Курсова робота
Системи для магнітної обробки води
Введення
Вплив магнітного поля на воду носить комплексний багатофакторний характер і в кінцевому результаті позначається на змінах структури води і гідратованих іонів, фізико-хімічних властивостях і поведінці розчинених в ній неорганічних солей. При впливі на воду магнітного поля в ній змінюються швидкості хімічних реакцій за рахунок протікання конкуруючих реакцій розчинення і осадження розчинених солей, відбувається утворення і розпад колоїдних комплексів, поліпшується електрохімічна коагуляція з подальшою седиментацією і кристалізацією солей. Також є достовірні дані, що вказують на бактерицидну дію магнітного поля, що істотно для використання магнітної обробки води в сантехнічних системах, де потрібен високий рівень мікробної чистоти.
В даний час гіпотези, що пояснюють механізм впливу магнітного поля на воду підрозділяються на три основні взаємодоповнюючі групи - колоїдні, іонні і водні. Перші припускають, що під впливом магнітного поля в оброблюваної воді відбувається спонтанне утворення і розпад колоїдних комплексів іонів металів, фрагменти розпаду яких формують центри кристалізації неорганічних солей, що прискорює їх подальшу седиментацію. Відомо, що наявність у воді іонів металів (особливо заліза Fe 3+) і микровключений з феромагнітних частинок заліза Fe 2 O 3 інтенсифікує освіту колоїдних гідрофобних золів іонів Fe 3+ з іонами хлору Cl- і молекулами води Н 2 О загальної формули [xFe 2 O 3. yH 2 O · zFe 3+]. 3zCl -, що може призвести до появи центрів кристалізації на поверхні яких адсорбуються катіони кальцію Ca 2 + і магнію Mg 2 + , що становлять основу карбонатної жорсткості води, і утворенню мелкодісперстний кристалічного осаду, що випадає у вигляді шламу. При цьому, чим більше і стійкіше гидратная оболонка іонів, тим важче їм зближуватися або осідати на адсорбуючих комплексах на поверхнях розділу рідкої і твердої фаз.
Гіпотези другої групи пояснюють дію магнітного поля поляризацією розчинених у воді іонів і деформацією їх гідратних оболонок, що супроводжується зменшенням гідратації - важливого чинника, що обумовлює розчинність солей у воді, електролітичноїдисоціації, розподіл речовин між фазами, кінетику і рівновагу хімічних реакцій у водних розчинах, у свою чергу підвищує ймовірність зближення гідратів іонів і процеси седиментації і кристалізації неорганічних солей. У науковій літературі є експериментальні дані, що підтверджують, що під впливом магнітного поля відбувається тимчасова деформація гідратних оболонок расстворенія у воді іонів, а також змінюється їх розподіл між твердою і рідкою водяній фазою. Передбачається, що вплив магнітного поля на расстворенія у воді іони Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+ і Fe 3+ може бути також пов'язане з генеруванням в рухомому потоці води слабкого електричного струму або з пульсацією тиску.
Гіпотези третьої групи постулюють, що магнітне поле за рахунок поляризації дипольних молекул води впливає безпосередньо на структуру асоціатів води, утворених з безлічі молекул води, пов'язаних один з одним за допомогою низькоенергетичних міжмолекулярних ван-дер-Вальсова, диполь-діпольних і водневих зв'язків, що може призвести до деформації водневих зв'язків і їх часткового розриву, міграції рухомих протонів Н + в асоціативних елементах води і перерозподілу молекул води у тимчасових асоціативних утвореннях молекул води - кластерах загальної формули (Н 2 О) n, де n за останніми даними може досягати від десятків до декількох сотень одиниць. Ці ефекти в сукупності можуть привести до зміни структури води та зумовлює спостережувані зміни її щільності, поверхневого натягу, в'язкості, значення рН та фізико-хімічних параметрів протікають у воді процесів, в т. Ч. Розчинення і кристалізації расстворенія у воді неорганічних солей. У результаті містяться у воді магнієві і кальцієві солі втрачають здатність формуватися у вигляді щільного відкладення - замість карбонату кальцію СаСО 3 утворюється більш щадна дрібнокристалічна поліморфна форма СаСО 3, за структурою нагадує арагонит, який або зовсім не виділяється з води, оскільки зростання кристалів зупиняється на стадії мікрокристалів, або виділяється у вигляді тонкодисперсної суспензії, що скупчується в грязьовик або відстійниках. Також є відомості про вплив магнітної водообробки на зменшення концентрації у воді кисню і вуглекислого газу, що пояснюється виникненням метастабільних клатратних структур катіонів металів за типом гексааквакомплекса [Са (Н 2 О 6)] 2+. Комплексний вплив магнітного поля на структуру води і гід...
