морской воде в 15 раз больше, чем кислорода. Сероводород H₂S образуется в результате деятельности сульфатвосстанавливающих бактерий и разложения сераорганических соединений в отдельных районах морей и океанов (Черное море, впадины Красного и Балтийского морей).

Техническая вода

Техническую воду получают из природной путем удаления растворенных в ней веществ (естественных примесей), вредных в данном конкретном производстве, а также введением органических или неорганических веществ (присадок), улучшающих технологические свойства воды. Для каждого вида технической воды существуют определенные нормы на допустимые концентрации примесей.

Качество технической воды контролируется более чем по 20 показателям. Показатели качества воды – совокупность свойств, определяющих пригодность воды для конкретных технических целей. Основными показателями качества воды являются: солесодержание, жесткость, содержание иона хлора Cl^-, щелочность, рН, содержание коррозионно-агрессивных газов (О₂, СО₂).

Котловая вода – вода, используемая при работе парогенератора. Наиболее тонкую очистку проходят воды, предназначенные для парогенераторов высокого давления и судовых ядерных энергетических установок (СЯЭУ). Нормы качества воды для СЯЭУ приведены в таблице 4.

Таблица 4

Нормы качества воды для СЯЭУ

Показатель	Максимально допустимая величина
Солесодержание	До 0,5 мг/л
Содержание Cl^-	0,02 мг/л
Жесткость	0,5 мкг-экв/л
Содержание кислорода	0,015 мг/л
рН	9 – 9,5

Растворенные в воде вещества могут вызывать те или иные неполадки в работе энергетического оборудования. В основном это связано с образованием накипи и продуктов коррозии.

Солесодержание – условный показатель, характеризующий содержание в воде растворенных электролитов, выражается в мг хлорида натрия (NaCl) в литре воды, эквивалентного измеренной величине электрической проводимости воды. Солесодержание характеризует степень очистки воды от неорганических примесей.

Содержание ионов Сl ^- в технической воде регламентируется, поскольку они ускоряют коррозию.

Измерение рН позволяет осуществлять быстрый контроль за щелочностью используемой воды. В котловой воде поддерживается рН в пределах 9-10, т.к. в этих условиях сталь наиболее устойчива к коррозии.

Коррозионно-агрессивные газы (О₂, СО₂) вызывают коррозию металлов: кислород отличается высокой окислительной способностью, а при растворении в воде СО₂ образуется кислота. Поэтому их содержание в воде не должно превышать определенных пределов. Так концентрация кислорода не должна превышать 0.5мг/л.

Жесткость (содержание солей Са²⁺ и Мg²⁺) регламентируется в котловой воде, т.к. в присутствии солей кальция и магния поверхность нагревательных приборов покрывается накипью. При работе парогенераторов, различной теплообменной аппаратуры и в некоторых других случаях используемая вода не является химически чистой, т.к. содержит незначительные количества растворенных веществ. Из-за кипения и многократного испарения воды концентрация ионов в воде все время возрастает. Это приводит к образованию твердой фазы. Труднорастворимые в воде вещества, переходя из раствора в твердую фазу, могут образовывать накипь – отложения на поверхностях нагрева или шлам – взвесь, плавающую в объеме воды. Наличие на стенках трубы или котла накипи приводит к ухудшению теплопроводности оборудования и, вследствие этого, к снижению его технико-экономических показателей. Так, появление слоя накипи толщиной 0.16-0.32 мм снижает производительность испарителя на 20-25%. Если накипь очень плотная, то это может привести сначала к перегреву, а затем к пережогу труб. Это ухудшает механические свойства металла и, в конечном результате, вызывает взрыв.

Рассмотрим состав и условия образования накипи. Твердая фаза из солевого раствора образуется тогда, когда концентрация ионов достаточно велика и превышает значение произведения растворимости (ПР), что зависит от природы вещества и температуры. В первую очередь из раствора выделяются соли, обладающие меньшей растворимостью. Так как тонкий слой жидкости, соприкасающийся с поверхностью трубы, всегда является более концентрированным раствором, чем объем жидкости, процесс накипеобразования происходит именно на поверхностях металла. Поскольку все процессы накипеобразования ускоряются с повышением температуры, то на горячих поверхностях они протекают быстрее.

Карбонатная накипь появляется при разложении растворимых в воде гидрокарбонатов:

Ca(HCO₃)₂ ® CaCO₃¯ + CO₂­ + H₂O.

Карбонатная накипь формируется в виде плотных кристаллических отложений на поверхностях нагрева.

Сульфатная накипь обладает большой твердостью и плотностью. Ее образование обусловлено уменьшением растворимости сульфата кальция при высоких температурах (рис.2):

CaSO₄ ® CaSO₄¯;

СaCl₂ + Na₂SO₄ ® CaSO₄¯ + 2NaCl.

Магниевая накипь является результатом разложения гидрокарбоната:

Mg(HCO₃)₂ ® Mg(OH)₂¯ + 2CO₂­

и высокотемпературного гидролиза солей:

MgCl₂ + H₂O ® Mg(OH)₂¯ + 2HCl.

Необходимо отметить, что образовавшаяся при гидролизе кислота ускоряет коррозию котлового оборудования.

Силикатные накипи (CaSiO₃ и MgSiO₃) возникают в присутствии в воде растворимого силикат-аниона. Они имеют низкую теплопроводность. Пропитанные маслом, они плохо сцепляются с поверхностью, образуя отслаивающуюся накипь.

В целях борьбы с накипью применяют внутрикотловую обработку воды. Для этого в котловую воду вводят вещества (присадки), которые превращают накипеобразующие соединения в безвредные взвешенные частицы – шлам, а также замедляют коррозию котлов. Наиболее распространенными веществами, вводимыми в котловую воду, являются: фосфат натрия Na₃PO₄, карбонат натрия Na₂CO₃, силикат натрия Na₂SiO₃ и др. При этом реакция образования шлама протекает в объеме жидкости. Шлам не кристаллизуется на поверхностях нагрева. Периодически его выводят из котла с продувочной водой. Для внутрикотловой обработки широко применяют трилон Б. Многие вещества, предотвращающие накипеобразование, могут содержать некоторое количество натуральных органических веществ, например, танин, лигнин. Могут быть использованы даже полимеры.

Образование шлама в котлах протекает по следующим реакциям:

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ = Ca₃(PO₄)₂¯ + 6NaCl;

CaSO₄ + Na₂CO₃ = CaCO₃¯ + Na₂SO₄;

MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂¯ + 2NaCl.

Таким образом, тщательная подготовка котловой воды предотвращает образование накипи, уменьшает скорость коррозии и сводит к минимуму образование шлама.

Питьевая вода должна быть безвредна для человека, иметь жесткость не более 7-10мэкв/л, рН = 6.5-8.5 и обладать хорошими органолептическими свойствами. Требования к питьевой воде регламентируются ГОСТ 2872-82 «Вода питьевая». При подготовке питьевой воды природную воду фильтруют и обеззараживают. Нужно помнить, что:

-дистиллированная вода при систематическом применении обессоливает организм человека, ухудшая здоровье, ее нужно обогащать солями.

-при уменьшении количества воды в организме человека на 1-2% возникает жажда, на 5% - галлюцинации, на 14-15% - смерть.

Дата добавления: 2015-06-30