Формула курлова как назвать воду

4.1. Формула Курлова.

Результаты единичных анализов химического состава подземных вод очень удобно представлять в виде формулы Курлова. Эта формула дает обобщенную характеристику химического состава единичного анализа воды. Она настолько удобна и общепринята, что ее иногда называют пас­портом воды.

Основная часть формулы имеет вид дроби, в числителе кото­рой в убывающем порядке записано процент-эквивалентное содержание анионов, а в знаменателе — катионов, например:

Внимание! Ионы с содержанием менее 10% в формулу Курлова не включают.

Пе­ред формулой последовательно указывают содержание микрокомпонентов в мг/л (например, Fe_o6щ – 0.04 мг/л), газов в мг/л (например, СО₂ = 4,2 мг/л), величина общей минерализации (М) в г/л (например, М=2,51г/л). После формулы приводят сведения о рН (например, рН= 6,3), температуре в ºС (например, t =10°С) и дебите (расходе воды) (D), источника (колодца, род­ника, скважины и т.п.) в м 3 /сутки (например, D=12,9 м 3 /сутки). При этом и единицы измерения этих показателей (кроме температуры) в формуле не указывают. Полностью формула Курлова для воды с данными характеристиками выглядит так:

Формула Курлова в приведенном примере означает, что в анализируемой воде имеется 0,04 мг/л двух- и трехвалентного железа и 4,2 мг/л углекислого газа; она содержит 2,51 г растворенных солей в 1 литре: хлора — 12 %-экв, сульфат-иона — 29 %-экв, гидрокарбонат-иона — 59 %-экв; катионов магния, натрия (с калием) и кальция 16, 25 и 59 %-экв, соответственно; рН воды 6,3; температура — 10 ºС, а расход воды (дебит) составляет 12,9 м 3 /сутки.

В краткое название воды по формуле Курлова (название по ионному составу) включают все ионы, содержание которых равно или превышает 25 процент-эквивалентов. Состав воды называют в возрастающем порядке — от ионов с низким содержанием к преобладающим ионам, сначала для анионов, а затем — для катионов. Название воды в приведенном примере — сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая. Преобладающему иону в названии соответствует полная форма прилагательного (гидро-карбонатнАЯ, кальциевАЯ) а остальным — краткая (сульфатнО-, натриевО-). Слово «калий» в название воды по формуле Курлова не входит, хотя символ этого иона в самой формуле и указан (вместе с натрием).

Можно дать и расширенное название воды по Курлову; в приведенном примере вода солоноватая сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая слабокислая холодная.

Пользуясь формулой Курлова удобно сравнивать и классифицировать подземные воды по их составу и другим свойствам.

Классификация ионного состава воды о.А. Алекина.

О.А. Алекин среди природных вод (рис. 3 ) различает три класса по преобладающему (в %-экв) аниону — гидрокарбонатный (НСОз -1 -+СОз 2- ) сульфатный (SO4 2-) и хлоридный (Сl 1- ). Каждый класс вод подразделяется на три группы по преобладающему (в %-экв) катиону – кальциевую, магниевую и натриевую. В группах выделяют несколько типов по соотношению (в мг-экв/л) между ионами (таблица 5).

Таблица 6. Типы подземных вод по классификации Алекина

Соотношения между анионами и катионами (мг-экв/л)

Источник

Дать название воды по формуле Курлова.

Написать краткое название воды по формуле Курлова («прочитать» формулу Курлова). «Читают» при этом только центральную часть формулы Курлова. – перечисляют анионы, а затем катионы в порядке возрастания их содержания.

Таким образом, в рассматриваемом примере вода гидрокарбонатная, магниево-кальциевая.

Можно привести и полное название воды по формуле Курлова, включив в него данные об общей минерализации, кислотности и температуре. В данном случае вода пресная гидрокарбонатная, магниево-кальциевая слабощелочная холодная.

Задание.3. Дать характеристику воды по классификации О.А. Алекина.

Контрольные вопросы:

· Как определяют тип воды по Алекину?

· Как выделяют классы и группы воды по Алекину?

· Назвать класс воды по Алекину.

В рассматриваемом примере вода относится к классу гидрокарбонатных вод, поскольку в ней преобладает анион НСОз 1- (85%-экв).

· Назвать группу воды по Алекину.

При данном содержании катиона Са 2+ (58%-экв) вода относится к группе кальциевых вод.

· Назвать тип воды по классификации Алекина.

Определить какому неравенству (табл.9) соответствует заданный ион­ный состав воды и записать результат.

Таблица 10. Типы подземных вод по классификации Алекина.

Тип воды	Соотношение между катионами и анионами (мг-экв/л).	Характеристика воды
Первый -1	НСО3 1- >Са 2+ +Мg 2+	Пресные, мягкие
Второй — II	HCO3 1- 2+ +Mg 2+ 1- +SO4 2-	Пресные и солоноватые, жесткие
Третий — III	HCO3 1- +SO4 2- 2+ +Mg 2+	Агрессивные, обычно соленые
Четвертый-IV	HCO3 1- = 0	Кислые

Таким образом, в приведенном вариантевода по содержание ионов соответствует II типу (пресная жесткая), так как содержание (мг-экв/л) аниона НСОз 1- (4,9) меньше суммы катионов Са 2+ и Mg 2+ (3,4+1,6=5,0), что, в свою очередь, меньше суммарного содержания анионов НСОз 1- и SO4 2- (4,9+0,7=5,6), то есть выполняется неравенство II типа: 4,9 с a п . Здесь С — условное обозначение класса гидро­карбонатных вод, химический символ катиона в виде верхнего правого индекса обозначает соответствующую группу воды, а римская цифра в виде правого нижнего индекса — ее тип.

Задание 3. Изобразить результаты химического анализа воды графически (в виде диаграммы, на графиках-треугольниках и на графике-квадрате Толстихина).

Источник

Формула Курлова

В практике производственных лабораторий для обозначения единичных химических анализов широко используется формула М.Г. Курлова, предложенная М.Г. Курловым еще в 1921 г. для компактного представления сведений о минеральных водах и применяющейся до настоящего времени.

Формула Курлова представляет собой псевдодробь (ложную дробь, так как операция деления не производится), в числителе которой записывают анионный состав воды в процент-мольной форме (в %-моль, %-экв) в убывающем порядке, а в знаменателе – катионный состав в таком же порядке.

Запись формулы М.Г. Курлова показана ниже в виде формулы 2.1:

(2.1)

где А — специфический элемент, содержащийся в воде, мг/дм 3 , мг/л;

М — общая минерализация, г/дм 3 , г/л;

Т — температура воды, °С;

Q — расход источника (дебит скважины), л/сут, м 3 /сут.

В формуле Курлова обычно указывают лишь те ионы, концентрация которых превышает 10, иногда 20 %.

Перед дробью ставится прописная буква М(минерализация), данные записываются до первого десятичного знака (в г/дм 3 ).

Кроме ионного состава формула включает сведения о газах, специфических компонентах и недиссоциированных молекулах (например, Вг, I, H₄Si0₄) в составе воды. Эти данные (в мг/дм 3 ) проставляются перед величиной минерализации слева от псевдодроби.

Сведения о реакцию воды – рН, температуре – Т(°С) и дебите Q или суммарном дебите Q∑ (л/сут) указываются справа от псевдодроби.

В наименование состава воды включаются анионы и катионы, содержание которых превышает 25 %-моль (%-экв). Наименование химического состава воды обычно включает два слова, которые определяют преобладающие анион и катион и записывают через дефис.

Дата добавления: 2015-01-19 ; просмотров: 144 ; Нарушение авторских прав

Источник

Формы и способы выражения химического состава подземных вод

Основными задачами химического анализа подземных вод в практике гидрогеологических исследований являются:

• изучение закономерностей формирования и распространения подземных вод различного состава;
• оценка состава и свойств подземных вод для питьевого, техни­ческого, сельскохозяйственного, лечебного и других видов ис­следования;
• исследования подземных вод как критерии при поисках место­рождений полезных ископаемых — нефти, газа, солей, раз­личных руд;
• оценка подземных вод как химического сырья для получения йода, брома, бора и других элементов.

Существует четыре типа химических анализов подземных вод: полевой, сокращенный, полный и специальный.

Полевой анализ

Полевой анализ наиболее прост, он применяется для предвари­тельной характеристики подземных вод района. Его проводят в по­левых условиях в походных гидрохимических лабораториях, часто упрощенными методами. При полевом анализе определяют: физи­ческие свойства воды, ее pH, наличие Сl — , SO 2- ₄ , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , общую жесткость, присутствие Са 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, С0_2своб; вычисляют: Na + + К + , карбонатную жесткость, Mg 2+ и общую ми­нерализацию.

Сокращенный анализ

Сокращенный анализ . Этот анализ производят более точными методами в стационарных лабораториях. При сокращенном ана­лизе определяют: физические свойства воды, величину pH, содер­жание ионов и компонентов (Сl — , SO 2- ₄ — , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , Na + , К + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, свободную и агрессивную углекислоту С0₂, Si0₂, окисляемость, сухой остаток, жесткость общую, карбонатную и некарбонатную.

Полный анализ применяется для подробной характеристики хи­мического состава подземных вод. Он производится наиболее точ­ными методами в стационарных лабораториях. Анализ позволяет произвести контроль определений как по сухому остатку, так и по суммам мг-экв катионов и анионов. При полном анализе опре­деляют: физические свойства воды, ее pH, наличие Сl — , SO 2- ₄ — , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , Na + , К + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, С0_{2 своб} и C0 _{2 arpec}, Si 0 ₂, окисляемость, сухой остаток; вычисляют: жест­кость общую, карбонатную и некарбонатную, С0 _{2 агрес}.

Специальный анализ. Помимо характеристик, определяемых при перечисленных выше типах анализа, этот анализ включает установ­ление специальных показателей (микрокомпонентов, органических веществ, газов, Eh и др.) по особому заданию в соответствии с це­левым назначением исследований. Количество отбираемой для анализа воды зависит от точности и чувствительности анализа и минерализации воды. Чем выше требования к чувствительности и точности анализа, тем больше должен быть объем пробы; пре­сные и слабо минерализованные воды отбирают в ббльших объ­емах, чем сильно минерализованные. При полевом анализе обычно бывает достаточно 0,5 л воды, при сокращенном — от 0,5 до 1,0 л (в зависимости от минерализации), а при полном — от 1,0 до 2,0 л. Для определения неустойчивых (изменяющихся во времени) ком­понентов — С0₂, H ₂ S, 0₂, Fe и др. — применяют специальные ме­тоды отбора и хранения проб.

Результаты химического анализа воды выражают в массовых ко­личествах веществ, растворенных в 1 л (или в 1 кг воды), в эквива­лентных количествах или в процент-эквивалентных количествах (%-экв) воды. В гидрогеологической практике принято массовые количества компонентов выражать в миллиграммах на 1 л (мг/л), а эквивалентные количества ионов — в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) каждого иона в 1 л воды.

Величину сухого (плотного) остатка получают взвешиванием пробы после выпаривания воды. Сумму ионов определяют сумми­рованием массы всех ионов, содержащихся в исследуемой воде. Сумма минеральных веществ — более полное выражение, чем сумма ионов, так как она учитывает и недиссоциированные неор­ганические вещества Si0 ₂ и Fe ₂ 0₃.

В настоящее время принята ионная форма выражения хими­ческих анализов воды. Данные лабораторных анализов подземных

вод, выраженные в мг/л, подвергаются дальнейшей обработке (табл.ниже).

Источник

Лекция:АНАЛИЗ ХИМИЧЕСКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД.

Формула Курлова, название воды. Графические изображения химического состава подземных вод.

1. Пересчет результатов химических анализов.Для выяснения количественных соотношений между ионами данные химических анализов, выполненные химической лабораторией, должны быть представлены в миллиграмм-эквивалентной форме, т.к. ионы в растворе реагируют между собой в эквивалентных количествах.

Пересчет из ионной формы, выраженной в мг/л в моль-экв, осуществляется делением числа кг каждого иона на его эквивалентный вес (ионный вес, деленный на валентность) или умножением на пересчетный коэффициент. Наиболее просто находить моль-экв.. пользуясь пересчетной таблицей.

=Na моль-экв. или

Na(мг/л)* К=Na моль- экв,.

где Кпересчетный коэффициент.

2.Пересчет результатов анализов. Пересчет результатов анализов заканчивается выражением его в процентах моль-эквивалентов. Для этого принимают каждую из вычисленных сумм мг/экв. катионов и анионов за 100% и по формулам

А – 100%

x = = Cl%

определяют процентное содержание каждого из катионов и анионов в отдельности. Все данные записывают в соответствующую ведомость химических анализов.

Ведомость химических анализов.

Содержание воды.

Читайте также: IV.1.3. Формула Клина Барометрическая формула. Распределение Больцмана Барометрическая формула. Распределение Больцмана. Распределение Максвелла — Больцмана. Барометрическая формула: . Гіпотеза й формула де Брoйля. Дослідне обґрунтування корпускулярно-хвильового дуалізму речовини Глобальная формула Тейлора с остаточным членом различного вида. Давление под изогнутой поверхностью жидкости. Формула Лапласа. Дифракція рентгенівських променів на просторовій решітці. Формула Вульфа — Брегга Дифракція рентгенівських променів на просторовій решітці. Формула Вульфа-Брегга Занятие 5. Формула полной вероятности.
мг/л	моль-экв/л	моль-экв%
Катионы
Сумма
Анионы
Сумма

1. Вычисление видов жесткости. Жесткость воды обуславливается присутствием в воде ионов кальция,железа, алюминия, марганца, бария, стронция. Для вод , используемых в хозяйственных и технических целях, жесткость воды не учитывать нельзя. Жесткая вода требует больше мыла для получения пены, в ней медленнее развариваются овощи, мясо, образуется накипь на стенках труб и паровых котлов, что уменьшает теплоотдачу и требует большего потребления тепла. Различают жесткость воды общую, временную (устранимую, карбонатную) и постоянную (неустранимую, остаточную).

Общая жесткость определяется суммарным содержанием в воде иона Ca** и Mg**, так как содержание других элементов в воде ничтожно мало. Величина карбонатной жесткости соответствует количеству иона НСО .

Эта величина является расчетной и определяется по количеству ионов Са** Мg**, связанных с ионами НСО и СО (т.е. из расчетов, выполненных в первой части задания, берут количество ионов НСО и СО в моль-эквивалентной форме – это и есть карбонатная жесткость).

Временную жесткость определяют ионы Са** и Мg**, осаживающиеся при кипячении воды в виде карбонатов вследствие разрушения гидрокарбонат – иона.

Постоянную жесткость определяют ионы Са** и Мg**, остающиеся в воде после кипячения. Это есть разность между общей карбонатной жесткостью (в моль-экв).

Жесткость воды О.А.Алекин рекомендует следующее подразделение подземных вод по степени жесткости.

Классификация подземных вод по величине жесткости.

моль/экв немецкие градусы Очень мягкая Мягкая Ум. жесткая Жесткая Очень жесткая до 1,5 1.3 — 3.0 3.0 – 6.0 6.0 – 9.0 более 9.0 до 4.2 4.2 – 8.4 8.4 – 16.8 16.8 – 25.8 более 25.2

Для питьевых целей большей частью используются подземные воды с общей жесткостью до 7 моль-экв/л (около 20 нем. град.), но в некоторых местностях для питья потребляются и более жесткие воды.

2. Для наглядного изображения химического состава можно применять запись в виде формулы Курлова. Эта запись имеет структуру в виде дроби. В числителе в убывающем порядке (по абсолютному содержанию в % экв) записываются анионы, а в знаменателе в таком же порядке – катионы. Слева от дроби в кг/л становится газовый состав (СО , N , О , Н , S и др.) наличие специфических элементов (Fe, Al, Cu , As, N , Br, D, F и др.). Справа от дроби указывают температуру воды в С, активную реакцию рН, расход источника или дебит скважины, м /сутки.

[CO ] Fe F M рН 6.3 Т G 25 D150

В наименование состава воды включаются анионы и катионы, содержание которых превышает 25%-экв, название включает и специфические элементы, а также газовый состав.

Основные ионы Курлов М.Г. предлагает назвать в убывающем порядке, причем, первыми называются анионы, а вторыми , в таком же порядке – катионы. В приведенном примере название состава воды, выраженной формулой Курлова, будет борная, углекислая, железистая, фтористая, хлоридно- сульфатная натриево-магниевое.

Как видно из указанного примера, основные ионы определяют химический состав воды, а газовый и специфические элементы – специфическое содержание. При составлении химического названия воды необходимо соблюдать элементарные правила русского языка, согласно которым основное прилагательное пишется полностью а прилагательное, указывающее на второстепенное свойство предмета, пишется сокращенно. Если в химическом составе воды преобладают анионы хлоридный и сульфатный, причем сульфатного больше, чем хлоридного, то воду следует называть хлоридно-сульфатной, а не сульфатно-хлоридной.

Приведем два примера. Химический состав вод изображен в виде формул Курлова, причем скобками второстепенные ионы отделены от главных.

Здесь мы имеем пресную, гидрокарбонатную магниево-кальциевую воду с повышенным содержанием сульфатов. По классификации О. А. Алекина, данная вода принадлежит к гидрокарбонатному классу, группе кальция и магния и второму типу (C_II Ca , Mg _0.4).

Вода солоноватая, сульфатно-хлоридная магниево-натриевая.

Как установлено, ионная форма свойственна в полной ме­ре лишь водам низкой минерализации. При увеличении кон­центрации растворенных солей между ионами усиливается взаимодействие, причем развивается процесс, обратный дис­социации, т. е. ассоциация. В растворе образуются ассоцииро­ванные пары: нейтральные ( СаSО₄ 0 , МgSО₄ 0 , СаСО₃ 0 ) или несущие заряд (Mg(HCO₃)₂ Са(НСО₃)₂ + ).Ввиду сложности химического состава природных раство­ров во многих случаях нельзя предугадать, какие соли в каком порядке будут выпадать из данного раствора, так как на ход кристаллизации влияет температура и другие фак­торы. Поэтому наши пересчеты из ионной в солевую форму принято называть гипотетическими. При оценке питьевых, ле­чебных, технических и других качеств воды полезно принимать во внимание не только абсолютное содержание отдельных ионов, но

и предполагаемые ассоциации анионов с катионами (соли). Изображение химического состава вод в виде солей следует рассматривать как очень удобную рабочую гипотезу, позволяющую лучше разобраться в химических свой­ствах и происхождении природных вод.Пересчет из ионной формы в солевую производится в со­ответствии с растворимостью солей. В первую очередь комби­нируются малорастворимые, а затем все более и более растворимые.

Простейшим для изображения единичных анализов является график-прямоугольник химического состава воды. График строится в виде двух прямоугольников, на одном из которых в масштабе нанесены %-эквиваленты анионов, на другом %-эквивалента катионов в последовательности, определяемой правилом Фрезениуса, т.е. в порядке их химической активности: К*, Na*, Mg**, Fe, Mg, H, NO , Cl, Br, I, SO, НCO, CO, OH. .

Графически изображать единичные анализы можно также с помощью круглой диаграммой Н.И.Толстихина.

Горизонтальной линией круг делится на две части. В верхней части по секторам откладываются в масштабе катионы слева направо в обратном порядке , чем на прямоугольной диаграмме, а в нижней — в таком же порядке анионы. Диаметр круга в масштабе отвечает минерализации воды, точно также и ширина прямоугольной диаграммы в масштабе соответствует величине минерализации воды.

Классификация Алекина О.А. сочетает принцип преобладающего иона и соотношение между ионами. За основу взято шесть главных иона (3 катиона, 3 аниона), содержание которых выражено в моль- эквивалентах:

По преобладающему аниону воды подразделяются на три класса: гидрокарбонатные и карбонатные (НСО + СО ), запись в виде символа (С); сульфатные (SO ) символическая запись (S) и хлоридные (Сl) – символическая запись такая же. По преобладающему катиону классы подразделяются на группы Са , Мg ,Na + K .

Каждая группа по соотношению между ионами подразделяются на три типа. Всего выделено четыре типа:

I) НСО > Са+Мg. Воды маломинерализованные, характерен избыток ионов НСО над суммой ионов щелочноземельных материалов.

II) НСО

Источник