Гидролиза коагулянта

К недостаткам рабочих жидкостей на основе третичных эфиров фосфорной кислоты следует отнести плохую совместимость с различными каучуками, лакокрасочными покрытиями (однако существуют каучуки и пластики, которые в этих эфирах не растворяются), повышенную плотность, склонность к гидролизу (однако гидролитическая стабильность вполне достаточна для обеспечения их удовлетворительной работы в гидросистемах); отсутствие радиационной стойкости. Кроме того, продукты термического распада и гидролиза коррозионно-активны по отношению к некоторым металлам (особенно меди, но имеются сплавы меди, устойчивые к их воздействию).

Важнейшими свойствами рабочей жидкости для объектов длительного хранения являются антикоррозионная защита, гидролитическая стабильность, совместимость с материалами гидропривода. Для решения комплекса этих вопросов необходимо более подробное знакомство со свойствами рабочих жидкостей различного химического состава.

Стабильность различных свойств жидкости наиболее просто устанавливается по воздействию на нее двух факторов: окружающей среды и совокупности условий, существующих в системе. Так, для любой гидравлической системы, связанной с атмосферой, большое значение имеет способность жидкости противостоять действию кислорода воздуха, т. е. устойчивость жидкости к окислению, термическая и гидролитическая стабильность, стойкость к действию радиации и т. д. В условиях

Гидролитическая стабильность жидкости определяется суммой качественных изменений, происходящих в ней при воздействии воды. Трудность оценки этого свойства заключается в создании между водой и жидкостью определенного контакта, при котором идут соответствующие реакции.

При определенных условиях эфиры фосфорной кислоты способны к гидролизу. Причем они имеют более низкую гидролитическую стабильность, чем эфиры органических кислот, и более высокую, чем эфиры кремневой и борной кислоты. Как правило, гидролитическая стабильность эфиров фосфорной кислоты бывает вполне достаточной для обеспечения работы их в качестве смазочного материала, а также в качестве жидкости для гидравлических систем.

Гидролитическая стабильность . . .

КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ ^ЛГоГУаФд?ют Ж ценными свойствами. Они имеют низкую летучесть и очень хорошие вязкостно-температурные свойства. Высокая термическая стабильность сложных эфиров кремневой кислоты сочетается с хорошей приемистостью к антиокислителям. Но использование этих эфиров затрудняет недостаточная их гидролитическая стабильность.

Как уже указывалось, весьма серьезным недостатком сложных эфиров кремневой кислоты при их использовании в качестве жидкостей для гидравлических систем является относительно низкая гидролитическая стабильность этих эфиров. В присутствии воды они распадаются с образованием кремневой кислоты и спиртов или фенолов. Если при этом поддерживается высокая температура, полный гидролиз вначале приводит к образованию геля кремневой кислоты, а в конечном счете — к образованию двуокиси кремния. Твердые продукты гидролиза могут оказаться абразивами или находиться в таком высокодисперсном состоянии, при котором они абразивными свойствами не обладают. Спирт или фенол остаются в реакционной массе или испаряются, если температура достаточно высока.

Гидролитическая стабильность при 93° С, 48 ч

Гидролитическая стабильность .....

Гидролитическая стабильность ..... Табл. ХУ1.3 Табл. ХУ1.3 _ Табл. ХУ1.3

Величина рН среды при коагулировании воды имеет важное значение по следующим причинам. Во-первых, концентрация водородных ионов оказывает влияние на скорость и полноту гидролиза коагулянта. Гидролиз сернокислого алюминия проходит достаточро полно при рН = = 5,5^-7,5. Образующаяся в результате гидролиза гидроокись алюминия — соединение амфотерное. При низких значениях рН оно ведет себя, как щелочь, т. е. диссоциирует с образованием ионов А13+ и ОН~. Последние в кислой среде образуют с ионами водорода мало диссоциирующие молекулы воды; таким образом, гидроокись алюминия растворяется:

Во-вторых, значение рН должно быть оптимальным по условиям коагуляции удаляемых из воды примесей. Так, например, при стремлении достигнуть более глубокого снижения содержания гуминовых соединений следует вести процесс ближе к нижнему пределу значений рН, допустимых по условиям гидролиза коагулянта. В этом случае гуматы переходят в труднорастворимые и хорошо коагулируемые гуминовые кислоты.

Взвешенный осадок автокаталитически ускоряет процесс гидролиза коагулянта по следующему закону:

можно считать, что скорость гидролиза коагулянта прямо про-

ность примесей воды и продуктов гидролиза коагулянта при

ными продуктами гидролиза коагулянта (которые существуют в

дуктов гидролиза коагулянта. В основном это механические и

В процессе гидролиза коагулянта образуется значительное

щихся в процессе гидролиза коагулянта хлопьев происходит по-

Из уравнения следует, что скорость гидролиза пропорциональна концентрации катионов коагулянта. Поскольку применяющиеся концентрации растворов коагулянта незначительны, можно считать, что скорость гидролиза коагулянта прямо пропорциональна его концентрации (или его дозе), введенной в воду. Согласно правилу Вант — Гоффа с повышением температуры на каждые 10 градусов скорость гидролиза, как и большинства химических реакций, возрастает примерно в 2 — 4 раза.

С увеличением дозы коагулянта до оптимальной скорость хлопьеобразования и декантации гидроксидов алюминия и железа (III) возрастает. Способствует этому процессу также повышение температуры и перемешивание воды. В зимнее время при низких температурах очистка воды сульфатом алюминия протекает неудовлетворительно: процессы хлопьеобразования и седиментации замедляются, хлопья образуются очень мелкие, в очищенной воде появляется остаточный алюминий (вода опа-лесцирует), что объясняется увеличением вязкости воды (вязкость воды при 1 °С примерно в 2 раза выше, чем при 30°). Во столько же раз, по Стоксу, замедляется и скорость декантации взвешенных в ней частиц, так как эти величины обратно пропорциональны друг другу. Коагулирование примесей воды в образующейся при гидролизе коагулянта коллоидной системе — самый медленный процесс, тормозящий осаждение гидроксида алюминия при низких температурах. Это объясняется тем, что при низких температурах снижаются подвижность коллоидных частиц и частота их соударений, обусловливающих агломерацию. Снижение температуры воды от 30 до 1 °С увеличивает период коагуляции примерно в 1,5 раза вследствие уменьшения кинетической подвижности примесей воды и повышения ее вязкости. Однако, подобное снижение подвижности частиц и числа их соударений полностью не объясняет наблюдаемое торможение процесса коагуляции золя гидроксида алю-.миния при низких температурах. По Е. Д. Бабенкову, подвижность примесей воды и продуктов гидролиза коагулянта при низких температурах больше всего снижается в результате увеличения степени их гидратации, способствующей росту размеров частиц. С возрастанием степени гидратации частиц число их соударений уменьшается, что приводит к стабилизации коагуляции, и система становится более устойчивой. Подтверждением этого является увеличение объема осадка гидроксида алюминия при низких температурах обрабатываемой воды.