При многообразии присутствующих в воде примесей и загрязнений первостепенное значение для разработки экономичных способов очистки воды имеет научно обоснованная классификация, позволяющая объединить их по признаку общих свойств в отдельные группы.[ ...]
Эта идея была осуществлена в классификации примесей воды, основанная на общности их физико-химического поведения в водных средах, а именно, на их способности образовывать гомогенные или гетерогенные-водные системы. При такой классификации загрязнений выбор методов их удаления определяется, в первую очередь, физическим состоянием примесей, а в случае гетерогенных систем — и их дисперсностью.[ ...]
Особенностью предложенной классификации является то, что она отражает не только индивидуальные свойства отдельных примесей, но и свойства системы в целом, характеризуя взаимодействие компонентов с водной средой. Это дает возможность обоснованно выбирать способы эффективного воздействия на систему с целью изменения в желаемом направлении физикохимических свойств ее отдельных компонентов. Последнее обстоятельство-особенно важно для решения проблемы очистки воды, поскольку подобного рода превращения лежат в основе большинства технологических процессов водоподготовки.[ ...]
Сопоставление методов, применяемых на практике для очистки воды, показывает, что, как правило, все они определяются прежде всего фазово-дисперсным состоянием примесей. Индивидуальная химическая, природа веществ, загрязняющих воду, имеет значение лишь в той степени, в какой она влияет на изменение этого состояния под воздействием, различных факторов. Данные представления и были положены в основу разработанной автором классификации примесей воды [114—116].[ ...]
Существование поверхностей раздела является обязательным признаком гетерогенных систем. Особые свойства и строение пограничных меж-фазных слоев, обладающих в высокодисперсных системах большой свободной поверхностной энергией, в значительной степени определяют поведение таких систем, их агрегативную и кинетическую устойчивость. Величина межфазной поверхности зависит от размера частиц дисперсной фазы — чем меньше размер частиц, тем больше удельная поверхность и тем сильнее влияние поверхностных явлений на свойства системы.[ ...]
Крупные частицы примесей не образуют с водой устойчивых гетерогенных систем, так как быстро оседают на дно под действием гравитационных ■ сил. Скорость седиментации зависит от формы частиц, соотношения силы тяжести, приводящей к их осаждению, и силы трения, препятствующей этому процессу. Водные дисперсии, содержащие частицы размером более 10-3 см, обладают, как правило, полной кинетической неустойчивостью. При уменьшении размера частиц до 10-4— 10-5 см образуются гетерогенные системы, для которых характерна сравнительно небольшая удельная поверхность дисперсной фазы, слабая интенсивность теплового движения частиц и невысокая кинетическая устойчивость. К таким системам относятся суспензии, эмульсии и пены.[ ...]
Интервал размеров частиц 10"5— 10-8 см соответствует области существования коллоидно-дисперсных систем с сильно развитой межфазной поверхностью, довольно интенсивным тепловым движением частиц и относительно высокой кинетической устойчивостью. Благодаря большой межфазной поверхности коллоидных систем первостепенное значение для них имеют явления, происходящие в пограничных поверхностных слоях (образование двойных электрических слоев, сольватных оболочек, проявление сил молекулярного взаимодействия между коллоидными частицами, а также между частицами и дисперсионной средой и др.).[ ...]
Особыми свойствами обладают высокомолекулярные соединения с молекулярной массой, выражающейся десятками и сотнями тысяч, а иногда и миллионами единиц. Растворы таких веществ представляют собой однофазные, термодинамически устойчивые, обратимые системы. Однако, несмотря на то, что в данном случае высокомолекулярные соединения находятся в истиннорастворенном состоянии, их растворы обладают некоторыми свойствами коллоидных систем. Это объясняется тем, что макромолекулы по своим размерам приближаются к коллоидным частицам, и граница их контакта с дисперсионной средой подобна межфазной поверхности в гетерогенных системах. В подобных случаях, когда частицы находятся как бы на грани перехода в самостоятельную фазу, возможно расхождение структурных и термодинамических критериев фазового состояния, проявление гомогенности по одним свойствам и гетерогенности по другим.[ ...]
Растворы высокомолекулярных соединений, ранее рассматривавшиеся как гидрофильные коллоидные системы, обладают свойствами, присущими гидрофобным коллоидно-дисперсным системам (медленной диффузией, низким осмотическим давлением, способностью к диализу, светорассеянием, двойным лучепреломлением при течении и др.). Поэтому такие примеси и загрязнения воды целесообразно рассматривать в одной группе с веществами, образующими коллоидные растворы.[ ...]
Гомогенные системы в воде представляют собой истинные (молекулярные и ионные) растворы различных веществ. Истинные растворы являются термодинамически устойчивыми системами и могут существовать без изменений сколь угодно долго. Несмотря на большое разнообразие соединений, образующих с водой растворы, многие свойства оказываются общими для всех растворов. Так, все растворы электролитов обладают способностью проводить электрический ток, а количественные зависимости, наблюдаемые при электролизе, справедливы для любых растворов. Направленное движение ионов или молекул в растворах происходит не только под влиянием разности потенциалов, но и вследствие градиента концентрации (диффузия). Диффузионный поток растворенного вещества при этом направлен из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией, а поток растворителя — в обратном направлении. Для всех растворов нелетучих веществ в летучих растворителях характерна более высокая по сравнению с чистым растворителем температура кипения и более низкая температура замерзания. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания будет тем большим, чем больше концентрация раствора.[ ...]
Вернуться к оглавлению