Лекция №4 Продолжение

Гидрокарбонат-ионы () – важнейшая составная часть солевых компонентов воды. В природных водах кроме «полусвязанной» углекислоты (ионы - называемые бикарбонатами), а в некоторых случаях и «связанной» углекислоты (ионы ) содержится также так называемая «свободная» углекислота, находящаяся в виде растворенного в воде газа СО₂ и его гидрата – молекул Н₂СО₃. между различными формами угольной кислоты существует кинетическое равновесие, связанное с величиной рН и содержанием ионов кальция в растворе.

Хлорид-ионы () с катионами, обычно находящимися в природных водах, не образуют труднорастворимых солей и при температуре около 25°С не подвергаются гидролизу или окислению.

Сульфат-ионы () в поверхностных водах, не загрязненных органическими веществами, достаточно устойчивы, как анионы сильной кислоты они не подвергаются гидролизу и образуют относительно труднорастворимую соль только с одним из катионов природных вод – Са²⁺. Однако растворимость сульфата кальция при обычной температуре достаточно высока (около 1 г/кг), и при природных водах, как правило, не происходит выделения твердой фазы СаSO₄.

Наличие в природных водах соединений азота, а именно ионов аммония (), нитритов () и нитратов (), указывает на загрязнение источника водоснабжения хозяйственно-бытовыми стоками.

Химически чистая вода является очень слабым электролитом, только одна из десяти миллионов молекул диссоциирует на ионы и :

+ .

Отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, называемый водородным показателем рН, для химически чистой воды равен 7. В зависимости от значения рН водного раствора оценивают реакцию среды

Вода для питьевых целей имеет рН = 6,5-9,0 (ГОСТ 2874-82).

Растворённые газы. Для вод, используемых для энергетических целей, важное значение имеют растворенные в воде газы: кислород, углекислота, сероводород, аммиак.

Кислород поступает в воду из воздуха, где его содержится около 2,1 %. Концентрация кислорода в поверхностных водах близка к значению растворимости его при данной температуре и давлении.

Основным источником поступления в воду углекислоты (содержание в воздухе невелико – всего 0,04 %) являются биохимические процессы разложения органических веществ в природе. Растворяясь в воде, реагирует с водой, образуя гидратированную форму .

При диссоциации угольной кислоты в водном растворе соотношение между ее формами , и при данной температуре зависит от концентрации водородных ионов, т.е. значения рН.

Соотношение форм углекислоты в зависимости от рН воды (при t=25°С)

Из рисунка видно, что при рН=4,3 вся находящаяся в воде углекислота представлена практически только одним соединением и ее гидратированной формой Н₂СО₃, составляющей, однако, лишь десятые доли процента суммарной концентрации ( +Н₂СО₃). С увеличением рН доля уменьшается при одновременном увеличении доли , и при значении рН до 12 она представлена только ионами .

Существующие между различными формами угольной кислоты равновесие суммарно выражается уравнением