Судың иондық туындысы
жүктеу/скачать 41,03 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Пайдаланылған әдебиеттер
|
БОӨЖ №5 Судың иондық туындысы Орындаған: Тайр Гүлзия,Тельман Мөлдір Қабылдаған:Ерменбек П.Т Тобы: 103 А Факультеті: Жалпы медицина Алматы, 2023ж Жоспар I Кіріспе II Негізгі болім 2.1Судың иондық көбейткіші. 2.2Сутектік көрсеткіш. 2.3Судың pH өлшеу әдістері. III Қорытынды IV Пайдаланылған әдебиеттер I.Кіріспе Су- химиялық технолияда ,дәрілік препараттарды дайындауда биосферада кең таралған.Таза су иіссіз, дәмсіз, түссіз, сұйық зат. Табиғатта таза су кедеспейді .Оның ішінде еріген заттар әр түрлі мөлшерде болады.Теңіз суларында еріген заттардың мөлшері 4 % ға дейін болады.Судың құрамында 11,2% cу және 88,8% оттек болады.Табиғатта су сұйық , газ және қатты мұз күйінде кездеседі 2.1Судың иондық көбейткіші. Су өте нашар диссоциацияланатын заттың бірі. Таза су электр тоғын нашар өткізеді, бірақ өлшеуге келетін өлектр өткізгіштігі бар, өйткені су өте аз түрде болса да диссоцияланады. Судың диссоциалануына әрекеттесуші массалар заңын қолданып,диссоциалану контантасын жазуға болады: Судың диссоциациялануы өте нашар болғандықтан, диссоцияланбаған молекулалар концентрациясын- [H₂O] тұрақты шама деп қарауға болады. Бұл теңдеуден су да болсын, не сұйық ерітінділер де болсын, температура өзгермеген жағдайда, сутек және гидроксид иондары концентрациясының көбейтіндісі тұрақты шама екенін көреміз.Бұл тұрақты шаманы су иондарының көбейтіндісі дейді. Оның сандық мәнін де табу қиын емес, ол үшін соңғы теңдеуде сутек және гидроксид иондары концентрациясының мәнін қоямыз. КH₂o=10 ̄7 •10 ̄7=10 ̄14 2.2Сутектік көрсеткіш. Ерітіндінің қышқылдығын немесе сілтілігін жоғарыда қолданылғандай теріс мәнді көрсеткіші бар сандармен жазу, жұмыс кезінде қиындық туғызады, сондықтан оған басқа ыңғайлырақ әдісті қолданады:сутек иондарының нақты концентрациясының орнына ,оның теріс таңбамен алынған ондық логарифм көрсетеді.Ол сутектік көрсеткіш деп аталып,РН арқылы белгіленеді: рН = -Ig[Н+]. Мысалы,егер [Нॱ]=10-3 болса,онда pH=3; егер [Нॱ]=10- 10 болса,онда рН=10 т.с.с. осылай болғандықтан бейтарап ерітінділерде рН=7 болады,қышқыл ерітінділерде рН <7 , ал сілтілі ерітінділерде рН >7 Ерітіндінің рН білу химиялық зерттеу жұмыстарында да,әр түрлі өндірістік процестерде де,тірі органимдерде де жүретін құбылыстарды түсіндіруде өте керек.Көпшілік жағдайда рН дәл мәнін емес ,ерітіндінің реакциясы қандай,қышқыл ма,немесе сілтілік пе-соны сапалық турде білу жеткілікті болады, олүшін индикатор деп аталатын арнаулы реактивтерді пайдаланылады.Ол индикаторлар сутек иондарының концентрациясына қарай өз түсін өзгертіп ,ерітінді –қышқыл ,бейтарап не сілтілік екенін көрсетеді.Жиі қолданатын индикаторлар : лакмус, фенол-фталейн, метилоранж, солардың қандай ортада қандай түске боялатындығы көрсетілген. Мұнай кен орындарының қабат сулары ұңғы өнімінің ажырамас құрам бөлігі болып саналады және кәсіпшілікте мұнайды жинау және дайындау кезінде едәуір қиыншылық туғызады. Әртүрлі кен орындарындағы ұңғыдан мұнаймен бірге өндірілетін қабат суларын, әдетте, олардың құрамында еріген минералды тұздардың концентрациясына, газдар менмикроорганизмдердің болуына байланысты ажыратады. Қабат суларын негізгі екі топқа бөледі:Қатты – хлоркальцилі және хлормагнилі;Сілтілі – гидрокарбонатнатрилі. Көбінесе қабат суларының негізгі басты құрамына: хлорлы натрий NaCl, хлорлы кальций CaCl2, хлорлы магний MgCl2жатады. Қабат суларында аниондар мен катиондарға ыдырырайтын көптеген тұздар еріген. Аниондарға жататын иондар: ОН-, СІ-, SО4-, НСО3-, СО32-. Катиондарға жататын иондар: Н+, К+, Nа+, NН4+, Мg2+, Са2+, Fе3+, Ва2+, Lі+. Қабат суларының құрамында коллоидтар болуы мүмкін: кремнийдің қос тотығы SіО2, алюминий тотығы АІ2О3, темір тотығы Fе2О3, сондай-ақ газдар: көмірқышқыл газы, күкіртсутек, азот, сутек, инерт ті газдар, көмірсутектері де кездеседі. Олардың арасындағы сандық (мөлшерлік) қатынас қабат суларының түрін және қасиетін анықтайды.Бірлік көлемге келтірілген қабат суында еріген заттың мөлшерін жалпы минерализация деп атайды.Қабат cуының минерализациясы 1 кг/м3-тен 200 кг/м3-ке дейінгі аралықта болады, көбінесе қабат cуының минерализациясы г/л өлшенеді, бұнымен қатар кәсіпшілік практикасында минерализацияны Боме градусымен (оВе) белгілеу қолданылады. оВе = 144,3 – 144,3/ρ. В.И. Вернадский табиғи суларды құрамындағы тұздардың массалық үлесі (%) бойынша былай бөледі: 1) құрамында 0,001 – 0,1% тұз болса – тұщы су; 2) құрамында 0,1 - 5% тұз болса – минералды су; 3) құрамында 5 - 35% тұз болса – ащы су. Судың қаттылығы оның құрамындағы кальций Са2+ мен Мg2+ катиондарының жалпы мөлшерімен анықталады және килограмға (ерітінді литріне) мольмен көрсетіледі.Қабат суларының ең маңызды сипаттамасының бірі бұл сулы ерітіндінің қышқылдық немесе сілтілік ортада екендігін көрсететін сутегі иондарының рН концентрациялық көрсеткіші. Су молекуласының бір бөлігі иондарға ыдырайды (диссоциацияланады): Н2О = Н+ + ОН-. Берілген температура кезіндегі тепе-теңдік күйі (жағдай) константамен сипатталады: К = (СН+ + СОН-) / Сн2о, Мұндағы, СН+ және СОН- - судағы сәйкесті Н+ және ОН- иондарының концентрациясы, моль/л. Сн2о - Н2О концентрациясы, моль/л. Су концентрациясы тұрақты және 55,56 моль/л. Демек: Кс = 55,56К =СН+ + СОН-, Мұндағы, Кс – температураға байланысты судың иондық туындысы.Бейтарап реакция кезінде сутегі иондарының концентрациясы мен гидрооксидтік топтар тең болады: СН+ + СОН- = (СН+ )2; Су температурасы 220С кезінде иондық туындысы Кс = 1*10-14 болса, онда СН+ = 10-7 моль/л. Сутегі иондарының концентрациялық логарифмінің оң мәні рН деп белгіленеді, яғни: -Іg СН+ = рН 220С температура кезіндегі химиялық таза су үшін рН=7 тең болса, онда мұндай суды бейтарап су деп атайды. Практикада суды рН шамасы бойынша бес топқа жіктейді: 3-ке дейін – қышқылды; 4-6 – әлсізқышқылды; 7 – бейтарап; 8-10 – әлсізсілтілі; 11-14 – сілтілі. рН шамасы және суда еріген оттегінің болуы жабдықтардың коррозиясына едәуір әсер етед і. Қабат суындағы еріген тұздар металл коррозиясын үдетеді. Сонымен қатар қабат суларында күкіртсутек пен көмірқышқыл газының болуы оның коррозиялық қабілетін арттыра түседі. Қабат суыныңжоғары температурасы да оның коррозиялыққажеттілігін арттырады [4].Құрамындағы тұзға байланысты қабат мына формула бойынша есептелуі мүмкін:ρқс = ρс + 0,764S,Мұндағы, ρс – 200С кезіндегі тазартылған судың тығыздығы, кг/м3; S – судағы тұздың концентрациясы, кг/м3.(t) – температурасы кезіндегі минералданған судың тығыздығын, 200С кезіндегі қабат суының белгілі тығыздығы бойынша жуықтап анықтауға болады:ρқс(t) = ρ қс(20) – 0,0714(t – 20). Судың тұтқырлығы құрамындағы тұздарға және температураға байланысты және осының әсерінен тығыздыққа байланысты ол мына түрде жуықтап есептелінуі мүмкін:μқс = μс (t) 100,0008831 ∆ρ,Мұндағы, μқс – (t) температурасы кезіндегі қабат суыныңтұтқырлығы, мПа*с; μс (t) − (t) температурасы кезіндегі тазартылған судың тұтқырлығы, ол мына формуламен анықталады: μс (t) = 1353 (t + 50)-1,6928,∆ρ – 200С кезіндегі минералданған және тазартылған су тығыздықтарының арасындағы айырмашылық, кг/м3; ∆ρ = ρ қс– 998,3.Тұщы судың жылусыйымдылығы – 4,19 кДж/кг*К, кристалды NаСІ – 0,88 кДж/кг*К, сондықтан минерализацияны ұлғайтқан кезде оның жылусыйымдылығы төмендейді.Қабат суларының жылусыйымдылық коэффициенті 0,54 – 0,65 Вт/м*К аралығында болады [2].Мұнайдың сулы эмульсиялары және олардың түзілуіМұнай эмульсиясы деп бір-бірінде ерімейтін және ұсақ дисперсті бытыраңқы күйде болатын мұнай мен қабат суларының механикалық қоспасын айтады.Қабатта және ұңғы түбінде эмульсия түзілмейді. Олар ұңғы оқпанында түзіледі, сол себепті эмульсияның түзілу қарқынына ұңғыны пайдалану тәсілі әсер етеді.Фонтанды ұңғыларда, егер ұңғы өнімінде су болса, онда қысымның төмендеуі әсерінен бөлінетін газды көбіктер есебінен сұйықтардың қарқынды араласуы байқалады, яғни неғұрлым тұрақты эмульсиялардың түзілуіне жағдай жасайды.Бұл процесс әсіресе, штуцер арқылы су аралас мұнай өткен кезде қатты жүреді.Газлифтілі ұңғыларда эмульсиялардың түзілу жағдайы фантанды ұңғылардыкіне ұқсас, бірақ та эрлифтіні (ауаны) қолданған кезде неғұрлым тұрақты (яғни, берік) эмульсиялар түзіледі, бұл эмульгатор болып табылатын нафтенді қышқылдың тотықтануымен түсіндіріледі (нафтенді қышқылдар а у а оттегісімен тотығып эмульгаторлар түзеді).Эмульсиялардың түзілуіне сондай-ақ парафиндер де әсер етеді, өйткені, олар құбырлардың өту қимасын тарылтып және ағын жылдамдығын арттырады, осыған байланысты сұйықтардың араласуы күшейеді.Осылайща, мынадай қорытынды жасауға болады, яғни мұнай эмульсиясы келесі түрде көрінетін энергиялар әсерінен пайда болады: Механикалық энергия; Газдың ұлғаю энергиясы;Ауырлық күші әсерінен пайда болған энергия.Мұнай эмульсиясындағы су тамшыларының өлшемі жұмсалған энергия мөлшеріне кері пропорционал. Ұңғы өнімінің сулануы 40-60%-ке жеткен кезде эмульсияның түзілу процесі қарқынды жүреді, яғни жүйе жоғары тұтқырлық және тиксотроптық қасиеттер әсерінен ағымдылығын жоғалтады. Бұл жағдайларда жүйеге ертерек реагент – деэмульгатор енгізу ұсынылады Мұнай эмульсиясының жіктелуі.Эмульсияларды екі фазаға бөледі: ішкі және сыртқы. Құрамында басқа сұйықтардың ұсақ тамшылары бар сұйықты дисперсті орта (сыртқы, жалпы фаза) деп, ал дисперсті ортада ұсақ тамшылар түрінде орналасатын сұйықты дисперсті фаза (ішкі, бөлінген фаза) деп атайды.Дисперсті орта мен дисперсті фазаның сипаты бойынша эмульсияларды екі түрге бөледі:Тура түрдегі (судағы мұнай), оларды (М/С) деп белгілейді.Кері түрдегі (мұнайдағы су), оларды (С/М) деп белгілейді.(М/С) – эмульсиясында сыртқы фаза ролін су атқарады, сондықтан олар кез-келген арақатынастағы сумен жақсы араласады және жоғары электрөткізгіштікке ие болады, ал (С/М) эмульсиясы тек қана көмірсутекті сұйықтармен араласады және электрөткізгіштік қасиеті болмайды. Түзілетін эмульсия түрі мұнай мен су көлемдерінің арақатынасына байланысты және қай сұйықтың көлемі көп болса, сол сыртқы орта болып табылады.Бірақта, эмульгаторлардың (яғни асфальтендер, нафтендер, шайырлар, парафиндер, тұздар және механикалық қоспалар) қатыстырылуымен мұнай мен судың араласуы кезінде түзілетін эмульсия түрлері өзгереді. Өйткені, гидрофобтық қасиеттері бар эмульгаторлар (яғни, суда ерімейтін, ал мұнайда еритін) С/М – (мұнайдағы су) түріндегі эмульсияны түзсе, ал гидрофильді қасиетке ие эмульгаторлар (суда еритін) (М/С) (судағы мұнай) түріндегі эмульсияны түзеді. Кәсіпшілік жағдайында, эмульсиядағы судың мөлшерін, әдетте, олардың түсі бойынша шамалайды: құрамында 10%-ке дейін суы бар эмульсияның түсі мұнайдан ерекшеленбейді; 15-20% дейін c у ы бар эмульсияның түсі қоңырдан сарыға дейін өзгереді; 25% - астам су болса – сары түске ие болады [4]. Мұнай эмульсиясының физикалық – химиялық қасиеттеріМұнай эмульсиясы келесідей қасиеттерімен сипатталады: дисперстілігі, тұтқырлығы, тығыздығы және электрлік қасиетімен.Эмульсияның дисперстігі – бұл дисперсті ортада дисперсті фазаның бұзылу дәрежесі. Көбінесе эмульсияның дисперстігі эмульсиялардың басқа да қасиеттерін анықтайды. Эмульсияның дисперстігі әдетте үш шамамен сипатталады:тамшылар диаметрімен d дисперстілік коэффициентімен D=1/d меншікті бетімен Sмен (бөлшектің жалпы бетінің олардың жалпы көлеміне қатынасы).Тамшылар өлшемі кең аралықта 0,1 – 100 мкм өзгереді.Диаметрі бірдей тамшылардан тұратын дисперсті жүйені монодисперсті деп атайды, ал диаметрі әр түрлі тамшылардан тұратын дисперсті жүйені полидисперсті деп атайды. Мұнай эмульсиялары полидисперсті жүйеге жатады. Егерде дисперсті фазаның тамшылары микроскоп арқылы көрінбейтін болса, онда мұндай жүйені ультрамикрогетерогенді деп, ал көрінетін болса – микрогетерогенді деп атайды.Әрбір дисперсті жүйенің меншікті беті – Sмен сол жүйенің жалпы бетін – S сол жүйенің жалпы көлеміне – V бөлгенге тең. Дисперсті фазадағы d – диаметрлі сфералы бөлшекті эмульсиялардың меншікті бетін мына формула бойынша анықтауға болады: Sмен = S/V = πd2/πd3/6 = 6/d, Яғни, меншікті бет бөлшектер өлшеміне кері пропорционал.Дисперсті фазаның бөлшектерінің өлшемі бойынша келесі жүйелерді 2-суретте қарастырады.І – молекулярлы дисперсті, ІІ – коллоидті, ІІІ – микрогетерогенді,ІV – ірі дисперсті (мұнайлы). Меншікті бет пен бөлшек өлшемдері арасындағы тәуелділік.Эмульсияның тұтқырлығын мұнай мен судың жалпы тұтқырлығы ретінде қарастыруға болмайды, яғни ол мұнайдың тұтқырлығына, эмульсияның түзілу температурасына, судың мөлшеріне, дисперсті ортадағы дисперсті фазаның тамшылар диаметріне байланысты болады.Мұнай эмульсиясының тұтқырлығы парафинді мұнайлардың тұтқырлығы сияқты Ньютон заңына бағынбайды да, жылдамдық градиентіне – dw/dx байланысты өзгереді және мүмкін тұтқырлық μ деп аталады. [19:27, 07.10.2023] guzi: Мұнай кен орындарының қабат сулары ұңғы өнімінің ажырамас құрам бөлігі болып саналады және кәсіпшілікте мұнайды жинау және дайындау кезінде едәуір қиыншылық туғызады. Әртүрлі кен орындарындағы ұңғыдан мұнаймен бірге өндірілетін қабат суларын, әдетте, олардың құрамында еріген минералды тұздардың концентрациясына, газдар менмикроорганизмдердің болуына байланысты ажыратады. Қабат суларын негізгі екі топқа бөледі:Қатты – хлоркальцилі және хлормагнилі;Сілтілі – гидрокарбонатнатрилі.Көбінесе қабат суларының негізгі басты құрамына: хлорлы натрий NaCl, хлорлы кальций CaCl2, хлорлы магний MgCl2жатады.Қабат суларында аниондар мен катиондарға ыдырырайтын көптеген тұздар еріген.Аниондарға жататын иондар: ОН-, СІ-, SО4-, НСО3-, СО32-.Катиондарға жататын ионда…Алғашқы механикалық тазарту суды механикалық және қатты қоспалардан тазартудан тұрады. Үш сатылы механикалық сүзгі бар. Бұл кезеңде су қаруланған көзге көрінетін барлық қоспалардан тазартылады. Осы кезеңнен кейін бізде тазартылған су бар, бірақ еріген қоспалары бар.Әрі қарай жүруі мүмкін барлық жаңа технологиялар әртүрлі болуы мүмкін. Яғни, олардың біреуі тұра алады, немесе бір-біріне ере алады. Бұл суды тазартудың жаңа әдісі және жаңа технологиясы деп аталады. Бұған кейінге қалдыру, залалсыздандыру, газсыздандыру, қақтан тазартатын таблеткалар және т.б. Пайдаланылған әдебиеттер: А.А Петров, Х.В Баль, А.Т. Трощенко.2001ж Бірімжанов ,Нұрахметов.2003ж Патсаев Ә.Қ, ШытыбаевС.А, Дәуренбеков К.Н жүктеу/скачать 41,03 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|