Природная вода как многокомпонентная система (состав природных вод).

Подземная вода представляет собой сложный водный раствор, содержащий растворенные соли, газы (С02, H2S, СН4 и др.), органические вещества и коллоиды. Количественные соотношения между отдельными компонентами обусловливают физические свойства и химический состав подземных вод.

Ионно-солевой состав. Подземная вода не встречается в химически чистом виде. В ней обнаружено более 60 элементов периодической системы Менделеева. Основные компоненты (ионы), определяющие химический тип воды, − Cl-, S042-, HC0-3, Na2+, Mg2+, Са2+ и К+. Эти ионы составляют более 90% всех растворенных в воде солей. Железо, нитриты, нитраты, водород, бром, йод, фтор, бор, радиоактивные и другие элементы содержатся в воде в меньших количествах. Однако даже в небольших количествах они могут оказывать существенное влияние на оценку пригодности подземных вод для различных целей. Суммарное содержание растворенных в воде минеральных веществ называют общей минерализацией.

Газы в подземных водах. Газы содержатся в подземных водах в растворенном виде. Наиболее распространены в подземных водах кислород (02), углекислота (С02), сероводород (H2S), азот (N2), метан (СН4), благородные газы (гелий, аргон, радон и др.). Газы заметно влияют на органолептические показатели подземных вод. Насыщенность воды свободной углекислотой придает ей способность разрушать бетон.

Органические соединения и коллоиды. В подземной воде почти всегда содержатся органические вещества и микроорганизмы. Некоторые их виды представляют серьезную опасность для питьевой воды. В подземной воде могут также находиться коллоиды − твердые минеральные частицы, недиссоциированные Si02, Fe203 и т. д., находящиеся во взвешенном состоянии.

4. Основные формы выражения концентрация растворённых веществ (молярная, весовая, эквивалентная, %-эквивалентная)

Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора. Концентрацией растворённого вещества называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора.

Существует много способов выражения концентрации растворов.

1. Массовая доля — отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах:

* 100%

где:

• m₁ — масса растворённого вещества, г;
• m — общая масса раствора, г.

2. Молярная концентрация (См) — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Молярная концентрация измеряется в моль/л. Возможно другое обозначение молярной концентрации , которое принято обозначать М.

,

где:

• ν — количество растворённого вещества, моль;
• V — общий объём раствора, л.

3. Молярная концентрация эквивалента — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л. Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». ,

где:

• ν — количество растворённого вещества, моль;
• V — общий объём раствора, литров;
• z — число эквивалентности (фактор эквивалентности ).

Для каждого компонента раствора после рассчета миллиграмм-эквивалентных содержаний вычисляются содержания процентные. Для этого составляется пропорция следующего вида:

å С i ¾ 100 %

C i ¾ Х %

Где С i - концентрация i -го компонента раствора, мг-экв/л,

Х - процентное содежание i -го компонента раствора.

4. Молярная весовая концентрация - количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг.

,

где:

• ν — количество растворённого вещества, моль;
• m₂ — масса растворителя, кг.