Как да измерим водоустойчивостта? Този въпрос може да бъде зададен от хора в различни ситуации. Тази статия ще обсъди как да направите това в гаражна среда.

Въпросът може да изглежда тривиален за някои. Какво, казват те, е това - взех омметър, тестер (или мултицет с функция за измерване на съпротивление), поставих електродите във водата и измерих (нещо там).

Между другото, според ГОСТ-6709-72 „Дестилирана вода. Спецификации„Електрическата проводимост на дестилираната вода е не повече от 5 * 10 -4 S / m = 5 * 10 -4 (Ohm * m) -1. Понякога се измерва в μS / cm: 5 μS / cm.

Трябва да кажа, че без съмнение омметърът ще даде някои показания. Но дали те ще отразяват действителната стойност на водоустойчивостта е голям въпрос. Най-вероятно това ще бъде просто безсмислен набор от числа на екрана на мултиметър (тестер).

Някои са объркани дестилирана водаИ химически чиста вода(дестилат висока степенчистота). Така че това е, общо казано, малко Различни неща. Всъщност, спомнете си как да получите така наречената "дестилирана вода"? Точно така – с помощта на дестилатор. Например обикновен битов дестилатор просто НЕ МОЖЕ да произведе химически чиста вода. За получаване на последното е необходимо скъпо оборудване или специални методи за почистване. Понякога дестилираната вода условно се нарича химически чиста.
"Обикновена" дестилирана водае проводник на електрически ток (въпреки че има доста високо електрическо съпротивление). като има предвид, че химически чиста вода- това (обаче, съдейки по величината на неговото електрическо съпротивление, тогава трябва да се припише, може би, на полупроводници). По-точно тя умее и да дирижира електричествопоради наличието на OH - йони в него, както и на H + (по-точно H 3 O + - така наречените хидрониеви йони), тъй като неговите молекули в крайна сметка могат да се дисоциират. Но електрическото му съпротивление ще бъде по-високо в сравнение със съпротивлението на "обикновения" (например, получен на битов дестилатор, макар и промишлено производство) дестилирана вода. Тъй като фракцията на дисоциираните молекули в химически чистата вода е много малка, поне при стайна температура. Следователно руският GOST-6709-72 "Дестилирана вода. Спецификации" се отнася конкретно за "обикновената" дестилирана вода. Не е химически чист.

Защо у дома може да има нужда от измерване на съпротивлението на водата?

Факт е, че в днешно време много хора са склонни да се грижат за здравето си. Те се опитват да говорят по-малко по мобилни телефони (и ако го правят, тогава определено САМО чрез свободни ръце, без bluetooth там, освен ако, разбира се, разговорът е въпрос на живот и / или смърт, когато без вреда за тялото, в частност , мозък и очи, няма начин да го направите - например спешно обаждане на 02, 03 и т.н. - когато наблизо няма хендсфри), стойте далеч от работещи микровълнови фурни, яжте правилно (кошер ) храна, живейте на безопасни (не непременно удобни, но именно безопасни) места, спортувайте и др. Вечните " " (а също и просто ... как да го кажа) понякога се отнасят към това състояние на нещата с "хумор" (по-точно, с глупост, за да бъдем по-конкретни). Няма съмнение обаче, че това е личен въпрос на "оптимистите" (или "песимистите"). Ние ще водим разговора за тези, които са привърженици на здравословния начин на живот (и само за тях; говорещите от различен калибър могат спокойно да пропуснат този материал).

По-специално, говорим за чиста питейна вода. Не е тайна, че през последните 20-30 години питейната вода на много места се развали. Например в нашия град Уфа "приносът" към този въпрос (за южната водоснабдителна система на града) се дава от прословутия завод Kronospan. И не всеки има възможност да носи вода от благоприятни места.

Какво ще кажете да си купите вода?

Някои предпочитат да купуват вода... Къде обаче е гаранцията, че закупената вода наистина отговаря на отпечатания (на хартия или полиетиленово фолио... или дори на оградата) "сертификат за качество"? Ние, например, срещнахме в продажба в Уфа "дестилирана" (съдейки по надписа на етикета на бутилката) вода, предназначена за наливане в автомобилни акумулатори, която има съпротивление ... повече от 4 (!!) пъти по-малко от регулираното от GOST .

Е, вие отлично разбирате КАКВО се случи по-късно с онези батерии, чиито собственици изляха такава вода в тях (току-що я излях в канализацията) ... И колко скръбни (или дори злонамерени) бяха изляти в интернет на различни автомобилни форуми по-късно думи за това какво, казват те, какви "нискокачествени" батерии правят в момента. Но, добре, какво има - батерията. Е, помислете си, той бавно излезе от строя в резултат на наливането на такава "дестилирана" вода. Това не е толкова страшно: струва си да платите 3 ... 15 хиляди рубли. (на цените от края на 2016 г.) и - нова батерия в ръцете ви (ако говорим за обикновена автомобилна батерия). Това са глупости. Но човешкото здраве е много по-важно. Здравето в никакъв случай не е автомобилен акумулатор, който всъщност е обикновено парче желязо.

Или да си купите дестилатор?

Затова хората, които разбират нещо, купуват дестилатори за себе си. Да, за да произвеждате питейна вода за вашето семейство у дома. Освен това не тези, които представляват резервоар (стоящ на газова печка) с тръби и намотка ... - това вече е миналия век. А - сериозен, фабричен, с електронно управление, охлаждане и др. Например, има успешен опит в закупуването и експлоатацията на дестилатор Durastil (между другото, добър сайт; както уместно отбелязва авторът му, докато хората спорят дали дестилираната вода е полезна или не за пиене, има малко или много кислород в него и т.н., той просто го пие дълги години и се чувства страхотно, което пожелава на всички останали от сърце). Само не си мислете, моля, че тук рекламираме битови дестилатори. Не, това не е реклама.

Как да измерим водоустойчивостта

Така че, ако човек си постави за цел: да пие само добра, чиста (дестилирана) вода, веднага възниква въпросът: как да контролираме степента на тази чистота? Как да се уверите, че водата е наистина дестилирана, а не, да речем, фалшива? Например, това може да стане чрез измерване на електрическото му съпротивление. Разбира се, в идеалния случай е необходим химичен и дори масспектрометричен анализ, но това е добре. Защото колкото по-високо е електрическото съпротивление, толкова по-малко примеси се съдържат във водата.

Тук, разбира се, можете да отидете по два начина. Първият е да закупите фабрика метър за съпротивление на течности. Което, между другото, може да осигури добра услуга, ако купувате (или произвеждате) дестилирана (или пречистена) вода през цялото време, т.е. има нужда от чести измервания. Но на първо място, това са финансови разходи. Второ, допълнителното пространство, което това устройство ще заема, лежи някъде на рафт или в килера в апартамента. Трето, това устройство, както всяко друго, трябва периодично да се проверява (за да сте сигурни, че показва истинска, действителна водоустойчивост и не носи никакви глупости). Повярвайте ми на думата, че всякакви „китайски“ устройства, дори и в ново състояние, са в състояние да покажат много фантастични резултати от измерването (под формата на технически хумор). Да не говорим за използваните. Например, интернет е пълен с информация за това как хората са купили тези "китайски" устройства, измерили са нещо там и след като са публикували резултатите, са били добър източник на хумор за другите. Ето защо, ние, честно казано, се отнасяме към такива устройства със сериозни предразсъдъци. Ще бъде по-надеждно и по-точно - да направите своя собствена, домашно приготвена. Поне ще знаете КАКВО измервате и на КАКВО отговарят резултатите от измерването.

Вторият начин е много по-прост: можете да измерите съпротивлението на водата, като използвате буквално импровизирани материали и вероятно всеки уважаващ себе си човек има устройство като тестер или омметър (е, разбира се, арабските шейхове, Бил Портите там ... не е необходимо да има такова устройство ... такова е напълно достатъчно да живеете в дворци с масивни изумрудени колони в златна рамка, да пиете най-чистата вода на земята и т.н., но това не е за тях , но за всички останали). Вярно, трябва да разбирате малко какво правите. Но – много е лесно.

Малка теория за електрическото съпротивление на течност

И така - как да измерим съпротивлението на водата (както и на всяка друга течност)? Първо, теорията. Отваряме, например, учебник по обща физика (Sivukhin D.V. Electricity: Textbook.-2nd ed., Rev.-M .: Nauka. Основно издание на физико-математическата литература, 1983.-(Общ курс по физика) .- 688s.). И - възхищаваме се на формулата (46.5):

R е съпротивлението на проводящата среда,
- диелектрична константа на средата (вода),
- специфична електропроводимост на средата,
C е капацитетът на електрода.
Индексите "1" и "2" се отнасят съответно за първия и втория (измервателен) електрод.

Тази формула е написана в системата от единици на Гаус (ще съжаляваме за някои читатели и няма да обясняваме какъв вид система е това). Ето същата формула, преобразувана в обичайната, позната система SI (стандартната система от единици - т.е. тази, използвана от огромното мнозинство хора ... въпреки че молба към програмистите: не бъркайте тази система с език за програмиране C):

8.854 * 10 -12 F / m - електрическа константа. Някои хора наричат ​​това постоянна вакуумна проницаемост.

Тези. въпросът тук е в капацитета (и съответно формата) на електродите, с които ще се правят измервания. Идеалният случай са концентричните сфери; малко по-зле, но също не е лошо - дълги коаксиални цилиндри. Въпреки това, у дома и двата вида електроди са трудни за правене (добре, поне обезпокоителни). Да, и по избор.

Най-простият вариант, който лесно може да се приложи у дома, е два удължени линейни електрода (с други думи, два относително дълги тънки проводника), разположени на определено разстояние един от друг.

По този начин, знаейки капацитета на измервателните електроди и приемайки, че средата близо до първия и втория електрод е една и съща, както и факта, че електродите са еднакви, е възможно да се определи електрическото съпротивление на средата (в това случай, течност - вода). В този случай формулата ще приеме по-проста форма:

C е капацитетът на ДВА електрода (т.е. капацитетът на кондензатор, образуван от два еднакви електрода). Надяваме се, че читателите знаят, че има капацитет на кондензатор (съдържащ поне два електрода - облицовки), а понякога има капацитет на ЕДИН, взет отделно, електрод. Това са различни неща.

Ако електродите са два еднакви проводника, техният капацитет може да се запише като формула (26.9) (преобразувана в системата SI):

Ln - натурален логаритъм,
l е дължината на жицата, потопена в течността, m,
h - разстоянието между проводниците, m,
a е радиусът на жицата, m.

Тази формула е правилна при следните условия:

L >> h >> a

Факт е, че ако тези условия не се спазват, ръбовите ефекти ще имат значителен ефект, което ще изкриви резултатите от изчисленията и действителната стойност на капацитета C може (значително) да се различава от изчислената. В допълнение, горната формула е получена при допускане на наличието на безкрайна (по размер) проводяща среда. Ако размерите на последния (дефинирани например като общите размери на съда, в който се намира водата) са крайни, тогава формулата ще даде приблизителна стойност на капацитета C.

Замествайки тази формула в израза за съпротивлението R, получаваме:

Както можете да видите, диелектричната константа на средата е намаляла; това означава, че неговото електрическо съпротивление не зависи от диелектричната константа.

Нека пренапишем последната формула във форма, по-удобна за практическа употреба:

какво получаваме Ако стойността е известна електрическо съпротивление(в омове), получени по време на измервания (с омметър, тестер или други подобни) с помощта на два тънки, дълги, отдалечени електрода, потопени в среда (вода), тогава неговата електрическа проводимост може да се определи от тази формула. Както вероятно вече знаете, електрическо съпротивление на течности(вода, например) се изразява не в Оми, а в Ом*m. За разлика от линейно удължени (телове) метали, полупроводници. Съответно електрическата проводимост на течността се измерва в (Ohm * m) -1.

Така тази формула ни дава много прост начин за определяне електропроводимост на водатас цел последващо сравнение с нормативната стойност. За да направите това, е необходимо само да определите параметрите на електродите и съда, в който се намира течността (водата). И така, ние се съгласихме, че трябва да бъде

l >> h >> a

Тези. дължината на електродите трябва да бъде много по-голяма от разстоянието между тях; а последният от своя страна е много по-голям от радиуса на всеки от електродите. В нашата практика например бяха използвани следните параметри:

L=10см
h=1…2 см
а=0,1 см.

Можете, разбира се, да използвате по-адекватни стойности.

Размерите на съда, съдържащ течността за изпитване, трябва да бъдат поне не по-малки от горните стойности. Разбира се, колкото по-големи са те, толкова по-точни ще бъдат резултатите от измерването. В нашата практика бяха получени задоволителни резултати при използване на конвенционален стъклен буркан с вместимост 0,7 литра.

Внимание: бурканът трябва да се измие много внимателно, когато става въпрос за измерване на електрическо съпротивление дестилирана вода!! Измиването съответно е необходимо с течността, чието съпротивление ще измервате, т.е. чиста, дестилирана вода, не дай боже, без никакви препарати. В противен случай е вероятно адсорбираните примеси, останали по стените на буркана, да преминат в разтвор и ще измерите съпротивлението не на дестилирана вода, а грубо казано на саламура, която ще включва почистващи препарати.

Сега - за материала на електродите. Факт е, че ако вземете електроди от обикновена медна, желязна (или, не дай Боже, алуминиева) жица, има гаранция, че за много кратко време техният електрически потенциал ще се промени (в резултат на електрохимични процеси) и съответно измерено с помощта на омметър съпротивление ще бъде, меко казано, неподходящо. Следователно, разбира се, в идеалния случай са необходими платинени или платинени електроди. Но откъде можете да ги вземете? И тогава - какъв е смисълът от подобни домашни "начинания"? В крайна сметка е по-лесно да закупите готово устройство, отколкото да получите платинени електроди. Но, за щастие, не всичко е толкова трудно.

Ако платината не е налична, позлатената ще свърши работа. В най-лошия случай никелирана, хромирана, неръждаема стомана (например съответните игли за плетене с диаметър 1 ... 2,5 mm) са напълно подходящи. Ако наблизо няма хромирани (никелирани) игли за плетене, в най-лошия случай можете да закупите чифт електроди за заваряване от неръждаема стомана с диаметър 2 ... 2,5 ... 3 mm. Почистете ги напълно от флюса, леко шлайфайте с груба, а след това фина шкурка. Или използвайте тел от неръждаема стомана. Надяваме се, че читателите знаят как да използват дебеломер и да могат да определят диаметъра на тел, игли за плетене и т.н. И също така ще могат да определят дължината им - тази, която ще бъде потопена в течност (вода) по време на процеса на измерване.

Така всичко изглежда ясно за измерванията. Изваждаме някъде чист (!) Стъклен буркан от 0,7 l (или по-добре - 1 ... 2 ... 3 l), изваждаме и две парчета от съответния проводник с малък диаметър. След това изсипете тестовата вода в буркана. Потапяме тези две парчета тел (електроди) там на еднаква дълбочина, като ги поставяме на достатъчно разстояние един от друг (не по-малко от 4 ... 5 радиуса на проводника). Това разстояние трябва да се знае точно, така че е препоръчително първо да закрепите електродите с нещо непроводимо (например като ги навиете в две тънки пластмасови пластини). След това свързваме тестер (омметър) към електродите и измерваме, четем неговите показания (в ома). След това чрез преизчисляване определяме стойността на електрическата проводимост на водата, изразена в (Ohm * m) -1.

Какво казва GOST

Сега остава само да се сравни с GOST и да се увери колко чиста (качествено дестилирана) е тестваната вода. За да не бъдем неоснователни, нека да видим какво регулира GOST 6709-72 "Дестилирана вода. Спецификации" за нас. И така, в параграф "1. Технически изисквания" можете да прочетете: Специфична електрическа проводимост при 20 ° C: не повече от 5 * 10 -4 Sm / m. Вие и аз знаем много добре, че 1 cm (Siemens) = 1/ohm. Тези. специфичен електропроводимост на дестилирана водатрябва да бъде 5 * 10 -4 (Ohm * m) -1.

Между другото, ще ни е интересно да разберем колко близка е стойността до този GOST параметър за дестилирана водапроизведени от дестилатори (Durastil, както и други, включително битови филтри). А какво да кажем за "самогонните апарати"? Ако някой е правил измервания, моля да ни съобщи резултатите.

Какво на практика

Нашата практика показва следното. Електропроводимостта на т.нар "дестилирана водаза автомобилни батерии (производство - Уфа) беше 24,5 * 10 -4 (Ohm * m) -1, т.е. почти 4 пъти над нормата. Между другото, вкусът на такава вода създаваше впечатление за кладенец, но изобщо не е дестилиран. Ако някой е опитвал, той знае: дестилираната вода има особен горчив вкус. Докато водата от добър кладенец има вкус на "мека". Вероятно такива "дестилирана водасе получава върху некачествен, изтощен филтър.

Електрическата проводимост на водата, получена чрез осмотична филтрация (използван е битов филтър, който е работил 3 години в апартамент на двама души), е 18,7 * 10 -4 (Ohm * m) -1. За съжаление марката на филтъра е неизвестна. Но във всеки случай това е филтър, който принадлежи към категорията на популярните.

Водата, получена чрез домашния цикъл "замръзване - размразяване" (това може би ще бъде отделна дискусия) показа електрическа проводимост от 9,3 * 10 -4 (Ohm * m) -1. Тези. тази стойност на проводимостта е много близка до съответния GOST параметър. Електрическата проводимост на чешмяната вода е 125,3*10 -4 (Ohm*m) -1. Това означава, че у дома, чрез замразяване - размразяване на вода, можете да приготвите напълно чиста вода, подходяща както за пиене, така и за технически цели, например за същите батерии. В допълнение, това означава, че горният метод е доста подходящ за експресна диагностика на електрическата проводимост на водата.

Основна информация.Измерването на специфичната електропроводимост на водни разтвори е широко разпространено в лабораторната практика с автоматичен химичен контрол на водния режим на парните електроцентрали, ефективността на пречиствателните станции и промишлените топлообменни и други инсталации, както и различни показатели за качество. характеризиране на химични технологични процеси.

Техническите средства, предназначени за измерване на специфичната електропроводимост на водни разтвори, обикновено се наричат ​​кондуктометрични анализатори на течности. Скалата на вторичните инструменти на течните кондуктометри (лабораторни и индустриални) за измерване на електрическата проводимост се градуира в единици сименс на сантиметър или микросименс на сантиметър се нарича физиологичен разтвор. Скалата на вторичните инструменти на солометрите се калибрира според (за условното съдържание на тези соли в разтвор) в следните единици: милиграм на килограм микрограм на килограм или милиграм на литър и микрограм на литър Течни кондуктометри, използвани за измерване на концентрацията на разтвори на соли, киселини, основи и др., често се наричат ​​концентратори. Скалата на вторичните устройства на концентраторите се калибрира като процент от стойността на масовата концентрация. Като сигнализатори се използват и кондуктометрични анализатори на течности.

При повишени изисквания към качеството на захранващата вода, пара и кондензат е необходимо да се измерват малки стойности на електрическата проводимост, не повече от 5-b

Измерването на електрическата проводимост на водни разтвори обикновено се извършва с помощта на електроден кондуктометричен измервателен преобразувател, състоящ се от два електрода,

разположени в съд, в който постъпва контролиран воден разтвор. Дизайнът на тези преобразуватели и измервателните вериги, използвани за течни кондуктометри, са разгледани по-долу. За измерване на електропроводимостта на разтвори широко се използват и безелектродни течни кондуктометри.

Електрическата проводимост е реципрочната на съпротивлението:

Ето, електрическата проводимост съпротивление, Ohm-cm, определен от израза

където е електрическото съпротивление на фиксиран обем разтвор с концентрация C между метални електроди, Ohm; ефективно напречно сечение на разтвора, през който протича токът, разстоянието между електродите, вижте

Съгласно уравнение (22-2-2), израз (22-2-1) става:

където е електрическата проводимост на фиксиран обем разтвор, Ohm; константа на преобразувателя на електрода,

От израз (22-2-3) имаме:

За преобразуватели с проста електродна конфигурация константата може да се определи чрез изчисление. Ако преобразувателят има сложна структура, тогава константата се определя експериментално.

Трябва да се отбележи, че въз основа на изследването на специфичната електрическа проводимост, ние не можем да сравним стойностите на електрическата проводимост на разтворите помежду си в зависимост от тяхната концентрация. Това става възможно с въвеждането на понятието еквивалентна електропроводимост. Колрауш нарича еквивалентната електрическа проводимост количеството

където е еквивалентната електрическа проводимост, Cm-eq; е еквивалентната концентрация на разтвореното вещество, .

Стойността на електрическата проводимост на разтворите зависи не само от еквивалентната концентрация и еквивалентната електрическа проводимост, но и от степента на електролитна дисоциация на разтвора.

Следователно, в общия случай, когато не всички молекули са се разпаднали на йони, за електрическата проводимост получаваме следното уравнение:

Тук е степента на електролитна дисоциация, т.е. съотношението на броя на дисоциираните електролитни молекули към общия брой на разтворените молекули. Електролитите са вещества, чиито водни разтвори провеждат електричество (соли, основи и киселини). Степента на електролитна дисоциация a зависи както от природата на разтвореното вещество, така и от концентрацията на разтвора. Числената стойност на a нараства с разреждането на разтвора. В зависимост от степента на електролитна дисоциация електролитите се делят на силни (солна, сярна, азотна киселина, основи, почти всички соли) и слаби (например органични киселини). За силни електролити, които във водни разтвори при ниски концентрации почти напълно се разлагат на йони, стойността на a се приема равна на единица.

Ориз. 22-2-1. Зависимостта на електропроводимостта на водни разтвори на определени вещества от тяхната концентрация при 18 ° C.

Уравнение (22-2-6) може да бъде представено по следния начин:

където подвижността на катиони и аниони, съответно,

Подвижността на йони е продукт на тяхната абсолютна скорост и числото на Фарадей

Електропроводимостта на водните разтвори е в сложна зависимост от концентрацията на разтвора. На фиг. 22-2-1 показва зависимостите на специфичната електропроводимост на водни разтвори на определени вещества от тяхната концентрация. От тази графика може да се види, че недвусмислена връзка между електрическата проводимост на разтвора и концентрацията се осъществява само ако измерванията на електрическата проводимост се извършват в областта на относително ниски концентрации. Концентрациите на разтворените вещества, които трябва да се определят при наблюдение на качеството на парата, кондензата, захранващата и котелната вода, съответстват на началните участъци, показани на фиг. 22-2-1 криви, където електрическата проводимост нараства непрекъснато с увеличаване на концентрациите.

При измерване на електрическата проводимост на кондензат на пара и захранваща вода, които са водни разтвори с много ниска концентрация на сол, степента на електролитна дисоциация може да бъде

вземете равно на едно. В този случай опростеното уравнение може да се използва за определяне на електрическата проводимост

Тук еквивалентната електрическа проводимост при безкрайно разреждане, която се дава от

където са подвижността на катиони и аниони, съответно, при безкрайно разреждане на разтвора (за.

Дадени са стойностите и температурните коефициенти на подвижността на йони, съответстващи на температура от 18 ° C. При измерване на специфичната електрическа проводимост на водни разтвори температурата обикновено се приема за нормална (начална), за която се дават данни за електрическата проводимост.

При измерване на електрическата проводимост е необходимо да се вземе предвид ефектът от температурата на разтвора върху показанията на устройството, тъй като при промяна на температурата на разтвора с 1 ° C, неговата електрическа проводимост се променя с. до показания на инструмента.

Зависимостта на електропроводимостта на водните разтвори от температурата при малки отклонения от 18 ° C се изразява с формулата

При температура, която се различава от 18 ° C с 10-25 ° C или повече, е необходимо да се използва уравнението

Където температурен коефициентпроводимост по формулата

Тук температурните коефициенти на подвижност, съответно, на катиона и аниона

Температурният коефициент на електропроводимост, според Колрауш, е свързан с коефициента чрез съотношението

Зависимостта на електрическото съпротивление на фиксиран обем разтвор между електродите на преобразувателя от температура, малко по-различна от 18 ° C, се изразява с формулата

При температура, която се различава от 18 ° C с 10-25 ° C или повече, трябва да използвате уравнението

При наблюдение на водния режим на електроцентралите концентрацията на соли обикновено се изразява в милиграми на литър или микрограми на литър.Еквивалентната концентрация се използва в горните уравнения. Тези концентрации се преизчисляват по формулата

където еквивалентната концентрация, C-концентрация, е еквивалентната маса на йоните на разтвореното вещество, съгласно формулата

Тук еквивалентната маса, съответно, на катиона и аниона на разтвореното вещество (за. Стойностите на еквивалентните маси на йони на вещества, срещани при измерване на електрическата проводимост на водни разтвори, са дадени в.

По-горе беше отбелязано, че калибрирането на течни кондуктометри (солометри) се извършва според, т.е. условното съдържание на тази сол в разтвора. Това се дължи на факта, че сред различните соли, съдържащи се в парния кондензат и захранващата вода на парогенераторите, натриевият хлорид има средна електропроводимост.

Електропроводимост воден разтворпри ниски концентрации и при начална температура C може да се определи, като се вземат предвид изрази (22-2-8), (22-2-9) и (22-2-16) съгласно уравнението

Замествайки стойности в този израз, получаваме:

Течните кондуктометри (солометри) обикновено се калибрират при нормална температура. За да преобразувате в стойността на температурата, можете да използвате формулата (22-2-10)

Замествайки стойностите в това уравнение, получаваме:

Електрическото съпротивление на фиксиран обем на преобразувателния разтвор при неговата ниска концентрация и при температура от С може да се определи, като се вземат предвид изразите (22-2-3) и (22-2-20) по формулата

В парния кондензат и захранващата вода на парогенераторите, в допълнение към малко количество соли, обикновено присъстват разтворени газове - амоняк и въглероден диоксид и хидразин. Наличието на разтворени газове и хидразин променя електрическата проводимост на кондензата и захранващата вода, а показанията на течния кондуктометър (соломер) не съответстват недвусмислено на условното съдържание на сол, т.е. стойността на сухия остатък, получен чрез изпаряване кондензат или захранваща вода. Това води до необходимостта от коригиране на показанията на инструмента или използване на допълнително устройство за отстраняване на разтворените газове и хидразин от пробата.

Допълнително устройство под формата на дегазатор за отстраняване на разтворени газове от пробата не изключва ефекта върху показанията на хидразиновия кондуктометричен анализатор. Използваният в момента филтър, изпълнен с марков катионобменник, позволява да се елиминира влиянието на амоняка и хидразина върху показанията на устройството.

Електродни кондуктометрични преобразуватели.Електродните преобразуватели, използвани за измерване на електропроводимостта на разтвори, се правят за лабораторни изследвания различни решенияи за технически измервания. Измерванията в лабораторни условия се извършват на променлив ток. В същото време трябва да се отбележи, че кондуктометричният метод за измерване на променлив ток остава общоприет в ежедневната лабораторна практика. Техническите измервания на електрическата проводимост на разтвори с помощта на електродни преобразуватели обикновено се извършват при променлив ток с честота 50 Hz.

Устройството, размерите и, следователно, константата на електродните преобразуватели до голяма степен зависят от измерената стойност на електрическата проводимост на разтвора. При техническите измервания най-често се срещат преобразуватели с цилиндрични коаксиални и в по-малка степен с плоски електроди. Устройството на преобразуватели с цилиндрични коаксиални електроди е схематично показано на фиг. 22-2-2. Конверторът, показан на фиг. 22-2-2, а, външният цилиндричен електрод е и неговото тяло. Вторият преобразувател (фиг. 22-2-2, б) също има цилиндрични коаксиални електроди, но те са разположени в стоманения му корпус, към който е заварен един електрод. Този конвертор

използвани в соломери TsKTI с малогабаритни концентратори. Дегазирана и обогатена проба, която има постоянна температура близо до 100 ° C, влиза в конвертора през левия фитинг от концентратора. Схемата на преобразувателното устройство с плоски електроди е показана на фиг. 22-2-3. Характеристика на преобразувателя, показан на фиг. 22-2-3 се крие във факта, че площите на неговите електроди и ефективното напречно сечение на разтвора, през който протича токът, не са еднакви.

Ориз. 22-2-2. Устройството на преобразуватели с цилиндрични коаксиални електроди. 1 - скоби за свързване на проводници; 2 - електроди; 3 - стоманена кутия; 4 - изолатори.

Ориз. 22-2-3. Преобразувателно устройство с плоски електроди. 1 - корпус на преобразувателя; 2 - скоби за свързване на проводници; 3 - електроди.

В допълнение към разглежданите преобразуватели на поточен електрод, те са и от потопяем тип, директно потопени в тръбопровод с течност, чиято електропроводимост (или концентрация) трябва да се контролира. Преобразувателните електроди за технически измервания са изработени от неръждаема стомана, преобразувателните електроди за лабораторни изследвания на електролитни разтвори са изработени от платина. За да се намали поляризацията на електродите, те са покрити със слой платинено черно. Съдовете на тези конвертори обикновено са направени от стъкло. Размерите на съдовете се избират в зависимост от очакваната стойност на електропроводимостта на изпитвания разтвор.

Върху електродите на преобразувателя в контакт с разтвора протичат сложни електрохимични процеси. Пространството между електродите се запълва при измерване на електропроводимостта на водни разтвори със среда с висока стойност на диелектричната проницаемост. Поради тези причини, фиксираният обем на разтвора между електродите на преобразувателя, когато се измерва при променлив ток, представлява сложно електрическо съпротивление - комбинация от активни

и капацитивни компоненти. Еквивалентната електрическа схема на електродния преобразувател, като се вземат предвид електродните процеси, е показана на фиг. 22-2-4. Електродните процеси включват процеса на електролиза на разтвор, когато през него преминава електрически ток и процеса на образуване на двоен електрически слой на границата между средата "метал на електрода - разтвор". Образуването на двоен електрически слой възниква поради действието на външен електрическо поле, неравенство на химичните потенциали на метални йони на електроди и йони в разтвор и специфична адсорбция на йони и полярни молекули. Във верига с променлив ток двойният електрически слой е еквивалентен на електрическия капацитет. Електрическият капацитет на двойния слой не зависи от честотата на захранващото напрежение и е функция на концентрацията и размера на потенциала, приложен към електродите.

Ориз. 22-2-4. Еквивалентна електрическа схема на електродния преобразувател.

Еквивалентната електрическа верига на поляризационния процес се представя в общия случай чрез нелинейно активно-капацитивно съпротивление, което се нарича импеданс на Фарадей. Един от моделите на еквивалентна схема се определя от израза

къде е константата, Ом - ъглова скорост, rad/s При извършване на технически измервания те се стремят да създадат такъв дизайн на електродния преобразувател, така че пълното му съпротивление да се определя от активното съпротивление на фиксиран обем разтвор между електродите и влиянието на електрохимичните процеси и реактивните компоненти на електрическото съпротивление, дължащи се на тези процеси, биха били незначителни. Ако тези условия са изпълнени с необходимото приближение, тогава електрическото съпротивление на фиксиран обем разтвор между електродите на преобразувателя се определя съгласно израза (22-2-3) по следната формула:

Ориз. 22-2-5. Опростена еквивалентна електрическа схема на електроден преобразувател.

Помислете за опростена еквивалентна електрическа верига на електродния преобразувател, която не отчита ефекта на електролизата. В този случай импедансът на преобразувателя ще бъде определен, както следва от схемата, показана на фиг. 22-2-5, чрез двуслойни капацитети на електродите чрез активното електрическо съпротивление на разтвора между електродите и капацитета, шунтиращ това съпротивление. Капацитетът може да се нарече "конструктивен". Трябва да се отбележи, че водата има голяма стойност на относителна диелектрична проницаемост в сравнение с други течности (за кондензат, което води до необходимостта да се вземе предвид капацитетът между електродите.

Използвайки известната зависимост, която определя модула на капацитета, е възможно да се извърши качествен анализ на влиянието на капацитивните компоненти и честотата върху модула на импеданса на преобразувателя.

Ако приемем, че активното съпротивление не зависи от честотата на напрежението на електродите, лесно е да се види, че с увеличаване на относителното влияние на капацитета на двойния слой върху модула на общото съпротивление намалява, а "конструктивният" капацитет се увеличава. Може да се покаже, че относителният ефект на капацитета е практически независим от формата на електродите, тяхната взаимност

местоположение и разстояние между тях. Всъщност промените в конструкцията засягат почти еднакво активното съпротивление на преобразувателя и стойността на капацитета.Степента на влияние на капацитета на двойния слой може да бъде променена чрез конструктивни методи. С увеличаване на площта на електродите на преобразувателя, капацитетът на двойния слой се увеличава, а намаляването на площта на ефективното напречно сечение на разтвора, през което преминава токът, води до увеличаване на активното съпротивление на разтвора. Относителното влияние на капацитета на двойния слой е намалено в сравнение с преобразувателя, в който площта на електродите и ефективното напречно сечение на разтвора са еднакви.

За да се намали ефектът върху точността на измерване на електрическата проводимост на разтвори на електродна поляризация, се използват четириелектродни преобразуватели, например в кондуктометрични анализатори за чисти водни разтвори се използват преобразуватели на тип с диапазон на измерване. Два електрода на този преобразувател са токови, захранвани от променливотоково напрежение през голямо ограничаващо съпротивление, а другите два, разположени между тях, са потенциални. В този случай напрежението, измерено на потенциалните електроди, еднозначно определя концентрацията на контролирания разтвор и не зависи от частичната поляризация на токовите електроди.

Ориз. 22-2-6. Принципна схема на електроден преобразувател с температурна компенсация.

Методи за температурна компенсация и типични измервателни схеми на кондуктометрични анализатори.Температурната компенсация се извършва с помощта на допълнителни елементи във веригата на електродния преобразувател или в измервателната верига на течния кондуктометър, които намаляват влиянието на отклонението на температурата на разтвора от 20 ° C върху показанията на инструмента. Автоматичната температурна компенсация не елиминира напълно влиянието на температурата на разтвора върху показанията на инструмента, което създава големи трудности, но значително го намалява.

От методите, използвани за автоматична температурна компенсация в течни кондуктометри, най-често се използва електроден преобразувател с температурна компенсация, чиято схема е показана на фиг. 22-2-6. Веригата за температурна компенсация на електродния преобразувател се формира от резистори, свързани паралелно и последователно със съпротивлението на разтвора.Съпротивлението на разтвора с резистора е отрицателно, а резисторът, свързан последователно, има положителен температурен коефициент на електрически съпротива. Резисторът е изработен от манганинова жица, а резисторът е от медна жица. Никелова или платинена тел понякога се използва за направата на резистор. Във вътрешността е поставен резистор, изпълнен подобно на чувствителния елемент на съпротивителен термометър

преобразувателен електрод (фиг. 22-2-2, а). Резистор, включен паралелно на съпротивлението на разтвора, линеаризира зависимостта и в същото време намалява температурния коефициент на намаленото съпротивление.Това създава по-благоприятни условия за използване на компенсиращ резистор.

Ориз. 22-2-7. Зависимостта на импеданса на преобразувателната верига от концентрацията C за температури от 18 и 35 ° C.

Изчисляването на параметрите на веригата за температурна компенсация обикновено се извършва от условието за пълна температурна компенсация за две дадени концентрации и определени температури, избрани, като се вземат предвид възможните отклонения на температурата на разтвора от този случай, измерванията на концентрацията (електропроводимост) трябва да бъдат извършва се в диапазона от до, тъй като грешката при промяна на температурата на разтвора извън границите на този интервал може да бъде по-голяма, отколкото вътре в него (фиг. 22-2-7).

Импедансът на веригата на преобразувателя спрямо клеми A до B (виж Фиг. 22-2-6) при концентрацията на разтвора C и неговата температура се определя от израза

Тук, както и в следващите уравнения, индексите показват към коя концентрация на разтвора и температура се отнасят разглежданите величини (съпротивление електрическа проводимост електрическа проводимост). Условието за пълна температурна компенсация се свежда до равенствата

В последните два израза температурният коефициент на съпротивление на медта, съответстващ на 0 ° C. При изчисляване на параметрите на веригата за температурна компенсация се взема за измерване на електрическата проводимост (соленост) на водни разтвори при ниски концентрации, стойностите ​​от са четвъртото рамо на моста); асинхронен реверсивен двигател; синхронен двигател. Резисторите са направени от манганинова тел. Резисторът се използва за установяване на необходимия диапазон на промяна на съпротивлението при измерване на електрическата проводимост на разтвора от първоначалната до крайната стойност на скалата, което позволява използването на наличните в търговската мрежа автоматични балансирани мостове KSM2 без промяна на реохорда и усилвателя.

Ориз. 22-2-8. Схематична диаграма на течен кондуктометър, използващ електроден преобразувател (фиг. 22-2-2, 6).

Разглежданата мостова измервателна верига на вторичното устройство на течния кондуктометър може също да се използва за измерване на електрическата проводимост на водни разтвори с електроден преобразувател с температурна компенсация (виж Фиг. 22-2-6), ако е свързан към клемите вместо преобразувателя Течни кондуктометри с такъв електроден преобразувател, произведени от Tulenergo, използвани в топлоелектрически централи за измерване на електропроводимостта на химически деминерализирана вода. Тези течни кондуктометри използват електродни преобразуватели с температурна компенсация от 15 до 35°C от тип поток и потапяне. Уредите имат специфичен обхват на измерване на електропроводимостта от 0,04 до 20°C.

Помислете за метода за температурна компенсация с помощта на термистор, включен в измервателната верига на автоматика

балансиран мост на течния кондуктометър (фиг. 22-2-9). Тук ED електродният преобразувател е включен в измервателната мостова верига на вторичното устройство, както на фиг. 22-2-8. В този случай намаленото съпротивление на преобразувателя и термистора с шунт, включени в съседните рамена на моста, имат отрицателен температурен коефициент на съпротивление. Трябва да се отбележи, че за термистора, зависимостта, както и за нелинейния

Ориз. 22-2-9. Принципна диаграма на течен кондуктометър, използващ термистор за температурна компенсация.

При измерване на проводимостта термисторът е при същата температура като разтвора на пробата, тъй като обикновено се монтира вътре в корпуса на трансмитера. Точността на температурната компенсация ще се определя от степента на съответствие между температурните коефициенти на термистора с шунта и намаленото съпротивление на преобразувателя

Разгледаната температурна компенсация с помощта на термистор, включен във веригата на измервателния мост, се използва в прилаганите кондуктометрични анализатори на течности.

Температурната компенсация може да се извърши и с помощта на допълнителен електроден преобразувател, който се пълни с воден разтвор с температурен коефициент на съпротивление, близък до температурния коефициент на анализирания разтвор. В този случай работният и компенсиращият преобразуватели се включват в съседните рамена на измервателната верига на моста. В този случай компенсиращият преобразувател се измива отвън от анализирания разтвор и има същата температура с него. Този метод на температурна компенсация не се използва широко, тъй като свойствата на разтвора в компенсационния преобразувател се променят с времето.

Автоматичните балансирани мостове, предназначени да работят заедно с електродни преобразуватели, могат да бъдат оборудвани с допълнително устройство за сигнализиране (регулиране) на граничните стойности на електрическата проводимост на водни електролитни разтвори.

В допълнение към разглежданите течни анализатори с електродни преобразуватели се предлага и кондуктометричен анализатор.

Клас на точност 5 AK, разработен от SKB AP, с изходен сигнал за постоянен ток. Този кондуктометричен анализатор, оборудван с филтър, напълнен с марков катионен обменник, е предназначен за измерване на специфичната електрическа проводимост на водни разтвори при температура 30-40 ° C и наличие на минерални примеси, амоняк и хидразин. Като вторично устройство, автоматичен милиамперметър KSU2 с диапазони на измерване

Добър ден
Кажете ми, има ли някакъв теоретичен метод за определяне на проводимостта на водата с разтворени в нея съединения, ако са известни първоначалната проводимост на водата и точното количествено съдържание на съединенията, разтворени във вода.

Благодаря ви предварително!

Точното изчисляване на специфичната електрическа проводимост се извършва по специални емпирични формули, като се използват калибрирани разтвори на калиев хлорид с известна стойност на електрическата проводимост. Измерената стойност обикновено се показва с помощта на мерната единица Siemens, 1 cm обратно на 1 ом. Освен това за солена вода резултатите от изследванията се показват в S/m, а за прясна вода - в μS/метър, тоест в микросименси. Измерване на електропроводимостта на водни разтворидава за дестилирана вода стойност на SEC от 2 до 5 μS/метър, за атмосферни валежи стойността е от 6 до 30 или повече μS/метър, а за пресни речни и езерни води в онези райони, където въздушната среда е силно замърсена, Стойността на SEC може да варира в рамките на 20-80 μS/cm.

За приблизителна оценка на SEC може да се използва емпирично установеното съотношение на зависимостта на SEC от съдържанието на сол във водата (минерализация):

UEP ( µS/cm ) = съдържание на сол (mg / л) / 0,65

Тоест, за да се определи SEC (µS/cm), съдържанието на сол (соленост на водата) (mg/l) се разделя на корекционен фактор от 0,65. Стойността на този коефициент варира в зависимост от вида на водата в диапазона 0,55-0,75. Разтворите на натриев хлорид провеждат по-добре ток: съдържанието на NaCl (mg/l) = 0,53 µS/cm или 1 mg/l NaCl осигурява електропроводимост от 1,9 µS/cm.

За приблизително изчисляване на SEC чрез съдържанието на соли във водата (минерализация) можете да използвате следната графика (фиг. 1):

Ориз. 1. Графика на зависимостта на SEC от съдържанието на соли във водата (минерализация).

UEC се измерва и с помощта на специално устройство - кондуктометър, състоящ се от платинени или стоманени електроди, потопени във вода, през които преминава променлив ток с честота от 50 Hz (в нискоминерализирана вода) до 2000 Hz или повече (в солена вода). се преминава чрез измерване на електрическото съпротивление.

Принципът на действие на кондуктометъра се основава на пряката зависимост на електрическата проводимост на водата (силата на тока в постоянно електрическо поле, създадено от електродите на устройството) от броя на съединенията, разтворени във вода. Широка гама от подходящо оборудване сега ви позволява да измервате проводимостта на почти всяка вода, от свръхчиста (много ниска проводимост) до наситена с химически съединения (висока проводимост).

Кондуктометър може да се закупи дори в магазините за домашни любимци, като са възможни комбинации от такова устройство с pH метър. В допълнение, такова устройство може да бъде закупено в офиси и компании, продаващи оборудване за екологични изследвания www.tdsmeter.ru/com100.html.

Занаятчиите, които са добри в използването на поялник, могат сами да направят устройство за измерване на електрическата проводимост, проектирано от I.I. Vanyushin. (Списание "Рибарство", 1990 г., № 5, стр. 66-67. В допълнение, това устройство и методите за неговото калибриране са описани във всички подробности в много полезна книга "Модерен аквариум и химия", автори I.G. Khomchenko , A.V. Трифонов, Б. Н. Разуваев, Москва, 1997). Устройството е направено на общ чип K157UD2, който се състои от два операционни усилвателя. На първия е монтиран генератор за променлив ток, на втория - усилвател по стандартна схема, от която се вземат показания с цифров или аналогов волтметър (фиг. 2).

Ориз. 2. Домашен кондуктометър.

За да се елиминира влиянието на температурата, измерванията на електрическата проводимост се правят при постоянна температура от 20 0 C, тъй като стойността на електрическата проводимост и резултатът от измерването зависят от температурата, веднага щом температурата се повиши с поне 1 0 C, измерената електрическа проводимостта също се увеличава с приблизително 2%. Най-често се преизчислява по отношение на 20 0 С според корекционната таблица или се довежда до нея с помощта на емпирични формули.

Корекционна таблица за изчисляване на UEP.

Температура, °C	Коефициент на корекция	Температура, °C	Коефициент на корекция	Температура, °C	Коефициент на корекция

Изчисляването на специфичната електрическа проводимост на водата в този случай се извършва по формулата :

SEC \u003d C p / R

където C p е капацитетът на сензора на устройството, в зависимост от материала и размерите на електродите и имащ размер cm-1, се определя, когато устройството е калибрирано за разтвори на калиев хлорид с известна стойност на електрическата проводимост; K - температурен коефициент за привеждане на измерената стойност при произволна температура до приетата й постоянна стойност; R - измерено електрическо съпротивление на водата от устройството, в ома.

Устройството трябва да бъде калибрирано в стойности на съпротивление. Могат да се препоръчат следните съпротивления за калибриране: 1 kOhm (проводимост 1000 µS), 4 kOhm (250 µS), 10 kOhm (100 µS).

За да определите по-точно електрическата проводимост, трябва да знаете константата на съда за измерване на CX. За да направите това, пригответе 0,01 M разтвор на калиев хлорид (KCl) и измерете неговото електрическо съпротивление R KCl (в kOhm) в подготвената клетка. Вместимостта на съда се определя по формулата:

C p \u003d R KC UEP KCl

където SEC KC е електрическата проводимост на 0,01M разтвор на KCl при дадена температура в µS/cm, намерена от корекционната таблица.

След това UEP се изчислява по формулата:

UEP = В П (К T ) / Р

където C p - капацитетът на сензора на устройството, в зависимост от материала и размера на електродите и имащ размер cm -1, се определя чрез калибриране на устройството за разтвори на калиев хлорид с известна стойност на SEC; K t - температурен коефициент за привеждане на измерената стойност при всяка температура до приетата постоянна стойност; R - измерено електрическо съпротивление на водата от устройството, в ома.

SEC на солена вода обикновено се изразява в Sm/m (Sm е Siemens, реципрочната стойност на Ohm), прясна вода се изразява в микросименси (µS/cm). SEC на дестилирана вода е 2-5 µS/cm, атмосферни валежи - от 6 до 30 µS/cm и повече, в райони със силно замърсен въздух, речни и сладки езерни води 20-800 µS/cm.

Нормализираните стойности на минерализация приблизително съответстват на специфичната електрическа проводимост от 2 mS / cm (1000 mg / dm 3) и 3 mS / cm (1500 mg / dm 3) както в случая на хлорид (по отношение на NaCl), така и карбонат (по отношение на CaCO 3 ). минерализация.

Чистата вода, в резултат на собствената си дисоциация, има електрическа проводимост при 25 C, равна на 5,483 µS/m.

За повече информация относно методите за изчисляване на UEP вижте съответните раздели на нашия уебсайт.

Доцент доктор. О.В. Мосин

По-долу са дадени методически методи за изчисляване на общата минерализация, йонна сила, твърдост и определяне съдържанието на сулфатни йони в естествени и Отпадъчни водибрадва по отношение на специфичната електропроводимост като обобщен показател за тяхното качество.

Определянето на електропроводимостта (L) на водата се свежда до измерване на нейната реципрочна стойност - съпротивлението (R), което водата оказва на протичащия през нея ток. Така L \u003d 1: R и следователно стойността на електрическата проводимост се изразява в реципрочни ома, а според съвременната класификация SI - в Сименс (Sm).

Стойността на специфичната електропроводимост остава непроменена в рамките на допустимата грешка (10%) при наличие на природни и отпадъчни води от различен характер органични съединения(до 150 mg/dm3) и суспендирани вещества (до 500 mg/dm3).

За измерване на специфична електрическа проводимост (xi) може да се използва всеки кондуктометър с обхват от 1*10(-6) S/cm до 10*10(-2) S/cm.

1. ПОЛУЧАВАНЕ И КОНТРОЛ НА КАЧЕСТВОТО НА ДЕСТИЛИРАНА ВОДА

1.1. СТАНДАРТИ ЗА КАЧЕСТВО

В лабораториите за контрол на качеството на природни и отпадъчни води дестилираната вода е основният разтворител за приготвяне на реактиви, разредител за тестови проби, екстрагент, а също така се използва за изплакване на лабораторни стъклени съдове. Следователно, за успешната работа на всяка химическа аналитична лаборатория, наред с изпълнението на такива условия като висока квалификация на специалисти, наличието на точни проверени инструменти, използването на реактиви с необходимата степен на чистота, стандартни проби и стандартни обемни прибори, трябва да се обърне голямо внимание на качеството на дестилираната вода, чиито физични и химични параметри трябва да отговарят на изискванията на GOST 670972 (виж таблицата).

РЕГЛАМЕНТИ

КАЧЕСТВО НА ДЕСТИЛИРАНА ВОДА ОТ

pH ¦ 5,4-6,6 ¦

Вещества, които редуцират KMnO4 ¦ 0,08 ¦

Остатък след изпаряване ¦ 5,0 ¦

Остатък след калциниране ¦ 1,0 ¦

Амоняк и амониеви соли ¦ 0,02 ¦

Нитрати ¦ 0,20 ¦

Сулфати ¦ 0,50 ¦

Хлориди ¦ 0,02 ¦

Алуминий ¦ 0,05 ¦

Желязо ¦ 0,05 ¦

Калций ¦ 0,80 ¦

Мед ¦ 0,02 ¦

Олово ¦ 0,05 ¦

Цинк ¦ 0,20 ¦

Специфична електропроводимост при 20 град. C не повече от 5*10(-6)cm/cm

Ако всички показатели отговарят на установените стандарти, тогава дестилираната вода е подходяща за използване в лабораторни изследвания и нейното качество няма да повлияе на метрологичните характеристики на анализите, извършени в лабораторията. Не са установени стандарти за честотата на контрола на качеството на дестилираната вода.

1.2. ПРИЕМАНЕ И КОНТРОЛ НА КАЧЕСТВОТО

Дестилираната вода се получава в дестилатори от различни марки. Дестилаторът е инсталиран в отделно помещение, чийто въздух не трябва да съдържа вещества, които лесно се абсорбират от водата (амонячни пари, на солна киселинаи т.н.). При първоначално пускане в експлоатация или при стартиране на дестилатора след продължително съхранение, използването на дестилирана вода е разрешено само след 40 часа работа на дестилатора и след проверка на качеството на получената вода в съответствие с изискванията на GOST.

В зависимост от състава на изходната вода може да се получи дестилирана вода с различно качество.

При високо съдържание на калциеви и магнезиеви соли във водата се образува котлен камък върху повърхността на нагревателните елементи, вътрешните стени на парогенератора и хладилната камера, в резултат на което условията на топлообмен се влошават, което води до намаляване на производителност и намаляване на живота на дестилатора. За да се омекоти изходната вода и да се намали образуването на котлен камък, е препоръчително устройството да се използва в комбинация с магнитно устройство против котлен камък или химически кондиционер за вода (на базата на йонообменни смоли в натриева форма), напр. клас KU-2-8chs.

Въпросът за времето на периодичното превантивно измиване на дестилатора и отстраняването на котления камък се решава емпирично, като се ръководи от данните за качеството на дестилираната вода по време на периодичния мониторинг. След почистване и измиване на дестилатора, дестилираната вода отново се анализира за всички показатели в съответствие с GOST.

Всички резултати от анализите на водата трябва да се записват в дневник, където в същото време е необходимо да се отрази режимът на работа на дестилатора. Анализът на получените резултати ще позволи да се установи за всеки източник на вода собствен режим на работа на апарата: период на работа, период на спиране за превантивно почистване, измиване, изплакване и др.

Ако вода с високо съдържание на органична материя, тогава някои от тях могат да преминат с дестилация в дестилат и да увеличат контролната стойност на окисляемостта. Следователно GOST предвижда определяне на съдържанието на органични вещества, които намаляват калиевия перманганат.

За да се освободи дестилираната вода от органични примеси и да се подобри качеството на дестилата, се препоръчва използването на химически кондиционери за вода с гранулиран сорбент от активен въглен от бреза или с макропорест гранулиран анионен обменник марка AV-17-10P.

Ако в дестилирана вода се открият вещества, които редуцират калиев перманганат в концентрация над 0,08 mg / dm3, е необходимо да се извърши вторична дестилация на дестилата с добавяне на разтвор от 1% KMnO4 преди дестилация, при скорост от 2,5 cm3 на 1 dm3 вода. Общото време, изразходвано за наблюдение на качеството на дестилираната вода по всички 14 показателя, посочени в таблицата, е 11 часа от работното време на анализатора (65 лабораторни единици). Определянето на специфичната електрическа проводимост на водата се сравнява благоприятно по отношение на разходите за време с традиционния химичен анализ при определяне на отделни показатели, т.к. времето за определяне е не повече от 1 лабораторна единица (10 минути) и се препоръчва като експресен метод за контрол на качеството на дестилирана вода.

По величината на специфичната електрическа проводимост е възможно да се характеризира общото количество на компонентите на остатъчното количество минерални вещества (включително нитрати, сулфати, хлориди, алуминий, желязо, мед, амоняк, калций, цинк, олово).

Ако е необходимо да се получи експресна информация за съдържанието на сулфатни йони във вода, последното може да се изчисли от стойността на специфичната електропроводимост и съдържанието на хидрокарбонатни и хлоридни йони (виж раздел 2).

Според GOST резултатът от намерението на стойността на дестилирана вода се изразява при 20 градуса. СЪС

1.3. УСЛОВИЯ ЗА СЪХРАНЕНИЕ

Дестилираната вода за лабораторни изследвания трябва да бъде прясно дестилирана. Ако е необходимо, водата може да се съхранява в херметически затворени полиетиленови или флуоропластични бутилки. За да се предотврати абсорбирането на въглероден диоксид от въздуха, бутилките с дестилирана вода трябва да бъдат затворени със запушалки с тръби от калциев хлорид. Безамонячната вода се съхранява в бутилка, затворена с тапа с "гъска", съдържаща разтвор на сярна киселина.

3. ЗАДАВАНЕ НА СТОЙНОСТТА НА ОБЩАТА МИНЕРАЛИЗАЦИЯ НА ВОДАТА

3.1. ПРИРОДНИ ВОДИ

Един от най-важните показатели за качеството на водата е стойността на общата минерализация, обикновено определяна гравиметрично от сухия остатък. Използвайки данните от химичния анализ за съдържанието на хлоридни, хидрокарбонатни и сулфатни йони, като използвате коефициенти на преобразуване, можете да изчислите стойността на общата минерализация (M, mg / dm3) на изследваната вода по формулата (2):

M=[HCO(3-)*80+[Cl-]-55+*67

където [НСО(3-)], [Сl], са концентрациите на бикарбонатни, хлоридни, сулфатни йони в mg-eq / dm.cub. съответно. Числените коефициенти приблизително съответстват на средноаритметичните стойности моларни масиеквиваленти на соли на съответния анион с калций, магнезий, натрий и калий.

3. МЕТОД ЗА ОЦЕНКА НА ЙОННАТА СИЛА НА ВОДЕН РАЗТВОР

В практиката на хидрохимичните изследвания стойността на йонната сила на водата се използва за контрол на йонния състав на водата с помощта на йон-селективни електроди, както и при експресното изчисляване на общата твърдост.

Изчисляването на йонната сила (mu) на природни и отпадъчни води се извършва въз основа на резултатите от двойно измерване на електропроводимостта на водата: неразредена (xi1) и разредена в съотношение 1:1 (xi2).

Йонната сила се изчислява по формула (4):

(mu)=K*Sm10 (4)

Където Cm е общата минерализация на водата, изчислена от стойността на специфичната електропроводимост като a * 10 (4) и изразена в mg-eq / dm3;

K - йонен индикатор, зададен с помощта на корекционна таблица за стойностите на Cm и xi2 / xi1.

Стойностите (mu), изчислени по този метод за природни и отпадъчни води (дори съдържащи голям бройсуспендирани частици) съответстват на стойностите (mu), определени от данните от химичния анализ на съдържанието на основните йони; несъответствието между резултатите от двата метода не надвишава 10%, което е в съответствие с допустимите стандарти за възпроизводимост.

Този експресен метод за определяне на йонната сила на природни и отпадъчни води е по-икономичен и има предимство при контрола на мътни и оцветени води.

4. МЕТОД ЗА ОЦЕНКА НА ОБЩАТА ТВЪРДОСТ НА ВОДАТА

Твърдостта на изместване е един от най-важните групови показатели за качеството на водата за всички видове водоползване. Общоприетото комплексно-метрично определяне на твърдостта има съществено ограничение и не може да се използва при анализ на мътни и оцветени води, както и със значително съдържание на редица метали. Такива води при определяне на общата твърдост трябва да бъдат подложени на специална обработка, което е свързано с увеличаване на консумацията на химически реагенти и допълнителни разходи за работно време за анализ.

Ускорен метод за оценка на приблизителната стойност на общата твърдост (W общ) се основава на данните, получени от резултатите от измерването на електрическата проводимост. Изчислението се извършва по формулата (5)%

F общо = 2(mu) * 10(3) - (2cm + SO4(2-)]) (5)

където (mu) е йонната сила на водата (изчислена от данни за електрическата проводимост, вижте раздел 4); Cm - обща минерализация, mg-eq / dm.cub. (изчислено от данни за проводимостта, вижте раздел 4); - концентрация на сулфатни йони, mg-eq / dm.cub. (изчислено от данни за проводимостта, вижте раздел 2 или друг метод). Грешката при определяне на твърдостта по този начин е в приемливи граници (5%). Методът се препоръчва като ускорен метод за оценка на общата твърдост в условията на масов анализ на проби в системата за мониторинг на околната среда, особено при мътни, оцветени води и води, силно замърсени с йони на редица тежки метали.

ЛИТЕРАТУРА

GOST 6709-72 "Дестилирана вода".

Инструкции за организацията и структурата на лабораторния контрол в системата на Министерството на жилищното строителство и комуналните услуги на RSFSR. М. 1986 г.

Воробьов И.И. Приложение на измерване на проводимостта за характеризиране химичен съставестествени води. М., Издателство на Академията на науките на СССР, 1963-141 с.

Почкин Ю.Н. Определяне на електрическата проводимост на водата при изследване на солния режим на открити резервоари // Хигиена и санитария. 1967, № 5.

ГОСТ 17403-72. Хидрохимия. Основни понятия. Термини и дефиниции.

Лури Ю.Ю. Аналитична химия на промишлени отпадъчни води. М., Химия, 1984.-447 с.

РД 52.24.58-88. Метод за измерване съдържанието на сулфатни йони по титриметричен метод с бариева сол.

РД 52.24.53-88. Метод за измерване съдържанието на сулфатни йони с оловна сол.

ГОСТ 27384-87. вода. Процентите на грешки при измерване са показателни за състава и свойствата.

ГОСТ 26449.1-85. Стационарни дестилационни инсталации за обезсоляване. Методи за химичен анализ на солени води.

Информационна брошура N 29-83. Определяне съдържанието на котелна вода. ЦНТИ, Архангелск. 1983 г.

Ръководство за химичен анализ на повърхностни води на сушата. Л., Гидрометеоиздат. 1977. - 537 с.

Ускорено определяне на обща минерализация, обща твърдост, йонна сила, съдържание на сулфатни йони и свободен CO2 чрез електропроводимост. Казан. ГИДУВ. 1989. - 20 с.

МИНИСТЕРСТВО НА ЕНЕРГЕТИКАТА И ЕЛЕКТРИФИКАЦИЯТА НА СССР
ГЛАВЕН НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИ ОТДЕЛ ПО ЕНЕРГЕТИКА И ЕЛЕКТРИФИКАЦИЯ

ТЕХНИКА НА ИЗМЕРВАНЕ
СПЕЦИФИЧНА ЕЛЕКТРОПРОВОДИМОСТ
ВОДНИ И ПАРИ ТЕЦ
АВТОМАТИЧЕН КОНДУКТОМЕР

Техниката осигурява получаване на надеждни количествени показатели за точност на измерване в стационарен режим на работа на енергийно оборудване.

Методиката е задължителна за прилагане в топлоелектрически централи, както и в проектантски и пусково-наладъчни организации.

1. ИЗМЕРВАЩИ И СПОМАГАТЕЛНИ ПРИБОРИ
УСТРОЙСТВА

1.1. При извършване на измервания на SEC трябва да се използва набор от измервателни уреди и спомагателни устройства, за да се осигури изборът и подготовката на проба за измерване и получаване на информация за SEC на пробата. Списъкът на необходимите измервателни уреди и спомагателни устройства, тяхното предназначение и технически характеристики са дадени в Приложение 1.

Допуска се използването на други средства за измерване, които по технически и метрологични характеристики не са по-ниски от препоръчаните.

1.2. Вземането на проби от вода и пара за измерване на SEC се извършва от устройства за вземане на проби OST 108.030.040-80 "Устройство за вземане на проби от пара и вода от стационарни парни котли. Видове, конструкция, размери и технически изисквания."

Пробите се транспортират през запечатани линии за вземане на проби, които отговарят на изискванията на OST 108.030.04-80.

1.3. Структурна схемаИзмерванията на SEC са показани на фигурата.

Структурна схема на UEP измервания:
а - кондензат; b - захранваща (котелна) вода;
c - наситена и прегрята пара;
1 - устройство за вземане на проби; 2 - нагоре по течението
хладилник; 3 - система за подготовка на проби;
4 - автоматичен кондуктометър;
5 - линия за вземане на проби

В случай на използване на компютърна технология за събиране и обработка на резултатите от измерването на електрическата проводимост, изходният сигнал на кондуктометъра се предава на информационния и компютърен комплекс.

2. МЕТОД НА ИЗМЕРВАНЕ

Измерването на SEC трябва да се извършва чрез контактна кондуктометрия, основана на феномена на пренос на електрически заряди от йони на разтворени вещества по време на преминаването на ток през анализирания разтвор.

3. ИЗИСКВАНИЯ ЗА БЕЗОПАСНОСТ

При извършване на измервания на UEP трябва да се спазват изискванията на "Правилата за безопасност при експлоатация на топлинно-механично оборудване на електрически централи и топлофикационни мрежи" (М.: Енергоатомиздат, 1985 г.).

4. ИЗИСКВАНИЯ И КВАЛИФИКАЦИИ НА ОПЕРАТОРИТЕ

Лица, преминали специално образованиеи квалифициран:

при обслужване на измервателни уреди - електротехник най-малко 3-та категория, който познава структурните, инсталационните и електрическите схеми за измерване на UEP, конструкцията и принципа на работа на използваните измервателни уреди, местоположението на устройствата за вземане на проби, линиите за вземане на проби;

при обработка на резултатите от измерванията - техник или инженер, който познава характеристиките на водно-химичния режим на електроцентралата.

5. УСЛОВИЯ НА ИЗМЕРВАНЕ

наличието на валидни знаци за проверка на средствата за измерване.

6.2. Подготовката за работа на измервателните уреди се извършва в съответствие с инструкциите, съдържащи се в инструкцията за експлоатация.

6.3. Подготовката за работа на Н-катионнообменния филтър се извършва по метода, даден в " Насокиотносно използването на кондуктометричен контрол за поддържане на водния режим на електроцентралите. МУ 34-70-114-85" (М.: СПО "Союзтехенерго", 1986 г.).

7. ИЗМЕРВАНИЯ

7.1. При извършване на UEC измервания е необходимо:

поддържа нормалния режим на работа на системата за подготовка на пробата, включително наблюдение и, ако е необходимо, регулиране на потока на пробата към кондуктометъра;

периодично проверявайте правилността на показанията на кондуктомера и, ако е необходимо, го коригирайте;

своевременно регенерирайте H-катионитния филтър;

периодично почиствайте първичния преобразувател.

7.2. Проверката на коректността на показанията на кондуктометъра се извършва чрез сравняване на неговите показания с резултатите от измерванията, извършени от лабораторен кондуктометър.

7.3. Проверете правилността на показанията на кондуктометъра, почистете първичния преобразувател и регенерирайте филтъра за Н-катионен обмен на интервалите, посочени в "Нормативни материали за експлоатация и ремонт на автоматични устройства за химически контрол AK-310 и pH-201. NR 34-70-009-82" (М .: СПО "Союзтехенерго", 1982 г.).

7.4. Регенерирането на филтъра от H-катионит, изтощен по време на работа, както и почистването на замърсения първичен преобразувател, трябва да се извършват в съответствие с инструкциите, съдържащи се в „Ръководство за използване на кондуктометричен контрол за поддържане на водния режим на електроцентралите. MU 34-70-114-85"

8. ОБРАБОТКА И ФОРМАТИРАНЕ НА РЕЗУЛТАТИТЕ
ИЗМЕРВАНИЯ

8.1. Резултатите от UEC измерванията трябва да бъдат доведени до температура на пробата от 25 °C. В случаите, когато използваните измервателни уреди нямат устройство за автоматично привеждане на резултатите от измерването до температура 25 ° C, намаляването се извършва ръчно според графиките. съдържащи се в "Ръководство за използване на кондуктометричен контрол за поддържане на водния режим на електроцентрали. MU 34-70-114-85".

8.2. Като индикатор за точността на измерване на SEC се взема интервал, в който с доверителна вероятност R dустановява се общата грешка на измерване.

Резултатите от измерванията на SEC на вода и пара са представени във формата:

където е резултатът от измерването на UEP, µS/cm;

Предел на допустимата стойност на абсолютната грешка при измерване, µS/cm;

R d- вероятността, с която грешката на измерване на SEC е в зададените граници.

8.3. Числените стойности на резултата от измерването и грешката трябва да завършват с цифра от същия ред.

При измерване на SEC числените стойности на резултата от измерването и грешката трябва да имат две значими цифри.

8.4. Границата на допустимата стойност на общата абсолютна грешка на измерване ( д) SEC в общия случай се определя по формулата:

(2)

Където D cpp- абсолютна грешка на измерване, дължаща се на промяната във физикохимичните свойства на анализираната проба, когато тя преминава през различни елементи на системата за вземане на проби, когато преминава през различни елементи на системата за вземане на проби и подготовка на пробите, µS/cm;

D AK- абсолютна грешка на кондуктометъра, µS/cm;

D xаз-допълнителна грешка, причинена от отклонение от работните условия аз- поредният измервателен уред, включен в измервателната схема на UEC, от нормалното, µS/cm;

н- броят на измервателните уреди, включени в схемата за измерване на SEC.

Границата на допустимата стойност на общата абсолютна грешка при измерването на електрическата проводимост при нормални условия на работа на измервателните уреди ( дО) се определя по формулата:

(3)

Определяне на допълнителни грешки, причинени от отклонение на работата на измервателните уреди от нормалното (например температура заобикаляща среда, захранващо напрежение и други външни фактори, посочени в техническата документация за използваните средства за измерване), се извършва, както следва:

изчислено очаквана стойност M от всяка въздействаща величина по формулата

Където Yаз- стойността на влияещата величина, получена при аз- m измерение;

ДА СЕ- броя на измерванията на влияещата величина за интервала на осредняване.

Математическото очакване на всяка влияеща величина се определя за летния и зимния сезон;

стойностите на допълнителните грешки се определят според данните от NTD за използваните средства за измерване и получените сезонни стойности на математическото очакване на всяка влияеща величина.

Пример за изчисляване на грешка при измерване на UEC е даден в допълнение 2.

8.5. Тази техника осигурява получаване на резултатите от измерванията на SEC на вода и пара с границата на допустимата стойност на намалената грешка на измерване от ± 5% при ниво на достоверност R d = 0,95.

Приложение 1

ИЗМЕРВАТЕЛНИ УРЕДИ И ПОМОЩНИ УСТРОЙСТВА, ТЯХНОТО ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ
И ТЕХНИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Име	Основни технически и метрологични характеристики	Предназначение
устройство за вземане на проби		Избор на проба
линия за вземане на проби	Материал - неръждаема стомана 12X18H12T, диаметър 10×2 mm, монтаж в съответствие с изискванията на OST 108.030.04-80	Подаване на проба от устройството за вземане на проби към първичния измервателен преобразувател на кондуктометъра
Предварително активиран хладилник	В съответствие с OST 108.030.04-80	Охлаждане на проби от захранваща вода, котелна вода, пара
Система за подготовка на проби (UPP, SUPP)	Дебит на пробите от 0,008 до 0,028 kg/s (30 до 100 l/h). Налягане на пробата на входа от 1 до 30 MPa; налягане на пробата на изхода (0,1 × 0,005) MPa. Температурата на пробата на изхода е не по-висока от (40 ? 1) °С	Унифициране на параметрите на пробите (налягане, температура); аларма при превишаване на допустимите стойности на температурата и налягането на пробата и при прекратяване на подаването на пробата; защита на средствата за измерване от получаване на проби с високи параметри.
Автоматичен кондуктометър АК-310	Диапазонът на показанията е от 0 до 1; от 0 до 10; от 0 до 100 µS/cm. Основната намалена грешка е ± 5% от горната граница на обхвата на индикация. Консумация на проба (5,6 + 0,3)? 10 -3 kg / s ((20 ± 1) l / h)	Примерно измерване и регистрация на SEC

Приложение 2

справка

ПРИМЕР ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ГРЕШКАТА НА ИЗМЕРВАНЕ НА SEC
СЪГЛАСНО ТЕХНИЧЕСКА ДОКУМЕНТАЦИЯ

1. Измерване на UEP при нормални условия на работа на измервателни уреди.

Допустимата стойност на общата абсолютна грешка на измерване на SEC при нормални условия на работа на средствата за измерване се определя по формула (3).

Първоначални данни:

изискванията за устройството за вземане на проби и инструменталната линия са изпълнени в съответствие с OST 108.030.04-80;

система за пробоподготовка - тип SUPP;

Измерванията на SEC се извършват с автоматичен кондуктометър АК-310 в диапазона от 0 до 1 µS/cm.

Определяне на грешка при измерване на UEP.

Тъй като са изпълнени всички условия за осигуряване на продължителността на извадката, с достатъчна за практиката точност, можем да вземем дspp = 0.

Съгласно параграф 5 от Приложение 1 дАК- 0,05 µS/cm.

Общата грешка на измерване се определя по формула (3):

2. измерване на UEP, когато условията на работа на измервателните уреди се отклоняват от нормалните.

Допустимата стойност на общата абсолютна грешка на измерване на SEC се определя по формула (2).

Първоначални данни:

Условията за измерване на UEC се вземат същите като в предишния пример, с една разлика - междинният преобразувател на кондуктометъра е инсталиран в помещение с температура на въздуха 35 ° C.

Определяне на UEC грешка при измерване:

D cpp=0 и D AK=± 0,05 µS/cm (вижте предишния пример);

допълнителната грешка, причинена от отклонението на температурата на околния въздух на мястото на преобразувателя от нормалното, съгласно паспорта на автоматичния кондуктометър AK-310, ще бъде дT= ± 0,025 µS/cm.

Общата грешка на измерване се определя по формула (2).

Кой знае формулата на водата от ученическите дни? Разбира се всичко. Вероятно от целия курс на химия за мнозина, които след това не го изучават специално, е останало само знанието за това какво означава формулата H 2 O. Но сега ще се опитаме да разберем толкова подробно и задълбочено, колкото възможно какви са основните му свойства и защо животът без него на планетата Земя не е възможен.

Водата като вещество

Водната молекула, както знаем, се състои от един кислороден атом и два водородни атома. Формулата му е написана по следния начин: H 2 O. Това вещество може да има три състояния: твърдо - под формата на лед, газообразно - под формата на пара и течно - като вещество без цвят, вкус и мирис. Между другото, това е единственото вещество на планетата, което може да съществува в трите състояния едновременно в естествени условия. Например: на полюсите на Земята - лед, в океаните - вода, а изпарението под слънчевите лъчи е пара. В този смисъл водата е аномална.

Водата е и най-често срещаното вещество на нашата планета. Тя покрива повърхността на планетата Земя с почти седемдесет процента - това са океани и множество реки с езера и ледници. По-голямата част от водата на планетата е солена. Не е подходящ за пиене и за отглеждане. Прясна водасъставлява само два процента и половина от общото количество вода на планетата.

Водата е много силен и висококачествен разтворител. Поради това химичните реакции във водата протичат с огромна скорост. Същото това свойство влияе върху метаболизма в човешкото тяло. че тялото на възрастен се състои от седемдесет процента вода. При дете този процент е още по-висок. До напреднала възраст тази цифра пада от седемдесет на шестдесет процента. Между другото, тази характеристика на водата ясно показва, че тя е в основата на човешкия живот. Колкото повече вода има в тялото – толкова по-здраво, по-активно и по-младо е то. Затова учени и лекари от всички страни неуморно повтарят, че трябва да пиете много. Това е вода в чист вид, а не заместители под формата на чай, кафе или други напитки.

Водата формира климата на планетата и това не е преувеличение. Топлите течения в океана нагряват цели континенти. Това се дължи на факта, че водата абсорбира много слънчева топлина и след това я отдава, когато започне да се охлажда. Така той регулира температурата на планетата. Много учени казват, че Земята отдавна щеше да е изстинала и да се е превърнала в камък, ако не беше наличието на толкова много вода на зелената планета.

Водни свойства

Водата има много интересни свойства.

Например водата е най-подвижното вещество след въздуха. от училищен курсМнозина със сигурност помнят такова нещо като водния цикъл в природата. Например: поток се изпарява под въздействието на пряка слънчева светлина, превръща се във водна пара. Освен това тази пара се носи някъде от вятъра, събира се в облаци и дори пада в планините под формата на сняг, градушка или дъжд. По-нататък, от планините, потокът отново се спуска, частично се изпарява. И така – в кръг – цикълът се повтаря милиони пъти.

Водата също има много висок топлинен капацитет. Поради това водните тела, особено океаните, се охлаждат много бавно по време на прехода от топъл сезон или време на деня към студено. Обратно, когато температурата на въздуха се повиши, водата се загрява много бавно. Поради това, както бе споменато по-горе, водата стабилизира температурата на въздуха на цялата планета.

След живака водата има най-висока стойност повърхностно напрежение. Невъзможно е да не забележите, че капка, случайно разлята върху равна повърхност, понякога се превръща във впечатляващо петънце. Това показва пластичността на водата. Друго свойство се проявява, когато температурата падне до четири градуса. Веднага след като водата се охлади до този знак, тя става по-лека. Следователно ледът винаги плува на повърхността на водата и замръзва в кора, покриваща реки и езера. Благодарение на това в езерата, които замръзват през зимата, рибата не замръзва.

Водата като проводник на електричество

Първо, трябва да научите какво е електрическа проводимост (включително вода). Електропроводимостта е способността на веществото да провежда електрически ток през себе си. Съответно електрическата проводимост на водата е способността на водата да провежда ток. Тази способност директно зависи от количеството соли и други примеси в течността. Например, електрическата проводимост на дестилираната вода е почти сведена до минимум поради факта, че такава вода се пречиства от различни добавки, които са толкова необходими за добра електрическа проводимост. Отличен проводник на ток е морската вода, където концентрацията на соли е много висока. Електропроводимостта зависи и от температурата на водата. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е електропроводимостта на водата. Тази закономерност беше разкрита благодарение на множество експерименти на физици.

Измерване на проводимостта на водата

Има такъв термин - кондуктометрия. Това е името на един от методите за електрохимичен анализ, основан на електрическата проводимост на разтворите. Този метод се използва за определяне на концентрацията в разтвори на соли или киселини, както и за контрол на състава на някои промишлени разтвори. Водата има амфотерни свойства. Тоест, в зависимост от условията, той може да проявява както киселинни, така и основни свойства - да действа и като киселина, и като основа.

Инструментът, използван за този анализ, има много подобно име - кондуктометър. С помощта на кондуктометър се измерва електропроводимостта на електролитите в разтвор, чийто анализ се извършва. Може би си струва да обясним още един термин - електролит. Това е вещество, което при разтваряне или стопяване се разлага на йони, поради което впоследствие се провежда електрически ток. Йонът е електрически заредена частица. Всъщност кондуктометърът, като взема за основа определени единици електрическа проводимост на водата, определя нейната електрическа проводимост. Това означава, че определя електрическата проводимост на определен обем вода, взета за първоначална единица.

Още преди началото на седемдесетте години на миналия век мерната единица "mo" се използва за обозначаване на проводимостта на електричеството, тя е производна на друга величина - ом, която е основната единица за съпротивление. Електрическата проводимост е величина, която е обратно пропорционална на съпротивлението. Сега се измерва в Siemens. Тази стойност получи името си в чест на физика от Германия - Вернер фон Сименс.

Siemens

Сименс (може да се обозначи както с Cm, така и с S) е реципрочната стойност на Ом, която е мерна единица за електрическа проводимост. Един cm е равен на всеки проводник, чието съпротивление е 1 ом. Сименс се изразява чрез формулата:

• 1 Sm \u003d 1: Ohm \u003d A: B \u003d kg −1 m −2 s³A², където
  A - ампер,
  V - волт.

Топлопроводимост на водата

Сега нека поговорим за това - това е способността на веществото да пренася топлинна енергия. Същността на явлението се състои в това, че кинетичната енергия на атомите и молекулите, които определят температурата на дадено тяло или вещество, се предава на друго тяло или вещество по време на тяхното взаимодействие. С други думи, топлопроводимостта е топлообмен между тела, вещества, както и между тяло и вещество.

Топлопроводимостта на водата също е много висока. Хората ежедневно използват това свойство на водата, без да го забелязват. Например наливане на студена вода в съд и охлаждане на напитки или храни в него. Студена водаотнема топлина от бутилката, контейнера, вместо да дава студ, възможна е и обратната реакция.

Сега същото явление може лесно да си представим в планетарен мащаб. Океанът се нагрява през лятото, а след това - с настъпването на студеното време, бавно се охлажда и отдава топлината си на въздуха, като по този начин нагрява континентите. След като се охлади през зимата, океанът започва да се затопля много бавно в сравнение със сушата и отстъпва прохладата си на континентите, изнемогващи от лятното слънце.

Плътност на водата

По-горе беше казано, че рибите живеят в резервоар през зимата поради факта, че водата замръзва с кора по цялата им повърхност. Знаем, че водата започва да се превръща в лед при температура нула градуса. Поради факта, че плътността на водата е по-голяма от плътността, плава и замръзва на повърхността.

свойства на водата

Също така вода при различни условияможе да бъде както окислител, така и редуциращ агент. Тоест водата, отдавайки своите електрони, се зарежда положително и се окислява. Или придобива електрони и се зарежда отрицателно, което означава, че се възстановява. В първия случай водата се окислява и се нарича мъртва. Има много мощни бактерицидни свойства, но не е необходимо да го пиете. Във втория случай водата е жива. То ободрява, стимулира организма към възстановяване, носи енергия на клетките. Разликата между тези две свойства на водата се изразява в термина "редокс потенциал".

С какво може да реагира водата?

Водата е в състояние да реагира с почти всички вещества, които съществуват на Земята. Единственото нещо е, че за възникването на тези реакции е необходимо да се осигури подходяща температура и микроклимат.

Например при стайна температура водата реагира добре с метали като натрий, калий, барий - те се наричат ​​активни. Халогените са флуор и хлор. При нагряване водата реагира добре с желязо, магнезий, въглища, метан.

С помощта на различни катализатори водата реагира с амиди, естери на карбоксилни киселини. Катализаторът е вещество, което сякаш тласка компонентите към взаимна реакция, ускорявайки я.

Има ли вода другаде освен Земята?

Засега на нито една планета слънчева система, с изключение на Земята, не е открита вода. Да, те предполагат присъствието му на спътниците на такива гигантски планети като Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран, но засега учените нямат точни данни. Има още една хипотеза, все още не напълно проверена, за подземните води на планетата Марс и на спътника на Земята - Луната. По отношение на Марс са изказани редица теории, че някога на тази планета е имало океан, като евентуалният му модел дори е проектиран от учени.

Извън Слънчевата система има много големи и малки планети, където според учените може да има вода. Но засега няма и най-малък начин да сме сигурни в това със сигурност.

Как да използваме топлинната и електрическата проводимост на водата за практически цели

Поради факта, че водата има висок топлинен капацитет, тя се използва в отоплителните мрежи като топлоносител. Осигурява пренос на топлина от производителя към потребителя. Много атомни електроцентрали също използват вода като отличен охладител.

В медицината ледът се използва за охлаждане, а парата за дезинфекция. Ледът се използва и в кетъринг системата.

В много ядрени реактори водата се използва като модератор за успеха на ядрената верижна реакция.

Вода под налягане се използва за разцепване, пробиване и дори рязане на скали. Това се използва активно при изграждането на тунели, подземни съоръжения, складове, метро.

Заключение

От статията следва, че водата по отношение на своите свойства и функции е най-незаменимото и невероятно вещество на Земята. Животът на човек или друго живо същество на Земята зависи ли от водата? Определено да. Това вещество допринася ли за управлението научна дейностчовек? да Водата има ли електропроводимост, топлопроводимост и други полезни свойства? Отговорът също е да. Друго нещо е, че на Земята има все по-малко вода и още повече чиста вода. И нашата задача е да го съхраним и защитим (а следователно и всички нас) от изчезване.