Свойства воды. Физические свойства воды

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Января 2011 в 23:24, реферат

Краткое описание

Водная среда используется для лова рыбы и других морепродуктов, сбора растений, добычи подводных залежей руды (марганца, никеля, кобальта) и нефти, перевозки грузов и пассажиров. В производственной и хозяйственной деятельности человек применяет воду для очистки, мытья, охлаждения оборудования и материалов, полива растений, гидротранспортировки, обеспечения специфических процессов, например выработки электроэнергии и т.п.

Содержимое работы - 1 файл

Введение.doc

— 188.00 Кб (Скачать файл)
 

  

Физические  свойства воды аномальны, вода является единственным веществом на Земле, существующим в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Состав  воды

Катионы и анионы Содержание, мг/л
Кальций (Са2+) 2,7
Магний (Mg2+) 1,0
Натрий (Na+) 40,5
Калий (K+) 0,3
Хлориды (Cl-) 4,4
Сульфаты (SO42-) 2,1
Фториды (F-) 0,26
Гидрокарбонаты (HCO3-) 91,5
Общие характеристики
Общая минерализация 168,5
Жесткость 0,28
Водородный показатель рН 6,92

Кальций

Кальций является чрезвычайно важным минеральным веществом. Человеческое тело содержит до 1,5 кг кальция, 99% которого находится в костях и зубах. Кальций участвует в строительстве костей, он необходим для возбуждения нервов, работы мышц, свертываемости крови и передачи гормональных сигналов. Кроме того, кальций регулирует активность различных ферментов и имеет противовоспалительные и антиаллергические свойства. Недостаток кальция приводит к нарушениям работы мышц и является причиной остеопороза.  

Магний

Магний, как и калий, очень важный элемент в клетке. Он активирует ферменты, запускающие различные химические реакции в организме, принимает участие в функционировании мышечных и нервных клеток и играет ключевую роль для нормального функционирования сердца и кровообращения. Организм теряет магний при потении, употреблении спиртного или в результате стрессов. Последствиями может быть раздражительность, слабая концентрация, судороги мышц и нарушения сердечного ритма. 

Натрий

Натрий  – это жизненно важное минеральное  вещество, основная 
задача которого состоит в том, чтобы вместе с хлоридами регулировать водно- и кислотно-щелочной баланс организма. Совместно с калием натрий играет значительную роль при возбудимости нервов. Кроме того, он участвует в транспортировке углеводов кишечником. 

Калий

Калий – минеральное вещество, которое  играет ведущую роль в функционировании мышечных и нервных клеток. В частности, он жизненно необходим мышечным клеткам  сердца, которые нуждаются в достаточном  содержании калия. Недостаток калия может выражаться как общей усталостью, так и судорогами мышц, а также мышечной слабостью или нарушениями сердечного ритма. 

Хлориды

Хлориды определяют совокупность находящегося в теле хлора, который способствует поддержанию кислотно-щелочного  баланса жидкостей и играет важную роль при производстве желудочной кислоты.  

Сульфаты

Сульфаты  являются солями серной кислоты, которые, в сочетании с магнием и  натрием, активизируют пищеварение. Также  сульфаты могут содействовать выведению  вредных веществ почками и  предотвращать формирование мочевых камней.  

Фториды

Кроме известного антикариесного воздействия  фтора отмечается его свойство являться биокатализатором процессов минерализации, что используется в лечебных целях  при остеопорозе, рахите и других заболеваниях, а также способность фтора стимулировать иммунореактивность и кроветворение в организме человека. На основе натурных наблюдений показано, что природные воды с повышенным содержанием фтора в сочетании с кальцием положительно влияют на устойчивость организма к радиационному поражению. Фтор даже способен снижать концентрацию стронция в костной ткани примерно на 40%, и этот процесс не сопровождается обеднением скелета кальцием. 

Жесткость

Понятие жесткости воды принято связывать  с катионами кальция (Са2+) и, в меньшей степени, магния (Mg2+). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости), способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na+) таким свойством не обладают.

В таблице  приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные  анионы, с которыми они ассоциируются.   

Катионы Анионы
Кальций (Ca2+) Гидрокарбонат (HCO3-)
Магний (Mg2+) Сульфат (SO42-)
Стронций (Sr2+) Хлорид (Cl-)
Железо (Fe2+) Нитрат (NO3-)
Марганец (Mn2+) Силикат (SiO32-)
 

 

На практике, стронций, железо и марганец оказывают  на жесткость столь небольшое  влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3+) и трехвалентное железо (Fe3+) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, «вклад» в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва2+).

Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород.

Содержание  солей жесткости в питьевой воде в пределах 1 – 4 мг-экв/л не только улучшает её вкусовые качества, но и способствует протеканию нормальных обменных процессов в организме. С питьевой водой человек получает 1-2 г минеральных солей в сутки, а, в связи с тем, что в отличие от многих пищевых продуктов ионы в воде находятся в гидратированном состоянии, их усваиваемость организмом увеличивается на порядок.  

Величина pH

Величина pH может быть от 0 до 14 и показывает, является ли раствор кислым, нейтральным  или щелочным. Если величина pH меньше чем 7, – то раствор кислый, как, например, лимонный сок, имеющий величину pH 2-3. Растворы с величиной pH 7 нейтральны, то есть ни щелочные, ни кислые, как например, дистиллированная вода. Растворы с величиной pH более 7 щелочные.  

Гидрокарбонат

Гидрокарбонат – необходимый организму элемент, который регулирует кислотно-щелочной баланс. Он связывает и нейтрализует повышенную кислотность, например, желудочного сока, крови, мышц, не нанося им вреда. Совместно с углекислотой гидрокарбонат образует так называемую буферную систему, которая, поддерживает рН крови. 

Общая минерализация

Общая минерализация – это показатель содержания растворенных в воде веществ  или общее солесодержание, поскольку  вещества, растворенные в воде, находятся  в виде солей (гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия).

По общей  минерализации воды делятся на следующие  категории:  

Категория вод Минерализация, г/дм3
Рассолы > 35
Воды  повышенной солености 10 – 35
Соленые 3 – 10
Солоноватые 1.0 – 3.0
Воды  с повышенной минерализацией 0.5 – 1.0
Пресные 0.2 – 0.5
Ультрапресные < 0.2

Микроэлементы

Микроэлементы – это жизненно необходимая для  организма группа минеральных веществ. Они нужны человеческому организму  в небольших количествах, но при  этом имеют очень большое значение. Микроэлементы являются важными составляющими белков, гормонов, энзимов, участвуют во множестве функций обмена веществ, активизируют иммунную систему и укрепляют иммунную защиту. К ним относится железо, кремний, цинк, марганец, медь, селен, хром, молибден. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Атмосфера рассматривается  как огромный «химический котел», который находится под воздействием многочисленных и изменчивых антропогенных и природных факторов. Газы и аэрозоли, выбрасываемые в атмосферу, характеризуются высокой реакционной способностью. Пыль и сажа, возникающие при сгорании топлива, лесных пожарах, сорбируют тяжелые металлы и радионуклиды и при осаждении на поверхность могут загрязнить обширные территории, проникнуть в организм человека через органы дыхания. Загрязнением атмосферы считается прямое или косвенное введение в нее любого вещества в таком количестве, которое воздействует на качество и состав наружного воздуха, нанося вред людям, живой и неживой природе, экосистемам, строительным материалам, природным ресурсам – всей окружающей среде. Очистка воздуха от примесей. 
 
            Для защиты атмосферы от негативного антропогенного воздействия используют следующие меры: - экологизацию технологических процессов; - очистку газовых выбросов от вредных примесей; - рассеивание газовых выбросов в атмосфере; - устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения.

      Безотходная и малоотходная технология. Экологизация технических процессов – это создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Наиболее надежным и самым экономичным способом охраны биосферы от вредных газовых выбросов является переход к безотходному производству, или к безотходным технологиям. Термин «безотходная технология» впервые предложен академиком Н.Н. 
Семеновым. Под ним подразумевается создание оптимальных технологических систем с замкнутыми  материальными  и энергетическими  потоками.  Такое производство не должно иметь сточных вод, вредных выбросов в атмосферу и твердых отходов и не должно потреблять воду из природных водоемов. То есть понимают принцип организации и функционирования производств, при рациональном использовании всех компонентов сырья и энергии в замкнутом цикле:  (первичные сырьевые ресурсы – производство – потребление – вторичные сырьевые ресурсы). Конечно же, понятие «безотходное производство» имеет несколько условный характер; это идеальная модель производства, так как в реальных условиях нельзя полностью ликвидировать отходы и избавиться от влияния производства на окружающую среду. 
Точнее следует называть такие системы малоотходными, дающими минимальные выбросы, при которых ущерб природным экосистемам будет минимален. Малоотходная технология является промежуточной ступенью при создании безотходного производства. В настоящее время определилось несколько основных направлений охраны биосферы, которые в конечном счете ведут к созданию безотходных технологий: 1) разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов; 2) переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья; 3) создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса. Важность экономного и рационального использования природных ресурсов не требует обоснований. В мире непрерывно растет потребность в сырье, производство которого обходится всё дороже. 
Будучи межотраслевой проблемой, разработка малоотходных и безотходных технологий и рациональное использования вторичных ресурсов требует принятия межотраслевых решений. Разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов, является основным направлением технического прогресса.  
 

Информация о работе Свойства воды. Физические свойства воды