Судың негізгі көрсеткіштері туралы жалпы түсініктерді тұжырымдаңдар

Тенардит басқа тұздармен қатар суалған көлдер түбіне тұнады. Сонымен қатар ол көбірек кездесетін мирабилит тұзының сусыздануынан пайда болады.

 Тенардит кейде вулкандармен  байланысты фумарола әрекетінен  пайда болады.

Тенардит кендері Қазақстанда Құлынды көлінде т. б. бар.

Тенардитті алу жолдары:

1. Магний сульфатымен реакция:

NaCl + Mg SO4 = Na2SO4 + MgCl2

2. Глаубириттен алу: Na2SO4* CaSO4 + 2Н2О = Na2SO4 + CaSO4*2Н2О
3. Мирабилитті қыздыру арқылы (550С): 1 тонна мирабилиттен 0,15-0,18 тонна Na2SO4 алынады.
4. Ретурлы әдіс – мирабилитті сусызданған кез-келген сульфатпен араластырады.

1 – мирабилит,  2 – кері  шнек, 3 – түтін тартқыш, 4 – шаң  жинағыш, 5 – түзілетін тенардитті  жинайтын бункер, 6 – элеватор, 7 –  шнек, 8 – барабанды кептіргіш.

800-8500С-та мирабилитті кептіру үшін газ жіберіледі. Шыққан кезде 170-1050С болады.

Алу үшін: 1 тоннаға – 250 кг отын және 40кВт*сағ энергия қажет.

Әдістің кемшілігі: 1. Өнім таза емес, сапасы нашар. 2. Экономикалық тиімсіз.

5. Ретурлы емес әдіс: 18-20 тонна шикізаттан 1 тонна мирабилит алынады.

 

7. Магний хлоридін алу және оны пайдалану

Магний хлориді – магний және хлордың бинарлы бейорганикалық қосылысы. Магний хлориді MgCl2*6H2O және MgCl2*4H2O   кристаллогидраттар күйінде  теңіз және өзен суларының рассолдарының концентрлеу процесінің соңғы кезеңдерінде пайда болады.

Магний хлоридінің келесі тұздары белгілі:

Бишофит - MgCl2*6H2O

Эпсомит - MgCl2*7H2O

Астраханит – Na2SO4*MgSO4*4H2O

Карналит – KCl* MgCl2*6H2O

Периклаз – MgO

Доломит - MgCO3*CaCO3

Магний тұздарының алу жолдарына келер болсақ:

1. 300-5500С температура кезінде магний хлоридінің гидролизі: MgCl2 + H2O = MgOHCl + HCl

Ал 10000C температура шамасында дәл осы реакция келесідей жүреді: MgCl2 + H2O = MgO + 2HCl

2. Ірі американдық заводтарда қолданылатын теңіз суларынан алдын-ала концентрлеусіз олардан MgCl2 алу әдісі: Mg(OH)2 + CaCl2 + CO2 = MgCl2 + CaCO3 + H2O

Алдымен, әк суы көмегімен магний оксидін тұндырады.

3. Доломитті магний хлоридіне айналдырудың тағы бір әдісі: Mg(OH)2 + Ca(OH)2 + 4NH4Cl= MgCl2+ CaCl2+4NH3+2H2O
4. Сусыз магний хлоридін алу жолдары:

MgO + Cl2 = MgCl2 + 1/2 O2

 Бұл кезде хлорлау тек 500-7000С температура кезінде ғана жылдамдайды.

MgO + Cl2 + СО = MgCl2 + СO + 34ккал

Көміртекпен реакция 800-9000С шамасында толық жүреді.

Техникалық магний хлоридін және оның ерітінділерін магнезиальды цемент алғанда қолданады. Бұл цемент магнийдің келесі типті оксихлоридтерінен тұрады: 5MgO*MgCl2*12H2O (Сорель бойынша), 10MgO*MgCl2*14H2O (Краузе бойынша), MgO*MgCl2*16H2O (Агуре бойынша). Олардың құрамы жасалу жағдайына және цементті сақтауға байланысты болады. Магнезиальды цементті: фибролит (стружкалы қоспа) қабырға плиталары үшін, ксилолит (опилкалы қоспа) еден үшін арналған құрылыс материалдарын жасау үшін қолданады.

8. Судың кермектігін анықтау жолдары

Cудың кермектігі— құрамында кальций (Са2+) мен магний (Мg2+) иондарының (негізінен карбонат түрінде) болуынан қалыптасатын судың қасиеті. Cудың кермектігі көрсеткіші 1 литр судағы миллиграм-эквивалентпен (мг-экв/л), кей елдерде градуспен өлшенеді. Кермек су тұщы болса да, нашар сабындалады, бу қазандықтарының қабырғаларына тат түзеді, қант, былғарыжәне басқа да көптеген өнеркәсіп салаларында пайдалануға жарамайды. Cудың кермектігі анықтамасы бойынша: жалпы, уақытша (жойылатын), тұрақты, карбонаттық, қалдық болып бөлінеді. Жалпы кермектік суда кальций мен магнийдің барлық тұздарының болуынан қалыптасады. Уақытша және карбонаттық кермектік онда кальций менмагнийдің тек гидрокарбонаттық (HCO3) және карбонаттық (СО32~) тұздарының болуымен байланысты. Мұндай кермектілікті суды қайнату арқылы кетіруге болады. Тұрақты (жойылмайтын) кермектік жалпы және жойылатын кермектіктердің айырымына тең. Қалдық (бейкарбонаттық) кермектік жалпы және карбонаттық кермектіктердің айырымына тең.

 

 Табиғи сулар кермектік дәрежесіне қарай:

• өте жұмсақ су (1,5 миллиграм-эквивлентке дейін)

• жұмсақ су (1,5-3,0 миллиграм-эквивлентті)

• орташа кермек су (3,0-6,0 миллиграм-эквивлентті)

• кермек су (6,0-9,0 миллиграм-эквивлентті)

• өте кермек су (9,0 миллиграм-эквивленттен жоғары)

болып бес топқа бөлінеді. Қазақстанда ауыз су ретінде жалпы кермектігі 7-20 миллиграм-эквивлентті табиғи сулар пайдаланылады.

Жойылатын және қалдық кермектікті анықтау

Анықтау су үлгісінде карбонаттық кермектік шамасын қайнатқанға дейін және одан кейін салыстыруға негізделген. Кальций және магний гидрокарбонаттары мұнда карбонаттарға ауысады, қайнатылған үлгіні титрлеуге кеткен тұз қышқылының көлемі қалдық кермектік шамасын сипаттайды. Жоюға болатын кермектікті карбонатты және қалдық кермектік арасындағы айырым бойынша табады.

Анықтау барысы. 250 мл конус тәрізді құтыға 100 мл  зерттелетін суды құяды. Оны 0,10 н тұз қышқылымен 2-3 тамшы метилоранж қатысында сары түстен қызыл-сарғыш түске ауысқанша титрлейді. Титрлеуге кеткен қышқыл көлемін жазып алу керек.

Құтыны дистилденген сумен шайқап, тағы да 100 мл су құяды. Шыныға жазатын қарандашпен құтыдағы су деңгейін белгілейді. Бетін сүзгімен жауып, 1 сағат қайнатады. Қайнатқанда СаСО3 тұнбасы түзіледі. Су буланған сайын құтыға белгісіне дейін дистилденген су құйып тұру керек. Суығаннан кейін қайнаған суды таза құрғақ құтыға сүзіп алып, 2-3 рет сүзгіні дистилденген сумен шаяды (шайынды суды сүзілген үлгімен қосу керек). Оған 2 – 3 тамшы метилоранж тамызып, қызыл-сары түске ауысқанша тұз қышқылымен титрлейді. Жұмсалған қышқылдың көлемін жазып алу керек.

 Есептеу. Қалдық кермектік есептеледі:

                                    Кқал =  ,            

мұндағы: Кқ – судың қалдық кермектігі, ммоль/л экв.; V2 – суды қайнатқаннан кейінгі үлгіні титрлеуге кеткен НС1 көлемі, мл; N – НС1концентрациясы, ммоль/л экв.; V3 – зерттелетін су үлгісінің көлемі, мл.

Жоюға болатын кермектік есептеледі:

                                    Кжою = ,

мұндағы: Кж – судың жоюға болатын кермектігі, ммоль/л экв;  V1 – қайнағанға дейінгі су үлгісін титрлеуге кеткен НС1 көлемі, мл; V2 – суды қайнатқаннан кейінгі үлгіні титрлеуге кеткен НС1 көлемі, мл; N – НС1концентрациясы, ммоль/л экв; V3 – зерттелетін су үлгісінің көлемі, мл.

        Карбонатты кермектікті анықтау

Әдіс метилоранж қатысында НСО және СО иондарын қышқылмен байланыстыруға негізделген. НСО <(Са2++Мg2+) болатын суларда карбонатты кермектік жалпы сілтілілікке сәйкес келеді.

 Анықтау барысы.  250 мл конус тәрізді құтыға тамшуырмен 100 мл зерттелетін суды құйып, оған 2-3 тамшы метилоранж қосып, сары түстен қызғылт-сары түске ауысқанша 0,1 н НС1 титрлейді.

   Кк =   ,

мұнда: Кк – карбонатты кермектік, моль/л экв.; V1 – су үлгісін титрлеуге кеткен тұз қышқылының көлемі, мл; N – тұз қышқылының концентрациясы, моль/л экв. (немесе 0,1 н); V2 – су үлгісінің көлемі, мл.

9. Судың сілтілігін анықтау

Судың сілтілігі мг-экв/л-мен есептелінеді және ол судағы гидроксил иондары және көмір, органикалық және әлсіз қышқылдардың аниондары және де биркарбонатты және карбонатты иондардың суммасымен анықталады.

Судың сілтілігі химиялық коагуляцияны жүргізу үшін жеткілікті және де қолданушылардың физиологиялық ауытқуын тудырмауы қажет. Минимальды сілтілік 30 мг/л шамасында, ал максимальды шамасы 400-500 мг/л шамасында болуы тиіс.

Табиғи сулардың сілтілігі олардың құрамында көміртек қышқылының болуымен анықталады. Судың 400 градустан жоғары шамада түстілігі кезінде және гидрокарбонат және карбонат иондарының дәл концентрациясын анықтау үшін гуматты сілтіліктің жеке мәндерін есепке алу қажет.

Жалпы сілтілікті және сілтілікті фенолфталеин және метилоранжбен анықталады.

Табиғи сулардың жалпы сілтілігі әлсіз қышқылдардың аниондарымен: HCO3-, CO32-, H2SiO4-, т.б. аниондарымен сипатталады.

Күшті негіздермен анықталатын сілтілік гидратты  д.а. HCO3- және CO32- иондарының болуымен сілтілікті бикарбонатты және карбонатты д.а. Осылайша, табиғи суларға биркарбонатты сілтілік тән.

Карбонатты және биркарбонатты сілтілікті тура және кері титрлеу арқылы анықтайды.

Тура титрлеу әдісі. Құрамында СО ионы бар суды фенолфталеин қатысында тұз қышқылымен (түссізденгенше) титрлегенде СО ионы: СО +Н+=НСО ауысады, яғни карбонат иондарының жартысы титрленеді. Әрі қарай метилоранж қатысында қышқылмен титрлегенде су құрамындағы НСО иондарының толық ыдырауы жүзеге асады:

НСО + Н+ = Н2О + СО2 .

Анықтау барысы. Конус тәрізді құтыға 50 – 100 мл зерттелетін суды құйып, 5 тамшы 1 %  фенолфталеин қосып, алқызыл түс пайда болса, түссізденгенше НС1 ерітіндісімен титрлейді. Жұмсалған қышқыл көлемін жазып алып, сол ерітіндіге әрі қарай 3 тамшы 0,1 % метилоранж қосып,  сары түстен әлсіз алқызыл түске (немесе шабдалы түстес болғанша) ауысқанша сол қышқыл ерітіндісімен титрлейді.

Есептеу:   Х1 = ,      Х2 = ,

мұндағы: Х1 –СО32- иондарының мөлшері, моль/л эквивалент; Х2 - НСО3- иондарының мөлшері, моль/л эквивалент; V1 – фенолфталеинмен титрлеуге кеткен НС1 ерітіндісінің  көлемі, мл; V2 - метилоранжбен титрлеуге кеткен НС1 ерітіндісінің  көлемі, мл; V – зерттелетін су көлемі, мл; N – тұз қышқылының концентрациясы, ммоль/л эквивалент.

Кері титрлеу әдісі карбонат және гидрокарбонат иондарының қосынды мөлшерін анықтауға мүмкіндік береді.

Анықтау барысы. 200 мл конус тәрізді құтыға өлшеуірмен 100 мл зерттелетін суды құйып, 5–7 тамшы Гроаг индикаторының ерітіндісін және осындай көлемде 0,05 н НС1 қосады, сонда ерітінді түсі қызыл түске ауысады. Тағы да  1–2 мл НС1 қосып, 10 минут қайнатады. 50 – 700С  дейін суытып, тұз қышқылының артық мөлшерін  ашық алқызыл түстен қызыл–сары түске (сарғыш-жасыл түс болса, онда бура көп қосылғаны) ауысқанша бурамен титрлейді.

Есептеу:             Х = ,

мұндағы: Х – НСО +СО мөлшері, ммоль/л экв; Н1 – концентрациясы С(1/Z х)=0,05 НС1; V1 –титрлеуге кеткен НС1 көлемі, мл; Н2–концентрациясы С(1/Z х) = 0,05 бура ерітіндісі; V2–титрлеуге кеткен бура ерітіндісінің көлемі, мл; V – зерттелетін су көлемі.

 

10. Судың тотығуын анықтау

Судың тотығуы 1 л судағы органикалық заттарды тотықтыруға жұмсалған атомарлы оттектің мг санымен өрнектеледі. Егер зерттелетін судағы хлоридтердің концентрациясы 100 мг/л-ден аспаса, онда органикалық заттарды қышқылдық ортада (Кубель әдісі) тотықтырады. Хлоридтер мөлшері көп болса (300 мг/л-ден жоғары) сілтілік ортада КМпО4 –пен тотықтыру (Шульц әдісі) қолданылады.

Қышқылдық ортада (Кубель әдісі) судың тотығуын анықтау. Тотығу күкірт қышқылдық ортада калий перманганатымен қайнату арқылы жүзеге асырылады:

MnO + 8H+ +5e  = Mn2+ + 4H2O

 

Анықтау барысы. Конус тәрізді құтыға 100 мл зерттелетін суды құйып (немесе су құрамында органикалық заттар көп болса судың мөлшерін азырақ алып 100 мл-ге дейін дистилденген сумен жеткізеді), шыны капиллярлар салып, 5 мл сұйытылған Н2SO4 (1:3) және 10 мл 0,05 моль/л экв KMnO4 ерітіндісін қосады. Қоспаны 10 минут қайнатады, түсі алқызыл болып қала беретін болса, онда 10 мл 0,05 моль/л экв Н2С2О4 қосады. Түссізденген, бірақ әлі ыстық қоспаны (80-900С) 2-3 минут бойы жоғалып кетпейтіндей әлсіз алқызыл түске дейін KMnO4 ерітіндісімен титрлейді. Егер ерітіндіні қайнатқанда қоңыр түске ауысса, онда күкірт қышқылы аз қосылған болып есептеледі. Бұл жағдайда үлгіге KMnO4 белгілі мөлшерін құйып, 10 минут қайнату керек.