A víz felhasználása


A víz mint nyersanyag

Az életfolyamatoktól eltekintve, a víz alapvetően három formában kerül felhasználásra:

A háztartások átlagos vízfelhasználása

 

Nem ipari tevékenység vízfelhasználása

Forrás: http://kemtech.net/tkurzus/06_viz/06main.htm#09

 

 

A természetben előforduló, és a gyakorlatban felhasznált nyers vagy előkészített vizek tulajdonképpen igen híg oldatnak, vagy szuszpenziónak tekinthetők.

 

A vízben lévő szilárd és oldott anyagok

Kémiailag tiszta víz a természetben nem található. A vízben lévő idegen anyagokat három csoportra osztjuk:

Kép: Bármennyire is átlátszónak látszik valamely felszíni víz, - mint például a képen látható Boga patak -, az mindig tartalmaz az vízmolekulákon kívül más kémiai anyagokat is.

 

Oldott gázok

A víz, a vele érintkező gázokból a gáz anyagi minősége, a hőmérséklet és a nyomás függvényeként kisebb vagy nagyobb mennyiséget old.
 
 
 

oldott gáz (dm3/dm3)

20°C

50°C

100°C

200°C

 oxigén
 nitrogén
 levegő
 hidrogén
 szén-dioxid
   0,0310
   0,0155
   0,0187
   0,0182
 0,878
   0,0209
   0,0109
   0,0130
   0,0161
 0,436
 0,025
 

 

 0,063
 

 

25. táblázat. α értékei Bunsen szerint, víz esetén


 

A vízben elnyelt gázok koncentrációja a Herdy-Dalton-Bunsen-képlet segítségével fejezhető ki:

 mól (gáz) / kg (oldószer)

α : Bunsen-féle abszorpciós együttható, mely annak a normál állapotú gáznak a térfogata dm3/dm3-ben kifejezve, melyet az egységnyi térfogatú oldószer adott hőmérsékleten oldani képes, ha fölötte a gáz nyomása po = 1kp/cm2
q: a gáz sűrűsége g/cm3

22,4: móltérfogat

p: a gáz parciális nyomása (kp/cm2)


A Bunsen-képlet olyan ideális gázokra vonatkozik, melyeknél az abszorpció alkalmával az oldószer és a gáz között vegyi reakció nem következik be.
 

65. ábra. A gázok vízoldhatósága a hőmérséklet függvényében.

 

A lehulló csapadékvíz oldja a levegőben lévő gázokat. Ipari és lakóövezetekben bizonyos gázok pl. CO2, SO2, nitrózusgázok stb. nagyobb mennyiségben oldódhatnak a lehulló csapadékban. A bioszférában az élő szervezetek megváltoztatják az oldott CO2 ill. O2 mennyiségét, bomlásuk következtében pedig NH3 és H2S is kerülhet a vízbe.

Az oldott CO2 hatása

CaCO3 + H2O ® Ø

MgCO3 + H2O ® Ø

CaCO3 + H2O + CO2 ® Ca(HCO3)2

MgCO3 + H2O + CO2 ® Mg(HCO3)2

A reakciók egyensúlyi állandói:

Az agresszív CO2 nem csak a karbonátos kőzetekre fejt ki oldó hatást, hanem a szilikátos kőzetek is elmállanak, miközben SiO2 és agyag keletkezik. A vízben oldott gázok közül az O2 és a CO2 a vas korróziója szempontjából különösen káros.

 

Oldott sók

A vízben oldott sók mennyiségét és minőségét elsősorban a vízzel érintkező talaj minősége és a vízben oldott gázok határozzák meg. A Fe(HCO3)2 csak oxigénmentes talajvízben lehet jelen, mivel az oxigénnel érintkezve elbomlik, és vas-oxid-hidrát formájában kiválik.

        2 Fe (HCO3)+ 1/2 O2 = Fe2O3 . 2H2O + 4CO2

A felszíni vizek oldott állapotban vasat nem tartalmaznak. A vastartalmú vizekből a vas a levegővel való érintkezés után barna csapadék formájában kiválik. A szerves anyagok bomlásából származó ammónia előbb nitritté, majd nitráttá oxidálódik.

        NH4+ + 1 1/2 O2 ® NO2- + H2O + 2H+
        NO2- + 1/2 O2 ® NO3
-

A nitrittartalomból tehát a közelmúltban, a nitráttartalomból pedig a régebben történt fertőzésre lehet következtetni.

Jelentősek lehetnek a vizek különböző ipari eredetű szennyezései is. Jelen vannak oldott szerves anyagok is, amelyek megközelítő mennyiségét a KMnO4-fogyasztással szoktunk jellemezni. A talaj néha nagyobb mennyiségben tartalmaz vízoldható sókat. Az ilyen területeken átszivárgó víz sótartalma megnő. Így keletkeznek a gyógyhatású vizek is.

 

Lebegő szennyezések

 

A víz keménysége és lúgossága

A vízben oldott kalcium- és magnéziumsókat összefoglalóan keménységet okozó sóknak nevezzük. Ezek, a víz felhasználásánál az alábbi problémákat okozzák:

 

66. ábra. Csővezeték keresztmetszetének csökkenése kazánkő képződése miatt


 

A melegítéssel kicsapható Ca(HCO3)2 és Mg(HCO3)2 - okozta a keménységet változó vagy karbonát keménységnek (kk) nevezzük.

    Ca(HCO3)2    melegítés ®   CaCO3 + H2O + CO2
 

    Mg(HCO3)2    melegítés ®  MgCO3 + H2O + CO2

A változó keménységen kívül az ún. állandó keménység vagy nem karbonát keménység (nkk) használatos. Az állandó és a változó keménység összege az összes keménység (ök).

A keménység mértékét a vízben oldott só koncentrációjával (mg/dm3; ppm) és az ún. keménységi fokkal (nk°) szokás megadni (26. táblázat). 1 német keménységi fok annak a víznek a keménysége, amelynek 1 köbdeciméterében 10 mg kalcium-oxiddal egyenértékű kalcium- vagy magnézium van oldva.

 

 Lágy víz
 Közepesen kemény víz
 Kemény víz
 Nagyon kemény víz
 0-7 nk°
 7-15 nk°
 15-30 nk°
 30 nk° fölött

26. táblázat. Vízkeménység-tartományok

 

A vízben oldott alkáli- és alkáliföldfém-karbonátok lúgosan hidrolizálnak, ezért a természetes vizek általában gyengén lúgos kémhatásúak. A víz lúgossági fokát az adja meg, hogy hány cm3 sósav (1 mol/dm3 koncentrációjú) szükséges 1 köbdeciméterének semlegesítéséhez.

 

Vízforrások

A közületi vízművek, ipari létesítmények és háztartások vízszükségletüket különféle forrásokból fedezik.

1. Felszíni vizek (patakok, folyók, természetes és mesterséges tavak).

2. Talajvíz, rétegvíz ( a talaj magasabb vagy mélyebb rétegeiben összegyűlt víz).

3. Csapadékvíz.

4. Tengervíz.

 

 

Ajánlott Web oldalak: