Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Charakterystyka wody Woda, czyli tlenek wodoru (wg obecnej nomenklatury IUPAC - oksydan) to związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Charakterystyka wody Woda, czyli tlenek wodoru (wg obecnej nomenklatury IUPAC - oksydan) to związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych."— Zapis prezentacji:

1

2 Charakterystyka wody Woda, czyli tlenek wodoru (wg obecnej nomenklatury IUPAC - oksydan) to związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych (pokojowych) w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określamy mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia - lodem. Potocznie często do każdego ze stanów skupienia odnosi się słowo woda.

3 Właściwości fizyczne wody Temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0°C = 273, K Temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm: 99,97°C = 373,12 K Punkt potrójny 0,01°C = K, Pa Gęstość w temperaturze 3,98°C: 1 kg/l (gęstość maksymalna). Temperatura krytyczna: 374°C = 647,15 K Ciśnienie krytyczne: 220,6 atm = MPa Ciepło właściwe: 4187 J/(kg*K) = 1 kcal Masa cząsteczkowa: 18,01524 Da Stała dielektryczna w stałym polu elektrycznym: 87.9 (0°C), 78.4 (25°C), 55.6 (100°C)

4 Punkt potrójny Punkt potrójny - to stan w jakim dana substancja może istnieć w trzech stanach skupienia równocześnie w równowadze termodynamicznej. Na wykresie stanów równowagi jest to punkt przecięcia krzywych równowagi fazowej substancji odpowiadający stanowi równowagi trwałej trzech stanów skupienia (ciało stałe, ciecz, gaz). Punkt potrójny jest wielkością charakterystyczną dla danej substancji, podawany jest w opisach substancji. Punkty potrójne niektórych substancji są używane jako wzorce skali temperatur.

5 Temperatura krytyczna Temperatura krytyczna to temperatura, powyżej której dana substancja może znajdować się tylko w stanie gazowym, tzn. niemożliwe jest skroplenie gazu pomimo wzrostu ciśnienia. Temperaturze krytycznej odpowiada ciśnienie krytyczne. Pojęcie temperatury krytycznej odnosi się również do innych przejść fazowych. Przykładem temperatury krytycznej jest temperatura Curie, w której układ magnetyczny przechodzi z fazy ferromagnetycznej do fazy paramagnetycznej.

6 Ciśnienie Krytyczne Ciśnienie krytyczne - ciśnienie pary nasyconej w temperaturze krytycznej. Ciśnienie krytyczne wody wynosi 220,6 atm, a temperatura krytyczna 374 °C.

7 Odwrócona osmoza Odwrócona osmoza, odwrotna osmoza (ang. reverse osmosis) (ultrafiltracja) to przepływ cząsteczek rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną od roztworu o wysokim stężeniu do roztworu o niższym stężeniu, odwrotnie niż w osmozie, spowodowany przyłożeniem do cieczy o wysokim stężeniu ciśnienia większego niż ciśnienie osmotyczne. Odwrócona osmoza jest podstawą jednej z najlepszych metod odsalania wody morskiej. Stosuje się też ją do oczyszczana i zatężana ścieków przemysłowych, szczególnie pochodzących z przemysłu spożywczego, papierniczego i galwanicznego. Metoda ta pozwala na odzyskanie wody oraz cennych substancji zawartych w ściekach. Główną zaletą tej metody jest stosunkowo małe zużycie energii gdyż proces zachodzi bez przemiany fazowej.

8 Napięcie powierzchniowe Na każdą cząsteczkę cieczy znajdującą się w głębi fazy ciekłej działają siły Van der Waalsa. Ponieważ siły te są identyczne dla wszystkich cząsteczek i działają na wszystkich kierunkach nie powodują one żadnego różnicowania cząsteczek. Inaczej jest jednak w przypadku cząsteczek znajdujących się na granicy faz. Taka granicą najczęściej spotykana jest powierzchnia cieczy, nad którą znajduje się jej para (ta sama substancja ale w stanie gazowym). Tu siły działające na cząsteczki od strony cieczy są znacznie silniejsze niż ze strony fazy gazowej (mniejsza ilość cząsteczek). W rzeczywistości sytuacja jest najczęściej bardziej skomplikowana - fazę II stanowią nie tylko cząsteczki pochodzące z fazy I ale także inne (np. powietrze), a faza I nie zawsze jest substancją ciekłą, może to być np. roztwór. W każdym jednak przypadku cząsteczki na granicy faz poddawane są innym siłom ze strony własnej fazy a innym ze strony fazy przyległej. Na powierzchni pojawia się pewna siła, zwana napięciem powierzchniowym, która próbuje cząsteczki z powierzchni "wciągnąć " w głąb, dąży do zmniejszenia powierzchni (aby osiągnąć minimum energii - "naturalne" dążenie wszelkiej materii). Im silniejsze siły spójności fazy I (siła "do wewnątrz") i im słabsze oddziaływanie z fazą II (siły "na zewnątrz") tym większa wartość napięcia powierzchniowego. Napięcie powierzchniowe definiujemy, jako pracę potrzebna do powiększenia powierzchni granicznej między fazami. Najczęściej rozumiemy tu granicę między cieczą i jej para nasyconą. Napięcie powierzchniowe odpowiedzialne jest za zjawiska występowania sił kapilarnych, powodujących "wędrówkę" cieczy w cienkich, kapilarnych rurkach (np. naczynia włosowate roślin) wbrew sile ciążenia, co ma ogromne znaczenie m.in. w przyrodzie ożywionej. Jeżeli siły przylegania (adhezji) cząsteczek cieczy do ścianek włosowatej rurki są większe niż siły spójności cieczy (oddziaływań między cząsteczkami cieczy) to tworzy się menisk wklęsły - powiększa się powierzchnia cieczy (w stosunku do idealnie płaskiej) i rośnie energia powierzchniowa. Aby zapobiec temu energetycznie "niekorzystnemu" zjawisku ciecz w rurce podnosi się, próbując przywrócić płaski kształt powierzchni. Proces trwa tak długo, aż ciężar słupa cieczy zrównoważy siłę napięcia powierzchniowego. Jest to zresztą jeden ze sposobów pomiaru napięcia powierzchniowego. Siła napięcia powierzchniowego wynosi 2prs (s - napięcie powierzchniowe, charakterystyczne dla danej cieczy) zaś ciężar słupa cieczy to jego objętość (pr 2 h) razy gęstość d i razy przyspieszenie ziemskie g.

9 Prawo Pascala Wartość siły parcia w płynach nie zależy od kierunku ustawienia powierzchni W płynach siła nacisku "rozchodzi się" we wszystkie strony i nie ma znaczenia, czy powierzchnię ustawimy pod kątem, poziomo, czy pionowo - zawsze płyn będzie naciskał na tę powierzchnię tak samo: z góry, z dołu, z boku.

10 Wzór na siłę parcia Wzór na siłę parcia płynu Jeżeli na danej głębokości w płynie panuje ciśnienie o wartości p, wtedy wartość siły parcia można obliczyć ze wzoru: F parcia = p · S Znaczenie symboli: F parcia – siła parcia (w niutonach N) p – ciśnienie płynu (w paskalach Pa) S – pole powierzchni (w m 2 ) Oczywiście, jeżeli ciśnienie w obszarze powierzchni ulega zmianom (np. mamy dużą powierzchnię, która sięga od małych do dużych głębokości) wtedy powyższy wzór na parcie nie będzie obowiązywał dla całej powierzchni, a jedynie dla jej małych fragmentów, gdzie ciśnienie nie zmienia się.

11 Ciśnienie hydrostatyczne Jeżeli ciecz lub gaz znajdują się ruchu, wtedy nie mówimy już o ciśnieniu statycznym, lecz cisnieniu hydrodynamicznym i aerodynamicznym. W takich sytuacjach wzory opisujące ciśnienie płynów zawierają również składniki zależne od prędkości płynu. W celu obliczenia wartości ciśnienia hydrostatycznego posługujemy się wzorem: p = ρ cieczy · g· h Znaczenie symboli: p – ciśnienie hydrostatyczne (w ukł. SI w paskalach Pa) g – przyspieszenie grawitacyjne (ziemskie) (w ukł. SI w m/s 2 ). h – głębokość zanurzenia w cieczy (w ukł. SI w metrach m) Ciśnienie hydrostatyczne rośnie wraz ze wzrostem wysokości słupa cieczy Zależność ciśnienia od wysokości słupa cieczy znalazła praktyczne zastosowanie w tzw. wieżach ciśnień. Woda dochodzi do wszystkich pięter budynku, gdy zbiornik z wodą znajduje się powyżej wysokości budynku. im większa głębokość tym większe ciśnienie płynu

12 Wieża ciśnień Wieża ciśnień Zasada działania wieży ciśnień Około 1% wody znajdującej się na Ziemi jest w ciągłym ruchu. Proces ten nazywany jest obiegiem wody w przyrodzie. Część wody pochodzącej z opadów atmosferycznych oraz z topnienia śniegów i lodowców spływa z gór do strumieni, rzek, jezior, mórz i oceanów. Pozostała część najpierw wsiąka w ziemię, a potem krąży w postaci wody podziemnej, pobieranej przez korzenie roślin, lub jest źródłem strumieni i rzek. Obieg wody jest podtrzymywany przez słońce. Ciepło promieni słonecznych powoduje parowanie wody z oceanów, jezior i rzek. Para wodna wznosi się do atmosfery, gdzie ochładza się i skrapla, tworząc drobne kropelki wody i kryształki lodu, z których powstają chmury. Zawarta w chmurach woda wraca na Ziemię w formie deszczu, śniegu, gradu i trafia najczęściej z powrotem do oceanów. Obieg wody w przyrodzie może być zakłócony przez wiele czynników cywilizacyjnych. Woda wrze w temperaturze niższej niż 100°C, jeżeli obniżymy ciśnienie. Na Kasprowym Wierchu (1985 m n.p.m.) woda wrze w temperaturze 94°C, a na szczycie Mont Blanc (4810 m n.p.m.) w temperaturze 86°C. Przy zmniejszony ciśnieniu, pod kloszem pompy próżniowej woda wrze w temperaturze 20°C. Na pograniczu Jordanii i Izraela znajduje się Morze Martwe, które jest ogromnym jeziorem. Woda w nim ma tak dużą gęstość, że nawet człowiek nie umiejący pływać unosi się na jej powierzchni - jak drewno na rzece - i nie tonie. Gęstość wód Morza Martwego jest duża ze względu na jego duże zasolenie. W zwykłej wodzie morskiej znajduje się około 2-3% soli. Morze Martwe zawiera jej aż 24%. W "zwykłej" wodzie siła wy-poru jest za mała, aby zrównoważyć ciężar człowieka. Gęstość wody w Morzu Martwym jest na tyle duża, że działająca na człowieka siła wyporu jest w stanie zrównoważyć jego ciężar. Już w XII w. francuscy mnisi z regionu Artois zauważyli, że ich studnie różnią się od innych. Woda wyciekła z nich, a czasem nawet wytryski - wała jak z fontanny w powietrze. Takie studnie nazwano artezyjskimi. Studnie artezyjskie powstają wtedy, gdy wodonośna warstwa gleby, tzn. warstwa przepuszczająca wodę i nią nasączona, do której sięga studnia, jest pochylona i opada na znaczną głębokość, tworząc rodzaj naczyń połączonych. Kiedy woda przebije górną warstwę nieprzepuszczalną, wypływa silnym strumieniem, dążąc do wyrównania poziomów, jak w naczyniach połączonych. Źródła artezyjskie powstają na tej samej zasadzie, z tą tylko różnicą, że woda wydostaje się na powierzchnię przez naturalne szczeliny w nieprzepuszczalnej warstwie ziemi.

13 Właściwości charakteryzujące wodę Trójpostaciowość - poniżej 0 o C woda przybiera postać stałą, przy temperaturze od 1 o C¸ 100 o C jest cieczą, a powyżej 100 o C parą wodną, czyli przybiera postać lotną. Jednakże i w niższych, wbrew pozorom temperaturze odbywa się parowanie wody. Gęstość – jest niezwykle ważną własnością mającą żywotne znaczenie dla całej biosfery. Polega ona na tym, że przy zamarzaniu woda zmniejsza a nie zwiększa swoją gęstość. Przy oziębianiu wody początkowo zachodzi zwykły i naturalny proces w wyniku którego woda staje się coraz gęstsza i żadnych odchyleń od normy nie zaobserwujemy dopóki nie oziębimy wody do temperatury 4 o C. Poniżej tej temperatury woda, wbrew wszelkim prawom, staje się lżejsza, a w trakcie dalszego zamarzania obserwujemy powstawanie lodu, który pływa po powierzchni wody. Ta właśnie cecha wody zabezpiecza zbiorniki wodne (jeziora, stawy) przed zamarzaniem do dna podczas surowych zim, umożliwiając tym samym przetrwanie życia w tych zbiornikach. Rozpuszczalność – jak wiemy woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem w porównaniu z innymi cieczami, co w dużym stopniu wynika z jej polarności. Ciało stałe, ciecz lub gaz rozpuszczają się w wodzie w określonym stopniu. Woda idealnie czysta jako zbiór cząsteczek H 2 O praktycznie nie istnieje. Nawet uzyskiwana w laboratoriach o bardzo wysokim stopniu czystości zawsze zawiera niewielką ilość rozpuszczonych substancji. Napięcie powierzchniowe – jest to praca, którą należy wykonać w celu zwiększenia powierzchni cieczy. Jeśli założy się, że powierzchnia cieczy zachowuje się jak elastyczna błona, to napięcie powierzchniowe będzie siłą rozrywającą. Jednostką napięcia powierzchniowego jest niuton na metr (N/m), przy czym 1 dyna/cm = mN/m. Dzięki napięciu powierzchniowemu kropla wody ma kształt kuli. Napięcie powierzchniowe wody zmniejsza się przy wzroście temperatury. Woda charakteryzuje się najwyższym napięciem powierzchniowym ze wszystkich cieczy. Woda o zbyt niskim napięciu powierzchniowym jest szkodliwa dla organizmów wodnych.Napięcie powierzchniowe wody obniżają takie substancje jak : substancje powierzchniowo czynne czyli wszystkie środki myjące, substancje humusowe, rozpuszczalniki organiczne itp.

14 Rozszerzalność temperaturowa Woda jako jedna z niewielu substancji nie poddaje się zasadzie liniowej rozszerzalności temperaturowej - w zakresie temperatur 0-4°C rozszerza się wraz ze spadkiem temperatury, a zmniejsza objętość wraz ze wzrostem temperatury (anomalna rozszerzalność wody). Zwiększa też objętość podczas krzepnięcia - dlatego lód pływa po powierzchni wody, rozsadza naczynia, niszczy asfalt na drogach itp. Większość znanych człowiekowi substancji zachowuje się odwrotnie.

15 Prawo Archimedesa Podstawowym problemem związanym z cieczami jest możliwość unoszenia się na ich powierzchni ciał stałych. Dlaczego niektóre przedmioty pływają a inne nie zastanawiało ludzi już bardzo dawno temu. W starożytnej Grecji Archimedes odkrył prawo które rządzi tym zjawiskiem. Sformułował je następująco: Na każde ciało zanurzone w płynie (cieczy lub gazie) działa siła wyporu skierowana pionowo do góry, równa liczbowo ciężarowi płynu wypartego przez ciało.

16 Energia geotermalna Energia geotermalna jest to energia zakumulowana w głębi Ziemi w postaci gorących skał i wód. Jest ona praktycznie niewyczerpalna gdyż pochodzi z wnętrza Ziemi w wyniku konwekcji i przewodzenia. Geotermia opiera się na gorących skałach lub wodach poniżej 1000 m, na mniejszych głębokościach temperatury skał i wód nadają się jedynie do wykorzystania w płytkiej geotermii wspomaganej przez pompy ciepła. Źródłem ciepła wnętrza Ziemi są reakcje rozpadu pierwiastków promieniotwórczych 238U, 235U, 232Th oraz 40K. Rocznie Ziemia traci 1021 J ciepła. Skorupa ziemska zbudowana jest ze skał osadowych i wulkanicznych o różnej przewodności cieplnej. Im skorupa jest bardziej skonsolidowana i starsza tym stanowi lepszy ekran dla przewodnictwa ciepła. Ilość ciepła jaka jest skumulowana w danym zbiorniku skalnym można określić za pomocą wzoru (1): Q=P*m*p*(T0-TK)*1015 [cal] (1) Gdzie: P - powierzchnia obszaru zbiornika, m - miąższość poziomu geotermalnego, p - średnia zawartość efektywna skał zbiornikowych, T0 - temperatura wody w zbiorniku, TK - temperatura wody zatłaczanej do złoża, przelicznik do zmiany objętości z km3 na cm3. Zasoby statyczne energii geotermalnej określa wzór (2): ES=A*m*((1-nE)*pS*cS+nE*pW*cW)(TS-T0)) [J] (2) Gdzie: A - powierzchnia obszaru, m - miąższość warstw wodonośnych, nE - porowatość efektywna skał zbiornikowych, TS - temperatura w stopie zbiornika geotermalnego, T0 - średnioroczna temperatura na powierzchni Ziemi, pW, pS - średnia gęstość wody i szkieletu skalnego kg/m3, cW, cS - średnie ciepło właściwe wody i szkieletu skalnego J/kg*K. Ocenę zasobów bilansowych określa się mnożąc zasoby statyczne przez współczynnik wydobycia R0=0,33. Moc cieplna możliwa do uzyskania ze złoża: PT=Q*cW*(T1-T2) [kW] (3) Gdzie: Q - wydajność otworu, CW - ciepło właściwe wody, T1-T2 - temperatura schłodzenia wody.

17 Wody geotermalne Wody geotermalne wykorzystywano w Polsce od stuleci w lecznictwie, m.in. w uzdrowiskach w Lądku, Cieplicach, Dusznikach, Ciechocinku, Iwoniczu lub Konstancinie. W ostatniej dekadzie XX wieku, jak mówi dr Kępińska, energia geotermalna zaczęła być wykorzystywana w naszym kraju także do ogrzewania pomieszczeń, w rolnictwie i hodowli ryb. Ciepłownictwo geotermalne przynosi znaczące efekty ekologiczne, komfort użytkowania i łączy się z nowoczesną infrastrukturą – uważa krakowska badaczka. Ciepłownictwo geotermalne, wykorzystujące lokalne źródło energii, powinno być jednak także konkurencyjne cenowo i mało wrażliwe na zmiany cen tradycyjnych środków energii na świecie. W Polsce jest sześć zakładów geotermalnych. Największy, działający od 1993 roku, znajduje się na Podhalu w Bańskiej Niżnej – Białym Dunajcu. Ma on jedne z najlepszych warunków w Polsce dla tego typu działalności - mówi dr Kępińska. Wody znajdują się tu w utworach skał wapiennych. Charakteryzują się m.in. wysoką temperaturą dochodzącą w złożu do około 90. st, niską mineralizacja i wysokim ciśnieniem artezyjskim. Kolejne zakłady geotermalne działają w Pyrzycach, Mszczonowie, Słomnikach, Uniejowie i Stargardzie Szczecińskim. W planach i projektach są kolejne instalacje ciepłownicze. Geotermia ma duże szanse na rozwój w wielu miejscowościach i rejonach kraju – ocenia badaczka. Jak mówi, perspektywiczne zasoby wód geotermalnych znajdują się na obszarze Niżu Polski, Sudetów i Karpat, a przede wszystkim Podhala. Jej zdaniem, szczególnie ważną dziedziną wykorzystania geotermii powinno być ciepłownictwo. Zwiększenie ilości ciepła uzyskiwanego tą drogą przyczyniłoby się m.in. do redukcji ilości spalanych tradycyjnych paliw. Geotermia powinna być także częściej wykorzystywana w rekreacji i lecznictwie. Wzrasta też zainteresowanie układami binarnymi, w których do generacji elektryczności można wykorzystywać jako płyn roboczy wody o temperaturach rzędu 100 stopni – tłumaczy. Dr Kępińska uważa, że szansą na zagospodarowanie energii geotermalnej jest adaptacja istniejących już odwiertów. W Polsce takich odwiertów jest kilka tysięcy. Nie wszystkie się nadają, ale warto się przyjrzeć, które rzeczywiście są dobre i jak to ekonomicznie wygląda – mówi. Szansą na zagospodarowanie geotermii są m.in. systemy skojarzone, tzn. łączenie energii geotermalnej z tradycyjnymi nośnikami energii lub innymi odnawialnymi źródłami energii. Korzystne jest też odzyskiwanie ciepła przy zastosowaniu pomp także z wód znajdujących się na płytkich poziomach i z gruntu, a nie tylko z wód wydobywanych z dużych głębokości. W opinii Kępińskiej, rozwój energii geotermalnej napotyka w Polsce na istotne przeszkody. To brak spójnej polityki państwa, niewystarczające i niesprzyjające unormowania prawne, a zwłaszcza nadmierna ilość opłat i podatków, w tym m.in. opłata za informacje geologiczną i opłata eksploatacyjna za wydobywanie wód geotermalnych. To jest poważna bariera. Jeśli zostanie usunięta, można się spodziewać, ze wykorzystanie wód geotermalnych ruszy w Polsce w znacznie większym zakresie – podkreśla specjalistka. Jej zdaniem, wykorzystanie geotermii pozwoli także na oszczędzenie nieodnawialnych surowców, które powinniśmy chronić dla przyszłych pokoleń. Na świecie z zasobów energii geotermalnej korzysta ponad 70 krajów, w Europie 32 kraje. Liderem jest Islandia, która jest żywym laboratorium wykorzystania energii geotermalnej. W stolicy tego kraju Rejkiawiku ponad 99 proc. mieszkańców korzysta z centralnego ogrzewania geotermalnego.

18 Jak dotąd na terenie Polski funkcjonuje osiem geotermalnych zakładów ciepłowniczych: Bańska Niżna (4,5 MJ/s, docelowo 70 MJ/s), Pyrzyce (15 MJ/s, docelowo 50 MJ/s), Stargard Szczeciński (14 MJ/s) Mszczonów (7,3 MJ/s), Uniejów (2,6 MJ/s), Słomniki (1 MJ/s). Lasek (2,6 MJ/s) Klikuszowa (1 MJ/h)

19 Elektrownie wodne Elektrownia wodna to zakład przemysłowy zamieniający energię spadku wody na elektryczną. Elektrownie wodne dzieli się na: "duże" i "małe", przyjmując, że małe elektrownie wodne (określane skrótem MEW) to te o mocy poniżej 5 MW. Podział ten jest dość umowny (w Skandynawii i Szwajcarii granicą są 2 MW, a w USA 15 MW), ale dość ważny, gdyż MEW są zaliczane do niekonwencjonalnych, odnawialnych i ekologicznych źródeł energii. Natomiast duże elektrownie wodne są tak na świecie rozpowszechnione (20% światowej produkcji energii elektrycznej), że traktowane są często jako konwencjonalne źródło energii, a duży stopień ingerencji w środowisko naturalne powstrzymuje wielu badaczy od nazywania dużych elektrowni wodnych ekologicznymi. Zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7 TWh rocznie, z czego 45,3% przypada na Wisłę, 43,6% na dorzecza Wisły i Odry, 9,8% na Odrę i 1,8% na rzeki Pomorza, przy czym same elektrownie na rzekach pomorskich zapewniały przed II wojną światową energię elektryczną portowi morskiemu w Gdyni, Kartuzom oraz Gdańskowi i jego okolicom, co daje wyobrażenie jak duży potencjał mają elektrownie wodne. Obecnie Polska wykorzystuje swoje zasoby hydroenergetyczne jedynie w 12%, co stanowi 7,3% mocy zainstalowanej w krajowym systemie energetycznym (dla porównania Norwegowie, rekordziści w tej dziedzinie, uzyskują z energii spadku wody 98% energii elektrycznej).

20 Ebuliometria Ebuliometria, fizykochemiczna metoda badawcza wykorzystująca zjawisko podwyższenia temperatury wrzenia roztworu (ΔT W ) w stosunku do temperatury wrzenia czystego rozpuszczalnika (T o ). W przypadku rozcieńczonych roztworów nieelektrolitów, wzrost temperatury wrzenia roztworu wyraża się wzorem: ΔT W = K E m, gdzie: K E – stała ebulioskopowa (charakterystyczna dla rozpuszczalnika), m – molarność roztworu [mol/1000 g], m=1000m s /(M s ×m r ) (m s – ilość gramów substancji rozpuszczonej, m r – ilości gramów rozpuszczalnika). Stała ebulioskopowa określona jest równaniem: K E = RT o 2 M/1000ΔH W, gdzie: R – stała gazowa, M – masa molowa rozpuszczalnika, ΔH W – molowa entalpia parowania rozpuszczalnika w temperaturze T o. Znając wartość stałej K E oraz dokonując (z dużą dokładnością) pomiaru ΔT W można wyznaczyć wartość masy molowej substancji rozpuszczonej (M s ) na podstawie wzoru: M s = 1000K E m s /(ΔT W ×m r ) W roztworach elektrolitów należy uwzględnić dysocjację oraz współczynniki aktywności jonów. Ebuliometrię można również wykorzystać do określania stopnia czystości cieczy i rozpuszczalności substancji.

21 Pamięć wody Pamięć wody – niepotwierdzona w recenzowanyc czasopismach naukowych hipoteza dotycząca rzekomego gromadzenia i przechowywania informacji przez wodę. Hipoteza głosi, że cząsteczki stykając się z cząsteczkami innych substancji przybierają charakterystyczne ułożenie lub drganie, stan ten jest zachowywany i przenoszony na następne cząstki wody pomimo wielokrotnego i ogromnego rozcieńczania jak i oddzielenia substancji zmieniających układ cząsteczek wody. Jest jedną z sugerowanych podstaw teorii homeopati, próbując wyjaśnić jak działają leki o rozcieńczeniu tak dużym, że średnia liczba cząsteczek leku w dawce jest mniejsza od 1.

22 Zanim odkręcisz kran. Woda jako podstawowe źródło zaopatrzenia ludności powinna spełniać ściśle określone warunki określone odrębnymi przepisami prawnymi. Przede wszystkim woda, którą czerpiemy z naszych kranów powinna się charakteryzować następującymi własnościami : powinna być klarowna,bezbarwna i orzeźwiająca w smaku ; nie może zawierać składników szkodliwych dla zdrowia ludzkiego,a także nadmiernej ilości związków żelaza,manganu,wapnia i magnezu ; nie może zawierać bakterii chorobotwórczych,pasożytów zwierzęcych oraz ich larw i jaj. Pożądane jest również, aby woda zawierała odpowiednie ilości składników potrzebnych dla organizmu ludzkiego, jak jod i fluor. celu określenia substancji zawartych w wodzie przed dopuszczeniem jej do użytku należy przeprowadzić szereg badań fizyko-chemicznych, które polegają na określeniu pewnych cech składników, na podstawie których można odpowiedzieć na następujące pytania : jaki jest charakter i skład wody oraz jej przydatność do ściśle określonego celu ; czy badana woda odpowiada wymaganiom higieniczno – sanitarnym ; czy woda nie zawiera składników szkodliwych dla zdrowia ; jak przebiega stosowany proces uzdatniania wody. · W zależności od postawionego pytania ustala się odpowiedni zakres i określa te cechy wody, na podstawie których można ją scharakteryzować. W praktyce stosowane są następujące zakresy badań fizyko-chemicznych : badanie sanitarne skrócone badanie sanitarne rozszerzone badanie sanitarne pełne

23 Badanie sanitarne skrócone Badanie sanitarne skrócone wykonywane jest w stacjach wodociągowych ( oraz w punktach kontrolnych ) przy rutynowej kontroli jakości wody do picia i na potrzeby gospodarcze. Obejmuje ono oznaczenie : barwy, mętności, zapachu, odczynu, wolnego CO 2, zasadowości, twardości, żelaza manganu, chlorków, amoniaku, azotynów, azotanów, utlenialności. Dodatkowo oznacza się również zawartość chloru pozostałego lub ozonu.

24 Badanie sanitarne rozszerzone Badanie sanitarne rozszerzone ma na celu ustalenie przydatności wody do picia i potrzeb niektórych przemysłów.Zakres jego obejmuje : badanie sanitarne skrócone oraz oznaczanie suchej pozostałości ( ogólnej,mineralnej, straty przy prażeniu ) i siarczanów. W przypadku określania przydatności wody do zasilania kotłów wysokoprężnych oznacza się również związki krzemu.

25 Badanie sanitarne pełne Badanie sanitarne pełne wykonuje się w celu poznania ogólnego fizyko-chemicznego wody przeznaczonej do celów wodociągowych. Zakres obejmuje analizę rozszerzoną,oznaczenie zawartości fluorków i metali ciężkich. W przypadku wód powierzchniowych dodatkowo oznacza się zawartość azotu organicznego,fosforanów oraz stężenie zanieczyszczeń specyficznych, doprowadzanych do odbiorników ze ściekami przemysłowymi. Jak już wcześniej wspominałem woda, z którą mamy do czynienia na co dzień, jest rozcieńczonym roztworem rozmaitych domieszek niejednokrotnie definiowanymi jako jej zanieczyszczenia. Domieszkami wody są : sole gazy substancje organiczne i nieorganiczne drobnoustroje Związki organiczne wytwarzane w drodze biosyntezy i związki syntezowane przez człowieka znajdujące się w środowisku wodnym można odróżnić metodą pomiaru węgla radioaktywnego. Mianowicie związki organiczne sztucznie wytwarzane są w znacznej części pochodnymi substancji występujących w węglu i ropie naftowej, które nie zawierają węgla radioaktywnego C 14. Natomiast w związkach organicznych powstających obecnie w przyrodzie występuje C14. Pomiar polega na wyekstrahowaniu substancji organicznych z wody i oznaczeniu zawartości C14.

26 Czy wiesz, że Strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (40 MPa do 220 MPa) można czyścić, zdzierać lub ciąć różne powierzchnie. Wysokociśnieniowy strumień wody uderza w powierzchnię z prędkością ponaddźwiękową, docierając do najtrudniej dostępnych miejsc. Woda pod ciśnieniem 200 MPa przecina stal o grubości 8 mm. Przykładowe zastosowania tej metody to: czyszczenie po-wierzchni betonu i stali, czyszczenie wewnętrzne rur (instalacje cieplne i wod- ne), przecinanie betonu, twardych powłok ebonitowych, kamienia kotłowego. Najważniejszym zastosowaniem jest jednak cięcie stali w miejscach szczegól-nie niebezpiecznych (kotły po materiałach łatwopalnych). Stosuje się ją rów-nież do wycinania z dokładnością do 0,1 mm płaskich detali z różnych mate-riałów, jak: korek, gąbka, drewno, tektura i inne. Metoda ta spełnia wymaga-nia, dotyczące ochrony środowiska, ponieważ niski jest poziom hałasu i mała ilość odpadów technologicznych(w obiegu zamkniętym wodę zbiera się i fil-truje do ponownego wykorzystania).

27 Wykonali: Maciej Chrobak i Justyna Traczyk


Pobierz ppt "Charakterystyka wody Woda, czyli tlenek wodoru (wg obecnej nomenklatury IUPAC - oksydan) to związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych."

Podobne prezentacje


Reklamy Google