Электропроводность дистиллированной воды. Как измерить сопротивление воды. Что говорит гост
Добрый день!
Подскажите, существует ли какой либо теореточеский метод определения проводимости воды с растворенными в ней соединениями, если известна исходная проводимость воды и точное количественное содержание растворенных в воде соединений.
Заранее благодарю!
Точный расчет удельной электропроводности производят по специальным эмпирическим формулам с использованием откалиброванных растворов хлористого калия с заранее известной величиной УЭП. Измеренную величину принято отображать с использованием единицы измерения Сименс, 1 См обратен 1 Ом. Причем для соленой воды результаты исследований отображаются См/м, а пресной воды – в мкСм/метр, то есть в микросименсах. Измерение электропроводности водных растворов дает для дистиллированной воды величину УЭП от 2 до 5 мкСм/метр, для атмосферных осадков величину от 6 до 30 и более мкСм/метр, а для пресных речных и озерных вод в тех районах, где воздушная среда сильно загрязнена, величина УЭП может колебаться в пределах 20-80 мкСМ/см.
Показания проводимости выполняются на устройствах, называемых измерителями проводимости, которые являются счетчиками электрического сопротивления постоянного объема жидкости, образованной между площадью двух платиновых электродов. Его большое преимущество заключается в том, что он позволяет быстро считывать данные и в режиме реального времени и по этой причине широко используется в онлайн-процессах производства и обработки воды.
Надежность ваших отзывов. Изменения температуры являются частью нормального климатического режима, а тела природных вод представляют сезонные и суточные изменения, а также вертикальную стратификацию. На температуру поверхности влияют такие факторы, как широта, высота, сезон, период дня, скорость потока и глубина.
Для приблизительной оценки УЭП можно воспользоваться эмпирически найденным соотношением зависимости УЭП от содержания солей в воде (минерализация):
УЭП ( мкСм/cм ) = содержание солей (мг / л) / 0,65
То есть, для определения УЭП (мкСм/cм) показатель содержание солей (минерализацию воды) (мг/л) делят на поправочный коэффициент 0,65. Величина этого коэффициента колеблется в зависимости от типа вод в диапазоне 0,55-0,75. Растворы хлористого натрия проводят ток лучше: содержание NaCl (мг/л) = 0,53 мкСм/cм или 1 мг/л NaCl обеспечивает электропроводность в 1,9 мкСм/cм.
Повышение температуры в водоеме обычно вызвано промышленными выселениями и термоэлектрическими установками. Температура играет основную роль контроля в водной среде, обусловливая влияние ряда физико-химических параметров. Как правило, при повышении температуры от 0 до 30 ° С вязкость, поверхностное натяжение, сжимаемость, удельная теплоемкость, константа ионизации и скрытая теплота испарения снижаются, а электрическая и теплопроводность, давление паров, растворимость солей возрастает с повышением температуры.
Водные организмы имеют верхние и нижние пределы допуска температуры, оптимальные температуры для роста, предпочтительные градиенты температуры и температурные ограничения для миграции яиц, нереста и инкубации. Редокс-реакции происходят среди многих химических компонентов в питьевой воде, промышленных и сточных водах, а также в водной среде.
Для ориентировочного расчета УЭП по содержанию солей в воде (минерализации) можно воспользоваться следующим графиком (рис. 1):
Рис. 1. График зависимости УЭП от содержания в воде солей (минерализации).
УЭП также измеряется при помощи специального прибора – кондуктометра, состоящего из платиновых или стальных электродов, погружаемых в воду, через которые пропускается переменный ток частотой от 50 Гц (в маломинерализованной воде) до 2000 Гц и более (в соленой воде), путем измерения электрического сопротивления.
Эти реакции связаны с переносом электронов и протонов и зависят от рН и окислительно-восстановительного потенциала среды. Вместе эти факторы, помимо активности других присутствующих ионов, могут сделать определенные реакции или нет. Например, катион железа не окисляется кислородом воздуха до катиона трехвалентного железа при кислотном рН.
Разность потенциалов между этими двумя электродами обеспечивает окислительно-восстановительный потенциал по отношению к водородному электроду. Использование стандартного водородного электрода в лабораторной практике нецелесообразно, более практичным является использование электродов, таких как платина, зол
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Физический справочник / / Электрические и магнитные величины / / Электрическое сопротивление и проводимость проводников, растворов, почв…. / / Удельное электрическое сопротивление электролитов, жидкостей и расплавов солей / щелочей. Поделиться:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электрическое сопротивление — вода — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Электрическое сопротивление — вода
Cтраница 1
Электрическое сопротивление воды зависит от ее температуры и физико-химического состава, пюэтому характеристика электронагревательных элементов с жидким проводником может значительно изменяться. Закрытые нагревательные элементы могут быть использованы для подогрева масла и воды, открытые — только для нагрева воды. [2]
Измерение электрического сопротивления воды в скважине производится аппаратом, называемым резистивиметром. [3]
Применение электроразведки в этих случаях основано на различии электрического сопротивления вод разной минерализации. Электроразведка может проводиться с подсобными целями и в процессе гидрогеологической съемки. [4]
Для определения солесодержания вод высокой чистоты может быть использован электрометрический метод, основанный на измерении
В качестве приборов непрерывного контроля солесодержания химически очищенной питательной и подпиточной воды, конденсата и пара применяются солемеры различной конструкции, принцип работы которых основан на изменении электрического сопротивления воды в зависимости от концентрации растворенных в ней солей. [6]
Первой задачей контроля глубинного захоронения жидких РАО является установление фактического распределения компонентов отходов в пластах-коллекторах и в геологической среде в целом путем прямых определений компонентов отходов в пластовой жидкости и в породах пласта-коллектора, а также на основании косвенных признаков-изменение пластового давления ( пьезометрической поверхности подземных вод), температуры, электрического сопротивления воды в скважине. [7]
Аммер в [3-14] в качестве такого электрода предлагает использовать второй стеклянный электрод. При этом внутреннее сопротивление обоих электродов возрастает примерно до 109 Ом, и двойной высокоомный усилитель с входным сопротивлением 1013 Ом на каждом входе не будет чувствовать влияния электрического сопротивления воды около 107 Ом на расстоянии 1 см. Даже на расстоянии между электродами 1 м сопротивление анализируемой воды составит лишь 109 Ом. В худшем случае входное сопротивление электродов достигнет лишь 2 — 109 Ом. Аммер, измерение рН слабо забуференных растворов типа химически обессоленного конденсата дифференциальным методом с применением симметричных стеклянных электродов и соответствующего раствора сравнения ( фонового электролита) дает удовлетворительные результаты. [8]
Для измерения мгновенной скорости необходимы приборы с очень малой инерцией. Таким свойством обладает, например, термоанемометр. Для водяных потоков, где электрическое сопротивление воды зависит не только от скорости те — — чения, конструкция термоанемометра существенно усложняется. В таких случаях часто предпочитают в качестве первичного прибора тензо-метрический датчик. Мгновенную скорость можно измерять также методом визуализации потока с последующей его съемкой на кинопленку или фотографированием с малой экспозицией; этот способ достаточно точен, но весьма громоздок. [10]
Скважину исследуют на приток и заполняют водой до устья, оставляя в таком состоянии на 24 — 48 ч для установления определенной температуры жидкости по всему стволу. Затем спускают электротермометр для контрольного замера температуры. Как известно, действие электротермометра основано на принципе увеличения электрического сопротивления воды с повышением ее температуры. При контрольном замере определяется равномерное повышение температуры по мере увеличения глубины замера. Выполнив контрольный замер, снижают уровень жидкости в скважине ( тартанием) для вызова притока посторонней воды через дефект в эксплуатационной колонне. После снижения уровня ( на 20 — 50 м ниже статического) замеряют температуру жидкости по стволу скважины. Место притока устанавливают по резкому изменению температурных кривых на диаграмме электротермометра. [11]
Неясно, является чистая вода электролитом или нет. Чем лучше очищена вода, тем больше оказывается ее сопротивление электролитическому прохождению тока. Малейших следов инородного вещества оказывается достаточно, чтобы намного уменьшить электрическое сопротивление воды. Электрическое сопротивление воды, измеренное различными исследователями, имеет настолько различающиеся значения, что мы не можем рассматривать эту величину как определенную. Чем чище нсда, тем больше ее сопротивление, и, если бы мы могли получить действительно чистую ноду, весьма сомнительно, что она вообще была бы провод никем. [12]
Неясно, является чистая вода электролитом или нет. Чем лучше очищена вода, тем больше оказывается ее сопротивление электролитическому прохождению тока. Малейших следов инородного вещества оказывается достаточно, чтобы намного уменьшить электрическое сопротивление воды. Электрическое сопротивление воды, измеренное различными исследователями, имеет настолько различающиеся значения, что мы не можем рассматривать эту величину как определенную. Чем чище нсда, тем больше ее сопротивление, и, если бы мы могли получить действительно чистую ноду, весьма сомнительно, что она вообще была бы провод никем. [13]
Такой электрокоагулятор [16] состоит из массивного анода, установленного в баке из неэлектропроводного материала и расположенного над ним на расстоянии 0 5 — 1 мм катода. Малый зазор стабилизируется при помощи пластинок из абразивного материала, которые при вращении катода удаляют с анода пассивирующую пленку окисла металла. Вода подается через центральное отверстие в аноде ( или через катод) и протекает в щели между катодом и анодом со скоростью, обеспечивающей турбулентный режим потока. Малая величина зазора позволяет резко сократить потери энергии на электрическое сопротивление воды и повысить плотность тока более чем в 100 раз по сравнению с пластинчатыми электрокоагуляторами. Катоду может быть придано либо возвратно-вращательное движение при помощи кулисного механизма, либо вращательное с использованием энергии потока воды. Такая конструкция автоматически обеспечивает постоянную величину зазора при срабатывании анода. [15]
Страницы: 1
Важные понятия водоподготовки
Деионизованная вода —
это очень хорошо очищенная вода, в которой не содержится ионов загрязнителей. Основным критерием степени очистки деионизованной воды является электропроводность и её обратная величина — удельное сопротивление. Кроме того, деионизованная вода определяется и другими показателями: содержанием ТОС (общим органическим углеродом), значением рН, модержанием металлов (бора, калия, натрия, железа, никеля, меди, цинка, хрома), содержанием анионов(хлоридов, нитратов, фосфатов, сульфатов), содержанием микрочастиц и микроорганизмов, содержанием кремниевой кислоты. В мировой практике в зависимости от содержания в деионизованной воде ионных примесей — общего содержания растворённых солей (TDS) — её подразделяют на три категории: воду общелабораторного назначения (вода типа 3), воду аналитического качества (вода типа 2) и сверхчистую или ультрачистую воду (вода типа 1).
Ультрачистая (особо чистая) вода —
это глубоко обессоленная сверхчистая вода, не содержащая ионов примесей. В зависимости от назначения ультрачистая вода имеет удельное сопротивление 10МОм•см и более. Ультрачистая вода применяется в электронном приборостроении, энергетике, при выращивании кристаллов, просизводстве печатных плат. В микроэлектронике используется вода трёх классов чистоты: класс «В» — вода, получаемая из исходной путём предварительной подготовки и деионизации на установках централизованной очистки воды, класс «Б» — вода, получаемая из воды класса «В» путём финишной деионизации и очистки от бактериальных и микрочастиц размером 0,2 мкм, класс «А» — вода высшей степени чистоты, получаемая из воды класса «Б» путём финишной деионизации с применением систем стерилизации, микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса. Для получения ультрачистой воды ООО «БМТ» предлагает линейку мембранных деионизаторов производительностью 5, 10, 25, 35, 50 и 100 л/ч методами обратного осмоса, ионного обмена и электродеионизации. Для получения ультрачистой воды используются химические или физические методы, например, ионный обмен, мембранное разделение, микрофильтрация, электродеионизация.
Удельная электропроводность и удельное сопротивление —
Электропроводность (или электрическая проводимость) — это cпособсть материала пропускать через себя электрический ток. Применительно к воде — это суммарный показатель наличия в воде загрязнителей (кислот, щелочей или солей), диссоциированных на ионы. Поэтому Обратная величина электропроводности — это удельное сопротивление, значение которого (МОм·см) используется в качестве критерия оценки качества ультрачистой воды. Максимальное значение удельного сопротивления, равное 18,2 МОм·см при 25°С соответствует значению электропроводности воды, равному 0,055 мкСм/см. Электропроводность и удельное сопротивление измеряют кондуктометрическим методом. Электропроводность и электросопротивление воды зависят от температуры. Так, при повышении температуры ультрачистой воды на 1°С её электропроводность увеличивается на 6%. Поэтому на практике значения электросопротивления и электропроводности воды приводятся к 25°С. Современные кондуктометры выполняют эту функцию автоматически. Тем не менее, для компенсации влияния температуры на результаты измерения одновременно с электропроводностью измеряют и температуру воды. Единица электропроводности названа в честь известного немецкого инженера, изобретателя и учёного — основателя фирмы Siemens — Эрнста Вернера фон Сименса.
Содержание ТОС —
ТОС (Total Organic Carbon) — общий органический углерод — показатель содержания в воде органических веществ. Источником углерода в воде могут быть как природные органические вещества к (арбоновые кислоты с длинной органической цепью — гумины и танины), так и искусственные органические соединения, которые могут вымываться из конструкционных материлов, используемых при получении деионизованной воды (фенолы, резины, клеи, пластики и др). Не существует классификации деионизованной воды по показателю ТОС, тем не менее, существующие отраслевые стандарты для микроэлектроники, для реагентной воды, для биотехнологи и т.д. устанавливают его предельные нормативы. Для измерения общего органического углерода используются ТОС-анализаторы, в которых содержащийся в воде углерод с помощью УФ-облучения окисляется до СО2, который взаимодействуя с водой образует угольную кислоту. При этом присутствующий в воде неорганический углерод (карбонаты, бикарбонаты) должен быть удалён аэрацией, либо подкислением исходной воды.
Умягчение натрий-катионированием —
Натрий-катионирование — самый распространённый метод умягчения воды фильтрованием через слой катионита в натриевой форме. При этом ионы Ca2+ и Mg2+, обуславливающие жёсткость исходной воды, задерживаются катионитом в обмен на эквивалентное количество ионов Na2+.Замена ионов кальция и магния ионом натрия гарантирует отсутствие накипеобразований на греющих поверхностях. Анионный состав Na-катионированной воды остаётся неизменным, поэтому карбонатная жёсткость исходной воды переходит в гидрокарбонат натрия. Минерализация воды после натрий-катионирования увеличивается вследствие того, что эквивалентная масса иона натрия несколько больше эквивалентных масс инов Ca2+ и Mg2+. По мере пропускаяни воды через слой катионита количество ионов натрия, способных к обмену, уменьшается, а количество ионов кальция и магния, задержанных на смоле, возрастает, то есть катионит «истощается». Для восстановления обменной способности катионита его необходимо регенерировать 5-10% раствором хлорида натрия. Продукты регенерации CaCl2 и MgCl2 хорошо растворимы в воде.
ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ ОТ ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ ОТ ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Моисеев В.Г. 11
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
1.Введение.
Тема моей исследовательской работы звучит так:»Зависимость качества воды от её электрических свойств». Меня всегда волновали и интересовали экологические вопросы, я интересуюсь биологией. А сейчас я начала заниматься физикой и меня заинтересовала проблема качества воды, способы определения чистоты воды. Основой жизни всех живых организмов является вода. Количество воды, содержащейся в человеке, составляет 65 — 70 % его массы. Суточное потребление организма человека в воде в нормальных условиях составляет около 2,5 литра. С химическим составом воды, используемой для питья, связывают развитие некоторых массовых неинфекционных заболеваний населения. От того какую воду мы потребляем, зависит наше здоровье. В результате деятельности человека происходит загрязнение окружающей среды. Особенно в полосе нашей станции, где ежедневно провозят большое количество различных грузов. Весной при таянии снега много нечистот попадает в подземные горизонты, колодцы, ручьи, реки, озера. Качество питьевой воды оставляет желать лучшего. Я убеждена в актуальности данной проблемы. За последние десятилетия существенным образом возрос интерес человека к основному минералу природы, воде, ее происхождению, свойствам, ее роли как основы живой природы, основы здоровья человека, всего живого на нашей планете, чем больше человек изучает воду, тем более вода открывает всё новые свойства, кажется из нескончаемой казны своих тайн.
С другой стороны, с каждым днем жизнь человека на Земле, обостряется вопросом качественной питьевой воды, каким образом современные экологические проблемы окружающей среды проявляются на биоэнергоинформационных свойствах воды, в частности на здоровье человека, какую питьевую воду должен пить человек, чтобы быть здоровым. Именно, в этом плане тема моего исследования является актуальной, тем более в год экологии.
4
Электрические свойства воды зависят от количества растворенных в ней солей. Значит, электрические свойства воды связаны с её качеством – в этом и состоит моя гипотеза.
Сформулированные цели и задачи предстоящей работы должны были помочь мне подтвердить или опровергнуть мою гипотезу
Цель работы: исследовать электрические свойства воды и возможность оценивания её качества по электрическим свойствам.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1)Найти и изучить информацию об электрическом токе, об электропроводности воды.
2)Подготовить необходимое оборудование и материалы.
3)Провести опыты:
1.Измерить сопротивление школьной водопроводной воды в электролитической ванночке.
2.Измерить сопротивление воды в детском садике «Берёзка».
3.Измерить сопротивление водопроводной воды, пропущенной через аквафильтр.
4. Измерить сопротивление воды из скважины в амбулатории.
5. Измерить сопротивление артезианской питьевой воды «Липетская»(глубина скважины 100 метров).
6.Измерить сопротивление дистиллированной воды, полученной при таянии снега.
4) Вести наблюдения и сделать анализ.
5)Показать практическую значимость исследования электропроводности воды
В работе я использовала известные методы исследования:
5
1. Теоретические методы — это гипотетический (изучение с помощью научной гипотезы)
и общелогические методы (анализ, синтез, аналогия, обобщение)
2. Эмпирические методы — это, прежде всего эксперимент (исскуственное воспроизведение явлений и процессов в заданных условиях, в ходе, которого проверяется гипотеза), наблюдение, сравнение, измерение, описание
Основная часть:
1 этап. Теоретический.
1)подбор литературы и дополнительной информации, изучение и оформление найденных материалов.
Я много интересного нашла в сети Интернет, изучила несколько не очень больших статей о воде и ее свойствах. Валерий Георгиевич помогал мне разобраться с трудностями.
1) Я узнала, что ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы.
Электрический ток — это скорость изменения электрического заряда во времени.
Заряд электронов отрицателен. Протоны — частицы с положительным зарядом.
2) Я узнала, что такое сила тока, это количество тех самых заряженных частиц протекающих через поперечное сечение проводника в единицу времени. А проводник – это в простейшем случае — проволока, сделанная из металла (чаще применяется медь).Растворы солей это тоже проводники, в них находятся положительные и отрицательные ионы.
3)Электропроводность воды.
6
Электропроводность— это способность водного раствора проводить электрический ток, выраженная в числовой форме. Электропроводность природной воды зависит от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Поэтому по величине электрической проводимости воды можно судить о степени минерализации воды.
4) Какие ионы содержатся в воде?
Вода — слабый амфолит, и поэтому в ней всегда содержатся в небольших количествах ионы Н+ и ОН— Природная вода представляет собой раствор смесей сильных и слабых электролитов. Минеральная часть воды состоит из ионов натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl-), сульфата (SO42-), гидрокарбоната (HCO3-). Именно эти ионы и обуславливают электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3-), HPO4-, h3PO4- и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах).
5) Почему вода проводит ток?
Поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. Водные растворы всех кислот, щелочей и солей проводят ток.
Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Соли и щелочи проводят ток не только в растворе, но и в расплавленном состоянии.
7
По электрическим свойствам все жидкости можно разделить на 2 группы: проводящие и непроводящие.
Проводящие – это содержащие свободные заряженные частицы (диссоциирующие) – электролиты. К ним относятся растворы (чаще всего водные) и расплавы солей, кислот и оснований.
Непроводящие – это не содержащие свободные заряженные частицы (недиссоциирующие). К ним относятся дистиллированная вода, спирт, минеральное масло.
Электролитической диссоциацией называется распад нейтральных молекул вещества в растворителе на положительные и отрицательные ионы.
2 этап.Экспериментальная работа .
Эксперимент: Исследование электропроводности воды из различных источников. Я приготовила
воду из различных источников и растопила снег для получения воды.
8
№1-Водопроводная вода в школе
№2-Водопроводная вода из садика: «Берёзка»
№3-Водопроводная вода, пропущенная через аквафильтр
№4-Вода из скважины из амбулатории
№5-Питьевая вода из артезианской скважины «Липецкая»
№6-Дисцилированная вода из талого снега
Собрала электрическую цепь, которая состояла из источника постоянного тока, микроамперметра, вольтметра выключателя и двух электродов
Описание эксперимента
Для измерения сопротивления воды был взят источник постоянного тока: выпрямитель универсальный с регулируемым напряжением. Вода находилась в электролитической ванночке. Напряжение измерялось вольтметром, а сила тока миллиамперметром. Для начала, я взяла водопроводную воду в школе и измерила её сопротивление по силе тока и напряжению. Сопротивление рассчитывалось по закону Ома для участка
9
цепи. Таким же образом проделывала работу с другими водами из разных источников. То есть водопроводная вода из садика «Берёзка»; водопроводная вода, пропущенная через Аква фильтр; вода из скважины из амбулатории; питьевая вода из артезианской скважины «Липецкая» и дистиллированная вода из талого снега.
Последовательно провела опыты:
-
1.Измерила сопротивление школьной водопроводной воды в электролитической ванночке.
-
2. Измерила сопротивление воды из детского садика «Берёзка».
-
3.Измерила сопротивление водопроводной воды, пропущенной через аквафильтр.
-
4. Измерила сопротивление воды из скважины в амбулатории.
10
-
5. Измерила сопротивление артезианской питьевой воды «Липецкая»(глубина скважины 100 метров).
-
6.Измерила сопротивление дистиллированной воды, полученной при таянии снега.
Сопротивление каждый раз рассчитывала по закону Ома для участка цепи.
Все результаты измерений заносила в таблицу.
Таблица результатов измерения сопротивления воды из разных источников
|
Источник воды |
Напряжение (В) |
Сила тока (А) |
Сопротивление (кОм) |
|
Водопроводная вода в школе |
44 |
0.017 |
2.5 |
|
Водопроводная вода из садика: «Берёзка» |
34 |
0.019 |
1.8 |
|
Водопроводная вода, пропущенная через аквафильтр |
40 |
0.018 |
2.2 |
|
Вода из скважины из амбулатории |
50 |
0.016 |
3.1 |
|
Питьевая вода из артезианской скважины «Липецкая» |
40 |
0.010 |
4 |
|
Дисцилированная вода из талого снега |
50 |
0.0043 |
11.6 |
Представила графическое изображение результатов опытов.
12
Результаты эксперимента
В результате проведенных исследований можно сделать вывод, что сопротивление воды из разных источников изменяется в значительных пределах от 1,8 кОм до 11,6 кОм. Наибольшее сопротивление имеет дистиллированная вода из талого снега, потому что она практически не имеет солей. Вкус воды определяется содержанием солей. Оценивать качество воды, можно ориентироваться на качественную воду, которая продается в магазине. Мы брали артезианскую воду из Липецкого источника, из скважины глубиной 100м. Общая минерализация не более 0,5 г/л, общая жесткость не более 7 мг/л. Её электрическое сопротивление 4 кОм.
Из наших источников близкое электрическое сопротивление имеет вода из скважины в амбулатории посёлка Николо-Полома. Её сопротивление 3,1 кОм.
Наименьшее сопротивление имеет вода из детского садика «Берёзка» — 1,8 кОм. Вероятно, она имеет большое содержания железа. Немного больше сопротивления воды в школе 2,5 кОм.
Можно отметить интересный факт. Водопроводная вода, пропущенная через аквафильтр, имеет почти такое же электрическое сопротивление, то есть её качество почти не изменилось.
Так как в качестве эталона мы взяли воду из Липетского артезианского источника, сопротивление воды 4 кОм, то качество воды будет хорошим, если ее сопротивление будет в пределах от 3 до 5 кОм.
3 этап. Выводы и заключения
В результате проведенных исследований мы пришли к выводу, что качество воды можно оценивать, измеряя её электрическое сопротивление. Гипотеза подтвердилась в ходе экспериментальной работы, цель
13
достигнута. А это значит — мы правильно определили задачи проекта, знания о воде помогли правильно организовать всю работу.
Оформление выводов, презентация на конференции школьного научного общества «Эврика» -Приложение 1
Список используемой литературы:
О.А Спенглер «Слово о ВОДЕ» — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1980
А.В Пёрышкин – Физика 7 класс – Издательство Дрофа,2011
А.В Пёрышкин – Физика 8 класс – Издательство Дрофа,2011
http://www.ngpedia.ru
https://ru.wikipedia.org
Просмотров работы: 588
РД 52.24.495-2005 Водородный показатель и удельная электрическая проводимость вод. Методика выполнения измерений электрометрическим методом
РД 52.24.495-2005
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ И УДЕЛЬНАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ВОД.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН ГУ «Гидрохимический институт»
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В. Боева, канд. хим. наук, А.А. Назарова, канд. хим. наук
3 УТВЕРЖДЕН Заместителем руководителя Росгидромета 15.06.2005 г.
4 СВИДЕТЕЛЬСТВО ОБ АТТЕСТАЦИИ МВИ Выдано метрологической службой ГУ «Гидрохимический институт 30.12.2004 г. № 150.24-2004.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП за номером РД 52.24.495-2005 от 30.06.2005 г.
6 ВЗАМЕН РД 52.24.495-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений рН и удельной электропроводности вод»
Произведение концентраций водородных и гидроксильных ионов в химически чистой воде является постоянной величиной, равной 10-14 при температуре 25 °С. Оно остается неизменным и в присутствии веществ, диссоциирующих с образованием водородных и гидроксильных ионов. В чистой воде концентрации водородных и гидроксильных ионов равны 10-7 моль/дм3, что соответствует нейтральному состоянию раствора. В кислых растворах [Н+] > 10-7 моль/дм3, а в щелочных [Н+] < 10-7 моль/дм3.
Для удобства выражения концентрации водородных ионов в воде используют величину, представляющую собой взятый с обратным знаком десятичный логарифм их концентрации. Эта величина называется водородным показателем и обозначается рН (рН = — lg[H+]¢).
Величина рН является одним из важнейших показателей качества вод и характеризует состояние кислотно-основного равновесия воды. От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность водной биоты, формы миграции различных элементов, агрессивное действие воды на вмещающие породы, металлы, бетон.
На величину рН поверхностных вод влияет состояние карбонатного равновесия, интенсивность процессов фотосинтеза и распада органических веществ, содержание гумусовых веществ.
В большинстве водных объектов рН воды обычно колеблется в пределах от 6,3 до 8,5. В речных и озерных водах зимой отмечаются более низкие по сравнению с летним периодом значения рН.
Величина рН поверхностных вод, подверженных интенсивному загрязнению сточными водами или влиянию подземных вод, может изменяться в более широких пределах из-за наличия в их составе сильных кислот или оснований.
Удельная электрическая проводимость (удельная электропроводность) — количественная характеристика способности воды проводить электрический ток. В чисто физическом смысле это величина, обратная электрическому сопротивлению воды при температуре 25 °С, находящейся между двумя электродами с поверхностью 1 см2, расстояние между которыми равно 1 см. Единица удельной электрической проводимости — Сименс на 1 м (См/м). Для воды в качестве единицы измерения используют производные величины — миллиСимменс на 1 м (мСм/м) или микроСименс на 1 см (мкСм/см).
В большинстве случаев удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши является приблизительной характеристикой концентрации в воде неорганических электролитов — катионов Na+, K+, Са2+, Mg2+ и анионов Сlˉ, SO42-, HCO3—. Присутствие других ионов, например Fe(II), Fe(III), Mn(II), NO3—, НРО42- обычно мало сказывается на величине удельной электрической проводимости, так как эти ионы редко встречаются в воде в значительных количествах. Водородные и гидроксильные ионы в диапазоне их обычных концентраций в поверхностных водах суши на удельную электрическую проводимость практически не влияют. Столь же мало и влияние растворенных газов.
Таким образом, удельная электрическая проводимость поверхностных вод суши зависит в основном от их минерализации и обычно колеблется в пределах от 50 до 10000 мкСм/см.
Измерение рН воды осуществляют потенциометриче
Удельное сопротивление природных сред [6]
Удельное сопротивление природных сред, зависящее в естественных условиях от множества факторов, может колебаться в широких пределах (табл.2). Кажущиеся на первый взгляд одинаковыми ландшафты при измерениях показывают различное удельное сопротивление.Это объясняется либо разной влажностью, либо разной пористостью, либо разной плотностью прилегания частиц твердой фазы грунтов друг к другу.
Таблица 2
Удельное электрическое сопротивление горных пород.
Горная порода | Средняя пористость, % | Удельное
электрическое сопротивление, | |
Сухое состояние | Влажное состояние | ||
Гранит Кварцит Диабаз Базальт Диорит Мрамор Известняк Песчаник Слюда Каменный уголь | От 0,1 до 5,0 — От 0,8 до 12,0 От 0,6 до 19,0 1,25 — От 1,5 до 15,0 От 0,5 до 30,0 — — | 3*1013 1010 2,2*109 1,3*107 — 2,5*108 1,2*107 5,4*1010 1011-1014 | 1,6*107 4,7*106 3*104 2,3*104 2,8*104 1,4*104 4,2*105 1,4*107 — 340 |
.
При этом, как следует из табл. 3 и 4, удельное электрическое сопротивление почвогрунта определяется в основном количественным содержанием в нем грунтовой влаги, так как само по себе сопротивление природных вод изменяется в гораздо меньших пределах, чем сопротивление твердой фазы.
Таблица 3
Удельное электрическое сопротивление природных вод
Наименование природных вод | Удельное сопротивление, Ом*м |
Вода в прудах Ключевая вода Вода в торфяной земле Вода в ручьях (известковая земля) Вода в ручьях (глинистая земля) Грунтовая вода | 48,6 40,5 16,7 – 20,6 9,0 – 11,0 42,0 – 51,3 20,8 – 70,5 |
Максимальные значения сопротивления грунтов определяются сопротивлением твердой фазы исследуемого грунта в сухом состоянии. Несмотря на то что удельное сопротивление грунта даже на территории расположения одной опоры может иметь некоторую вариацию, избежать усреднения этой величины в пределах некоторой пространственной зоны вокруг опоры не удастся. В течение года, в связи с изменением атмосферных условий, меняется содержание влаги в грунте, насыщенность его различных слоев, температура грунта и физическое состояние влаги. Удельное сопротивление грунта, зависящее от всех этих факторов, также меняется в течение года в широких пределах
Таблица 4
Удельное электрическое сопротивление почв и грунтов.
Тип почвогрунта | Объемное содержание влаги, % | Удельное
сопротивление, | Среднее
значение удельного сопротиления, |
Чернозем | 60 20 — — | 9.6 71 80 – 200 6 – 50 | 50 |
Глина | 20 40 — — | 33 7.6 21 – 95 10 – 50 | 60 |
Суглинок | 7.5 – 30 (по массе) 12 – 22 (по массе) — | 260 – 42 87 – 28 40 – 80 | 80 |
Песок | 9 — важный — | 130 100 – 1000 410 – 1090 100 – 180 | 400 |
Супесь речная | влажная | 236 — 370 | 300 |
Каменистый | — — | >130 >240 | 200 |
Торф | — | 20 | 20 |
Лесс | В период жаркой погоды | 250 | 250 |
Глина +известняк +щебень | — | 54 – 125 | 100 |
