Океаны заставят поглощать углекислый газ с помощью извести
Группа ученых под руководством Тима Крюгера (Tim Kruger) открыла новый способ сокращения количества углекислого газа в атмосфере. Методом уже сейчас заинтересовалась компания Shell, которая планирует финансировать дальнейшую разработку и довести проект, получивший название Cquestrate, до экономической рентабельности. Подробная статья опубликована в журнале Chemistry & Industry.
Основой нового метода является известь. Относительно давно был известен следующий эффект: добавление извести увеличивает способность морской воды поглощать углекислый газ. Однако при использовании современных технологий производства извести в атмосферу выделяется большое количество того же углекислого газа. Кроме этого для работы необходима электрическая энергия, получение которой не является экологически чистым. Все это может означать, что в результате очистительных мероприятий в атмосферу будет выбрасываться углекислого газа больше, чем поглощаться.
Ученым удалось предложить схему, при которой баланс углекислого газа оказывается отрицательным. Для этого предполагается размещать заводы в специальных регионах. Во-первых, они должны быть богаты источниками экологически чистой энергии (солнце, ветер). Во-вторых, они должны располагаться недалеко от океанского побережья. В-третьих, для уменьшения стоимости производства предполагается использовать месторождения, которые раньше считались нерентабельными, например, из-за своего удаленного положения.
Как оказалось, таких мест на планете достаточно много. В частности, исследователи приводят в пример австралийскую равнину Налларбор. Она представляет собой 10 тысяч квадратных километров известняковой породы, на каждый квадратный метр которой приходится более 20 мегаджоулей солнечной энергии в день. Постройка завода, функционирующего на солнечных батареях, приведет к тому, что в результате применения полученного известняка будет поглощаться углекислого газа в два раза больше, чем выбрасываться во время производства и транспортировки.
В настоящее время океаны захватывают два миллиарда тонн углекислого газа в год. Увеличение этого показателя на несколько процентов может привести к значительному улучшению экологической обстановки на планете.
Источник
Гидроксид кальция
| Гидроксид кальция | |
|---|---|
| Систематическое наименование | Гидроксид кальция |
| Традиционные названия | гашёная (едкая) известь |
| Хим. формула | Ca(OH)2 |
| Рац. формула | Ca(OH)2 |
| Состояние | белые кристаллы |
| Молярная масса | 74.093 г/моль |
| Плотность | 2.211 г/см³ |
| Температура | |
| • плавления | 512 °C |
| • разложения | 580 °C |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст. |
| Растворимость | |
| • в воде | 0.185 г/100 мл |
| ГОСТ | ГОСТ 9262-77 |
| Рег. номер CAS | [1305-62-0] |
| PubChem | 6093208 |
| Рег. номер EINECS | 215-137-3 |
| SMILES | |
| Кодекс Алиментариус | E526 |
| RTECS | EW2800000 |
| ChEBI | 31341 |
| ChemSpider | 14094 и 21170965 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Гидроксид кальция (гашёная известь, едкая) — химическое вещество с формулой Ca(OH)2, сильное основание. Представляет собой мелкокристаллический порошок белого цвета, малорастворимый в воде.
Содержание
Некоторые распространённые названия
- Гашёная известь — так как её получают путём «гашения» (то есть взаимодействия с водой) «негашеной» извести (оксида кальция).
- Известковое молоко — взвесь (суспензия), образуемая при смешивании избытка гашёной извести с водой. Внешне похожа на молоко.
- Известковая вода — прозрачный бесцветный раствор гидроксида кальция, получаемый при фильтровании или отстаивании известкового молока.
- Известь-пушонка — при гашении негашёной извести ограниченным количеством воды образуется белый рассыпающийся мелкокристаллический пылевидный порошок.
Получение
Получают путём взаимодействия оксида кальция (негашёной извести) с водой (процесс получил название «гашение извести»):
Эта реакция сильно экзотермическая, происходит с выделением 16 ккал на моль (67 кДж на моль).
Физические свойства
| Температура, °C | Растворимость, г Ca(OH)2/100 г H2O |
|---|---|
| 0 | 0,173 |
| 20 | 0,166 |
| 50 | 0,13 |
| 100 | 0,08 |
По внешнему виду представляет собой белый порошок, малорастворимый в воде. Растворимость в воде падает с ростом температуры.
При нагреве вещества до температуры 512 °C парциальное давление водяного пара, находящегося в равновесии с гидроксидом кальция становится равным атмосферному давлению (101,325 кПа) и гидроксид кальция начинает терять воду, превращаясь в оксид кальция, при температуре 600 °C процесс потери воды практически полностью завершается:
Кристаллизуется в гексагональной кристаллической структуре.
Химические свойства
Гидроксид кальция является довольно сильным основанием, из-за чего водный раствор имеет сильнощелочную реакцию.
Как и все основания, реагирует с кислотами; как щелочь участвует в реакциях нейтрализации кислот (см. реакция нейтрализации) с образованием соответствующих солей кальция, например:
Реакцией нейтрализации обусловлено постепенное помутнение раствора гидроксида кальция при стоянии на воздухе, так как гидроксид кальция, взаимодействует с поглощённым из воздуха углекислым газом, как и растворы других сильных оснований, эта же реакция происходит при пропускании углекислого газа через известковую воду, — реакции качественного анализа на углекислый газ:
При дальнейшем пропускании углекислого газа через известковую воду раствор снова становится прозрачным, так как при этом образуется кислая соль — гидрокарбонат кальция, имеющий более высокую растворимость в воде, причём при нагревании раствора гидрокарбоната кальция он снова разлагается с выделением углекислого газа и при этом выпадает осадок карбоната кальция:
Гидроксид кальция реагирует с оксидом углерода при температуре около 400 °C:
Реагирует с некоторыми солями, но реакция происходит только в том случае, если в результате реакции одно из образующихся веществ плохо растворимое и выпадает в осадок, например:
Ca(OH)2 + Na2SO3 → CaSO3↓ + 2NaOH .
Источник
Известковая вода и углекислый газ
Человеку вода нужна как в быту, постоянно, так и на производстве. Даже если само производство воды не касается, то людей, которые это производство обслуживают нужно и кормить, и поить, и мыться им тоже нужно где-то. Потому представить себе жизнь человека без использования воды, сегодня невозможно, а вот представить себе человека, который каждый день использует в пищу известковую воду очень даже. Проблема эта решаема! Но далеко не все пока стремятся этот недостаток воды устранить.
Нежелание умягчать воду – истоки
История с водой началась не недавно. Потребители далеко не все стремятся мгновенно устанавливать у себя умягчающие аппараты, хоть и понимают вред от известковой воды. С таким положением вещей производители умягчающих установок борются не первый год. Просвященность населения растет, но поскольку такой прибор не является прибором первой необходимости, то и потребности в нем в кризис, не испытывают.
Какую воду можно считать жесткой, а какая под это понятие не подходит. Ниже представлена таблица ранжирования видов воды, в зависимости от количества углекислого газа и размера примесей солей жесткости. Причем соотношение кальция и магния в такой воде совершенно безразлично, вода все равно будет считаться известковой, даже если одной соли в ней будет 0,000001, а другой 0,9999999 . Причем и устранение излишков не подразумевает направленность методов на вычитание из состава воды только одного вида соли.
Таблица 1. Показатель известковой воды в эквиваленте миллиграмм на литр
Такое разделение является примерным. Некоторые специалисты выделяют еще слабо жесткую воду с параметрами от 5 до 7. Кстати такая вода может встречаться в центральной системе водоснабжения. Но показатель семь уже означает, что на стенках посуды оборудования будет образовываться вредный осадок.
Что еще сдерживает потребителей от приобретения нужных фильтров для очистки известковой воды, кроме стоимости их и необходимости экономить в кризис. Здесь выходит на передний фон медленная достаточно реакция организма на углекислый газ. Что собственно человека может заставить совершить траты?
- Определенная выгода;
- Угроза здоровью;
- Поломки дорогих приборов.
Все три причины вполне применимы к работе известковости, только вот работают эти причины не всегда достаточно стимулирующее. Понимая даже угрозу своему организму, потребитель далеко не всегда может проголосовать в сторону приобретения прибора-умягчителя. Больше всего он переживает о своих сиюминутных тратах. И если вода слишком известковая, то поломка бытового прибора без защиты не заставит долго себя ждать.
Второй момент, важный для потребителя, более экономный расход воды – она ведь тоже сегодня не дешевая, а при использовании мягкой воды и воды идет меньше на ту же стирку, и средств для стирки тоже используется меньше.
Известь в воде приводит к ряду проблем. Одна из них, это помутнение воды. Более всего расстраивает потребителя, да и промышленность – образование налета на стенках оборудования. В случае с личным потреблением этот налет образовывается везде, абсолютно. В том числе и на поверхностях внутренних органов. Некачественная вода является причиной появления углекислого газа и образования камней и песка в органах человека.
И если организму все равно, проводит тепло или нет известковый осадок, то для оборудования, которое греет воду, это крайне важно. Задача теплогрейного оборудования быстро анагреть воду до определенной температуры. Если оно работает с известковой жидкостью, то очень быстро на стенках образуется определенный блокирующий налет. Изоляционные свойства углекислого газа не дают возможности греть воду, как и раньше. Многие спрашивают, почему происходит помутнение известковой воды при контакте с углекислым газом? Чем больше нарастает осадок на поверхностях, тем хуже вода греется и тем больше тепла остается внутри поверхностей или нагревательного элемента. И каким бы ни бил закаленным металл, из которого производят прибор, долго перегревы он не выдержит. Результатом таких атак станет перегорание прибора. Без возможности восстановления зачастую. Чем не аргумент для потребителя приобрести подобное устройство защиты.
К тому же работа с мягкой водой приятнее и волосам, и коже. Не будет сухости, выпадания. Мыло будет лучше мылиться, да и для того, чтобы его смыть потом с кожи, понадобиться меньше воды.
Некоторые люди склонны покупать мягкую питьевую воду. Так они надеются защитить хотя бы свой организм от плохой воды. Но ведь в этом случае хорошая вода попадает только во внутрь, а купаться человек продолжает в некачественной воде, да и вся система тепло и водоснабжения остается, как старушка с корытом, со своей известковой водой и углекислым газом. Так, что покупка специальной питьевой воды только расходов добавляет, но проблему в сути ее не решает, увы.
Осторожность при работе с известковой водой!
К минералам, образующим известковость в воде следует относиться осторожно. Не все с ними так однозначно. Сегодня, наверное, даже ребенок скажет, что кости образует такой минерал, как кальций. Вот он то и является одной из составляющих частей известковости. И тут крайне важно соблюдать норму. Тоже самое относится и к магнию. Человек не должен злоупотреблять такими минералами в воде. Но и дефицит своему организму он тоже не должен устраивать.
Соли кальция являются основными для костей, зубов. Любой вывих при дефиците кальция в организме может обернуться закрытым переломом. И виной тому хрупкие кости. Вырастить роскошную шевелюру и иметь крепкие ногти при потреблении бедной на кальций воды невозможно.
Точно также сохранить здоровье не получится, если использовать воду с избыткой извести. Тогда пойдет обратная реакция и внутри организма начнут образовываться солевые центры, которые потом при выведении из организма могут доставлять адские боли или же совсем порежут каналы, соединяющие почки и мочеполовую систему.
Дефицит магния относится немного к другим жизненно важным системам организма. Только вот на кости наличие углекислого газа тоже влияет, тем более, что это естественные соли, а не синтетически созданные. Но более всего от отсутствия магния страдает нервная система. Магний влияет на баланс в организме. При его дефиците человек становится чрезвычайно раздражительным и нервным без причины. Да и на состояние мышц магний тоже влияет. Потому крайне важно правильно умягчать воду, и неконтролируемо ничего не делать.
Кстати, подобные ограничения очень хорошо показывают претензии, которые на сегодня предьявляются врачами к мембранным фильтрам, как варианту борьбы с жесткостью. Мембранный прибор хорош для промышленности более чем. Он выдаст воду, с такими показателями какие ему зададут. Главное мембрану правильную установить.
Оставляет разве только растворенные газы. Но в этом и главная незадача. Слишком. Все очень слишком. Получается, что вместе с плохим, уходит и хорошее. И это делает воду дистиллированной, и значит бедной в сравнении с нормальной мягкой водой. В связи с этим мембранные фильтры снабжают кондиционерными установками для восстановления минеральных солей. Но врачи считают, что такие привнесенные соли намного хуже человеческим организмом воспринимаются. Потому советуют хотя бы смешивать известковую воду и очищенную, для достижения баланса, хотя бы минимально.
У мембранного устройства есть еще минусы, которые правда успешно нивилируются качеством получаемой воды. Во-первых, когда вода очищается в этом приборе, то очень большой объем воды задерживается внутри прибора и в дренаж от этого объема сливается больше половины, то есть очень большой отход при производстве хорошей воды. Потому мембранные приборы устанавливают под мойку, чтобы уловить карбонатную жесткость, ведь вода себе неспешно умягчалась, не задерживая при этом остальной поток.
Отходы не такие вредные, как при смоляной обработке. Но слишком много воды с собой они забирают. Но для квартиры такой прибор считается одним из лучших для получения питьевой воды.
Есть еще кувшин-очиститель. Он переносной, компактный, удобный. Но большого объема питьевой воды не произведет. Для этого нужно врезать в систему смоляной катионный фильтр в магистральном виде. Кувшин же без посторонней помощи чистит воду, просто пропуская ее через картридж с ионообменной смолой. При контакте ионы сменяют друг друга и происходит помутнение. В кувшине остается обогащенная, натриевыми солями вода с нормальным порогом жесткости. Если его нужно еще понизить, то можно просто еще раз залить эту же воду на очистку.
Но смола быстро вымывается. Для получения питьевой воды ее нужно поменять. Стоит такой картридж примерно треть стоимости прибора. То есть сам прибор дешевый, а вот замена постоянная картриджей стоит недешево. Но это нужно делать обязательно, т.к. если этого не сделать, произойдет помутнение воды. Об этом очень многие потребители забывают. Заморочки с заменами и перекрытием углекислого газа доставляют потребителю неудобства.
Нет таких недостатков у электромагнитного устройства. Вот для обработки всей воды, поступающей в квартиру такой прибор является самым удобным. И вода вся проходит абсолютно, никаких дренажей и сливов, и менять что-то не надо. Крайне удобно. Поставил и мойся, купайся, стирай. Все оборудование находится под надежной защитой.
Источник
