Физико-химические свойства воды - 9 Июля 2009 - ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ - Защита подземных теплопроводов от коррозии
Пятница, 11.06.2010, 08:05
Защита подземных теплопроводов от коррозии
Главная | Регистрация | Вход Приветствую Вас Гость | RSS
Категории раздела
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ [17]
КОРРОЗИОННЫЕ РАЗРУШЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ [8]
ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ [7]
Поиск
Календарь
« Июль 2009 »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31
Архив записей
В избранное

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 2
Главная » 2009 » Июль » 9 » Физико-химические свойства воды
Физико-химические свойства воды
16:07
Вода — единственное соединение, которое в условиях земных температуры и давлейия может находиться в трех агрегатных состояниях: в виде льда, жидкости и пара. Многие физико-химические свойства воды аномальны по сравнению со свойствами других веществ.
В таблице Менделеева кислород расположен в Via группе. Аналоги кислорода—сера, селен, теллур подобно кислороду образуют гидраты H2S, H2Se, H2Te. Как видно из рис. 1.4, температуры кипения и плавления закономерно меняются в зависимости от их молекулярных масс. Вода является исключением, и ее свойства аномальны.
Удельная теплоемкость воды (при 15 °С) 4,19 кДж/(кг-°С). Теплоемкость спирта 0,3, песка 0,2, железа 0,1 теплоемкости воды. Если нагревать равные количества этих веществ, то вода поглощает теплоты в 5 раз больше по сравнению с песком, в 10 раз больше по сравнению с железом и во столько же раз дольше удерживает теплоту.
У воды наиболее высокая из всех веществ скрытая теплота парообразования: при 0°С 2502; при 20 °С 2483,5, а при 100 °С
2258,4 кДж/кг. Для испарения 1 г воды нужно затратить в 3 раза больше теплоты, чем для испарения спирта, и в 8 раз больше, чем для испарения ртути.
Скрытая теплота плав-
Аномальна зависимость теплопроводности воды от температуры, она увеличивается с ростом температуры. Теплопроводность воды при 0°С составляет 0,58, при 20°С 0,69, а при 75СС 0,74 Вт/(м-К). Теплопроводность воды наиболее высокая из теплопроводностей всех жидкостей.
Поверхностное натяжение воды больше, чем у любой другой жидкости. С этим свойством воды тесно связаны капиллярные явления.
Смачивая стенки тонких капилляров, вода образует вогнутый мениск. Поверхностное натяжение постоянно стремится выпрямить эту вогнутость, и столбик ползет вверх, преодолевая силы тяжести. Благодаря этому в грунтах как в капиллярно-пористых телах вода может подниматься на 10—12 м выше естественного уровня.
Молекула воды несимметрична. В молекуле Н20 три ядра образуют равнобедренный треугольник с двумя протонами (ядра Н) в основании . В молекуле водяного пара расстояние ОН (длина ребра треугольника) составляет 0,9568 А. Расстояние Н-Н равно 1,54 А, угол между связями ОН (Z.HOH) составляет 105°3'. Атомы водорода несут на себе некоторый положительный заряд, а атом кислорода — отрицательный. Поэтому каждая молекула представляет собой диполь, т. е. систему из двух одинаковых по значению и противоположных по знаку электрических зарядов q на расстоянии / друг от друга. Дипольный момент \i=ql.
Диэлектрическая постоянная чистой воды — наиболее высокая из всех жидкостей. Она равна 80; это означает, что два разноименных заряда притягиваются в' воде друг к другу с силой в 80 раз меньшей, чем в воздухе.
При растворении веществ, имеющих ионные кристаллические решетки, в воде, обладающей высокой диэлектрической проницаемостью, ионы, составляющие поверхностные слои решетки и дипольные молекулы воды, взаимно притягиваются.
Это уравнение справедливо для г достаточно больших по сравнению с длиной диполя. В результате притяжения происходит сближение ионов с соседними молекулами воды, которые благодаря своему малому размеру внедряются в кристаллическую решетку. Взаимодействие между ними может быть настолько сильным, что атомы теряют связь с кристаллической решеткой и переходят в воду, образуя ион-атом, несущий заряд. Сила взаимодействия между- зарядами ионов в кристаллической решетке прямо пропорциональна произведению зарядов этих ионов и обратно пропорциональна как квадрату расстояния между ними, так и диэлектрической постоянной среды. Но так как диэлектрическая постоянная воды очень велика, то происходит резкое уменьшение притяжения между разноименно заряженными ионами. Перешедшие в раствор ион-атомы окружают ориентирующиеся вокруг него молекулы воды. Взаимодействие ионов с диполями воды обусловливает явление гидратации, т. е. образование вокруг каждого иона оболочки из диполей воды.
Воздействие иона на ближайшие молекулы растворителя (воды), которые при этом теряют независимое поступательное движение и движутся вместе с ионом как единая кинетическая единица, называется сольватацией. Молекулы сольватной оболочки сохраняют колебательное движение преимущественно в радиальном направлении, круговое движение в оболочке и ограниченное вращательное движение. Таким образом, диссоциация растворимых веществ на ионы образует электролиты. Вода—тоже электролит, но не сильный. Химически чистая вода способна-в очень незначительной степени диссоциировать на ионы гидроксония |Н30+| и гидроксила | ОН-f.
При 22 °С в 10 млн. л воды в диссоциированном состоянии находится один моль Н20, а при 18°С — 0,86 моля. Для практических целей вместо иона гидроксила пишут ион водорода |Н+|
Поскольку концентрация ионов Н+ и ОН- в воде слишком мала, можно считать активность равной концентрации.
В чистой воде Сн = Сон- Концентрация Н-ионов в чистой воде при 25°С равна МО"7. Отрицательный логарифм концентрации ионов водорода —lg|H+| называют водородным показателем рН, он является удобной характеристикой раствора. Для воды рН=—lgl-10~7=7. Так как ионное произведение воды (и приближенно также для водных растворов солей, оснований и кислот) — величина постоянная (при 22°С), равная /Св=Ы0-14, то при уменьшении концентрации ионов водорода концентрация ионов гидроксила будет возрастать.
Вода — самый сильный на земле растворитель. Поэтому природные воды содержат различные ионы, неорганические и органические соединения. В зависимости от концентрации растворенных веществ в природных водах различают пресные воды (концентрация до 1 г/л), солоноватые (1—' 10 г/л), соленые (10—50 г/л), рассолы (более 50 г/л). Химический состав (качественный и количественный) природных вод непостоянен, зависит как от климатических, так и от многих других факторов. В водах рек европейской части СССР в среднем содержится: Са2+— 67,2; Mg2+ — 17,4; K++Na+—15,4; Cl~—6,5; S042-—26,6 и С032"—66,9 мг/л.
Растворение солей приводит к резкому возрастанию электропроводности воды, понижению температуры замерзания раствора. Морская вода начинает замерзать при —1,9°С. Растворение некоторых солей, образующих ионы натрия и хлора, приводит к явлению электрострикции, когда кулоновские поля ионов притягивают к себе молекулы воды и уплотняют ее внутреннюю структуру, как бы в нег значительной степени сжимают воду. Такой эффект даже незначительного уменьшения объема подобен приложению значительных давлений к воде. Растворение солей, образующих ионы калия, рубидия, цезия, брома, йода, приводит к эффекту, подобному уменьшению давления, приложенного к воде, как бы к созданию разрежения.
Природные воды это не только вода, это растворенные соли, взвешенные минеральные частицы, коллоиды, газы, органические вещества. Все эти компоненты находятся в сложнейшей взаимозависимости друг от друга и от внешних факторов, что необходимо учитывать при изучении коррозионных процессов, протекающих в водной среде.
Категория : ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ ПОДЗЕМНЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ | Просмотров : 502 | Добавил : Аdmin | Рейтинг : 0.0/0 |
Всего комментариев : 0
Имя *:
Email:
Код *:
Copyright Защита подземных теплопроводов от коррозии © 2010