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L'ACQUA

chimica









L'acqua è parte integrante dei materiali in uso nell'industria edile: è ingrediente necessario in tutti gli impasti di leganti ed è necessaria al processo di presa e indurimento dei leganti idraulici. Esistono principalmente tre tipi di acqua:

   Le acque meteoriche (pioggia, grandine e neve), cioè quelle provenienti dalla condensazione del vapore acqueo nell'atmosfera, contengono disciolti i gas presenti nell'aria e ne sono saturi;



   Le acque sotterranee sono quelle infiltrate nelle falde profonde o freatiche, portano disciolto un contenuto salino piuttosto 121b15b modesto, quando fuoriescono (acque sorgive o di sorgente) possono essere utilizzate come acque potabili leggere;

   Le acque superficiali (3/4 del pianeta) portano un carico salino maggiore e possono essere dolci o salate.

Nelle strutture mineralogiche l'acqua può trovarsi in diverse forme:

   Acqua igroscopica, cioè umidità rimasta adesa sullo sviluppo superficiale del corpo (adsorbimento: trattenuto a livello chimico);

   Acqua di cristallizzazione (es. gesso o cadmio), si tratta di molecole di acqua che entrano a pieno titolo nell'unità strutturale della sostanza e si dispongono in posizioni ben precise del reticolo cristallino;

   Acqua strutturale (es. fenomeno carsico).














Si definisce durezza di un'acqua il suo contenuto di cationi non monovalenti, principalmente Ca Mg ed è espresso in gradi idrotimetrici francesi (°F), considerando il carico salino come carbonato di calcio, CaCO3, massa molecolare 100 g * mol-1: 1°F corrisponde a 1 g di CaCO3 in 1 hL d'acqua (cioè 10 mg/L).

1 mg 1 ppm (parti per milione)

Le acque si classificano come:

   Dolci, quando la durezza è inferiore a 15°F;

   Dure, da 15°F a 35°F;

   Durissime, oltre 35°F (non è potabile).

La durezza di un'acqua deve distinguersi in temporanea e permanente, perché parte di essa può essere perduta in seguito a ebollizione e successiva filtrazione o decantazione. Per abbassare la durezza di un'acqua si mette il sale, in modo che in percentuale il calcio presente nell'acqua si abbassa. Dunque, la parte di durezza allontanabile per riscaldamento si definisce temporanea, quella rimanente è da considerare permanente. Quella originaria, preesistente al trattamento termico addolcente, è la durezza totale.


Durezza totale durezza temporanea durezza permanente


Infine, il metodo di gran lunga più praticato per la deionizzazione dell'acqua fa uso di resine a scambio ionico. 
















Nell'industria l'acqua è utilizzata per diversi scopi:

   Come materia prima, cioè come reattivo in molte reazioni chimiche;

   Come mezzo dilavante per i prodotti da purificare e per la pulizia degli impianti;

   Come scambiatore di calore.


Ca2+ (aq) + 2HCO-3 (aq)   CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (L)

Reazione reversibile

Da questa equazione di reazione si vede per mantenere in soluzione le quantità di calcio e magnesio presenti, per fare in modo che questo equilibrio sia spostato verso sinistra, occorre un determinato tenore di CO2 disciolto, ma non di meno né di più. Acque con questo contenuto di diossido di carbonio si definiscono equilibrate. Invece, acque con contenuto di CO2 inferiore alla concentrazione d'equilibrio sono definite incrostanti, perché il carbonato di calcio solido alla lunga occlude le condutture e si deposita sulle superfici e ne consegue una riduzione della conducibilità termica. Si definiscono, invece, aggressive quelle acque che contengono CO2 in eccesso tendendo a solubilizzare i composti di calcio e magnesio contenuti nei cementi.

Acque da impiegare in edilizia debbono essere esenti da:

   Ioni di solfato;

   Sostanze organiche;

   Composti igroscopici e deliquescenti, cioè un elevato contenuto di cloruri.

Perciò, vanno evitate l'acqua marina e le acque salmastre (acque stagnanti), le acque troppo vicine alla purezza (acque piovane). Le acque lacustri e fluviali sono le migliori, anche se ne va sempre dosato il contenuto. L'intervallo di temperatura per un'acqua industriale è tra i 10°C e i 15°C.  







L'acqua reflua (acqua che dopo il suo utilizzo viene scaricata), industriale o urbana deve essere trattata prima di immessa nei corsi naturali, in modo da abbattere il carico di inquinante. Ciò avviene nei depuratori consortili, ma spesso le industrie sono tenute ad intervenire sulle proprie acque reflue con trattamento specifici.

Le operazioni comuni a tutte le acque raccolte sono:

   La grigliatura, per trattenere i solidi grossolani attraverso griglie metalliche;

   La desabbiatura (sistema di decantazione dinamica);

   La disoleatura, che sfrutta la diversa densità e l'immiscibilità di acqua e olio;

   L'ossidazione biocatalitica;

   La depurazione chimica, tesa a eliminare il carico di metalli pesanti e di fosfati;

   La filtrazione attraverso sabbia, ghiaia e polvere di antracite che adsorbe un grande numero di sostanze chimiche.


Se l'acqua dovesse risultare troppo dura, prima della filtrazione finale, verrà sottoposta ad un processo di addolcimento, oppure verrà avviata ad un processo di totale demineralizzazione attraverso una batteria a scambio cationico e a scambio anionico.






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