ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Введение из "Определение влажности химических веществ" Вода обладает уникальными физическими и химическими свойствами, поэтому даже следы ее порой резко влияют на свойства и поведение веществ. Так, некоторые химические реакции не протекают в отсутствие воды (например, реакция между иодом и сернистым газом). И наоборот, многие химические реакции можно проводить только при полном отсутствии воды иногда все циклы некоторых технологических процессов протекают в неводных растворителях. [c.5] Скорость и направление других реакций зависят от количества воды, присутствующей в реакционной среде. Вода изменяет электрохимические потенциалы всех окислительно-восстановительных систем вследствие изменения активности ионов. [c.5] Коррозионная активность большинства веществ определяется их влажностью. Например, серная кислота выше определенной концентрации не реагирует с нгелезом, поэтому может храниться и транспортироваться в стальных контейнерах. Безводные галогенводороды хранятся в стальных баллонах как угодно долго. Но в присутствии воды они превращаются в одни из самых агрессивных кислот. Даже такой агрессивный газ, как фтор, умеряет свой пыл , будучи в абсолютно сухом состоянии. [c.5] Вода оказывает решающее влияние на реологические свойства некоторых коллоидных систем в частности, скорость их расслаивания зависит от ее содержания. [c.6] Сроки хранения многих веществ и продуктов значительно увеличиваются с уменьшением содержания в них воды. Сыпучесть материалов, их слеживаемость при хранении являются функцией их влажности. [c.6] И наконец, вода в большинстве случаев — попросту балласт, на транспортировку которого расходуются колоссальные средства. [c.6] Здесь не обсуждается роль и влияние воды в текстильной, горнодобывающей, деревообрабатывающей промышленностях, в агрохимии, сельском хозяйстве и т. д. [c.6] Уже перечисленные примеры резко отрицательной роли воды показывают, насколько важно получать товарную продукцию в сухом состоянии и принимать необходимые меры для исключения попадания в нее воды при хранении. Казалось бы, наиболее простой путь достижения этого условия — проведение полностью безводного цикла. Однако многие технологические процессы выгоднее, удобнее и безопаснее протекают в водной или водно-органической средах. И в этом смысле реакционная среда — основной источник загрязнения химических продуктов водой. [c.6] Другой не менее важный источник увлажнения — контакт веществ с воздушной атмосферой, которая, как известно, содержит водяные пары при любых температуре и давлении. Такой контакт приводит к поглощению (или потере) молекул воды веществом до некоторого равновесного содержания, определяемого природой вещества, его сродством к воде и относительной влажностью воздуха. Вещества с большим сродством к воде — гидрофильные — активно поглощают влагу, как правило, хорошо растворяются в воде или смешиваются с ней во всех отношениях. Некоторые твердые вещества расплываются на воздухе. Удалять воду из таких веществ очень трудно и энергоемко. [c.6] Гидрофобные вещества, напротив, способны удерживать весьма малые количества влаги и легко ее теряют за счет испарения в газовую среду или за счет поглощения другим веществом. Это, однако, не значит, что окончательная осушка таких веществ представляет легкую задачу. [c.6] Основная же масса веществ обладает промежуточными свойствами. [c.6] Третий источник увлажнения — процессы окисления органических веществ (или их примесей в других веществах) кислородом, часто как следствие деятельности определенного рода бактерий или влияния высоких температур. [c.6] Как бы там ни было, можно утверждать, что все вещества, независимо от их природы и агрегатного состояния, неизбежно содержат в своем составе воду . В зависимости от природы ее связи с веществом различают воду химически связанную, растворенную, кристаллизационную, эмульгированную, адсорбированную, окклюдированную, капиллярную и др. Знать содержание различных форм воды в том или ином веществе необходимо, вообще говоря, сравнительно редко. В основном от этого зависят способы ее удаления, т. е. способы осушки веществ. Точное же знание общего ее содержания в исходном сырье, промежуточных и готовых продуктах — задача первостепенной важности. Контроль содержания воды — это зачастую одновременно и контроль технологического процесса. [c.7] В принципе, для этой цели можно использовать любое свойство самого вещества, функционально связанное с содержанием в нем воды массу, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, диэлектрическую проницаемость, электропроводность, окислительно-восстановительный потенциал, теплопроводность и т. д. Последние для большинства веществ сильно отличаются от соответствующих значений для воды. Правда, заранее рассчитать вид функции часто невозможно вследствие неаддитивного вклада воды в измеряемый параметр. Эта неаддитивность обусловлена дополнительным химическим и физико-химическим взаимодействием молекул воды и вещества. Кроме того, на практике редко встречаются случаи чистой бинарной смеси вещества и воды. Как правило, многочисленные примеси, всегда присутствующие в том или ином количестве, вносят вклад в измеряемый параметр. [c.7] По этим причинам на практике необходимую математическую зависимость находят либо непосредственно экспериментально, либо предварительно строят калибровочные кривые (графики). Методы измерения перечисленных физических и физико-химических характеристик вещества хорошо разработаны, соответствующая аппаратура и приборы вполне доступны, поэтому построение таких кривых не представляет большого труда. Сложность в основном состоит в отыскании таких экспериментальных условий, в которых интересующая нас зависимость обладает наибольшей крутизной в определенной области содержания воды. Зачастую крутизна функций и стабильность показаний зависят от посторонней добавки, специфически взаимодействующей с водой или с веществом, поэтому перед измерением в систему заведомо вводят такую добавку. [c.7] Обе группы включают как инструментальные методы, в которых измеряют электрический сигнал, пропорциональны содержанию воды, так и неинструментальные, когда о содержании воды судят по объему жидкости или газа, но массе, плотности и другим показателям. Вообще же любой неинструментальный метод можно сделать инструментальным преобразованием выходного показателя в электрический сигнал. [c.8] В некоторых случаях, когда система вещество — вода хорошо изучена, а показания вполне стабильны, шкалу вторичного прибора калибруют сразу в единицах влажности объемных или массовых процентах, миллионных долях, в единицах точки росы и т. д. Измерение влажности с помощью таких приборов особенно удобно вследствие простоты операций. Недостаток же в том, что соответствующая аппаратура довольно сложна и требует постоянного контроля квалифицированными сотрудниками. [c.8] Кроме рассмотренного деления методов, основанного на том, измеряется ли свойство анализируемого вещества или воды, удобно все существующие методы классифицировать по первичной природе того параметра, который положен в основу метода. В соответствии с таким подходом, принятым в настоящей книге, все методы разделяют на химические, электрохимические, физико-химические, физические, оптические и ядерно-физические. [c.8] Химические методы. В основе лежит химическая реакция, один из участников которой — вода. Здесь рассматриваются только те реакции, в которых вода претерпевает непосредственное химическое превращение. О содержании воды в пробе судят по количеству реактива, израсходованного на полное химическое превращение воды, или по количеству образующихся при этом продуктов реакции. Регистрация момента окончания реакции может быть как визуальной (по изменению окраски раствора, по появлению или исчезновению осадка и х. д.), так и инструментальной, посредством измерения различных физических и физико-химических характеристик объема, давления, плотности, электропроводности, потенциала и т. д. [c.8] Вернуться к основной статье