Как из o2 получить h2o: H2 + O2 = H2O расставить коэффициенты

Следующее эссе перепечатано с разрешения The Conversation, интернет-издания, посвященного последним исследованиям.

Космические агентства и частные компании уже разработали планы по отправке людей на Марс в ближайшие несколько лет и, в конечном счете, его колонизации. А с растущим числом открытий похожих на Землю планет вокруг ближайших звезд дальние космические путешествия никогда не казались более захватывающими.

Однако людям нелегко выживать в космосе в течение продолжительных периодов времени. Одной из главных проблем дальних космических полетов является транспортировка достаточного количества кислорода для дыхания астронавтов и достаточного количества топлива для питания сложной электроники. К сожалению, в космосе мало кислорода, а большие расстояния затрудняют быстрое восполнение запасов.

Но теперь новое исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что можно производить водород (для топлива) и кислород (для жизни) только из воды, используя полупроводниковый материал и солнечный свет (или звездный свет) в условиях невесомости, что делает устойчивые космические путешествия — реальная возможность.

Использование неограниченных ресурсов солнца для обеспечения энергией нашей повседневной жизни является одной из самых больших проблем на Земле. Поскольку мы медленно уходим от нефти к возобновляемым источникам энергии, исследователей интересует возможность использования водорода в качестве топлива. Лучший способ сделать это — разделить воду (h3O) на составляющие: водород и кислород. Это возможно с помощью процесса, известного как электролиз, который включает пропускание тока через образец воды, содержащий некоторое количество растворимого электролита. Это расщепляет воду на кислород и водород, которые выделяются отдельно на двух электродах.

Хотя этот метод технически возможен, он еще не стал доступным на Земле, поскольку нам нужно больше инфраструктуры, связанной с водородом, такой как станции заправки водородом, чтобы масштабировать его.

Солнечная энергия

Водород и кислород, полученные таким образом из воды , также могут использоваться в качестве топлива на космических кораблях. Запуск ракеты с водой на самом деле был бы намного безопаснее, чем запуск с дополнительным ракетным топливом и кислородом на борту, которые могут быть взрывоопасными. Оказавшись в космосе, специальная технология сможет расщепить воду на водород и кислород, которые, в свою очередь, можно будет использовать для поддержания жизни или для питания электроники с помощью топливных элементов.

Это можно сделать двумя способами. Один из них включает электролиз, как мы делаем на Земле, с использованием электролитов и солнечных элементов , чтобы улавливать солнечный свет и преобразовывать его в ток.

Альтернативой является использование «фотокатализаторов», которые работают, поглощая частицы света — фотоны — полупроводниковым материалом, помещенным в воду. Энергия фотона поглощается электроном в материале, который затем прыгает, оставляя после себя дыру. Свободный электрон может реагировать с протонами (которые вместе с нейтронами составляют атомное ядро) в воде с образованием водорода. Между тем, дырка может поглощать электроны из воды с образованием протонов и кислорода.

Процесс также можно отменить. Водород и кислород можно объединить или «рекомбинировать» с помощью топливного элемента, возвращая солнечную энергию, полученную в результате «фотокатализа» — энергию, которую можно использовать для питания электроники. В результате рекомбинации в качестве продукта образуется только вода, а это означает, что вода также может быть использована повторно. Это ключ к дальним космическим путешествиям.

Процесс с использованием фотокатализаторов – лучший вариант для космических путешествий, так как вес оборудования намного меньше, чем для электролиза. По идее должно работать легко. Отчасти это связано с тем, что интенсивность солнечного света намного выше, а атмосфера Земли не поглощает его в больших количествах на пути к поверхности.

Управление пузырьками

В новом исследовании исследователи сбросили полную экспериментальную установку для фотокатализа в 120-метровую вышку, создав среду, подобную микрогравитации. По мере того, как объекты ускоряются к Земле в свободном падении, эффект гравитации уменьшается, поскольку силы, действующие под действием гравитации, уравновешиваются равными и противоположными силами из-за ускорения. Это противоположно перегрузкам, которые испытывают космонавты и летчики-истребители, когда они разгоняются в своих самолетах.

Исследователям удалось показать, что в этой среде действительно возможно разделить воду. Однако, когда вода расщепляется с образованием газа, образуются пузырьки. Избавление от пузырьков из когда-то образовавшегося материала катализатора важно, так как пузырьки мешают процессу образования газа. На Земле гравитация заставляет пузырьки автоматически всплывать на поверхность (вода у поверхности плотнее, чем пузырьки, что делает их гибкими), освобождая место на катализаторе для образования следующего пузыря.

В условиях невесомости это невозможно, и пузырек останется на катализаторе или рядом с ним. Однако ученые скорректировали форму наночастиц в катализаторе, создав пирамидальные зоны, в которых пузырек мог легко отделиться от кончика и уплыть в среду.

Но остается одна проблема. В отсутствие гравитации пузырьки останутся в жидкости, даже если они были вытеснены из самого катализатора. Гравитация позволяет газам легко выходить из жидкости, что очень важно для использования чистого водорода и кислорода. Без гравитации никакие пузырьки газа не всплывают на поверхность и не отделяются от смеси — вместо этого весь газ остается для создания пены.

Это резко снижает эффективность процесса из-за блокировки катализаторов или электродов. Инженерные решения этой проблемы будут иметь ключевое значение для успешного внедрения технологий в космосе. Одна из возможностей — использование центробежных сил от вращения космического корабля для отделения газов от раствора.

Тем не менее, благодаря этому новому исследованию мы стали на шаг ближе к длительному космическому полету человека.

Первоначально эта статья была опубликована на The Conversation. Прочитайте оригинальную статью.

ОБ АВТОРАХ

Старший преподаватель энергетики Университета Суонси.

Читать дальше

Ученые открыли новый способ получения воды

Университет Иллинойса Урбана-Шампейн

Фото Л. Брайана Штауффера

ШАМПЕЙН, Иллинойс — В знакомой школьной демонстрации химии преподаватель сначала использует электричество, чтобы разделить жидкую воду на составляющие ее газы, водород и кислород. Затем, объединив два газа и воспламенив их искрой, инструктор превращает газы обратно в воду с громким хлопком.

Ученые из Университета Иллинойса открыли новый способ приготовления воды, причем без шипучки. Мало того, что они могут производить воду из необычных исходных материалов, таких как спирты, их работа также может привести к созданию лучших катализаторов и менее дорогих топливных элементов.

«Мы обнаружили, что нетрадиционные гидриды металлов можно использовать для химического процесса, называемого восстановлением кислорода, который является неотъемлемой частью процесса производства воды», — сказал Захария Хейден, докторант и ведущий автор статьи, принятой к публикации в в журнале Американского химического общества и размещены на его веб-сайте.

Молекула воды (ранее известная как монооксид дигидрогена) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но вы не можете просто взять два атома водорода и приклеить их к атому кислорода. Реальная реакция образования воды немного сложнее: 2ч3 + О2 = 2ч3О + Энергия.

Уравнение на английском языке гласит: Чтобы получить две молекулы воды (h3O), две молекулы двухатомного водорода (h3) должны быть соединены с одной молекулой двухатомного кислорода (O2). Энергия будет высвобождаться в процессе.

«Эта реакция (2h3 + O2 = 2h3O + энергия) известна уже два века, но до сих пор никто не заставил ее работать в гомогенном растворе», — сказал Томас Раухфус, профессор химии и соответствующий автор статьи.

Хорошо известная реакция также описывает то, что происходит внутри водородного топливного элемента.

В типичном топливном элементе двухатомный водород поступает с одной стороны элемента, двухатомный кислород – с другой. Молекулы водорода теряют свои электроны и становятся положительно заряженными в результате процесса, называемого окислением, в то время как молекулы кислорода получают четыре электрона и становятся отрицательно заряженными в результате процесса, называемого восстановлением. Отрицательно заряженные ионы кислорода объединяются с положительно заряженными ионами водорода, образуя воду и высвобождая электрическую энергию.

«Трудной стороной» топливного элемента является реакция восстановления кислорода, а не реакция окисления водорода, сказал Раухфусс. «Однако мы обнаружили, что новые катализаторы для восстановления кислорода могут также привести к новым химическим средствам для окисления водорода».

Rauchfuss и Heiden недавно исследовали относительно новое поколение катализаторов гидрогенизации с переносом для использования в качестве нетрадиционных гидридов металлов для восстановления кислорода.

В своей статье JACS исследователи сосредоточились исключительно на окислительной реакционной способности катализаторов гидрирования переноса на основе иридия в гомогенном неводном растворе. Они обнаружили, что комплекс иридия влияет как на окисление спиртов, так и на восстановление кислорода.

«Большинство соединений реагируют либо с водородом, либо с кислородом, но этот катализатор реагирует и с тем, и с другим, — сказал Хайден. «Он реагирует с водородом, образуя гидрид, а затем реагирует с кислородом, образуя воду; и делает это в гомогенном неводном растворителе».

Новые катализаторы могут привести к разработке более эффективных водородных топливных элементов, что существенно снизит их стоимость, сказал Хайден.

Работа финансировалась Министерством энергетики США.

Чтобы связаться с Томасом Раухфусом, позвоните по телефону 217-333-7355; электронная почта: [email protected]
Чтобы связаться с Zachariah Heiden, позвоните по номеру 217-352-1559; электронная почта: [email protected]

Связанные лица

Похожие темы

• Факультет
• Неорганическая химия

Каталог

scheelinАлександр

Scheeline

bjmccallБенджамин

МакКолл

r-gennisРоберт

Геннис

j-gerltДжон

Герлт

sgranickСтив

Граник

мгрюбельМартин

Грубель

hergenroPaul

Хергенротер

ХуанВорон

Хуан

mlkraftMary

Крафт

ЛекбандДебора

Лекбанд

йи-луйи

Лу

мартиниСьюзан

Мартини

snairSatish

Наир

ЭолдфилдЭрик

Олдфилд

cmsCharles

Шредер

zanZaida

Лютей-Шультен

СелвинПол

Селвин

sksScott

Сильверман

s-sligarStephen

Слигар

тайхорсЭмад

Тайхоршид

zhao5Huimin

Чжао

pbraunPaul

Браун

mdburkeМартин

Берк

ДжеффчанДжефферсон

Чан

sdenmarkScott

Дания

dlottДана

Длотт

foutЭлисон

Fout

возраст Эндрю

Гевирт

ggirolamGregory

Джиролами

СохиратаСо

Хирата

джайнПрашант

Джайн

jkatzeneJohn

Katzenellenbogen

нмакриНанси

Макри

ДугласДуглас

Митчелл

ДжсмурДжеффри

Мур

murphycjКэтрин

Мерфи

р-нуццоРальф

Нуццо

dimerPhilip

Phillips

rauchfusThomas

Rauchfuss

ХоакинХоакин

Родригес-Лопес

СарлахДэвид

Сарлах

kschweizKenneth

Schweizer

джсвидлДжонатан

Свидлер

vddonkWilfred

ван дер Донк

renskeRenske

Ван дер Вин

вуравейс Джош

Вура-Вайс

Макуайт7М.

Белый

sczimmerСтивен

Циммерман

клювПитер

Клюв

wklemperWalter

Клемперер

jdmcdonaJ.

Макдональдс

погорелоТарас

Погорелов

mshen233Мей

Шен

ДевунДэвид

Вун

wboulangWilliam

Буланже

rxbRohit

Бхаргава

qchen20Qian

Чен

jianjuncJianjun

Ченг

hy66Hong

Ян

АндиномаХосе

Андино Мартинес

decosteDonald

DeCoste

thhuangTina

Хуанг

tjhummelThomas

Хаммель

dkellДэвид

Келл

докторкМайкл

Кернер

МарвильКелли

Марвиль

crrayКристиан

Рэй

tlbrownТеодор

Браун

rmcoatesRobert

Коутс

thdjrThom

Даннинг

Дайкстра Клиффорд

Дайкстра

j-jonasДжири

Йонас

j-lisyJames

Лизи

ШеплиДжон

Шепли

pshaplePatricia

Шепли

zumdahl2Steven

Zumdahl

ksuslickКеннет

Суслик

jcoxДженни

Кокс

sqdSean

Драммонд

ШилиСара

Шили

jsmaddenДжозеф

Мэдден

cknight4Connie

Рыцарь

ШульцеХезер

Шульце

КбаумгарКина

Финни

adkssnБеатрис

Адкиссон

trabari1Katie

Трабарис

МеткалфКара

Меткалф

ljohnso2Lori

Джонсон

ЛченовеЛесли

Ченовет

вдедоВолали

Дедо

spinnerDavid

Spinner

плблумПатриция

Симпсон

Стивенс2Чад

Стивенс

лсагекарлори

Сейдж-Карлсон

БертольдДебора

Бертольд

кекарлсоКэтрин

Карлсон

sdesmondSerenity

Десмонд

axelson2Jordan

Аксельсон

scbakerStephanie

Бейкер

pflotschPriscila

Фалаган Лотч

dgrayDanielle

Серый

thennes2Tom

Хеннесси

ХолдаНэнси

Холда

aibarrАлехандро

Ибарра

Кимш Сунг Хун

Ким

kocherg2Николай

Кочергинский

philipk2Philip

Кочерил

legare2Stephanie

Legare

алевандоАгнешка

Левандовска

смккомбиСтюарт

Маккомби

jdm5Джастин

МакГлаухлен

egmooreEdwin

Мур

МайерскоуКэтлин

Майерскоу

snalla2Siva

Налла

Романова Елена

Романова

рубахиСтанислав

Рубахин

shvedalxАлександр

Швед

Асуда Александр

Судаков

xywangXiying

Ван

kwilhelKaren

Wilhelmsen

Уилки Рэнди

Уилки

силонгSilong

Чжан

schlembaMary

Шлембах

триммеллЭшли

Триммелл

emccarr2Elise

Маккаррен

cmersierChristen

Мерсье

атимпермАарон

Тимперман

niesShuming

Nie

hshanHee-Sun

Хань

ммгМутха

Гунасекера

kknightsКатриена

Рыцари

lisawЛиза

Уильямсон

КейнкКэти

Айнк

коленоf1Кейт

Ниф

txiang4Tiange

Сян

j-hummelJohn

Hummel

i-PaulLain

Пол

МунджанджаЛлойд

Мунджанджа

glnGayle

Нельсен

agerardАнна

Джерард

ПауэрсКимберли

Пауэрс

lolshansЛиза

Ольшанский

МирикаЛивиу

Мирика

qingcao2Qing

Цао

lisa3Лиза

Джонсон

тиналамбТина

Баранина

баронpБарон

Петерс

bransle2Sarah

Брэнсли

dylanmh3Дилан

Гамильтон

raegansRaegan

Смит

apm8Ангад

Мехта

ЛевериттДжон

Леверитт

синвсин

Ван

эмиллрева

Миллер

jmill24Жаклин

Миллер

jlbass2Юлия

Басс

ramonarРамона

Рудзинский

tlcraneTracy

Кран

cejohnstCelia

Джонстон

адлАмбер

Лабау

cnsolomoCandice

Соломон-Струтц

mikaelbMikael

Баклунд

ДжексонНик

Джексон

Подробнее новости департамента

• 2022-23 Malar Medalist: профессор Грегори Х. Робинсон

  Фонд UGA, выдающийся профессор химии в Университете Джорджии, Грегори Х. Робинсон и его исследование группы сделали новаторские открытия, изучая проблемы, связанные со структурой и связью в металлоорганических соединениях, в частности, с синтезом, стабилизацией и…

  Читать полностью

• Ученые разрабатывают новый процесс вторичной переработки пластмасс и сокращения выбросов парниковых газов

  Дэмиен Гиронне, профессор химической и биомолекулярной инженерии и химии в Иллинойсе, и Сюзанна Скотт, профессор устойчивой каталитической обработки в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, совместно Ведущие авторы нового исследования, подробно описывающего процесс превращения полиэтилена в пропилен, который затем может быть…

  Читать полностью

• Дания, Макри выбрал победителей Национальной премии ACS

  Американское химическое общество объявило лауреатов Национальной премии 2023 года, в том числе профессоров химии Скотта Дании и Нэнси Макри. Среди получателей также есть выпускник химии из Иллинойса Марк В. Гринстафф (доктор философии, ’92).

  Читать полностью

Кислород (O) и вода

1. Дом
2. Периодическая таблица
3. Элементы и вода
4. Кислород в воде (O2 + h3O)

Кислород является самым распространенным элементом на Земле. Кислород существует в виде O 2 и O 3 (озон) и присутствует в ряде соединений, включая молекулы воды. Его можно найти растворенным в воде в виде молекул O 2 . Следовательно, содержание кислорода в морской воде составляет 85,7%. Как и в какой форме кислород взаимодействует с водой? Газообразный кислород не реагирует с водой. Он растворим в воде и действует как окислитель: O 2 + 2 H 2 O + 4 e — -> 4 OH — Кислород может окислять органические вещества. Это в основном биологический процесс. Каждое отдельное соединение имеет механизм реакции, который можно описать с помощью электронного баланса. Примеры приведены ниже (H 2 O исключен): Fe 2+ + 0,25 O 2 -> Fe(OH) 3 + 2,5 H + Mn 2 + + О 2 -> MnO 2 + 2 H + NH 4 + + 2 O 2 -> NO 3 — + 6 H + CH 4 + 2 O 2 — > CO 2 + 4 H + Эти механизмы показывают, что аммоний и метан используют большие количества кислорода, и в результате реакций окисления образуется большее или меньшее количество кислоты. При нормальных условиях кислота в воде реагирует с HCO 3 — с образованием CO 2 . Атом кислорода очень реакционноспособен и образует оксиды практически со всеми другими элементами, за исключением гелия, неона, аргона и криптона. Есть также большое количество соединений, которые реагируют с водой. Растворимость кислорода и кислородных соединений Растворимость кислорода в воде при 25 o C и давлении = 1 бар при 40 мг/л воды. В воздухе нормального состава парциальное давление кислорода равно 0,2 атм. Это приводит к растворению 40 . 0,2 = 8 мг O 2 /л в воде, контактирующей с воздухом. Растворимость кислорода сильно зависит от температуры и снижается при более высоких температурах. Растворимость кислорода отрицательно коррелирует с количеством растворенных твердых веществ. Следовательно, растворимость кислорода в пресной воде превышает растворимость в морской воде на 1-3 мг/л в зависимости от температуры. Константа насыщения рек и озер в горных районах обычно ниже, чем в низинах, поскольку зависит от давления. Почему в воде присутствует кислород? Как было сказано ранее, кислород естественным образом растворяется при контакте воды с воздухом. Кислород также применяется в коммерческих целях. Для промышленных целей элемент ежегодно извлекается из воздуха около 100 млн т. Из общего количества 55 % применяется в производстве стали, 25 % — в химической промышленности, а остальное — в больницах, для запуска ракет и резки металла. В химической промышленности применяют реакцию кислорода и этилена, а полученный оксид этилена применяют в качестве антифриза и полиэфира. Кислород обладает высокой реакционной способностью и поэтому может применяться для разрушения опасных веществ. Его также можно применять в качестве отбеливателя. Кислород в озоновых соединениях применяют для обеззараживания питьевой воды. Воды не загрязняются кислородом при его промышленном применении. Каково воздействие кислорода в воде на окружающую среду? Кислород окисляет другие вещества. Это происходит, например, во время пожаров, а также внутри организмов, при разрушении бактерий и при конверсии металлов. Все растения и животные нуждаются в кислороде для дыхания. Кислород очень важен, потому что он является частью ДНК и практически всех других биологически значимых соединений. В легких кислород связан с атомами железа; центральные элементы гемоглобина. Всего 200 см 3 кислорода может растворяться в крови по этому механизму, количество, которое явно превышает водорастворимое количество. Вместе с запасами энергии кислород вызывает мышечную активность и теплопродукцию. Этот процесс высвобождает углекислый газ, который выделяется и впоследствии поглощается растениями. Растения производят дополнительный кислород в процессе фотосинтеза. Растения содержат от 4,1 до 4,4% кислорода (сухая масса). Растворенный кислород является важным фактором стабильности воды и выживания водных организмов. Микроорганизмы могут разлагать органические вещества в воде с помощью кислорода. Подача кислорода в единицу времени определяется БПК (биохимической потребностью в кислороде). Органические загрязнители могут негативно влиять на водные организмы, так как снижают БПК. Термическое загрязнение вызывает ту же проблему, потому что растворимость кислорода ниже в более теплой воде. Это может быть следствием сброса охлаждающей воды в поверхностные воды. В эвтрофных озерах и относительно закрытых морских районах концентрации кислорода сильно уменьшаются с глубиной. В некоторых случаях условия могут быть даже анаэробными. Естественными примерами влияния температуры на концентрацию кислорода в воде и воздействие на окружающую среду являются сезонные изменения температуры в озерах. Зимой вода везде имеет одинаковую температуру и концентрацию кислорода. Летом вода в поверхностных слоях теплее, чем на глубине, что приводит к меньшей растворимости кислорода. Водоросли и растения в поверхностных слоях действуют противоположным образом. Они производят большое количество кислорода при высоких температурах, в результате чего вода становится насыщенной кислородом. Эти растения довольно быстро отмирают и разлагаются микроорганизмами, использующими кислород, которого сейчас много в поверхностных слоях источника воды. Однако органические вещества часто оседают и остаются на дне водоема в виде осадка. Это может вызвать дефицит кислорода в результате разложения. Когда в озерах установится экологическое равновесие, эти проблемы могут быть решены. Однако при сбросе, чрезмерном удобрении и т. д. добавляются питательные вещества, которые должны быть разложены, и увеличивается цветение водорослей, концентрация кислорода может снизиться до уровня, при котором не выживает ни один организм. Это явление широко известно как эвтрофикация (эвтрофная = богатая питательными веществами, олиготрофная = бедная питательными веществами). Критическая концентрация кислорода для рыб достигается при 4 мг О 2 / л воды. В виде чистого O 2 кислород обычно не выделяется в количествах, которые были бы опасны для любого аэробного организма. Теоретически такие концентрации достижимы, а критическое парциальное давление различается в зависимости от вида. Атомы кислорода можно найти в ряде токсичных органических и неорганических соединений. Токсическими соединениями являются, например, гипероксиды и пероксиды. Некоторые вещества токсичны в условиях пониженного содержания кислорода в воде, так как дыхание организмов усиливается и, следовательно, вещества усваиваются быстрее. Для облигатных анаэробных организмов высокие концентрации кислорода токсичны. Озон является загрязнителем окружающей среды, если он присутствует в тропосфере. В стратосфере он действует как защитный слой, отражающий солнечное УФ-излучение. Без этого озонового слоя жизнь на Земле была бы невозможна. Ряд видов растений чувствительны к высоким концентрациям озона в воздухе. Это проявляется не как видимые симптомы стресса, а скорее как ограничение роста. Кислород имеет три стабильных и пять нестабильных изотопа. Какое влияние на здоровье оказывает кислород в воде? Общая концентрация кислорода в организме человека составляет около 60% от общей массы тела. Это значение может сильно варьироваться, так как в основном оно присутствует в молекулах воды. Как объяснялось ранее для других организмов, люди поглощают кислород через легкие, который затем переносится в различные органы через кровь. Он доставляется очень тонкими капиллярами. Атом кислорода входит в состав гидроксильной, карбонильной и других функциональных групп. Он транспортируется через кровь, связанный с гемоглобином, и впоследствии запасается в мышцах в виде миоглобина. Наличие кислорода в питьевой воде благоприятно, так как способствует образованию защитного покрытия на внутренней стороне металлических водопроводных труб. Для этого требуется концентрация 6-8 мг/л. Кислородные радикалы ответственны за производные заболевания, такие как рак и сердечно-сосудистые заболевания. Когда в воздухе содержится менее 3% кислорода, обычно наступает смерть от удушья. При концентрации ниже 7% возможна потеря сознания. Слишком много кислорода может быть смертельным. Спортивные дайверы, которые дышат чистым кислородом, часто испытывают судороги. Дети, которые получают слишком много кислорода в инкубаторах, обычно слепнут. Кислород в виде озона может повредить легкие. Токсичные формы кислорода включают гипероксиды, пероксиды и гидроксильные радикалы. Какие технологии очистки воды можно применить для удаления кислорода из воды? Одна из причин, по которой может понадобиться удалить кислород из воды, заключается в том, что это может вызвать коррозию водопроводных труб. Эту проблему могут решить различные физические и химические процессы, например ионообменные смолы. Основным принципом этого метода является реакция между водородом и кислородом: 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O. Эта реакция может быть декатализирована различными соединениями, что приводит к ее самопроизвольному завершению. Ионные смолы, содержащие палладий, могут снижать концентрацию кислорода в воде при наличии достаточного количества водорода. Гидразин — еще одно возможное восстановительное соединение, которое можно использовать вместо водорода: O 2 + N 2 H 4 -> N 2 + 2 H 2 O. Более простой метод, который не всегда применим, – термическое удаление кислорода. Растворимость газа в воде при температуре испарения равна нулю. На этом основан принцип термической дегазации. Они функционируют как дегазаторы под давлением при небольшом избыточном давлении (до 5 бар) или как вакуумные дегазаторы при небольшом понижении давления. С другой стороны, обогащение воды кислородом может способствовать удалению загрязняющих веществ. Этого можно добиться путем искусственной аэрации, например, пропусканием воды через каскады, промывкой воды через поверхностные аэраторы, подачей воздуха через напорные фильтры, добавлением воздуха за счет увеличения расхода воды (например, в трубке Вентури) или путем аэрации чистым воздухом. кислород. Аэрация применима на водоочистных сооружениях, а также в широких реках. Кислород оказывает очищающее действие, поскольку он необходим для микроорганизмов и окисляет соединения. Поэтому о загрязнении воды свидетельствует БПК или ХПК (химическое потребление кислорода). Часто применяемое значение БПК 5 указывает концентрацию кислорода, применяемую микроорганизмами в течение пяти дней при 20 o C в аэробной среде для преобразования органического вещества в двуокись углерода, воду и новую биомассу. Выражается в мг O 2 на литр сточных вод. Умножение этого числа на объем сточных вод дает количество опасных веществ. БПК 5 в единицу времени называется нагрузкой БПК. Трудноразложимое вещество исключается из-за короткого времени измерения. ХПК представляет собой количество кислорода (мг), которое требуется для окисления всех окисляемых веществ на литр сточных вод. Сюда входят не только легкоразлагаемые органические вещества, но также трудноразлагаемые и стойкие соединения (например, органические соединения хлора) и, следовательно, они превышают значение БПК 5 . Озон можно применять для очистки воды, например, для дезинфекции плавательных бассейнов или питьевой воды. Это более сильное дезинфицирующее средство, чем газообразный хлор, но защита от бактерий длится недолго. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт