Исследовательская работа «Изучение электропроводности водного раствора питьевой соды»
Введение
Сода была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства.
В промышленности, торговле и в быту под названием сода встречаются несколько продуктов: кальцинированная сода - безводный углекислый натрий Na2СO3, двууглекислая сода - бикарбонат натрия NaНСO3, часто называемая также питьевой содой, кристаллическая сода Na2СO3 10Н2O и Nа2СO3 Н2O и каустическая сода, или едкий натр, NаОН.Современная пищевая сода - типичный промышленный продукт
В настоящее время в мире производится несколько миллионов тонн соды в год для различного использования.
Сода - многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Заинтересовался эти веществом, которое есть у каждого в доме и решил изучить, как проявляются различные свойства водного раствора соды в зависимости от температуры и концентрации раствора.
Итак, перед нами стояла цель:
Исследовать зависимость электропроводности водного раствора питьевой соды от температуры и концентрации водного раствора.
Задачи:
Изучить литературу по теме исследования.
Провести опрос на знание применения различных областей применения пищевой соды.
Научиться готовить раствор питьевой соды различной концентрации.
Исследовать зависимость электропроводности от концентрации раствора и температуры.
Актуальность исследования:
Сода многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Знать её свойства- актуально всегда.
На слайде представлены основные области применения пищевой соды.
химическая промышленность
легкая промышленность
текстильная промышленность
пищевая промышленность
медицинская промышленность
металлургия
Итак, в химической промышленности - для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии.
В металлургии - при осаждении редкоземельных металлов и флотации руд.
В текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей).
В легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож).
В пищевой промышленности - хлебопечение, производство кондитерских изделий, приготовление напитков.
В медицинской промышленности - для приготовления инъекционных растворов, противотуберкулезных препаратов и антибиотиков
После изучения теоретического материала, я решил узнать у своих одноклассников, знают ли они, в каких областях промышленности используется пищевая сода:
В быту
Пищевая промышленность
Медицина
Химическая промышленность
Металлургия
Легкая промышленность
Вот результаты опроса: наибольшее количество респондентов ответило:
В быту -63%
Пищевая промышленность-71%
Химическая промышленность- 57%, наименьшее количество респондентов указало на использование соды в металлургии и легкой промышленности.
Для проведения дальнейших исследований мне было необходимо приготовить водный раствор разной концентрации.
Гипотеза
Итак, если увеличить концентрацию водного раствора пищевой соды, то её электропроводность увеличится.
II. Экспериментальная часть
«Исследование электропроводности водного раствора пищевой соды»
Цель: убедиться в том, в водном растворе соды имеются носители электричества – ионы, которые проводят электрический ток.
Оборудование: сода пищевая, стаканы химические из термостойкого стекла, электроды, соединительные провода, источник питания, амперметр, вольтметр, ключ, лабораторные весы, разновесы, термометр, электрическая плитка. Опыт 1. «Приготовление водного раствора пищевой соды»
Цель: Научиться готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Оборудование: стаканы химические из термостойкого стекла, фильтрованная вода, весы, разновесы, пищевая сода.
Выполнение опыта:
На весах завесить 4 г пищевой соды;
В химический стакан налить 96 мл. фильтрованной воды;
Пересыпать соду в стакан с водой и тщательно перемешать;
Повторить опыт для приготовления раствора 8% и 12%
№ Масса соды (г) Количество воды (мл) концентрация соды в (%)
1 4 96 4
2 8 92 8
3 12 88 12
Вывод: Экспериментальным путем научился готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Опыт 2. «Исследование электропроводности раствора пищевой соды»
Цель: доказать, что с увеличением концентрации раствора соды увеличивается ее электропроводность.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды.
Удельное сопротивление - скалярная величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади. Чем больше удельное сопротивление материала проводника, тем больше его электрическое сопротивление.
Единица удельного сопротивления – ом-метр (1 Ом·м).
Выполнение опыта:
Собрать электрическую цепь по схеме;
Поместить электроды в химический стакан с концентрацией раствора пищевой соды 4%, 8% и 12%;
Измерить показания амперметра и вольтметра;
Рассчитать сопротивление раствора;
Рассчитать электропроводность раствора.
Таблица 2.
№ Концентрация соды 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 опыта по схеме собрали электрическую цепь. Изменяя концентрацию водного раствора, записываем показания амперметра и вольтметра.
Измерения проводились при температуре 180С и давлении атмосферы 757 мм.рт.ст.
Вывод: Экспериментальным путем научился определять электропроводность пищевой соды и убедился в том, что чем больше концентрация раствора тем больше электропроводность раствора пищевой соды. А сопротивление раствора, с увеличением концентрации, уменьшается. Следовательно при 12% растворе пищевой соды электропроводность будет самая высокая, а сопротивление самое низкое.
Опыт 3. «Исследование зависимости электропроводности от температуры раствора»
Цель: Убедиться, что электропроводность изменяется при изменении температуры.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды, термометр, электрическая плитка.Выполнение опыта:
Собрать установку по схеме;
4% раствор пищевой соды поставить на плитку;
Включить плитку;
Фиксировать температуру раствора;
Измерять показания амперметра и вольтметра через каждый градус раствора;
Рассчитать сопротивление и электропроводность по формулам.
Для исследования этой зависимости 4 % процентный раствор пищевой соды стали нагревать фиксируя температуру при помощи термометра.
Таблица 3.
% раствора tо С раствора 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)
Вывод: Из опыта очевидно, что электропроводность с увеличением температуры, возрастает. При нагревании скорость ионов увеличивается, тем самым ускоряется процесс переноса зарядов из одной точки в другую.
График 1. Зависимость сопротивления раствора от температуры.
График 2. Зависимость электропроводности от температуры
Заключение
Изучив литературу о свойствах пищевой соды, ее применении в медицине, пищевой промышленности, быту, проделав ряд опытов, мы убедились в том, что:
Сода- многоликое вещество, обладающее различными свойствами
Сопротивление раствора соды зависит от его концентрации.
Электропроводность раствора также зависит от концентрации.
Электропроводность с повышением температуры увеличивается.
Литература
Общая химическая технология. Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. - М.: Высшая школа.
Основы общей химии, т. 3, Б. В. Некрасов. - М.: Химия, 1970.
Общая химическая технология. Фурмер И. Э., Зайцев В. Н. - М.: Высшая школа, 1978.
Общая химическая технология, под ред. И. Вольфковича, т. 1, Сода М. - Л., 1953, с. 512-54;
Беньковский В., Технология содопродуктов, М, 1972;
Шокин И. Н., Крашенинников Сода А., Технология соды, М., 1975.
Какая разница между электродным и ТЭНовым котлом?
В ТЭНовом котле с помощью электроэнергии нагревается ТЭН - трубчатый электронагреватель, который затем отдает свое тепло теплоносителю. Электродный котел работает за счет пропускания тока через теплоноситель (воду или незамерзающий теплоноситель «-20 С»). Прохождение переменного тока нельзя назвать электролизом, так как происходит лишь ионизация жидкости. Электродный котел - простой и очень надежный нагреватель воды (жидкости) в идеальных случаях может работать без замены элементов многие годы (десятки лет).
Что влияет на работоспособность и срок службы электродных котлов?
Для работы электродного котла необходимо, чтобы теплоноситель имел нужное удельное сопротивление (удельную проводимость). Электродный котел - это часть отопительной системы. Для обеспечения надежной, продолжительной, безаварийной работы котла отопительная система должна соответствовать рекомендованным параметрам в паспорте на котел.
Почему отопительные системы на базе электродных котлов как правило экономичнее и надежнее ТЭНовых?
Несмотря на некоторые сложности при запуске отопительных систем на базе электродных котлов, электродные котлы экономичнее ТЭНовых как минимум на 20 - 30%. Экономичность электродных котлов проверена практикой монтажа и эксплуатации в течение более 15 лет. Надежность и экономичность обеспечивается более простой, надежной конструкцией. В ТЭНовом котле сначала нагреваются ТЭНы, а потом ТЭНы отдают тепло жидкости. В электродном котле роль нагревателя играет сама жидкость. При прохождения тока, жидкость греется всем объемом, находящимся в котле. Используя электродный нагрев жидкости можно уменьшить объем котла в несколько раз по сравнению с ТЭНовым такой же мощности.
При правильно собраной системе, котел стартует с малой (менее 50%) от номинальной мощности, и при прогреве постепенно набирает мощность. Современная автоматика позволяет поддерживать комфортную температуру в помещении с точностью + / - 0,2 град. С. При отоплении загородных домов возможно использование недельного режима для управления отопительной системой.Таким образом экономичность в работе электродных котлов достигается за счет:
- Меньшей инерции нагрева (в несколько раз);
- Плавного старта;
- Применение современной автоматики;
Надежность и долговечность обеспечивается простотой конструкции и применением современных материалов.
Сколько электроэнергии будет потреблять котел?
Котел будет потреблять ровно столько эл. энергии, сколько составляют теплопотери здания.
При нормальном режиме эксплуатации, при нормальных теплопотерях, при правильном выборе котла, при максимально зимнем режиме (когда на улице для Киева -23, при нормальной сборке системы отопления котел работает около 8 часов в сутки (в режиме включение - нагрев, отключение - остывание). Далее берем мощность котла умножаем в среднем на 8 часов и получаем потребление эл. энергии в сутки.
Как правильно подобрать котел?
Электродный котел «ION» подбирается по следующим параметрам:
- 1 кВт мощности электродного котла может обогреть помещение площадью до 20 кв / м, объемом до 60 куб / м и 40 литров воды в системе отопления.
Например, - котел мощностью 5 кВт может обогреть помещение площадью 100 кв / м, объемом 300 куб / м и с количеством воды в системе отопления до 240 литров.
Какие трубы и радиаторы можно использовать в отопительной системе с электродных котлом «ION»?
Для систем отопления могут использоваться любые трубы, которые для этой цели сертифицированы. Мы рекомендуем использовать полипропиленовые.
Использование металлопластиковых труб нежелательно, соединительные фитинги существенно сужают проходное сечение;
металлопластиковая труба часто подвержена деформации и расслоению при колебании температуры жидкости.
Можно использовать любые современные радиаторы (чугунные, биметаллические), но лучше всего использовать батареи стальные. Чугунные радиаторы использовать нежелательно, так как они имеют значительный объем жидкости, пористую структуру и содержат внутри грязь.
Для обеспечения долговечности и надежности котла, внутренний диаметр входных и выходных труб и трубных фитингов не должен быть меньше внутреннего диаметра входного и выходного патрубка самого котла.
Какие преимущества электродных котлов «ION»?
Рабочая камера котлов «ION» выполнена из толстого трубного специального материала, что очень важно для ионизационных котлов в плане их надежности и долговечности.
Рабочая камера практически всех подобных котлов выполнена из тонкостенного обычного трубного материала. Электроды котлов «ION» большего диаметра выполнены из специального сплава, что увеличивает их долговечность и надежность при ионообменном процессе, а также дает возможность формировать тепловой поток внутри камеры котла с большей скоростью в отличие от котлов тех же котлов других производителей.
Котлы «ION» представлены в более широком модельном ряде в отличие от других марок котлов, что позволяет расширить покупательский спрос.
Производитель котлов «ION» не привязывает покупателя к своему теплоносителя, и электрокотлы «ION» могут эксплуатироваться, в отличие от некоторых котлов, с обычной водой или с самостоятельно подготовленным раствором в системе отопления.
Можно в качестве теплоносителя использовать антифриз?
Необходимо понимать, что антифриз не предназначен для использования в системах отопления. Он ядовит! Лучше использовать специальные незамерзающие жидкости. Но так как производители этих жидкостей не учитывают ее электропроводность, то возможно после закачки ее в систему отопления придется все равно делать подготовку, - настроить электрокотел на необходимый ток (об этом подробно описано в руководстве по эксплуатации). Из практики могу сказать, что обычно при использовании незамерзающих жидкостей ток на фазе электрокотла бывает завышен, - и необходимо разбавлять дистиллированной водой (примерно до температуры замерзания -5-10 гр.).
И конечно не стоит забывать о свойствах антифриза:
- Физические свойства антифриза существенно отличаются от физических свойств воды. Теплоемкость антифризов на 15-20% меньше, чем у воды, вязкость в 2-3 раза выше, объемное расширение больше на 40-60%. Также отличаются и величины теплопроводности, температуры кипения, других физических характеристик. Это означает, что при использовании антифриза в системе отопления потребуется увеличить на 40-50% тепловую мощность радиаторов, на 40-50% увеличить объем расширительного бака, на 60% увеличить величину напора циркуляционного насоса, изменить ряд других параметров системы отопления, в том числе и мощность котла.
- Если температура антифриза в системе, даже в какой-либо одной ее точки (а чаще всего это происходит внутри нагревательного элемента котла), превышает критическую для данной марки антифриза величину - происходит термическое разложение этиленгликоля и антикоррозионных присадок с образованием кислот и выпадением твердых осадков. Осадки ухудшают проток теплоносителя по системе. Кислоты вызывают коррозию металлов системы отопления. Также перегрев антифриза вызывает повышенное пенообразование, которое приводит к завоздушиванию системы, а в отдельных случаях и до загустения пены, и образование твердых пензообразних отложений. Разложение присадок приводит к тому, что антифриз вступает в химическую реакцию с материалами уплотнителей - резины, паронита и т.п., что вызвало появление течи в местах соединений. Кроме того недопустимо использование трубопроводов, имеющих внутреннее цинковое покрытие.
- Антифризы обладают свойством повышенной проницаемости или текучести. Чем больше резьбовых соединений, прокладок, уплотнений, тем выше вероятность появления утечки. В основном утечка часто возникает при выключенном отоплении, когда система остыла. Из-за охлаждения происходит уменьшение объема металлических соединений и, как следствие, появление микроканалов, по которым выходит антифриз. По этой причине, все соединения в системе отопления должны быть доступны для осмотра и ремонта, это означает, что скрытый монтаж системы отопления недопустим. Антифризы на основе этиленгликоля токсичны (одноразовая смертельная доза 100-300 мл), поэтому их нельзя использовать для нагрева воды в системах ГВС, так как при негерметичности теплообменников, они могут попасть в точки разбора горячей воды. Пары антифриза также токсичны и не должны проникать в жилые помещения.
- Если у вас нет другого выбора и вы решили использовать в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость, то следует остановить свой выбор на незамерзающей жидкости для электродных котлов "ПОТОК-40" , но следует принять во внимание, что для этого необходимо произвести замену всех резиновых прокладок в системе отопления на паронитовые!
Возможно ли использование электродного котла «ION» совместно с циркуляционным насосом?
Электродный котел является нагревателем проточного типа и для корректной работы котла и системы отопления с использованием циркуляционного насоса необходимо обеспечить проток теплоносителя через котел с такими показателями:
Трубы любого диаметра применяются при монтаж электродного котла?
В отопительной системе рекомендуется делать разводку на входе и выходе из электрокотла трубами диаметром не менее 1 дюйм, в системе отопления. После гребенки можно переходить на трубы меньшего диаметра, при условии, что суммарное сечение труб меньшего диаметра будет не менее 1 дюйма.
Как обогреть дом площадью более 750 кВ / м?
Что делать, если площадь моего помещения 2800 кВ / м?
Для площади 2800 кВ / м необходимо установить мини-котельную, состоящий из 4-х электродных котлов «ION» 3/36 соединенных параллельно друг с другом. При параллельном включении двух и более электрических электродных котлов «ION» (одинаковой мощности) в одну систему водяного отопления площадь (объем) отапливаемого помещения увеличивается в 2 и более раза.
Например: две модификации 3/36 отапливают площадь 1500 кв / м, объемом 4500 куб / м, три модификации 3/36 отапливают площадь 2250 кВ / м, объемом 6750 куб / м и т.д..
Может электродный котел работать без циркуляционного насоса?
Ионизационная камера, где происходит процесс нагрева, небольшого размера, поэтому следует резкий разогрев теплоносителя и, как следствие, повышение его давления (при максимальной мощности прибора - до 2 атмосфер). Таким образом, электродный котел «ION» может работать в отопительных системах без циркуляционного насоса, если система отопления собрана по схеме естественной циркуляции.
Возможно ли параллельное подключение с другими котлами?
Электродный котел возможно монтировать параллельно с другими котлами (газовые, твердотопливные и т. д.), и пользоваться ими в удобное для Вас время.
Для запуска электродного котла нужен амперметр или измерительные клещи?
После подключения котла в систему отопления и включения питания амперметром измеряется потребляемая сила тока. В случае, если сила тока более указанной в паспорте котла, необходимо добавить в систему отопления дистиллированную (талую или дождевую) воду. В случае если сила тока меньше требуемой, необходимо добавить в систему отопления каустическую (пищевую) соду из расчета 30 грамм на 100 литров воды, размешав соду в теплой воде.
Можно ли использовать электродный котел "ION" в системах отопления с алюминиевыми радиаторами?
Да, это возможно, единственное предостережение, вместо содового раствора для повышения электропроводности воды необходимо использовать АСО-1 (специальное средство для алюминиевых радиаторов)
Какая жидкость используется в системе отопления при работе электродного котла «ION»?
При работе электродного котла «ION» не нужен специально подготовленный теплоноситель. В его работе используется обычная вода с удельным электрическим сопротивлением не более 1300 Ом см. Поскольку вода - элемент электроцепи, выделяющий тепло, она нуждается в определенной подготовке, чтобы получить нужное электрическое сопротивление (например, попытки нагреть дистиллированную воду не будут иметь успеха, поскольку она не проводит электрический ток). Подготовку же выполняют опытным путем - уменьшают электрическое сопротивление воды, добавляя раствор каустической (пищевой) соды, или повышают, примешивая дистиллированную (дождевую, талую) воду. Все это подробно описано в паспорте к электрокотлов.
Можно ли использовать электродный котел «ION» для получения горячего водоснабжения?
Электродные котлы «ION» могут работать совместно с бойлерами косвенного нагрева для получения горячего водоснабжения например электрокотел «ION» 3/9 может отапливать помещение площадью до 180 м2, высотой потолка до 3-х метров и объемом воды в системе отопления до 360 литров, при подключении бойлера косвенного нагрева необходимо добавить ему мощности для горячего водоснабжения (ГВС) исходя из паспортных данных вашего бойлера, например 3/ 6 кВт, итого для отопления дома и ГВС, вам понадобится котел общей мощностью 3/ 9 кВт + 3/ 6 кВт = 3/ 15 кВт
Возможно ли использование электрического электродного котла «ION» совместно с системой «теплый пол»?
Водяной теплый пол - это замкнутая система труб, расположенных в стяжке пола и подключенных к системе отопления. Обычно используются металлопластиковые трубы из-за легкости монтажа. Теплый пол можно использовать как основное или дополнительное отопление. При совместном использовании теплого пола с электрическим электродным котлом «ION» можно достичь большего экономического эффекта.
Теплый водяной пол обладает целым рядом преимуществ. Благодаря большой поверхности возрастает количество излучаемого тепла, немедленно передается к окружающим предметам. Таким образом, теплый пол обеспечивает равномерное горизонтальное и вертикальное распределение тепла по всей площади помещения.
Можете доступным языком объяснить, как подготовить теплоноситель?
Если Вы используете в своей отопительной системе в качестве теплоносителя обычную воду, то ее необходимо привести в соответствие с ГОСТ Р 51232 «Вода питьевая» (1300 Ом на куб / см).
В домашних условиях Вы этого не сможете сделать, не имея специального оборудования. Но возможно пойти другим путем.
При запуске электрокотла «ION» в работу, необходимо замерить амперметром пусковой ток токоизмерительными клещами (или амперметром прямого включения).
Если при запуске сила тока не соответствует параметрам, указанным в паспорте изделия, то следует предпринять следующие действия:
- Ток меньше - необходимо добавить содовый раствор порционно (он уменьшает удельное сопротивление жидкости). Первый этап - не более чайной ложки на сто литров воды (теплоносителя). Если через 2 часа ток увеличился незначительно следует повторить первый этап.
- Ток больше - добавьте дистиллированной или дождевой (талой) воды (она увеличивает удельное сопротивление жидкости).
Подскажите какие еще нужно покупать материалы и еще придется сделать для запуска в работу вашего котла?
Примерный список дополнительных материалов и оборудования для монтажа и запуска однофазной системы отопления «ION».
Обязательно :
- Магнитный пускатель (контактор) соответствующий токовым характеристикам данной модели «ION» .
- Автоматически выключатель (автомат) однополюсный соответствующий токовым характеристикам данной модели «ION».
- Электрический кабель (электрический провод) по сечению соответствующий токовым характеристикам данной модели «ION». Электрический кабель (электрический провод) для подключения терморегулятора (например 3х0, 5 (0,75) или пв 3х0, 5 (0,75).)
- АСО -1 (заменитель соды для алюминиевых радиаторов), в случае, если в системе установлены алюминиевые радиаторы, для повышения электропроводности воды
- Бокс (ящик) для установки пускозащитной аппаратуры.
- Амперметр прямого включения (измерительные клещи) для контроля за рабочей нагрузкой и при необходимости своевременной корректировки электропроводности теплоносителя.
- Котрольно лампа указывает на состояние котла (нагрев, перерыв, отсутствие / наличие электропитания в сети).
- Недельный программатор SALUS FL091 для дополнительной экономии электроэнергии и более комфортного использования отопительной системы
Защитное заземление ОБЯЗАТЕЛЬНО!
Система отопления:
Для облегчения работы котла «ION» и значительной экономии электроэнергии желательно использовать циркуляционный насос. Систему отопления обеспечить дополнительно вентилями для удобного обслуживания, монтажа-демонтажа котла и насоса.
А чем лучше трехфазные котлы?
Все зависит от того какое напряжение у вас, - 220 или 380.
Если у вас есть возможность установить котел на три фазы 380В. , От 3/6 кВт, это вам дает дополнительные преимущества. В трехфазных котлах установлено три электрода, которые можно включать ступенчато, например у котла «ION» 3/6 кВт установлено три электрода по 2 кВт, в периоды межсезонья, когда на улице + 10 градусов, вам не нужно включать котел на полную мощность, а достаточно включить один электрод. Если у вас нет трех фаз, то вы можете установить трехфазный котел на одну фазу. Фаза разделяется на три выхода и подсоединяется через автоматы к трем электродам. Трехфазніе котлі целесообразно использовать от 100 м.кв.
Какие проблемы могут быть при монтаже медных трубопроводов?
При сборе системы отопления из медных трубопроводов важной проблемой является соединение меди с другими металлами в одной системе циркуляции воды. В случае непосредственного соединения меди со сталью, оцинкованной сталью или алюминием, возникает электрохимическая реакция, вызывающая быстрое растворение железа, цинка и алюминия. А также нельзя использовать трубы в качестве элемента заземления электротехники. Для исключения этого явления необходимо отделить эти металлы от меди изолирующей прокладкой. Даже при отсутствии металлического стыка медь стимулирует коррозию вышеуказанных материалов. Этот процесс является результатом выделяемых в осадок ионов меди (Cu2 +), проникающих в воду в процессе равномерной коррозии медных поверхностей. Ионы осаждаются в местах уже возникших коррозионных язв, вызывают ускоренное разрушение основного материала (стали, оцинкованной стали, или алюминия). К наиболее опасных форм коррозии относится язвенная и эрозионная.
Язвенная коррозия, есть локальная коррозия металла, наступает в местах разрушения оксидной защитной пленки, покрывающей внутренние, находящиеся в контакте с водой, поверхности труб. В трубах холодного и горячего водоснабжения, перечисленные ниже факторы затрудняют образование защитной пленки или повреждают уже существующую пленку:
- неправильный химический состав меди,
- неправильная подготовка внутренних поверхностей труб в процессе их производства,
- утечка припоя на внутреннюю поверхность труб,
- наличие внутри труб твердых частиц (например, песка), которые проникли в установку в ходе монтажа или во время эксплуатации (отсюда требование фильтрации воды как подаваемой в систему, так и используемой для ее промывки).
Эрозионных коррозию вызывает турбулентное течение воды у стенок труб. Таким образом, важным является соблюдение проектной скорости течения воды, а также исключение местных сопротивлений, например сужений, наплывов от припоя, неправильно выполненных отводов.
В системах отопления сочетание стали и меди допустимо лишь при содержании кислорода в воде не превышает 0,1 мг/дм3, что практически возможно только в замкнутых системах. Даже в замкнутой системе циркуляции не рекомендуется применять в одной схеме медь и алюминиевые радиаторы.
Можно использовать электродный котел для отопления, если у меня в электросети установлен Устройство защитного отключения (УЗО)?
Практическая величина утечки тока определена конструкцией изоляторов и лежит в пределах 20 ¬ 40 мА. На это следует обратить особое внимание при подключении нагревателей к электрической сети с установленным устройства защитного отключения (УЗО), которое обычно регистрируют утечку тока в пределах 30 ¬ 40 мА.
Учитывая это, нагреватели данного типа необходимо подключать через отдельный автоматический выключатель, минуя УЗО.
Могу ли я получить сертификат соответствия на вашу продукцию?
Наша компания имеет пятнадцатилетний опыт разработки и производства электродных (ионных) котлов. Впервые на рынке Украины представляем энергосберегающий электродный отопительный прибор "ION" нового поколения.
Произведенный с использованием новейших технологий и современных материалов. Усовершенствованная конструкция и улучшенный состав сплава электрода обусловливают долгий срок использования.
Электродный отопительный прибор "ION" производится согласно технических условий и конструкторской документации.
Ознакомиться с сертификатом качества можно, кликнув на изображение.
Розанов Евгений
Сода - многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Заинтересовался эти веществом, которое есть у каждого в доме и решил изучить, как проявляются различные свойства водного раствора соды в зависимости от температуры и концентрации раствора
Скачать:
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
Работу выполнил: Розанов Евгений. Научный руководитель: Хабарова Ольга Николаевна
Доронинское содовое озеро – гидрологический памятник природы, самое крупное содовое озеро Восточной Сибири. Площадь водоёма в разные сезоны и годы изменяется от 3,7 до 4,8 км2. Средняя глубина воды составляет около 4 м, наибольшая - 6,5 м. На озере находится наиболее известное в Забайкалье месторождение самосадочной соды.
Диоскорид Педаний Грек по происхождению, врач, фармаколог и натуралист, один из основателей ботаники, Диоскорид Педаний родился в Аназарбе, Киликия, Малая Азия (совр. Назарва). Диоскорид много странствовал вместе с римской армией при императоре Нероне, занимаясь военной медициной, коллекционированием и определением растений. Основная работа Диоскорида – «De materia medica» («О лекарственных веществах») содержит описание 600 растений, 1000 различных медицинских препаратов. В Средние века «De materia medica» считалась основным источником знаний по ботанике и фармакологии.
Анри Луи Дюамель дю Монсо Петр Первый
Леблан Изучал медицину, слушал лекции по химии Г. Руэля в Ботаническом саду Парижа. В 1791 году Никола Леблан получил патент на «Способ превращения глауберовой соли в соду». Свою технологию получения соды Леблан предложил герцогу Филиппу Орлеанскому, личным врачом которого он был. В 1789 году герцог подписал с Лебланом соглашение и выделил ему двести тысяч серебряных ливров на строительство завода. Содовый завод в пригороде Парижа Сен-Жени назывался «Франсиада – Сода Леблана» и ежедневно давал 100-120 кг соды. Во время Французской революции в 1793 году герцог Орлеанский был казнен, собственность его конфискована, а содовый завод и сам патент Леблана – национализированы. Лишь через семь лет Леблану вернули разоренный завод, восстановить который ему уже не удалось.
Цель: Исследовать зависимость электропроводности водного раствора питьевой соды от температуры и концентрации водного раствора.
Задачи: Изучить литературу по теме исследования. Провести опрос на знание применения различных областей применения пищевой соды. Научиться готовить раствор питьевой соды различной концентрации. Исследовать зависимость электропроводности от концентрации раствора и температуры.
Актуальность исследования Сода многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Знать её свойства- это актуально всегда.
Сода - многоликое вещество
Область применения пищевой соды химическая легкая промышленность текстильная промышленность пищевая промышленность медицинская промышленность металлургия
Химическая промышленность В химической промышленности - для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии.
Металлургия В металлургии - при осаждении редкоземельных металлов и флотации руд.
Текстильная и легкая текстильная промышленность (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей). легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож).
Пищевая промышленность В пищевой промышленности - хлебопечение, производство кондитерских изделий, приготовление напитков.
Медицинская промышленность В медицинской промышленности - для приготовления инъекционных растворов, противо- туберкулезных препаратов и антибиотиков
Анкетирование Как вы считаете в каких областях промышленности используется пищевая сода: Пищевая промышленность Медицина Металлургия Химическая промышленность Легкая промышленность В быту
Результаты опроса
Вывод по анкетированию Большая часть респондентов ответили, что соду используют чаще всего в быту, в пищевой промышленности, в химической промышленности.
Гипотеза Если увеличить концентрацию водного раствора пищевой соды, то её электропроводность увеличится.
Опыт №1 «Приготовление водного раствора пищевой соды» Цель: научиться готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации. Оборудование: 3 химических стакана, пищевая сода, фильтрованная вода, весы, разновесы.
№ Масса соды (г) Масса воды (мл) Концентрация соды (%) 1 4 96 4 2 8 92 8 3 12 88 12
Вывод: Экспериментальным путем научился готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Опыт№2 «Исследование электропроводности раствора пищевой соды» Цель: доказать, что с увеличением концентрации раствора соды увеличивается ее электропроводность. Оборудование: Источник питания, 2 электрода, 3 стакана с раствором соды различной концентрации, амперметр., вольтметр, соединительные провода, ключ
Схема установки
Таблица № Концентрация соды 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
Формулы для расчёта R=U/I (Ом=В/А) λ =1/R (1/Ом=См)(сименс)
Вывод: Экспериментальным путем научился определять электропроводность пищевой соды и убедился в том, что чем больше концентрация раствора тем больше электропроводность раствора пищевой соды. А сопротивление раствора, с увеличением концентрации, уменьшается.
Опыт № 3 «Исследование зависимости электропроводности от температуры раствора» Цель: Убедиться в том, что электропроводность раствора зависит от температуры. Оборудование: Термометр, Источник питания, 2 электрода, 3 стакана с раствором соды различной концентрации, амперметр., вольтметр, соединительные провода, ключ, нагревательный элемент.
Таблица % раствора t о С раствора 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
График 1. Зависимость сопротивления раствора от температуры
График 2. Зависимость электропроводности от температуры
Вывод: Из опыта очевидно, что электропроводность с увеличением температуры, возрастает. При нагревании скорость ионов увеличивается, тем самым ускоряется процесс переноса зарядов из одной точки в другую, от одного электрода к другому.
Заключение: Изучив литературу по теме исследования, проведя социологический опрос, мы пришли к выводу: Сода- многоликое вещество, обладающее различными свойствами Сопротивление раствора соды зависит от его концентрации. Электропроводность раствора также зависит от концентрации. Электропроводность с повышением температуры увеличивается.
Спасибо за внимание!
Предварительный просмотр:
Исследовательская работа
«Изучение электропроводности водного раствора питьевой соды»
Введение
Сода была известна человеку примерно за полторы-две тысячи лет до нашей эры, а может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства.
В промышленности, торговле и в быту под названием сода встречаются несколько продуктов: кальцинированная сода - безводный углекислый натрий Na
2
СO
3
, двууглекислая сода - бикарбонат натрия NaНСO
3
, часто называемая также питьевой содой, кристаллическая сода Na
2
СO
3
10Н
2
O и Nа
2
СO
3
Н
2
O и каустическая сода, или едкий натр, NаОН.
Современная пищевая сода - типичный промышленный продукт
В настоящее время в мире производится несколько миллионов тонн соды в год для различного использования.
Сода - многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Заинтересовался эти веществом, которое есть у каждого в доме и решил изучить, как проявляются различные свойства водного раствора соды в зависимости от температуры и концентрации раствора.
Итак, перед нами стояла цель:
Исследовать зависимость электропроводности водного раствора питьевой соды от температуры и концентрации водного раствора.
Задачи:
- Изучить литературу по теме исследования.
- Провести опрос на знание применения различных областей применения пищевой соды.
- Научиться готовить раствор питьевой соды различной концентрации.
- Исследовать зависимость электропроводности от концентрации раствора и температуры.
Актуальность исследования:
Сода многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Знать её свойства- актуально всегда.
На слайде представлены основные области применения пищевой соды.
- химическая промышленность
- легкая промышленность
- текстильная промышленность
- пищевая промышленность
- медицинская промышленность
- металлургия
Итак, в химической промышленности - для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фтористых реактивов, товаров бытовой химии.
- В металлургии - при осаждении редкоземельных металлов и флотации руд.
- В текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей).
- В легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож).
- В пищевой промышленности - хлебопечение, производство кондитерских изделий, приготовление напитков.
- В медицинской промышленности - для приготовления инъекционных растворов, противотуберкулезных препаратов и антибиотиков
После изучения теоретического материала, я решил узнать у своих одноклассников, знают ли они, в каких областях промышленности используется пищевая сода:
- В быту
- Пищевая промышленность
- Медицина
- Химическая промышленность
- Металлургия
- Легкая промышленность
Вот результаты опроса: наибольшее количество респондентов ответило:
- В быту -63%
- Пищевая промышленность-71%
- Химическая промышленность- 57%, наименьшее количество респондентов указало на использование соды в металлургии и легкой промышленности.
Для проведения дальнейших исследований мне было необходимо приготовить водный раствор разной концентрации.
Гипотеза
Итак, если увеличить концентрацию водного раствора пищевой соды, то её электропроводность увеличится.
II. Экспериментальная часть
«Исследование электропроводности водного раствора пищевой соды»
Цель: убедиться в том, в водном растворе соды имеются носители электричества – ионы, которые проводят электрический ток.
Оборудование: сода пищевая, стаканы химические из термостойкого стекла, электроды, соединительные провода, источник питания, амперметр, вольтметр, ключ, лабораторные весы, разновесы, термометр, электрическая плитка.
Опыт 1. «Приготовление водного раствора пищевой соды»
Цель: Научиться готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Оборудование: стаканы химические из термостойкого стекла, фильтрованная вода, весы, разновесы, пищевая сода.
Выполнение опыта:
- На весах завесить 4 г пищевой соды;
- В химический стакан налить 96 мл. фильтрованной воды;
- Пересыпать соду в стакан с водой и тщательно перемешать;
- Повторить опыт для приготовления раствора 8% и 12%
Масса соды (г) | Количество воды (мл) | концентрация соды в (%) |
|
Вывод: Экспериментальным путем научился готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Опыт 2. «Исследование электропроводности раствора пищевой соды»
Цель: доказать, что с увеличением концентрации раствора соды увеличивается ее электропроводность.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды.
Удельное сопротивление - скалярная величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади . Чем больше удельное сопротивление материала проводника, тем больше его электрическое сопротивление.
Единица удельного сопротивления – ом-метр (1 Ом·м).
Выполнение опыта:
- Собрать электрическую цепь по схеме;
- Поместить электроды в химический стакан с концентрацией раствора пищевой соды 4%, 8% и 12%;
- Измерить показания амперметра и вольтметра;
- Рассчитать сопротивление раствора;
- Рассчитать электропроводность раствора.
Таблица 2.
Концентрация соды | I (A) | U (B) | R (Ом) | λ=1 R (1Ом=См) |
|
0,17 |
|||||
0,23 |
|||||
3,53 | 0,28 |
Для опыта по схеме собрали электрическую цепь. Изменяя концентрацию водного раствора, записываем показания амперметра и вольтметра.
Измерения проводились при температуре 18 0 С и давлении атмосферы 757 мм.рт.ст.
Вывод: Экспериментальным путем научился определять электропроводность пищевой соды и убедился в том, что чем больше концентрация раствора тем больше электропроводность раствора пищевой соды. А сопротивление раствора, с увеличением концентрации, уменьшается. Следовательно при 12% растворе пищевой соды электропроводность будет самая высокая, а сопротивление самое низкое.
Опыт 3. «Исследование зависимости электропроводности от температуры раствора»
Цель: Убедиться, что электропроводность изменяется при изменении температуры.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды, термометр, электрическая плитка.
Выполнение опыта:
- Собрать установку по схеме;
- 4% раствор пищевой соды поставить на плитку;
- Включить плитку;
- Фиксировать температуру раствора;
- Измерять показания амперметра и вольтметра через каждый градус раствора;
- Рассчитать сопротивление и электропроводность по формулам.
1,05
5,71
0,175
1,08
5,56
0,180
5,45
0,183
λ=1R (1Ом=См)
Вывод: Из опыта очевидно, что электропроводность с увеличением температуры, возрастает. При нагревании скорость ионов увеличивается, тем самым ускоряется процесс переноса зарядов из одной точки в другую.
График 1. Зависимость сопротивления раствора от температуры.
График 2. Зависимость электропроводности от температуры
Заключение
Изучив литературу о свойствах пищевой соды, ее применении в медицине, пищевой промышленности, быту, проделав ряд опытов, мы убедились в том, что:
- Сода- многоликое вещество, обладающее различными свойствами
- Сопротивление раствора соды зависит от его концентрации.
- Электропроводность раствора также зависит от концентрации.
- Электропроводность с повышением температуры увеличивается.
Литература
- Общая химическая технология. Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. - М.: Высшая школа.
- Основы общей химии, т. 3, Б. В. Некрасов. - М.: Химия, 1970.
- Общая химическая технология. Фурмер И. Э., Зайцев В. Н. - М.: Высшая школа, 1978.
- Общая химическая технология, под ред. И. Вольфковича, т. 1, Сода М. - Л., 1953, с. 512-54;
- Беньковский В., Технология содопродуктов, М, 1972;
- Шокин И. Н., Крашенинников Сода А., Технология соды, М., 1975.
А может быть, и раньше. Ее добывали из содовых озер и извлекали из немногочисленных месторождений в виде минералов. Первые сведения о получении соды путем упаривания воды содовых озер относятся к 64 году нашей эры. Алхимикам всех стран вплоть до 18 века представлялась неким веществом, которое шипело с выделением какого-то газа при действии известных к тому времени кислот - уксусной и серной. Во времена римского врача Диоскорида Педания о составе соды никто не имел понятия. В 1736 году французский химик, врач и ботаник Анри Луи Дюамель де Монсо впервые смог получить из воды содовых озер очень чистую соду. Ему удалось установить, что сода содержит химический элемент «Натр». В России еще во времена Петра Первого соду называли «зодой» или «зудой» и вплоть до 1860 года ее ввозили из-за границы. В 1864 году в России появился первый содовый завод по технологии француза Леблана. Именно благодаря появлению своих заводов сода стала более доступной и начала свой победный путь в качестве химического, кулинарного и даже лекарственного средства.
В промышленности, торговле и в быту под названием сода встречаются несколько продуктов: кальцинированная сода - безводный углекислый натрий Na 2 СO 3 , двууглекислая сода - бикарбонат натрия NaНСO 3 , часто называемая также питьевой содой, кристаллическая сода Na 2 СO 3 10Н 2 O и Nа 2 СO 3 Н 2 O и каустическая сода , или едкий натр, NаОН.
Современная пищевая сода - типичный промышленный продукт
В настоящее время в мире производится несколько миллионов тонн соды в год для различного использования.
Сода - многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Заинтересовался эти веществом, которое есть у каждого в доме и решил изучить, как проявляются различные свойства водного раствора соды в зависимости от температуры и концентрации раствора.
Итак, перед нами стояла цель:
Исследовать зависимость электропроводности водного раствора питьевой соды от температуры и концентрации водного раствора.
Задачи:
Изучить литературу по теме исследования.
Провести опрос на знание применения различных областей применения пищевой соды.
Научиться готовить раствор питьевой соды различной концентрации.
Исследовать зависимость электропроводности от концентрации раствора и температуры.
Сода многоликое вещество, её применение различно. Соду используют от пищевой промышленности до металлургии. Знать её свойства- актуально всегда.
На слайде представлены основные области применения пищевой соды.
химическая промышленность
легкая промышленность
текстильная промышленность
пищевая промышленность
медицинская промышленность
металлургия
В металлургии - при осаждении редкоземельных металлов и флотации руд.
В текстильной промышленности (отделка шелковых и хлопчатобумажных тканей).
В легкой промышленности - в производстве подошвенных резин и искусственных кож, кожевенном производстве (дубление и нейтрализация кож).
В пищевой промышленности - хлебопечение, производство кондитерских изделий, приготовление напитков.
В медицинской промышленности - для приготовления инъекционных растворов, противотуберкулезных препаратов и антибиотиков
В быту
Пищевая промышленность
Медицина
Химическая промышленность
Металлургия
Легкая промышленность
В быту -63%
Пищевая промышленность-71%
Химическая промышленность- 57%, наименьшее количество респондентов указало на использование соды в металлургии и легкой промышленности.
Гипотеза
Итак, если увеличить концентрацию водного раствора пищевой соды , то её электропроводность увеличится.
II . Экспериментальная часть
«Исследование электропроводности водного раствора пищевой соды»
Цель: убедиться в том, в водном растворе соды имеются носители электричества – ионы, которые проводят электрический ток.
Оборудование: сода пищевая, стаканы химические из термостойкого стекла, электроды, соединительные провода, источник питания, амперметр, вольтметр, ключ, лабораторные весы , разновесы, термометр, электрическая плитка.
Опыт 1. «Приготовление водного раствора пищевой соды»
Цель: Научиться готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Оборудование: стаканы химические из термостойкого стекла, фильтрованная вода, весы, разновесы, пищевая сода.
Выполнение опыта:
На весах завесить 4 г пищевой соды;
В химический стакан налить 96 мл. фильтрованной воды;
Пересыпать соду в стакан с водой и тщательно перемешать ;
Повторить опыт для приготовления раствора 8% и 12%
Вывод: Экспериментальным путем научился готовить водный раствор пищевой соды различной концентрации.
Опыт 2. «Исследование электропроводности раствора пищевой соды»
Цель: доказать, что с увеличением концентрации раствора соды увеличивается ее электропроводность.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды.
Удельное сопротивление - скалярная величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади . Чем больше удельное сопротивление материала проводника , тем больше его электрическое сопротивление.
Единица удельного сопротивления – ом-метр (1 Ом·м).
Выполнение опыта:
Собрать электрическую цепь по схеме;
Поместить электроды в химический стакан с концентрацией раствора пищевой соды 4%, 8% и 12%;
Измерить показания амперметра и вольтметра;
Рассчитать сопротивление раствора;
Рассчитать электропроводность раствора.
Таблица 2.
| № | Концентрация соды | I (A) | U (B) | R (Ом) | |
| 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 опыта по схеме собрали электрическую цепь. Изменяя концентрацию водного раствора, записываем показания амперметра и вольтметра.
Измерения проводились при температуре 18 0 С и давлении атмосферы 757 мм.рт.ст.
Вывод: Экспериментальным путем научился определять электропроводность пищевой соды и убедился в том, что чем больше концентрация раствора тем больше электропроводность раствора пищевой соды. А сопротивление раствора, с увеличением концентрации, уменьшается. Следовательно при 12% растворе пищевой соды электропроводность будет самая высокая , а сопротивление самое низкое.
Опыт 3. «Исследование зависимости электропроводности от температуры раствора»
Цель: Убедиться, что электропроводность изменяется при изменении температуры.
Оборудование: три стакана с раствором пищевой соды различной концентрации, источник питания, амперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ, электроды, термометр, электрическая плитка.
Выполнение опыта:
Собрать установку по схеме ;
4% раствор пищевой соды поставить на плитку;
Включить плитку;
Фиксировать температуру раствора;
Измерять показания амперметра и вольтметра через каждый градус раствора;
Рассчитать сопротивление и электропроводность по формулам.
Таблица 3.
| % раствора | t о С раствора | 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 |
Вывод: Из опыта очевидно, что электропроводность с увеличением температуры, возрастает. При нагревании скорость ионов увеличивается, тем самым ускоряется процесс переноса зарядов из одной точки в другую.
График 1. Зависимость сопротивления раствора от температуры.
График 2. Зависимость электропроводности от температуры
Заключение
Изучив литературу о свойствах пищевой соды, ее применении в медицине , пищевой промышленности, быту, проделав ряд опытов, мы убедились в том, что:
Сода- многоликое вещество, обладающее различными свойствами
Сопротивление раствора соды зависит от его концентрации.
Электропроводность раствора также зависит от концентрации.
Электропроводность с повышением температуры увеличивается.
Общая химическая технология. Под ред. И. П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. - М.: Высшая школа.
Основы общей химии, т. 3, Б. В. Некрасов. - М.: Химия, 1970.
Общая химическая технология. Фурмер И. Э., Зайцев В. Н. - М.: Высшая школа, 1978.
Общая химическая технология, под ред. И. Вольфковича, т. 1, Сода М. - Л., 1953, с. 512-54;
Беньковский В., Технология содопродуктов, М, 1972;
Шокин И. Н., Крашенинников Сода А., Технология соды, М., 1975.
Кто знает формулу воды еще со времен школьной поры? Конечно же, все. Вероятно, что из всего курса химии у многих, кто потом не изучает ее специализированно, только и остается знание того, что обозначает формула H 2 O. Но сейчас мы максимально подробно и глубоко постараемся разобраться, Какие ее главные свойства и почему именно без нее жизнь на планете Земля невозможна.
Вода как вещество
Молекула воды, как мы знаем, состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Ее формула записывается так: H 2 O. Данное вещество может иметь три состояния: твердое - в виде льда, газообразное - в виде пара, и жидкое - как субстанция без цвета, вкуса и запаха. Кстати, это единственное вещество на планете, которое может существовать во всех трех состояниях одновременно в естественных условиях. Например: на полюсах Земли - лед, в океанах - вода, а испарения под солнечными лучами - это пар. В этом смысле вода аномальна.
Еще вода - это самое распространенное вещество на нашей планете. Она покрывает поверхность планеты Земля почти на семьдесят процентов - это и океаны, и многочисленные реки с озерами, и ледники. Большая часть воды на планете соленая. Она непригодна для питья и для ведения сельского хозяйства. Пресная вода составляет всего два с половиной процента от всего количества воды на планете.
Вода - это очень сильный и качественный растворитель. Благодаря этому химические реакции в воде проходят с огромной скоростью. Это же ее свойство влияет на обмен веществ в человеческом организме. что тело взрослого человека на семьдесят процентов состоит из воды. У ребенка этот процент еще выше. К старости этот показатель падает с семидесяти до шестидесяти процентов. Кстати, эта особенность воды наглядно демонстрирует, что основой жизни человека есть именно она. Чем воды в организме больше - тем он здоровее, активнее и моложе. Потому ученые и медики всех стран неустанно твердят, что пить нужно много. Именно воду в чистом виде, а не заменители в виде чая, кофе или других напитков.
Вода формирует климат на планете, и это не преувеличение. Теплые течения в океане обогревают целые континенты. Это происходит за счет того, что вода поглощает очень много солнечного тепла, а потом отдает его, когда начинает остывать. Так она регулирует температуру на планете. Многие ученые говорят, что Земля давно бы остыла и стала камнем, если бы не наличие такого количества воды на зеленой планете.
Свойства воды
У воды есть много очень интересных свойств.
Например, вода - это самое подвижное вещество после воздуха. Из школьного курса многие, наверняка, помнят такое понятие, как круговорот воды в природе. Например: ручеек испаряется под воздействием прямых солнечных лучей, превращается в водяной пар. Далее, этот пар посредством ветра, переносится куда-либо, собирается в облака, а то и в и выпадает в горах в виде снега, града или дождя. Далее, с гор ручеек вновь сбегает вниз, частично испаряясь. И так - по кругу - цикл повторяется миллионы раз.
Также у воды очень высокая теплоемкость. Именно из-за этого водоемы, тем более океаны, очень медленно остывают при переходе от теплого сезона или времени суток к холодному. И наоборот, при повышении температуры воздуха вода очень медленно нагревается. За счет этого, как и упоминалось выше, вода стабилизирует температуру воздуха на всей нашей планете.
После ртути вода обладает самым высоким значением поверхностного натяжения. Нельзя не заметить, что случайно пролитая на ровной поверхности капля иногда становится внушительным пятнышком. В этом проявляется тягучесть воды. Еще одно свойство проявляется у нее при понижении температуры до четырех градусов. Как только вода остывает до этой отметки, она становится легче. Поэтому лед всегда плавает на поверхности воды и застывает корочкой, покрывая собой реки и озера. Благодаря этому в водоемах, замерзающих зимой, не вымерзает рыба.
Вода, как проводник электроэнергии
Вначале стоит узнать о том, что такое электропроводность (воды в том числе). Электропроводность - это способность какого-либо вещества проводить через себя электрический ток. Соответственно, электропроводность воды - это возможность воды проводить ток. Эта способность непосредственно зависит от количества солей и иных примесей в жидкости. Например, электропроводность дистиллированной воды почти сведена к минимуму из-за того, что такая вода очищена от различных добавок, которые так нужны для хорошей электропроводности. Отличный проводник тока - это вода морская, где концентрация солей очень велика. Еще электропроводность зависит от температуры воды. Чем значение температуры выше - тем большая электропроводность у воды. Эта закономерность выявлена благодаря множественным опытам ученых-физиков.
Измерение электропроводности воды
Есть такой термин - кондуктометрия. Так называют один из методов электрохимического анализа, основанного на электрической проводимости растворов. Применяют этот метод для определения концентрации в растворах солей или кислот, а также для контроля состава некоторых промышленных растворов. Вода обладает амфотерными свойствами. То есть в зависимости от условий она способна проявлять как кислотные, так и основные свойства - выступать и в роли кислоты, и в роли основания.
Прибор, который используют для этого анализа, имеет очень сходное название - кондуктометр. С помощью кондуктометра измеряется электропроводность электролитов, находящихся в растворе, анализ которого ведется. Пожалуй, стоит объяснить еще один термин - электролит. Это вещество, которое при растворении или плавлении распадается на ионы, за счет чего впоследствии проводится электрический ток. Ион - это электрически заряженная частица. Собственно, кондуктометр, взяв за основу определенные единицы электропроводности воды, определяет ее удельную электропроводность. То есть он определяет электропроводность конкретного объема воды, взятого за начальную единицу.
Еще до начала семидесятых годов прошлого столетия для обозначения проводимости электричества использовали единицу измерения "мо", это была производная от другой величины - Ома, являющейся основной единицей сопротивления. Электропроводимость - это величина, обратно пропорциональная сопротивлению. Сейчас же она измеряется в Сименсах. Получила свое название данная величина в честь ученого-физика из Германии - Вернера фон Сименса.
Сименс
Сименс (обозначаться может как См, так и S) - это величина, обратная Ому, являющаяся единицей измерения электрической проводимости. Один См равен любого проводника, сопротивление которого равно 1 Ом. Выражается Сименс через формулу:
- 1 См = 1: Ом = А: В = кг −1 ·м −2 ·с³А², где
А - ампер,
В - вольт.
Теплопроводность воды
Теперь поговорим о том, - это способность какого-либо вещества переносить тепловую энергию. Суть явления заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, что определяют температуру данного тела или вещества, передается другому телу или веществу при их взаимодействии. Иначе говоря, теплопроводность - это теплообмен между телами, веществами, а также между телом и веществом.
Теплопроводность у воды также очень высока. Люди ежедневно используют это свойство воды, сами того не замечая. Например, наливая холодную воду в тару и остужая в ней напитки или продукты. Холодная вода забирает тепло у бутылки, контейнера, взамен отдавая холод, возможна и обратная реакция.
Теперь это же явление легко можно представить в масштабе планеты. Океан нагревается в течение лета, а потом - с наступлением холодов, медленно остывает и отдает свое тепло воздуху, тем самым обогревая материки. Остыв за зиму, океан начинает очень медленно нагреваться по сравнению с землей и отдает свою прохладу изнывающим от летнего солнца материкам.
Плотность воды
Выше рассказывалось о том, что рыба живет зимой в водоеме благодаря тому, что вода застывает корочкой по всей их поверхности. Мы знаем, что в лед вода начинает превращаться при температуре в ноль градусов. Из-за того, что плотность воды больше, чем плотность всплывает и застывает по поверхности.
свойства воды
Также вода при разных условиях способна быть и окислителем, и восстановителем. То есть вода, отдавая свои электроны, заряжается положительно и окисляется. Или же приобретает электроны и заряжается отрицательно, значит, восстанавливается. В первом случае вода окисляется и называется мертвой. Она обладает очень мощными бактерицидными свойствами, только вот пить ее не надо. Во втором случае вода живая. Она бодрит, стимулирует организм на восстановление, несет энергию клеткам. Разница между этими двумя свойствами воды выражается в термине "окислительно-восстановительный потенциал".
С чем вода способна реагировать
Вода способна реагировать почти со всеми веществами, которые существуют на Земле. Единственное, что для возникновения этих реакций нужно обеспечить подходящую температуру и микроклимат.
Например, при комнатной температуре вода отлично реагирует с такими металлами, как натрий, калий, барий - их называют активными. С галогенами - это фтор, хлор. При нагревании вода отлично реагирует с железом, магнием, углем, метаном.
При помощи различных катализаторов вода вступает в реакцию с амидами, эфирами карбоновых кислот. Катализатор - это вещество, словно бы подталкивающее компоненты к взаимной реакции, ускоряющее ее.
Есть ли вода где-либо еще, кроме Земли?
Пока ни на одной планете Солнечной системы, кроме Земли, воды не обнаружено. Да, предполагают о ее присутствии на спутниках таких планет-гигантов, как Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран, но пока точных данных у ученых нет. Существует еще одна гипотеза, пока не проверенная окончательно, о подземных водах на планете Марс и на спутнике Земли - Луне. Касательно Марса вообще выдвинуто ряд теорий о том, что когда-то на этой планете был океан, и его возможная модель даже проектировалась учеными.
Вне Солнечной системы существует множество больших и малых планет, где, по догадкам ученых, может быть вода. Но пока нет ни малейшей возможности убедиться в этом наверняка.
Как используют тепло- и электропроводность воды в практических целях
Ввиду того, что вода обладает высоким значением теплоемкости, ее используют в теплотрассах в качестве теплоносителя. Она обеспечивает передачу тепла от производителя к потребителю. Как отличный теплоноситель воду используют и многие атомные электростанции.
В медицине лед используют для охлаждения, а пар - для дезинфекции. Так же лед используют в системе общественного питания.
Во многих ядерных реакторах воду используют как замедлитель, для успешного протекания цепной ядерной реакции.
Воду под давлением используют для раскалывания, проламывания и даже для резки горных пород. Это активно используется при строительстве туннелей, подземных помещений, складов, метро.
Заключение
Из статьи следует, что вода по своим свойствам и функциям - самое незаменимое и поразительное вещество на Земле. Зависит ли жизнь человека или любого другого живого существа на Земле от воды? Безусловно, да. Способствует ли это вещество ведению научной деятельности человеком? Да. Обладает ли вода электропроводностью, теплопроводностью и иными полезными свойствами? Ответ тоже "да". Иное дело, что воды на Земле, а тем более воды чистой, все меньше и меньше. И наша задача - сохранить и обезопасить ее (а значит, и всех нас) от исчезновения.
