Вивчення електропровідності водяного розчину питної соди. Вода: електропровідність та теплопровідність

Розанов Євген

Сода - багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Зацікавився цією речовиною, яка є у кожного в будинку і вирішила вивчити, як виявляються різні властивостіводного розчину соди в залежності від температури та концентрації розчину

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Роботу виконав: Розанов Євген. Науковий керівник: Хабарова Ольга Миколаївна

Доронинське содове озеро – гідрологічний пам'ятник природи, найбільше содове озеро Східного Сибіру. Площа водойми в різні сезони та роки змінюється від 3,7 до 4,8 км2. Середня глибина води становить близько 4 м, найбільша – 6,5 м. На озері знаходиться найбільш відоме у Забайкаллі родовище самосадкової соди.

Діоскорид Педаній Грек за походженням, лікар, фармаколог і натураліст, один із засновників ботаніки, Діоскорид Педаній народився в Аназарбі, Кілікія, Мала Азія (сучасна Назарва). Діоскорид багато мандрував разом з римською армією при імператорі Нероні, займаючись військовою медициною, колекціонуванням та визначенням рослин. Основна робота Діоскориду – «De materia medica» («Про лікарські речовини») містить опис 600 рослин, 1000 різних медичних препаратів. У Середні віки «De materia medica» вважалася основним джерелом знань з ботаніки та фармакології.

Анрі Луї Дюамель дю Монсо Петро Перший

Леблан Вивчав медицину, слухав лекції з хімії Р. Руеля у Ботанічному саду Парижа. В 1791 Нікола Леблан отримав патент на «Спосіб перетворення глауберової солі в соду». Свою технологію отримання соди Леблан запропонував герцогу Пилипу Орлеанському, особистим лікарем якого він був. 1789 року герцог підписав з Лебланом угоду і виділив йому двісті тисяч срібних ліврів на будівництво заводу. Содовий завод у передмісті Парижа Сен-Жені називався «Франсіада – Сода Леблана» і щодня давав 100-120 кг соди. Під час Французької революції 1793 року герцог Орлеанський було страчено, власність його конфісковано, а содовий завод і сам патент Леблана – націоналізовані. Лише за сім років Леблану повернули розорений завод, відновити який йому вже не вдалося.

Мета: Дослідити залежність електропровідності водного розчину питної соди від температури та концентрації водного розчину.

Завдання: Вивчити літературу на тему дослідження. Провести опитування знання застосування різних областейзастосування харчової соди. Навчитися готувати розчин питної соди різної концентрації. Дослідити залежність електропровідності від концентрації розчину та температури.

Актуальність дослідження Сода - багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Знати її властивості-це актуально завжди.

Сода - багатолика речовина

Область застосування харчової соди хімічна легка промисловість текстильна промисловість харчова промисловість медична промисловість металургія

Хімічна промисловість В хімічної промисловості- для виробництва барвників, пінопластів та інших органічних продуктів, фтористих реактивів, продуктів побутової хімії.

Металургія У металургії - при осадженні рідкісноземельних металів та флотації руд.

Текстильна та легка текстильна промисловість (оздоблення шовкових та бавовняних тканин). легкої промисловості - у виробництві підошовних гум та штучних шкір, шкіряному виробництві (дублення та нейтралізація шкір).

Харчова промисловість У харчовій промисловості – хлібопечення, виробництво кондитерських виробів, приготування напоїв.

Медична промисловість У медичній промисловості - для приготування ін'єкційних розчинів, протитуберкульозних препаратів та антибіотиків

Анкетування Як ви вважаєте у яких галузях промисловості використовується харчова сода: Харчова промисловість Медицина Металургія Хімічна промисловість Легка промисловість У побуті

Результати опитування

Висновок з анкетування Більшість респондентів відповіли, що соду використовують найчастіше в побуті, в харчовій промисловості, в хімічній промисловості.

Гіпотеза Якщо збільшити концентрацію водного розчину харчової соди, її електропровідність збільшиться.

Досвід №1 «Приготування водяного розчину харчової соди» Мета: навчитися готувати водний розчин харчової соди різної концентрації. Обладнання: 3 хімічні склянки, харчова сода, фільтрована вода, ваги, різноваги.

№ Маса соди (г) Маса води (мл) Концентрація соди (%) 1 4 96 4 2 8 92 8 3 12 88 12

Експериментальним шляхом навчився готувати водний розчин харчової соди різної концентрації.

Досвід №2 «Дослідження електропровідності розчину харчової соди» Мета: довести, що зі збільшенням концентрації розчину соди збільшується її електропровідність. Обладнання: Джерело живлення, 2 електроди, 3 склянки з розчином соди різної концентрації, амперметр., вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ

Схема встановлення

Таблиця № Концентрація соди I (A) U (B) R (Ом) λ =1/ R (1/ Ом=См) 1 4 1,0 6 6 0,17 2 8 1,4 6 4,9 0,23 3 12 1,7 6 3,53 0,28

Формули для розрахунку R=U/I (Ом=В/А) = 1/R (1/Ом=См)(сименс)

Висновок: Експериментальним шляхом навчився визначати електропровідність харчової соди та переконався в тому, що чим більша концентрація розчину тим більша електропровідність розчину харчової соди. А опір розчину зі збільшенням концентрації зменшується.

Досвід №3 «Дослідження залежності електропровідності від температури розчину» Мета: Переконатися, що електропровідність розчину залежить від температури. Обладнання: Термометр, Джерело живлення, 2 електроди, 3 склянки з розчином соди різної концентрації, амперметр., вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ, нагрівальний елемент.

Таблиця % розчину t про розчину I (A) U (B) R (Ом) λ (См) 4 18 1 6 6 0,17 19 1,03 6 5,83 0,172 20 1,05 6 5,71 0,175 21 1,08 6 5,56 0,180 22 1,1 6 5,45 0,183

Графік 1. Залежність опору розчину від температури

Графік 2. Залежність електропровідності від температури

Висновок: З досвіду очевидно, що електропровідність зі збільшенням температури зростає. При нагріванні швидкість іонів збільшується, тим самим прискорюється процес перенесення зарядів з однієї точки до іншої, від електрода до іншого.

Висновок: Вивчивши літературу на тему дослідження, провівши соціологічне опитування, дійшли висновку: Сода- багатолика речовина, що має різними властивостями Опір розчину соди залежить з його концентрації. Електропровідність розчину також залежить від концентрації. Електропровідність із підвищенням температури збільшується.

Дякую за увагу!

Попередній перегляд:

Дослідницька робота
"Вивчення електропровідності водного розчину питної соди"

Вступ

Сода була відома людині приблизно за півтори-дві тисячі років до нашої ери, а може, й раніше. Її видобували із содових озер і витягували з нечисленних родовищ у вигляді мінералів. Перші відомості про отримання соди шляхом випаровування води содових озер відносяться до 64 року нашої ери. Алхімікам всіх країн аж до 18 століття представлялася якоюсь речовиною, яка шипіла з виділенням якогось газу при дії відомих на той час кислот - оцтової та сірчаної. За часів римського лікаря Діоскорида Педанія про склад соди ніхто не мав уявлення. У 1736 році французький хімік, лікар і ботанік Анрі Луї Дюамель де Монсо вперше зміг отримати з води содових озер дуже чисту соду. Йому вдалося встановити, що сода містить хімічний елемент "Натр". У Росії ще за часів Петра Першого соду називали «зодою» або «свербінням» і аж до 1860 її ввозили з-за кордону. У 1864 році в Росії з'явився перший содовий завод за технологією француза Леблана. Саме завдяки появі своїх заводів сода стала доступнішою і почала свій переможний шлях як хімічний, кулінарний і навіть лікарський засіб.

У промисловості, торгівлі та побуті під назвою сода зустрічаються кілька продуктів: кальцинована сода - безводний вуглекислий натрій Na 2 З 3 , двовуглекисла сода - бікарбонат натрію NaНСO 3 , часто звана також питною содою, кристалічна сода Na 2 3 10Н 2 O і Nа 2 3 3 Н 2 O та каустична сода, або їдкий натр, NaОН.
Сучасна харчова сода – типовий промисловий продукт

Нині у світі виробляється кілька мільйонів тонн соди на рік різного використання.

Сода - багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Зацікавився цією речовиною, яка є у кожного в будинку та вирішив вивчити, як проявляються різні властивості водного розчину соди в залежності від температури та концентрації розчину.

Отже, перед нами стояла мета:

Дослідити залежність електропровідності водного розчину питної соди від температури та концентрації водного розчину.

Завдання:

1. Вивчити літературу на тему дослідження.
2. Провести опитування знання застосування різних галузей застосування харчової соди.
3. Навчитися готувати розчин питної соди різної концентрації.
4. Дослідити залежність електропровідності від концентрації розчину та температури.

Актуальність дослідження:

Сода багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Знати її властивості-актуально завжди.

На слайді представлені основні сфери застосування харчової соди.

1. хімічна промисловість
2. легка промисловість
3. текстильна промисловість
4. харчова промисловість
5. медична промисловість
6. металургія

Отже, у хімічній промисловості – для виробництва барвників, пінопластів та інших органічних продуктів, фтористих реактивів, товарів побутової хімії.

1. У металургії - при осадженні рідкісноземельних металів та флотації руд.

1. У текстильній промисловості (оздоблення шовкових та бавовняних тканин).
2. У легкій промисловості - у виробництві підошовних гум та штучних шкір, шкіряному виробництві (дублення та нейтралізація шкір).
3. У харчовій промисловості – хлібопечення, виробництво кондитерських виробів, приготування напоїв.

1. У медичній промисловості - для приготування ін'єкційних розчинів, протитуберкульозних препаратів та антибіотиків

Після вивчення теоретичного матеріалу, я вирішив дізнатися у своїх однокласників, чи знають вони, в яких галузях промисловостівикористовується харчова сода:

1. В побуті
2. Харчова промисловість
3. Медицина
4. Хімічна промисловість
5. Металургія
6. Легка промисловість

Ось результати опитування: найбільша кількість респондентів відповіла:

1. У побуті -63%
2. Харчова промисловість-71%
3. Хімічна промисловість-57%, найменша кількість респондентів вказала на використання соди в металургії та легкій промисловості.

Для проведення подальших досліджень мені необхідно було приготувати водний розчин різної концентрації.

Гіпотеза

Отже, якщо збільшити концентрацію водного розчину харчової соди, її електропровідність збільшиться.

ІІ. експериментальна частина

«Дослідження електропровідності водного розчину харчової соди»

Ціль: переконатися в тому, що у водному розчині соди є носії електрики – іони, які проводять електричний струм.

Обладнання: сода харчова, склянки хімічні з термостійкого скла, електроди, з'єднувальні дроти, джерело живлення, амперметр, вольтметр, ключ, лабораторні ваги, ваги, термометр, електрична плитка.

Досвід 1. "Приготування водного розчину харчової соди"

Ціль: Навчитися готувати водний розчин харчової соди різної концентрації.

Обладнання: склянки хімічні із термостійкого скла, фільтрована вода, ваги, різноваги, харчова сода.

Виконання досвіду:

1. На терезах завісити 4 г харчової соди;
2. У хімічну склянку налити 96 мл. фільтрованої води;
3. Пересипати соду у склянку з водою та ретельно перемішати;
4. Повторити досвід для приготування розчину 8% та 12%

	Маса соди (г)	Кількість води (мл)	концентрація соди в (%)

Висновок: Експериментальним шляхом навчився готувати водний розчин харчової соди різної концентрації.

Досвід 2. «Дослідження електропровідності розчину харчової соди»

Ціль: довести, що зі збільшенням концентрації розчину соди збільшується її електропровідність.

Обладнання: три склянки з розчином харчової соди різної концентрації, джерело живлення, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ, електроди.

Питомий опір - скалярна величина, чисельно рівна опору однорідного циліндричного провідника одиничної довжини та одиничної площі. Чим більший питомий опір матеріалу провідника, тим більший його електричний опір.

Одиниця питомого опору- Ом-метр (1 Ом · м).

Виконання досвіду:

1. Зібрати електричний ланцюгза схемою;
2. Помістити електроди у хімічну склянку з концентрацією розчину харчової соди 4%, 8% та 12%;
3. Виміряти показання амперметра та вольтметра;
4. Розрахувати опір розчину;
5. Розрахувати електропровідність розчину.

Таблиця 2.

	Концентрація соди	I (A)	U (B)	R (Ом)	λ=1 R (1Ом=См)
					0,17
					0,23
				3,53	0,28

Для досвіду за схемою зібрали електричний ланцюг. Змінюючи концентрацію водного розчину, записуємо показання амперметра та вольтметра.

Вимірювання проводилися за температури 18 0 З тиску атмосфери 757 мм.рт.ст.

Висновок: Експериментальним шляхом навчився визначати електропровідність харчової соди та переконався в тому, що чим більша концентрація розчину тим більша електропровідність розчину харчової соди. А опір розчину зі збільшенням концентрації зменшується. Отже при 12% розчині харчової соди електропровідність буде найвищою, а опір найнижчим.

Досвід 3. «Дослідження залежності електропровідності від температури розчину»

Ціль: Переконайтеся, що електропровідність змінюється при зміні температури.

Обладнання: три склянки з розчином харчової соди різної концентрації, джерело живлення, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ, електроди, термометр, електрична плитка.

Виконання досвіду:

1. Зібрати установку за схемою;
2. 4% розчин харчової соди поставити на плитку;
3. Включити плитку;
4. Фіксувати температуру розчину;
5. Вимірювати показання амперметра та вольтметра через кожен градус розчину;
6. Розрахувати опір та електропровідність за формулами.

   1,05

   5,71

   0,175

   1,08

   5,56

   0,180

   5,45

   0,183

   λ=1R (1Ом=См)

   Висновок: З досвіду очевидно, що електропровідність зі збільшенням температури зростає. При нагріванні швидкість іонів збільшується, тим самим прискорюється перенесення зарядів з однієї точки в іншу.

   Графік 1. Залежність опору розчину від температури.

   Графік 2. Залежність електропровідності від температури

   Висновок

   Вивчивши літературу про властивості харчової соди, її застосування в медицині, харчовій промисловості, побуті, зробивши ряд дослідів, ми переконалися в тому, що:

   1. Сода - багатолика речовина, що володіє різними властивостями
   2. Опір розчину соди залежить від його концентрації.
   3. Електропровідність розчину також залежить від концентрації.
   4. Електропровідність із підвищенням температури збільшується.

   Література

   1. Загальна хімічна розробка. За ред. І. П. Мухльонова. Підручник для хіміко-технологічних спеціальностей вишів. - М: Вища школа.
   2. Основи загальної хімії, Т. 3, Б. В. Некрасов. - М: Хімія, 1970.
   3. Загальна хімічна розробка. Фурмер І. ​​Е., Зайцев Ст Н. - М.: Вища школа, 1978.
   4. Загальна хімічна розробка, під ред. І. Вольфковича, т. 1,Сода М. – Л., 1953, с. 512-54;
   5. Беньківський Ст, Технологія содопродуктів, М, 1972;
   6. Шокін І. Н., КрашенінніковСода А., Технологія соди, М., 1975.

Вода – унікальна речовина, яка має складну молекулярну структуру, яка до кінця ще не вивчена. Незалежно від агрегатного стану, молекули H2O міцно пов'язані між собою, що визначає безліч фізичних властивостей води та її розчинів. Давайте з'ясуємо, чи має звичайна вода тепло- та електропровідністю.

До основних фізичних властивостей H2O відносяться:

• густина;
• прозорість;
• колір;
• запах;
• смак;
• температура;
• стисливість;
• радіоактивність;
• тепло- та електропровідність.

Останні характеристики теплопровідності та електропровідності води – дуже нестабільні та залежать від багатьох факторів. Розглянемо їх докладніше.

Електропровідність

Електричний струм є одностороннім рухом негативно заряджених частинок – електронів. Деякі речовини можуть переносити ці частинки, а деякі – ні. Ця здатність виявляється у числовій формі і є значення електропровідності.

Досі точаться дискусії щодо того, чи має електропровідність чиста вода. Вона здатна проводити струм, але дуже погано. Електропровідність дистиляту пояснюється тим, що молекули H2O частково розпадаються на іони H+ та OH-. Електрочастинки пересуваються за допомогою позитивно заряджених іонів водню, здатних переміщатися в товщі води.

Від чого залежить електропровідність рідини

Електропровідність H2 O залежить від таких факторів, як:

• наявність та концентрація іонних домішок (мінералізація);
• природа іонів;
• температура рідини;
• в'язкість води.

Перші два фактори є визначальними. Тому, обчисливши значення електропровідності рідини, ми зможемо судити про рівень її мінералізації.

У природі немає чистої води. Навіть джерельна є якийсь розчин солей, металів та інших електролітних домішок. Це насамперед іони Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO4 2-, HCO3-. Також до її складу можуть входити слабкі електроліти, які не здатні сильно змінити властивість проводити струм. До них відносяться Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3-, HPO4 – та інші. Сильне впливом геть електропровідність вони можуть лише у разі високої концентрації, як, наприклад, це буває у стічних водах з відходами виробництва. Цікаво, що наявність домішок у воді, що перебуває у стані льоду, не впливає на її здатність проводити електрику.

Електропровідність морської води

Морська вода здатна краще проводити електричний струм, ніж прісна. Це пояснюється наявністю в ній розчиненої солі NaCl, яка є добрим електролітом. Механізм збільшення провідності можна описати так:

1. Хлорид натрію при розчиненні у воді розпадається на іони Na+ та Cl-, які мають різні заряди.
2. Іони Na+притягують електрони, тому що мають протилежний заряд.
3. Рух іонів натрію в товщі води призводить до переміщення електронів, що, своєю чергою, веде до виникнення електричного струму.

Таким чином, електропровідність води визначається наявністю в ній солей та інших домішок. Чим менше, тим нижче здатність проводити електричний струм. У дистильованої води вона практично нульова.

Вимірювання електропровідності

Вимірювання електропровідності розчинів здійснюється за допомогою кондуктометрів. Це спеціальні прилади, принцип дії яких ґрунтується на аналізі співвідношення електропровідності та концентрації домішок-електролітів. На сьогоднішній день існує безліч моделей, які здатні вимірювати електропровідність не тільки висококонцентрованих розчинів, а й чистої води, що дистилює.

Теплопровідність

Теплопровідність - це здатність фізичної речовини проводити тепло від нагрітих частин до холодніших. Вода, як і інші речовини, має таку властивість. Передача тепла відбувається від молекули до молекули H2 O, що є молекулярний тип теплопровідності, або за переміщенні потоків рідини – турбулентний тип.

Теплопровідність води у кілька разів вища, ніж у інших рідких речовин, за винятком розплавлених металів – у них цей показник ще вищий.

Здатність води проводити тепло залежить від двох факторів: тиску та температури. При збільшенні тиску показник провідності зростає, підвищення температури до 150 °C зростає, потім починає знижуватися.

Чому вода в басейні здається нам холодною

Теплопровідність води в кілька десятків разів перевищує це значення повітря. Коли людина занурюється у воду або просто обливається нею, тепловтрата зростає, тому їй стає набагато холодніше, ніж на повітрі такої ж температури. Це видно з прикладів, наведених у таблиці:

Найцікавіші факти про воду: Відео

Яка різниця між електродним та ТЕНовим котлом?

У ТЕНовому котлі за допомогою електроенергії нагрівається ТЕН - трубчастий електронагрівач, який потім віддає тепло теплоносію. Електродний котел працює за рахунок пропускання струму через теплоносій (воду або теплоносій, що незамерзає, «-20 С»). Проходження змінного струму не можна назвати електролізом, оскільки відбувається лише іонізація рідини. Електродний котел - простий та дуже надійний нагрівач води (рідини) в ідеальних випадках може працювати без заміни елементів багато років (десятки років).

Що впливає на працездатність та термін служби електродних котлів?

Для роботи електродного котла необхідно, щоб теплоносій мав необхідний питомий опір (питома провідність). Електродний котел – це частина опалювальної системи. Для забезпечення надійної, тривалої безаварійної роботи котла опалювальна система повинна відповідати рекомендованим параметрам у паспорті на котел.

Чому опалювальні системи на базі електродних котлів зазвичай економічніші і надійніші ТЕНових?

Незважаючи на деякі складності при запуску опалювальних систем на базі електродних котлів, електродні котли економічніші від ТЕНових як мінімум на 20 - 30%. Економічність електродних котлів перевірена практикою монтажу та експлуатації протягом понад 15 років. Надійність та економічність забезпечується більш простою, надійною конструкцією. У ТЕНовому котлі спочатку нагріваються ТЕНи, а потім ТЕНи віддають тепло рідини. У електродному казані роль нагрівача грає сама рідина. При проходженні струму рідина гріється всім об'ємом, що знаходиться в котлі. Використовуючи електродний нагрівання рідини, можна зменшити об'єм котла в кілька разів у порівнянні з ТЕНовим такої ж потужності.
При правильно зібраній системі котел стартує з малої (менше 50%) від номінальної потужності, і при прогріві поступово набирає потужність. Сучасна автоматика дозволяє підтримувати комфортну температуру в приміщенні з точністю +/- 0,2 град. С. При опаленні заміських будинківможливе використання тижневого режиму для керування опалювальною системою. Таким чином економічність у роботі електродних котлів досягається за рахунок:
- меншої інерції нагріву (у кілька разів);
- плавного старту;
- застосування сучасної автоматики;
Надійність і довговічність забезпечується простотою конструкції та застосуванням сучасних матеріалів.

Скільки електроенергії споживатиме казан?

Котел споживатиме рівно стільки ел. енергії, що складають тепловтрати будівлі.
При нормальному режимі експлуатації, при нормальних тепловтратах, при правильному виборікотла, при максимально зимовому режимі (коли на вулиці для Києва -23, при нормальному складанні системи опалення котел працює близько 8 годин на добу (в режимі включення – нагрівання, відключення – остигання). Далі беремо потужність котла множимо в середньому на 8 годин та отримуємо споживання електроенергії на добу.

Як правильно підібрати котел?

Електродний котел «ION» підбирається за такими параметрами:
- 1 кВт потужності електродного котла може обігріти приміщення площею до 20 кв/м, об'ємом до 60 куб/м та 40 літрів води в системі опалення.
Наприклад, - котел потужністю 5 кВт може обігріти приміщення площею 100 кв/м, об'ємом 300 куб/м та з кількістю води в системі опалення до 240 літрів.

Які труби та радіатори можна використовувати в опалювальної системиз електродним котлом «ION»?

Для систем опалення можуть використовуватись будь-які труби, які для цього сертифіковані. Ми рекомендуємо використовувати поліпропіленові.

Використання металопластикових труб небажано, сполучні фітинги суттєво звужують прохідний переріз;
металопластикова труба часто схильна до деформації та розшарування при коливанні температури рідини.

Можна використовувати будь-які сучасні радіатори (чавунні, біметалічні), але найкраще використовувати сталеві батареї. Чавунні радіатори використовувати небажано, тому що вони мають значний об'єм рідини, пористу структуру та містять усередині бруд.

Для забезпечення довговічності та надійності котла, внутрішній діаметр вхідних та вихідних труб та трубних фітингів не повинен бути меншим від внутрішнього діаметра вхідного та вихідного патрубка самого котла.

Які переваги електродних казанів «ION»?

Робоча камера котлів «ION» виконана з товстого трубного спеціального матеріалу, що дуже важливо для іонізаційних котлів у плані їхньої надійності та довговічності.

Робоча камера практично всіх подібних котлів виконана з тонкостінного звичайного трубного матеріалу. Електроди котлів «ION» більшого діаметру виконані зі спеціального сплаву, що збільшує їхню довговічність та надійність при іонообмінному процесі, а також дає можливість формувати тепловий потік усередині камери котла з більшою швидкістю на відміну від котлів тих самих котлів інших виробників.

Котли «ION» представлені в ширшому модельному ряді, на відміну від інших марок котлів, що дозволяє розширити попит.

Виробник котлів ION не прив'язує покупця до свого теплоносія, і електрокотли ION можуть експлуатуватися, на відміну від деяких котлів, зі звичайною водою або з самостійно підготовленим розчином в системі опалення.

Чи можна в якості теплоносія використовувати антифриз?

Необхідно розуміти, що антифриз не призначений для використання у системах опалення. Він отруйний! Краще використовувати спеціальні незамерзаючі рідини. Але так як виробники цих рідин не враховують її електропровідність, то можливо після закачування її в систему опалення доведеться все одно робити підготовку - налаштувати електрокотел на необхідний струм (про це докладно описано в посібнику з експлуатації). З практики можу сказати, що зазвичай при використанні незамерзаючих рідин струм на фазі електрокотла буває завищений - і необхідно розбавляти дистильованою водою (приблизно до температури замерзання -5-10 гр.).

І звичайно не варто забувати про властивості антифризу:

1. Фізичні властивості антифризу суттєво відрізняються від фізичних властивостей води. Теплоємність антифризів на 15-20% менше, ніж у води, в'язкість у 2-3 рази вища, об'ємне розширення більше на 40-60%. Також різняться і величини теплопровідності, температури кипіння, інших фізичних характеристик. Це означає, що при використанні антифризу в системі опалення потрібно буде збільшити на 40-50%. теплову потужністьрадіаторів, на 40-50% збільшити обсяг розширювального бака, на 60% збільшити величину напору циркуляційного насоса, змінити низку інших параметрів системи опалення, у тому числі потужність котла.
2. Якщо температура антифризу в системі, навіть у якійсь одній її точки (а найчастіше це відбувається всередині нагрівального елементакотла), перевищує критичну для даної марки антифризу величину - відбувається термічне розкладання етиленгліколю та антикорозійних присадок з утворенням кислот та випаданням твердих опадів. Опади погіршують протоку теплоносія по системі. Кислоти викликають корозію металів системи опалення. Також перегрів антифризу викликає підвищене піноутворення, що призводить до заповітрювання системи, а в окремих випадках і до загусання піни, і утворення твердих пензоподібних відкладень. Розкладання присадок призводить до того, що антифриз вступає в хімічну реакціюз матеріалами ущільнювачів – гуми, пароніту тощо, що викликало появу течі у місцях з'єднань. Крім того, неприпустиме використання трубопроводів, що мають внутрішнє цинкове покриття.
3. Антифризи мають властивість підвищеної проникності або плинності. Чим більше різьбових з'єднань, прокладок, ущільнень, тим вища ймовірність появи витоку. В основному витік часто виникає при вимкненому опаленні, коли система охолола. Через охолодження відбувається зменшення обсягу металевих сполук і, як наслідок, поява мікроканалів, якими виходить антифриз. З цієї причини всі з'єднання в системі опалення повинні бути доступні для огляду та ремонту, це означає, що прихований монтажсистеми опалення неприпустимо. Антифризи на основі етиленгліколю токсичні (одноразова смертельна доза 100-300 мл), тому їх не можна використовувати для нагрівання води системах ГВП, так як при негерметичність теплообмінників, вони можуть потрапити в точки розбору гарячої води. Пари антифризу також токсичні та не повинні проникати у житлові приміщення.
4. Якщо у вас немає іншого вибору і ви вирішили використовувати в якості теплоносія незамерзаючу рідину, слід зупинити свій вибір на незамерзаючій рідині для електродних котлів "ПОТОК-40", але слід взяти до уваги, що для цього необхідно провести заміну всіх гумових прокладок в системі опалення на паронітові!

Чи можливе використання електродного котла «ION» разом із циркуляційним насосом?

Електродний котел є нагрівачем проточного типу та для коректної роботи котла та системи опалення з використанням циркуляційного насоса необхідно забезпечити протоку теплоносія через котел з такими показниками:

Труби будь-якого діаметра застосовуються при монтажі електродного котла?

В опалювальній системі рекомендується робити розведення на вході та виході з електрокотла трубами діаметром не менше 1 дюйм, в системі опалення. Після гребінки можна переходити на труби меншого діаметра за умови, що сумарний переріз труб меншого діаметра буде не менше 1 дюйма.

Як обігріти будинок площею понад 750 кВ/м?
Що робити, якщо площа мого приміщення 2800 кВ/м?

Для площі 2800 кВ/м необхідно встановити міні-котельню, що складається з 4-х електродних котлів «ION» 3/36, з'єднаних паралельно один з одним. При паралельному включенні двох і більше електричних електродних котлів «ION» (однакової потужності) в одну систему водяного опалення площа (об'єм) опалювального приміщення збільшується у 2 та більше разів.
Наприклад: дві модифікації 3/36 опалюють площу 1500 кв/м, об'ємом 4500 куб/м, три модифікації 3/36 опалюють площу 2250 кВ/м, об'ємом 6750 куб/м і т.д.

Чи може електродний котел працювати без циркуляційного насоса?

Іонізаційна камера, де відбувається процес нагрівання, невеликого розмірутому слід різке розігрів теплоносія і, як наслідок, підвищення його тиску (при максимальної потужностіприладу – до 2 атмосфер). Таким чином, електродний котел ION може працювати в опалювальних системах без циркуляційного насоса, якщо система опалення зібрана за схемою природної циркуляції.

Чи можливе паралельне підключення з іншими котлами?

Електродний котел можна монтувати паралельно з іншими котлами (газові, твердопаливні і т.д.), та користуватися ними у зручний для Вас час.

Для запуску електродного казана потрібен амперметр чи вимірювальні кліщі?

Після підключення котла в систему опалення та включення живлення амперметром вимірюється споживана сила струму. У випадку, якщо сила струму більша за зазначену в паспорті котла, необхідно додати в систему опалення дистильовану (талу або дощову) воду. Якщо сила струму менша за необхідну, необхідно додати в систему опалення каустичну (харчову) соду з розрахунку 30 грам на 100 літрів води, розмішавши соду в теплій воді.

Чи можна використовувати електродний котел "ION" у системах опалення з алюмінієвими радіаторами?

Так, це можливо, єдине застереження замість содового розчину для підвищення електропровідності води необхідно використовувати АСО-1 (спеціальний засіб для алюмінієвих радіаторів)

Яка рідина використовується в системі опалення під час роботи електродного котла «ION»?

Під час роботи електродного котла «ION» не потрібний спеціально підготовлений теплоносій. У його роботі використовується звичайна вода з питомим електричним опором не більше 1300 Ом див. Оскільки вода - елемент електроланцюга, що виділяє тепло, вона потребує певної підготовки, щоб отримати потрібний електричний опір (наприклад, спроби нагріти дистильовану воду не матимуть успіху, оскільки вона не проводить електричний струм). Підготовку виконують дослідним шляхом - зменшують електричний опір води, додаючи розчин каустичної (харчової) соди, або підвищують, домішуючи дистильовану (дощову, талу) воду. Все це докладно описано у паспорті до електрокотлів.

Чи можна використовувати електродний котел ION для отримання гарячого водопостачання?

Електронні котли «ION» можуть працювати разом із бойлерами непрямого нагрівудля отримання гарячого водопостачання наприклад електрокотел «ION» 3/9 може опалювати приміщення площею до 180 м2, висотою стелі до 3-х метрів та об'ємом води в системі опалення до 360 літрів, при підключенні бойлера непрямого нагріву необхідно додати йому потужності для гарячого водопостачання ( ГВП) виходячи з паспортних даних вашого бойлера, наприклад 3/6 кВт, разом для опалення будинку та ГВП, вам знадобиться котел загальною потужністю 3/9 кВт + 3/6 кВт = 3/15 кВт

Чи можливе використання електричного електродного котла «ION» разом із системою «тепла підлога»?

Водяна тепла підлога - це замкнута система труб, розташованих у стяжці підлоги та підключених до системи опалення. Зазвичай використовуються металопластикові труби через легкість монтажу. Теплу підлогу можна використовувати як основне або додаткове опалення. Під час спільного використання теплої підлоги з електричним електродним котлом «ION» можна досягти більшого економічного ефекту.
Тепла водяна підлога має цілу низку переваг. Завдяки великій поверхні зростає кількість тепла, що випромінюється, негайно передається до навколишніх предметів. Таким чином, тепла підлога забезпечує рівномірний горизонтальний та вертикальний розподіл тепла по всій площі приміщення.

Чи можете доступною мовою пояснити, як підготувати теплоносій?

Якщо Ви використовуєте у своїй опалювальній системі в якості теплоносія звичайну воду, то її необхідно привести у відповідність до ГОСТ Р 51232 «Вода питна» (1300 Ом на куб/см).
У домашніх умовах Ви цього не зможете зробити, не маючи спеціального обладнання. Але можна піти іншим шляхом.
При запуску електрокотла «ION» в роботу необхідно заміряти амперметром пусковий струм струмовимірювальними кліщами (або амперметром прямого включення).
Якщо при запуску сила струму не відповідає параметрам, зазначеним у паспорті виробу, слід вжити таких дій:

1. Струм менше - необхідно додати содовий розчин порційно (він зменшує питомий опір рідини). Перший етап – не більше чайної ложки на сто літрів води (теплоносія). Якщо через 2 години струм збільшився, незначно слід повторити перший етап.
2. Струм більше - додайте дистильованої або дощової (талої) води (вона збільшує питомий опір рідини).

Підкажіть які ще потрібно купувати матеріали та ще доведеться зробити для запуску в роботу вашого казана?

Зразковий список додаткових матеріалівта обладнання для монтажу та запуску однофазної системи опалення «ION».

Обов'язково :

1. Магнітний пускач (контактор) відповідний струмовим характеристикамданої моделі «ION».
2. Автоматично вимикач (автомат) однополюсний, що відповідає струмовим характеристикам даної моделі «ION».
3. Електричний кабель (електричний провід) за перерізом відповідає струмовим характеристикам даної моделі «ION». Електричний кабель (електричний провід) для підключення терморегулятора (наприклад 3х0, 5 (0,75) або пв 3х0, 5 (0,75).)
4. АСО -1 (замінник соди для алюмінієвих радіаторів), якщо у системі встановлені алюмінієві радіатори, для підвищення електропровідності води

1. Бокс (ящик) для встановлення пускозахисної апаратури.
2. Амперметр прямого включення (вимірювальні кліщі) для контролю за робочим навантаженням та при необхідності своєчасного коригування електропровідності теплоносія.
3. Котрольно лампа вказує на стан котла (нагрів, перерву, відсутність/наявність електроживлення в мережі).
4. Тижневий програматор SALUS FL091 для додаткової економії електроенергії та більш комфортного використання опалювальної системи

Захисне заземлення ОБОВ'ЯЗКОВО!
Система опалення:

Для полегшення роботи котла ION та значної економії електроенергії бажано використовувати циркуляційний насос. Систему опалення забезпечити додатково вентилями для зручного обслуговування, монтажу-демонтажу котла та насоса.

А чим краще трифазні казани?

Все залежить від того, яка напруга у вас, - 220 або 380.
Якщо у вас є можливість встановити казан на три фази 380В. , Від 3/6 кВт, це дає вам додаткові переваги. У трифазних котлах встановлено три електроди, які можна включати ступінчасто, наприклад, у котла «ION» 3/6 кВт встановлено три електроди по 2 кВт, у періоди міжсезоння, коли на вулиці + 10 градусів, вам не потрібно включати котел на повну потужність, а достатньо включити один електрод. Якщо у вас немає трьох фаз, ви можете встановити трифазний котел на одну фазу. Фаза поділяється на три виходи та приєднується через автомати до трьох електродів. Трифазні котли доцільно використати від 100 м.кв.

Які проблеми можуть бути під час монтажу мідних трубопроводів?

При збиранні системи опалення з мідних трубопроводів важливою проблемоює з'єднання міді з іншими металами в системі циркуляції води. У разі безпосереднього з'єднання міді зі сталлю, оцинкованою сталлю або алюмінієм, виникає електрохімічна реакція, що викликає швидке розчинення заліза, цинку та алюмінію. А також не можна використовувати труби як елемент заземлення електротехніки. Для виключення цього явища необхідно відокремити ці метали від міді ізолюючою прокладкою. Навіть за відсутності металевого стику мідь стимулює корозію вищезгаданих матеріалів. Цей процес є результатом іонів міді (Cu2 +), що виділяються в осад, проникають у воду в процесі рівномірної корозії мідних поверхонь. Іони осаджуються в місцях корозійних виразок, що виникли, викликають прискорене руйнування основного матеріалу (сталі, оцинкованої сталі, або алюмінію). До найбільш небезпечних форм корозії належить виразкова та ерозійна.
Виразкова корозія, є локальна корозія металу, настає у місцях руйнування оксидної захисної плівки, що покриває внутрішні, що знаходяться в контакті з водою, поверхні труб. У трубах холодного та гарячого водопостачання, наведені нижче фактори ускладнюють утворення захисної плівки або ушкоджують вже існуючу плівку:

• неправильний хімічний складміді,
• неправильна підготовка внутрішніх поверхонь труб у процесі їх виробництва,
• витік припою на внутрішню поверхню труб,
• наявність усередині труб твердих частинок (наприклад, піску), які проникли в установку в ході монтажу або під час експлуатації (звідси вимога фільтрації води як подається в систему, так і для її промивання).

Ерозійну корозію викликає турбулентний перебіг води біля стінок труб. Отже, важливим є дотримання проектної швидкості течії води, і навіть виключення місцевих опорів, наприклад звужень, напливів від припою, неправильно виконаних отводов.

У системах опалення поєднання сталі та міді припустимо лише при вмісті кисню у воді не перевищує 0,1 мг/дм3, що практично можливо лише у замкнутих системах. Навіть у замкнутої системициркуляції не рекомендується застосовувати в одній схемі мідь та алюмінієві радіатори.

Чи можна використовувати електродний котел для опалення, якщо у мене в електромережі встановлений пристрій захисного відключення (ПЗВ)?

Практична величина витоку струму визначена конструкцією ізоляторів і лежить у межах 20 ¬ 40 мА. На це слід звернути особливу увагу при підключенні нагрівачів до електричної мережі із встановленим пристроєм захисного відключення (ПЗВ), яке зазвичай реєструють витік струму в межах 30 ¬ 40 мА.
Враховуючи це, нагрівачі даного типу необхідно підключати через окремий автоматичний вимикач, минаючи ПЗВ.

Чи можу я отримати відповідний сертифікат на вашу продукцію?

Наша компанія має п'ятнадцятирічний досвід розробки та виробництва електродних (іонних) казанів. Вперше на ринку України представляємо енергозберігаючий електродний опалювальний прилад "ION" нового покоління.

Виготовлений з використанням новітніх технологійта сучасних матеріалів. Удосконалена конструкція та покращений склад сплаву електрода обумовлюють довгий термінвикористання.

Електродний опалювальний прилад "ION" проводиться відповідно до технічних умов та конструкторської документації.

Ознайомитись із сертифікатом якості можна, натиснувши на зображення.

НАТРІЙ(Natrium) Na , хімічний елемент 1-й ( Ia ) групи Періодичної системи, відноситься до лужних елементів. Атомний номер 11, відносна атомна вага 22,98977. У природі є один стабільний ізотоп 23 Na . Відомі шість радіоактивних ізотопів цього елемента, причому два з них становлять інтерес для науки та медицини. Натрій-22 з періодом напіврозпаду 2,58 року використовують як джерело позитронів. Натрій-24 (його період напіврозпаду близько 15 годин) застосовують у медицині для діагностики та лікування деяких форм лейкемії.

Ступінь окиснення +1.

Сполуки натрію відомі з давніх часів. Хлорид натрію ¦ необхідний компонент людської їжі.

C читається, що людина почав вживати їх у неоліті, тобто. близько 5?7 тис. років тому.

У Старому заповіті згадується якась речовина «нетер». Ця речовина використовувалася як миючий засіб. Швидше за все, нетер це сода, карбонат натрію, який утворювався в солоних єгипетських озерах з вапняними берегами. Про цю ж речовину, але під назвою «нітрон» писали пізніше грецькі автори Аристотель і Діоскорид, а давньоримський історик Пліній Старший, згадуючи цю речовину, називав його вже «нітрум».

У 18 в. хімікам було відомо вже багато різних сполук натрію. Солі натрію широко застосовувалися в медицині, при виробленні шкір, при фарбуванні тканин.

Металевий натрій отримав уперше англійський хімік та фізик Гемфрі Деві електролізом розплавленого гідроксиду натрію (з використанням вольтового стовпа з 250 пар мідних та цинкових пластин). Назва «

sodium », обраний Деві для цього елемента, відображає його походження з соди Na 2 CO 3 . Латинська та російська назви елемента вироблені від арабського «натрун» (природна сода).Поширення натрію в природі та його промислове вилучення. Натрій - сьомий з найбільш поширених елементів і п'ятий з найбільш поширених металів (після алюмінію, заліза, кальцію та магнію). Його вміст у земній корі становить 2,27%. Більшість натрію перебуває у складі різних алюмосилікатів.

Величезні відкладення солей натрію порівняно чистому вигляді існують усім континентах. Вони є результатом випаровування стародавніх морів. Цей процес, як і раніше, триває в озері Солт-Лейк (штат Юта), Мертвому морі та інших місцях. Натрій зустрічається у вигляді хлориду

NaCl (галіт, кам'яна сіль), а також карбонату Na 2 CO 3 · NaHCO 3 ·2 H 2 O (трон), нітрату NaNO 3 (селітра), сульфату Na 2 SO 4 ·10 H 2 O (Мірабіліт), тетраборату Na 2 B 4 O 7 ·10 H 2 O (бура) та Na 2 B 4 O 7 ·4 H 2 O (Керніт) та інших солей.

Невичерпні запаси хлориду натрію є в природних розсолах і океанічних водах (близько 30 кг м 3). Підраховано, що кам'яна сіль у кількості, еквівалентному вмісту натрію хлориду в Світовому океані, займала б обсяг 19 млн. куб. км (на 50% більше, ніж загальний обсяг Північноамериканського континенту вище за рівень моря). Призма такого обсягу із площею підстави 1 кв. км може досягти Місяця 47 разів.

Зараз сумарне виробництво хлориду натрію з морської води досягло 6?7 млн. т на рік, що становить близько третини загального світового видобутку.

У живій речовині в середньому міститься 0,02% натрію; у тварин його більше, ніж у рослинах.

Характеристика простої речовини та промислове отримання металевого натрію. Натрій сріблясто-білий метал, у тонких шарах з фіолетовим відтінком, пластичний, навіть м'який (легко ріжеться ножем), свіжий зріз натрію блищить. Величини електропровідності та теплопровідності натрію досить високі, щільність дорівнює 0,96842 г/см 3 (при 19,7 ° С), температура плавлення 97,86 ° С, температура кипіння 883,15 ° С.

У потрійного сплаву, що містить 12% натрію, 47% калію і 41% цезію, найнижча температура плавлення для металевих систем, рівна 78° С.

Натрій та його сполуки забарвлюють полум'я у яскраво-жовтий колір. Подвійна лініяу спектрі натрію відповідає переходу 3

s 1 | 3 p 1 атомах елемента.

Хімічна активність натрію висока. На повітрі він швидко покривається плівкою із суміші пероксиду, гідроксиду та карбонату. У кисні, фтор і хлор натрій горить. При спалюванні металу на повітрі утворюється пероксид.

Na 2 O 2 (з домішкою оксиду Na 2 O ).

З сіркою натрій реагує вже при розтиранні у ступці, сірчану кислотувідновлює до сірки або навіть до сульфіду. Твердий діоксид вуглецю («сухий лід») при контакті з натрієм вибухає (вуглекислотні вогнегасники для гасіння натрію, що горить, застосовувати не можна!). З азотом реакція йде лише у електричному розряді. Не взаємодіє натрій лише з інертними газами.

Натрій активно реагує з водою:

Na + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2

Тепла, що виділяється під час реакції, достатньо, щоб розплавити метал. Тому, якщо маленький шматочок натрію кинути у воду, він за рахунок теплового ефекту реакції плавиться і крапелька металу, який легший за воду, «бігає» по поверхні води, підганяється реактивною силою водню, що виділяється. Зі спиртами натрій взаємодіє набагато спокійніше, ніж з водою:

Na + 2 C 2 H 5 OH = 2 C 2 H 5 ONa + H 2

Натрій легко розчиняється у рідкому аміаку з утворенням яскраво-блакитних метастабільних розчинів із незвичайними властивостями. При 33,8° С в 1000 г аміаку розчиняється до 246 г металевого натрію. Розведені розчини мають синій колір, концентровані - колір бронзи. Вони можуть зберігатись близько тижня. Встановлено, що серед рідкого аміаку натрій іонізується:

Na Na + + e –

Константа рівноваги цієї реакції дорівнює 9,9 10 3 . електрон, що йде, сольватується молекулами аміаку і утворює комплекс [

e (NH 3) n ]|. Отримані розчини мають металеву електропровідність. При випаровуванні аміаку залишається вихідний метал. При тривалому зберіганні розчину він поступово знебарвлюється за рахунок реакції металу з аміаком з утворенням аміду NaNH 2 або іміду Na 2 NH та виділенням водню.

Зберігають натрій під шаром зневодненої рідини (гас, мінеральна олія), перевозять лише у запаяних металевих судинах.

Електролітичний спосіб промислового отримання натрію був розроблений в 1890 році. Електролізу піддавали розплав їдкого натру, як у дослідах Деві, але з використанням більш досконалих джерел енергії, ніж вольтів стовп. У цьому процесі поряд з натрієм виділяється кисень:

катод (залізний):

Na + + e = Na

анод (нікелевий): 4

OH 4 e = O 2 + 2 H 2 O .

При електролізі чистого натрію хлориду виникають серйозні проблеми, пов'язані, по-перше, з близькими температурою плавлення хлориду натрію і температурою кипіння натрію і, по-друге, з високою розчинністю натрію в рідкому хлориді натрію. Додавання до хлориду натрію хлориду калію, фториду натрію, хлориду кальцію дозволяє знизити температуру розплаву до 600° С. Виробництво натрію електролізом розплавленої евтектичної суміші (сплав двох речовин із найнижчою температурою плавлення)

NaCl та 60% CaCl 2 при ~580° З у осередку, розробленої американським інженером Г.Даунсом, було розпочато 1921 Дюпоном поблизу електростанції біля Ніагарського водоспаду.

На електродах протікають такі процеси:

катод (залізний):

Na + + e = Na Ca 2+ + 2 e = Ca

анод (графітовий): 2

Cl 2 2 e = Cl 2 .

Металеві натрій і кальцій утворюються на циліндричному сталевому катоді і піднімаються за допомогою трубки, що охолоджується, в якій кальцій твердне і падає назад в розплав. Хлор, що утворюється на центральному графітовому аноді, збирається під скеленням нікелю і потім очищається.

Наразі обсяг виробництва металевого натрію становить кілька тисяч тонн на рік.

Промислове використання металевого натрію пов'язані з його сильними відновлювальними властивостями. Довгий час більша частина виробленого металу використовувалася для одержання тетраетилсвинцю

PbEt 4 та тетраметилсвинцю PbMe 4 (антидетонаторів для бензину) реакцією алкілхлоридів зі сплавом натрію та свинцю при високому тиску. Нині це виробництво швидко скорочується через забруднення довкілля.

Ще одна сфера застосування - виробництво титану, цирконію та інших металів відновленням їх хлоридів. Найменші кількості натрію використовуються для одержання сполук, таких як гідрид, пероксид та алкоголяти.

Диспергований натрій є цінним каталізатором при виробництві гуми та еластомерів.

Зростає застосування розплавленого натрію в якості теплообмінної рідини ядерних реакторахна швидких нейтронах. Низька температура плавлення натрію, низька в'язкість, малий переріз поглинання нейтронів у поєднанні з надзвичайно високою теплоємністю та теплопровідністю робить його (і його сплави з калієм) незамінним матеріалом для цих цілей.

Натрієм надійно очищають трансформаторні олії, ефіри та інші органічні речовини від слідів води, а за допомогою амальгами натрію можна швидко визначити вміст вологи в багатьох сполуках.

Сполуки натрію. Натрій утворює повний набір з'єднань з усіма звичайними аніонами. Вважається, що в таких з'єднаннях відбувається практично повний поділ заряду між катіонною та аніонною частинами кристалічних ґрат.

Оксид натрію

Na 2 O синтезують реакцією Na 2 O 2 , NaOH , а краще за все NaNO 2 , з металевим натрієм:Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O

2NaOH + 2Na = 2Na 2 O + H 2

2 NaNO 2 + 6 Na = 4 Na 2 O + N 2

В останній реакції натрій можна замінити азидом натрію

NaN 3: NaN 3 + NaNO 2 = 3 Na 2 O + 8 N 2

Зберігати оксид натрію найкраще у безводному бензині. Він є реактивом для різних синтезів.

Пероксид натрію

Na 2 O 2 у вигляді блідо-жовтого порошку утворюється при окисненні натрію. При цьому в умовах обмеженої подачі сухого кисню (повітря) спочатку утворюється оксид. Na 2 O , який потім перетворюється на пероксид Na 2 O 2 . За відсутності кисню пероксид натрію термічно стійкий до ~675° C .

Пероксид натрію широко використовується у промисловості як відбілювач для волокон, паперової пульпи, вовни і т.д. Він є сильним окислювачем: вибухає в суміші з порошком алюмінію або деревним вугіллям, реагує із сіркою (при цьому розжарюється), займає багато органічних рідин. Пероксид натрію при взаємодії із монооксидом вуглецю утворює карбонат. У реакції пероксиду натрію з діоксидом вуглецю виділяється кисень:

Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2

Ця реакція має важливе практичне застосування в дихальних апаратах для підводників та пожежників.

Надпероксид натрію

NaO 2 отримують при повільному нагріванні пероксиду натрію при 200?450° З під тиском кисню 10?15 МПа. Докази освіти NaO 2 були вперше отримані реакції кисню з натрієм, розчиненим в рідкому аміаку.

Дія води на надпероксид натрію призводить до виділення кисню навіть на холоді:

NaO 2 + H 2 O = NaOH + NaHO 2 + O 2

При підвищенні температури кількість кисню, що виділяється, збільшується, так як відбувається розкладання утворюється гідропероксиду натрію:

NaO 2 + 2 H 2 O = 4 NaOH + 3 O 2

Надпероксид натрію є компонентом систем регенерації повітря в замкнутих приміщеннях.

Озонід натрію

Na О 3 утворюється при дії озону на безводний порошок гідроксиду натрію при низькій температурі з наступною екстракцією червоного Na Про 3 рідкі аміаки.

Гідроксид натрію

NaOH нерідко називають каустичною содою або їдким натром. Це сильна основа, його відносять до типових лугів. З водних розчинів гідроксиду натрію отримано численні гідрати. NaOH · nH 2 O де n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 та 7.

Гідроксид натрію дуже агресивний. Він руйнує скло і фарфор за рахунок взаємодії з діоксидом кремнію, що міститься в них:

NaOH + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + H 2 O

Назва «їдкий натр» відображає дію гідроксиду натрію, що роз'їдає, на живі тканини. Особливо небезпечно попадання цієї речовини у вічі.

Лікар герцога Орлеанського Нікола Леблан (

Leblanc Nicolas ) (17421806) в 1787 розробив зручний процес отримання гідроксиду натрію з NaCl (Патент 1791). Цей перший великомасштабний промисловий хімічний процес став великим технологічним досягненням у Європі 19 в. Пізніше процес Леблана був витіснений електролітичним процесом. У 1874 р. світове виробництво гідроксиду натрію склало 525 тис. т, з яких 495 тис. т були отримані за способом Леблана; до 1902 виробництво гідроксиду натрію досягло 1800 тис. т., проте за способом Леблана було отримано лише 150 тис. т.

Сьогодні гідроксид натрію є найважливішим лугом у промисловості. Щорічне виробництво лише у США перевищує 10 млн. т. Її одержують у величезних кількостях електролізом розсолів. При електролізі розчину хлориду натрію утворюється гідроксид натрію та виділяється хлор:

катод (залізний) 2

H 2 O + 2 e = H 2 + 2 OH –

анод (графітовий) 2

Cl 2 2 e = Cl 2

Електроліз супроводжується концентруванням лугу у великих випарювачах. Найбільший у світі (на заводі

PPG Inductries " Lake Charles ) має висоту 41 м і діаметр 12 м. Близько половини виробленого гідроксиду натрію використовується безпосередньо в хімічній промисловості для отримання різних органічних та неорганічних речовин: фенолу, резорцину, b -нафтола, солей натрію (гіпохлориту, фосфату, сульфіду, алюмінатів) Крім того, гідроксид натрію застосовується у виробництві паперу та пульпи, мила та миючих засобів, масел, текстилю. Він необхідний при переробці бокситів. Важливою сферою застосування гідроксиду натрію є нейтралізація кислот.

Хлорид натрію

NaCl відомий під назвами кухонної солі, кам'яної солі. Він утворює безбарвні малогігроскопічні кристали кубічної форми. Хлорид натрію плавиться при 801 ° С, кипить при 1413 ° С. Його розчинність у воді мало залежить від температури: в 100 г води при 20 ° С розчиняється 35,87 г NaCl , а при 80 ° С 38,12 р.

Хлорид натрію - необхідна і незамінна приправа до їжі. У минулому сіль прирівнювалася за ціною до золота. У стародавньому Римілегіонерам часто платили платню не грошима, а сіллю, звідси і походить слово солдатів.

У Київської Русікористувалися сіллю з Прикарпаття, із соляних озер та лиманів на Чорному та Азовському морях. Вона обходилася настільки дорого, що на урочистих бенкетах її подавали на столи знатних гостей, інші ж розходилися «несолоно хлібавши».

Після приєднання Астраханського краю до Московської держави важливими джерелами солі стали озера Прикаспію, і все одно її не вистачало, вона була дорога, тому виникало невдоволення найбідніших верств населення, яке переросло у повстання, відоме під назвою Соляного Бунту (1648).

У 1711 році Петро I видав указ про введення соляної монополії. Торгівля сіллю стала винятковим правом держави. Соляна монополія проіснувала понад півтораста років і була скасована у 1862 році.

Нині хлорид натрію - дешевий продукт. Разом з кам'яним вугіллям, вапняком та сіркою він входить до так званої «великої четвірки» мінеральної сировини, найбільш істотної для хімічної промисловості.

Більшість хлориду натрію виробляється в Європі (39%), Північній Америці (34%) та Азії (20%), у той час як на Південну Америкуі Океанії припадає лише по 3%, а на Африку - 1%. Кам'яна сіль утворює великі підземні родовища (нерідко за сотні метрів завтовшки), які містять понад 90%

NaCl . Типове Чеширське соляне родовище (головне джерело хлориду натрію у Великій Британії) займає площу 60ґ 24 км і має товщину соляного пласта близько 400 м. Одне це родовище оцінюється більш ніж 10 11 т.

Світовий обсяг видобутку солі на початок 21 ст. досяг 200 млн. т, 60% якої споживає хімічна промисловість (для виробництва хлору та гідроксиду натрію, а також паперової пульпи, текстилю, металів, гум та масел), 30% харчова, 10% припадає на інші сфери діяльності. Хлорид натрію використовується, наприклад, як дешевий антиожеледний реагент.

Карбонат натрію

Na 2 CO 3 часто називають кальцинованою содою або просто содою. Він зустрічається в природі у вигляді ґрунтових розсолів, рапи в озерах та мінералів натрону Na 2 CO 3 ·10 H 2 O , термонатриту Na 2 CO 3 · H 2 O , трони Na ​​2 CO 3 · NaHCO 3 ·2 H 2 O . Натрій утворює інші різноманітні гідратовані карбонати, гідрокарбонати, змішані і подвійні карбонати, наприклад Na 2 CO 3 ·7 H 2 O , Na 2 CO 3 ·3 NaHCO 3 , aKCO 3 · nH 2 O , K 2 CO 3 · NaHCO 3 ·2 H 2 O .

Серед солей лужних елементів, одержуваних у промисловості, карбонат натрію має найбільше значення. Найчастіше для його виробництва використовують метод, розроблений бельгійським хіміком-технологом Ернстом Сольве у 1863 році.

Концентрований водний розчин хлориду натрію та аміаку насичують діоксидом вуглецю під невеликим тиском. При цьому утворюється осад порівняно малорозчинного гідрокарбонату натрію (розчинність

NaHCO 3 становить 9,6 г на 100 г води при 20 ° С):NaCl + NH 3 + H 2 O + CO 2 = NaHCO 3Ї + NH 4 Cl Для отримання соди гідрокарбонат натрію прожарюють: NaHCO 3 = Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O

Діоксид вуглецю, що виділяється, повертають у перший процес. Додаткову кількість діоксиду вуглецю одержують за рахунок прожарювання карбонату кальцію (вапняку):

CaCO 3 = CaO + CO 2

Другий продукт цієї реакції - оксид кальцію (вапно) - використовують для регенерації аміаку з хлориду амонію:

CaO + 2 NH 4 Cl = CaCl 2 + 2 NH 3 + H 2 O

Таким чином, єдиним побічним продуктом виробництва соди методом Сольве є хлорид кальцію.

Сумарне рівняння процесу:

NaCl + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaCl 2

Очевидно, у звичайних умовах у водному розчині йде зворотна реакція, оскільки рівновагу в цій системі націло зміщено праворуч наліво через нерозчинність карбонату кальцію.

Кальцинована сода, отримана з природної сировини (натуральна кальцинована сода), має кращу якість порівняно з содою, отриманою аміачним способом (зміст хлоридів менше 0,2%). Крім того, питомі капітальні вкладення та собівартість соди з природної сировини на 40…45% нижчі, ніж отриманої синтетичним шляхом. Близько третини світової продукції соди зараз припадає на природні родовища.

Світове виробництво

Na 2 CO 3 1999 розподілилося наступним чином:

Усього
Півн. Америка
Азія/Океанія
Зах. Європа
сх. Європа
Африка
Лат. Америка

Найбільший у світі виробник натуральної кальцинованої соди – США, де зосереджені й найбільші розвідані запаси трону та рапи содових озер. Родовище у Вайомінгу утворює шар завтовшки 3 м і площею 2300 км 2 . Його запаси перевищують 10 10 т. США содова промисловість орієнтована природне сировину; останнє підприємство із синтезу соди було закрито в 1985. Вироблення кальцинованої соди в США в останні роки стабілізувалося на рівні 10,3?10,7 млн. т.

На відміну від США більшість країн світу практично повністю залежать від виробництва синтетичної кальцинованої соди. Друге місце у світі з виробництва кальцинованої соди після США посідає Китай. Вироблення цього хімікату в КНР в 1999 досягло приблизно 7,2 млн. т. Виробництво кальцинованої соди в Росії в тому ж році склало близько 1,9 млн. т.

У багатьох випадках карбонат натрію взаємозамінний з гідроксидом натрію (наприклад, при отриманні паперової пульпи, мила, засобів для чищення). Близько половини карбонату натрію використовують у скляній промисловості. Одна з областей застосування, що розвиваються, видалення сірчистих забруднень у газових викидах підприємств енергетики та потужних печей. До палива додають порошок карбонату натрію, який реагує з діоксидом сірки з утворенням твердих продуктів, зокрема сульфіту натрію, які можуть бути відфільтровані або осаджені.

Раніше карбонат натрію широко застосовувався як «пральна сода», але ця сфера застосування тепер зникла через використання в побуті інших миючих засобів.

Гідрокарбонат натрію

NaHCO 3 (харчова сода), застосовується, головним чином, як джерело діоксиду вуглецю при випіканні хліба, виготовленні кондитерських виробів, виробництві газованих напоїв та штучних мінеральних вод, як компонент вогнегасних складів та лікарський засіб. Це пов'язано з легкістю його розкладання при 50 100° З.

Сульфат натрію

Na 2 SO 4 зустрічається у природі у безводному вигляді (тенардит) та у вигляді декагідрату (мірабіліт, глауберова сіль). Він входить до складу астрахоніту Na 2 Mg (SO 4) 2 · 4 H 2 O , вантгофіта Na 2 Mg (SO 4) 2 , глаубериту Na 2 Ca (SO 4) 2 . Найбільші запаси сульфату натрію в країнах СНД, а також у США, Чилі, Іспанії. Мірабіліт, виділений з природних покладів або рапи соляних озер, зневоднюють при 100° С. Сульфат натрію є також побічним продукт виробництва хлороводню з використанням сірчаної кислоти, а також кінцевим продуктом сотень промислових виробництв, в яких застосовується нейтралізація сірчаної кислоти за допомогою гідроксиду.

Дані про видобуток сульфату натрію не публікуються, але, за оцінкою, світове виробництво природної сировини становить близько 4 млн. т на рік. Вилучення сульфату натрію як побічний продукт оцінюється у світі загалом 1,5 2,0 млн. т.

Довгий час сульфат натрію мало використовувався. Тепер ця речовина є основою паперової промисловості, оскільки

Na 2 SO 4 є головним реагентом у сульфатному варінні целюлози для приготування коричневого обгорткового паперу та гофрованого картону. Дерев'яні стружки або тирса переробляється в гарячому лужному розчині сульфату натрію. Він розчиняє лігнін (компонент деревини, що з'єднує волокна) та звільняє волокна целюлози, які потім відправляють на машини для виготовлення паперу. Розчин, що залишився, випарюють, поки він не набуде здатності горіти, даючи пар для заводу і тепло для випарювання. Розплавлені сульфат та гідроксид натрію стійкі до дії полум'я та можуть бути використані повторно.

Найменша частина сульфату натрію застосовується при виробництві скла та миючих засобів. Гідратована форма

Na 2 SO 4 ·10 H 2 O (Глауберова сіль) є проносним засобом. Нині вона використовується менше, ніж раніше.

Нітрат натрію

NaNO 3 називають натрієвою або чилійською селітрою. Великі поклади нітрату натрію, знайдені у Чилі, очевидно, утворилися з допомогою біохімічного розкладання органічних залишків. Аміак, що виділився спочатку, ймовірно, окислився до азотистої і азотної кислот, які потім прореагували з розчиненим хлоридом натрію.

Отримують натрію нітрат поглинанням нітрозних газів (суміш оксидів азоту) розчином карбонату або гідроксиду натрію або обмінною взаємодією нітрату кальцію з сульфатом натрію.

Нітрат натрію застосовують як добрива. Він є компонентом рідких сольових холодоагентів, гартованих ванн у металообробній промисловості, теплоакумулюючих складів. Потрійна суміш із 40%

NaNO 2, 7% NaNO 3 та 53% KNO 3 може використовуватися від температури плавлення (142° С) до ~600° С. Нітрат натрію використовується як окислювач у вибухових речовинах, ракетних паливах, піротехнічних складах. Він застосовується у виробництві скла та солей натрію, у тому числі нітриту, що служить консервантом харчових продуктів.

Нітріт натрію

NaNO 2 може бути отриманий термічним розкладанням нітрату натрію або його відновленням: NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Для промислового виробництванітриту натрію абсорбують оксиди азоту водяним розчином карбонату натрію.

Нітріт натрію

NaNO 2 крім використання з нітратами в якості теплопровідних розплавів, широко застосовується у виробництві азобарвників, для інгібування корозії та консервації м'яса.

Олена

Савінкіна ЛІТЕРАТУРА Популярні бібліотеки хімічних елементів. М., Наука, 1977
Greenwood N.N., Earnshaw A. Chemistry of the Elements, Oxford: Butterworth, 1997

Дослідницька робота «Вивчення електропровідності водного розчину питної соди»
Вступ
Сода була відома людині приблизно за півтори-дві тисячі років до нашої ери, а може, й раніше. Її видобували із содових озер і витягували з нечисленних родовищ у вигляді мінералів. Перші відомості про отримання соди шляхом випаровування води содових озер відносяться до 64 року нашої ери. Алхімікам всіх країн аж до 18 століття представлялася якоюсь речовиною, яка шипіла з виділенням якогось газу при дії відомих на той час кислот - оцтової та сірчаної. За часів римського лікаря Діоскорида Педанія про склад соди ніхто не мав уявлення. У 1736 році французький хімік, лікар і ботанік Анрі Луї Дюамель де Монсо вперше зміг отримати з води содових озер дуже чисту соду. Йому вдалося встановити, що сода містить хімічний елемент "Натр". У Росії ще за часів Петра Першого соду називали «зодою» або «свербінням» і аж до 1860 її ввозили з-за кордону. У 1864 році в Росії з'явився перший содовий завод за технологією француза Леблана. Саме завдяки появі своїх заводів сода стала доступнішою і почала свій переможний шлях як хімічний, кулінарний і навіть лікарський засіб.
У промисловості, торгівлі та у побуті під назвою сода зустрічаються кілька продуктів: кальцинована сода - безводний вуглекислий натрій Na2СO3, двовуглекисла сода - бікарбонат натрію NaНСO3, часто звана також питною содою, кристалічна сода Na2СO3 10Н2O і Nа2СO3 Н2 Сучасна харчова сода - типовий промисловий продукт
Нині у світі виробляється кілька мільйонів тонн соди на рік різного використання.
Сода - багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Зацікавився цією речовиною, яка є у кожного в будинку та вирішив вивчити, як проявляються різні властивості водного розчину соди в залежності від температури та концентрації розчину.
Отже, перед нами стояла мета:
Дослідити залежність електропровідності водного розчину питної соди від температури та концентрації водного розчину.
Завдання:
Вивчити літературу на тему дослідження.
Провести опитування знання застосування різних галузей застосування харчової соди.
Навчитися готувати розчин питної соди різної концентрації.
Дослідити залежність електропровідності від концентрації розчину та температури.
Актуальність дослідження:
Сода багатолика речовина, її застосування по-різному. Соду використовують від харчової промисловості до металургії. Знати її властивості-актуально завжди.
На слайді представлені основні сфери застосування харчової соди.
хімічна промисловість
легка промисловість
текстильна промисловість
харчова промисловість
медична промисловість
металургія
Отже, у хімічній промисловості – для виробництва барвників, пінопластів та інших органічних продуктів, фтористих реактивів, товарів побутової хімії.
У металургії - при осадженні рідкісноземельних металів та флотації руд.
У текстильній промисловості (оздоблення шовкових та бавовняних тканин).
У легкій промисловості - у виробництві підошовних гум та штучних шкір, шкіряному виробництві (дублення та нейтралізація шкір).
У харчовій промисловості – хлібопечення, виробництво кондитерських виробів, приготування напоїв.
У медичній промисловості - для приготування ін'єкційних розчинів, протитуберкульозних препаратів та антибіотиків
Після вивчення теоретичного матеріалу, я вирішив дізнатися у своїх однокласників, чи знають вони, в яких галузях промисловості використовується харчова сода:
В побуті
Харчова промисловість
Медицина
Хімічна промисловість
Металургія
Легка промисловість
Ось результати опитування: найбільша кількість респондентів відповіла:
У побуті -63%
Харчова промисловість-71%
Хімічна промисловість-57%, найменша кількість респондентів вказала на використання соди в металургії та легкій промисловості.
Для проведення подальших досліджень мені необхідно було приготувати водний розчин різної концентрації.
Гіпотеза
Отже, якщо збільшити концентрацію водного розчину харчової соди, її електропровідність збільшиться.
ІІ. експериментальна частина
«Дослідження електропровідності водного розчину харчової соди»
Мета: переконатися, що у водному розчині соди є носії електрики – іони, які проводять електричний струм.
Устаткування: сода харчова, склянки хімічні з термостійкого скла, електроди, з'єднувальні дроти, джерело живлення, амперметр, вольтметр, ключ, лабораторні ваги, ваги, термометр, електрична плитка. Досвід 1. "Приготування водного розчину харчової соди"
Мета: Навчитися готувати водний розчин харчової соди різної концентрації.
Обладнання: склянки хімічні із термостійкого скла, фільтрована вода, ваги, різноваги, харчова сода.
Виконання досвіду:
На терезах завісити 4 г харчової соди;
У хімічну склянку налити 96 мл. фільтрованої води;
Пересипати соду у склянку з водою та ретельно перемішати;
Повторити досвід для приготування розчину 8% та 12%
№ Маса соди (г) Кількість води (мл) концентрація соди (%)
1 4 96 4
2 8 92 8
3 12 88 12
Експериментальним шляхом навчився готувати водний розчин харчової соди різної концентрації.
Досвід 2. «Дослідження електропровідності розчину харчової соди»
Ціль: довести, що зі збільшенням концентрації розчину соди збільшується її електропровідність.
Обладнання: три склянки з розчином харчової соди різної концентрації, джерело живлення, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ, електроди.
Питомий опір – скалярна величина, чисельно рівна опору однорідного циліндричного провідника одиничної довжини та одиничної площі. Чим більший питомий опір матеріалу провідника, тим більший його електричний опір.
Одиниця питомого опору - ом-метр (1 Ом · м).
Виконання досвіду:
Зібрати електричний ланцюг за схемою;
Помістити електроди у хімічну склянку з концентрацією розчину харчової соди 4%, 8% та 12%;
Виміряти показання амперметра та вольтметра;
Розрахувати опір розчину;
Розрахувати електропровідність розчину.
Таблиця 2.
№ Концентрація соди I (A) U (B) R (Ом) λ=1 R (1Ом=См)1 4 1,0 6 6 0,17
2 8 1,4 6 4,9 0,23
3 12 1,7 6 3,53 0,28
Для досвіду за схемою зібрали електричний ланцюг. Змінюючи концентрацію водного розчину, записуємо показання амперметра та вольтметра.
Вимірювання проводилися при температурі 180С та тиску атмосфери 757 мм.рт.ст.
Висновок: Експериментальним шляхом навчився визначати електропровідність харчової соди та переконався в тому, що чим більша концентрація розчину тим більша електропровідність розчину харчової соди. А опір розчину зі збільшенням концентрації зменшується. Отже при 12% розчині харчової соди електропровідність буде найвищою, а опір найнижчим.
Досвід 3. «Дослідження залежності електропровідності від температури розчину»
Ціль: Переконайтеся, що електропровідність змінюється при зміні температури.
Обладнання: три склянки з розчином харчової соди різної концентрації, джерело живлення, амперметр, вольтметр, з'єднувальні дроти, ключ, електроди, термометр, електрична плитка.
Зібрати установку за схемою;
4% розчин харчової соди поставити на плитку;
Включити плитку;
Фіксувати температуру розчину;
Вимірювати показання амперметра та вольтметра через кожен градус розчину;
Розрахувати опір та електропровідність за формулами.
Для дослідження цієї залежності 4% процентний розчин харчової соди стали нагрівати фіксуючи температуру за допомогою термометра.
Таблиця 3.
% розчину tо розчину I (A) U (B) R (Ом) λ (См)
4 18 1 6 6 0,17
19 1,03 6 5,83 0,172
20 1,05 6 5,71 0,175
21 1,08 6 5,56 0,180
22 1,1 6 5,45 0,183
λ=1R (1Ом=См)
Висновок: З досвіду очевидно, що електропровідність зі збільшенням температури зростає. При нагріванні швидкість іонів збільшується, тим самим прискорюється перенесення зарядів з однієї точки в іншу.
Графік 1. Залежність опору розчину температури.
Графік 2. Залежність електропровідності від температури
Висновок
Вивчивши літературу про властивості харчової соди, її застосування в медицині, харчовій промисловості, побуті, зробивши ряд дослідів, ми переконалися в тому, що:
Сода - багатолика речовина, що володіє різними властивостями
Опір розчину соди залежить від його концентрації.
Електропровідність розчину також залежить від концентрації.
Електропровідність із підвищенням температури збільшується.
Література
Загальна хімічна розробка. За ред. І. П. Мухльонова. Підручник для хіміко-технологічних спеціальностей вишів. - М: Вища школа.
Основи загальної хімії, т. 3, Б. В. Некрасов. - М: Хімія, 1970.
Загальна хімічна розробка. Фурмер І. ​​Е., Зайцев Ст Н. - М.: Вища школа, 1978.
Загальна хімічна розробка, під ред. І. Вольфковича, т. 1, Сода М. – Л., 1953, с. 512-54;
Беньківський Ст, Технологія содопродуктів, М, 1972;
Шокін І. Н., Крашенінніков Сода А., Технологія соди, М., 1975.