Концентрации растворов

то элементарная ячейка решетки увеличивается, если меньше, то сокращается. В первом приближении это изменение пропорционально концентрации растворенного компонента, выражен-

Начальный период старения (назовем его первой стадией старения) заключается в том, что в пересыщенном твердом растворе атомы второго компонента (в данном случае атомы меди), расположенные в свежезакаленном сплаве в случайных местах, собираются в определенных местах кристаллической решетки. В результате этого процесса внутри кристалла образуются зоны повышенной концентрации растворенного компонента, так называемые зоны Гинье-Престона2 (зо>ны Г. П.).

Особенно важен в практических условиях концентрационный кислородный элемент, т. е. элемент, в котором отдельные участки электролита отличаются между собой по концентрации растворенного в них кислорода. Причина образования коррозионного элемента неравномерной аэрации заключается в том, что потенциал кислородного электрода зависит от концентрации кислорода в растворе. С повышением концентрации кислорода потенциал кислородного электрода становится более положительным. Неравновесный электродный потенциал металлов также сильно

жет наблюдаться в тех случаях, когда кислород играет роль деполяризатора. При увеличении концентрации кислорода в воде может проявиться его положительное действие в связи с пассивацией поверхности металла. На z рис. 37 показано влияние концентрации растворенного в воде кислорода на скорость коррозии углеродистой стали.

Рис. 37. Зависимость скорости коррозии железа от концентрации растворенного в воде кислорода

Рис. 172. Зависимость потери массы меди в разбавленных кислотах при комнатной температуре от концентрации растворенного кислорода:

кого сопротивления при движении тщательно очищенной жидкости в пористых металлах является образование пузырьков и выделение в них растворенного в жидкости газа, приводящее к формированию газожидкостного двухфазного потока. Показано, что на интенсивность этого процесса влияет большое количество различных факторов: величина начальной концентрации растворенного в жидкости газа; изменение ее насыщенности в пористых металлах, зависящее от удельного массового расхода, а также от температуры потока и давления на выходе; начальное развитие процесса, определящее концентрацию газовых зародышей внутри проницаемой матрицы; соотношение между перепадом давлений на образце и капиллярным давлением; физико-химические свойства пористого материала.

б) повышением давления на выходе из пористой среды, большим давления равновесного насыщения жидкости при имеющейся концентрации растворенного газа в тех случаях, когда внешнее давление можно изменять.

Возрастание скорости коррозии железа по мере уменьшения рН обусловлено не только увеличением скорости выделения водорода; в действительности облегченный доступ кислорода к поверхности металла вследствие растворения поверхностного оксида усиливает кислородную деполяризацию, что нередко является более важным фактором. Зависимость скорости коррозии железа или стали в неокисляющих кислотах от концентрации растворенного кислорода показана в табл. 6.2. В 6 % уксусной кислоте отношение скоростей коррозии в присутствии кислорода и в его отсутствие равно 87. В окисляющих кислотах, например в азотной, действующих как деполяризаторы, для которых скорость коррозии не зависит от концентрации растворенного кислорода, это отношение близко к единице. В общем, чем более разбавлена кислота, тем больше отношение скоростей коррозии в присутствии и в отсут-» ствие кислорода. В концентрированных кислотах скорость выделения водорода так велика, что затрудняется доступ к поверхности металла. Поэтому деполяризация в концентрированных кислотах в меньшей степени способствует увеличению скорости коррозии, чем в- разбавленных, где диффузия кислорода идет о большей легкостью.

Рис. 7.17. Влияние концентрации растворенного кислорода на усталостное поведение стали с 0,18 % С в 3 % NaCI при 25 °С [75]:

или в аэрированных растворах, содержащих ионы, которые образуют комплексы с медью (например, CN~, NHJ), может наблюдаться значительная коррозия. Для меди характерна также коррозия в быстро движущейся воде или водных растворах, которая носит название ударной коррозии (рис. 19.1). Ее скорость возрастает с увеличением концентрации растворенного кислорода. В обескислороженной быстро движущейся воде, по крайней мере вплоть до скорости движения 7,5 м/с, ударная коррозия незначительна. В аэрированной воде коррозия усиливается с ростом концентрации С1~ и уменьшением рН [1 ]. Свободная от кислорода медь с высокой электрической проводимостью, а также электролитически рафинированная медь практически стойки к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Однако раскисленная фосфором медь, содержащая всего 0,004 % Р, подвержена этому виду разрушений [2].

В кипятильнике при pK = const происходит выпаривание из раствора компонента за счет подводимой от горячего источника теплоты qt. Пар направляется в конденсатор, где, отдавая теплоту охлаждающей среде (воде), конденсируется также при pK = const. При этом образуется жидкость с высокой концентрацией аммиака. В регулирующем вентиле РВ2 давление этого легкокипящего компонента снижается до давления в абсорбере (ра<;г к); при этом уменьшается и температура кипения. С этими параметрами жидкость поступает в испаритель и, отбирая теплоту q%, переходит в пар. Пар направляется в абсорбер, где поглощается раствором; выделяющаяся при этом теплота отводится охлаждающей водой. Чтобы не было изменения концентрации растворов в кипятильнике и абсорбере ?а(а>Ы вследствие выпаривания компонента в первом и поглощения во втором, часть обогащенного легкокипящим компонентом раствора из абсорбера перекачивается насосом в кипятильник, а из последнего часть обедненного раствора через дроссель РВ1 направляется в абсорбер.

2. В концентрационных элементах два одинаковых электрода контактируют с растворами разных составов. Существуют два типа концентрационных элементов. Первый называется солевым концентрационным элементом. Например, если один медный электрод погружен в концентрированный раствор сульфата меди, а другой — в разбавленный (рис. 2.3), то при замыкании такого элемента медь будет растворяться с электрода, находящегося в разбавленном растворе (анод) и осаждаться на другом электроде (катоде). Обе реакции ведут к выравниванию концентрации растворов. Другой тип концентрационного элемента, имеющий большое практическое значение, — элемент дифференциальной аэрации. Примером может служить элемент из двух железных электродов, погруженных в разбавленный раствор NaCl, причем у одного электрода (катода) электролит интенсивно насыщается воздухом, а у другого (анода) — деаэрируется азотом. Различие в концентрации кислорода сопровождается возникновением разности потенциалов, что обусловливает протекание тока (рис. 2.4). Возникновение элемента этого вида вызывает разрушения в щелях (щелевая коррозия), образующихся на стыках труб или в резьбовых соединениях, поскольку концентрация кислорода в щелях ниже, чем снаружи. Этим также объясняется язвенное разрушение под слоем ржавчины (рис. 2.5) или коррозия на границе раздела раствор—воздух (рис. 2.6). Доступ кислорода к участкам металла, покрытым ржавчиной или другими твердыми продуктами коррозии, затруднен по сравнению с участками, покрытыми тонкими пленками или свободными от них.

Свинец — амфотерный металл, поэтому корродирует в щелочах с умеренной или большой скоростью, в зависимости от аэрации, температуры и концентрации растворов. Так, он разрушается при комнатной температуре растворами гидроксида кальция, а также водами, находившимися в контакте со свежим портландцементом.

При малой концентрации растворов аме стремится к единице, обращая в нуль выражение 2/?ЛпаМе. Преобразуем полученную формулу так:

На рис. 3 показана зависимость скорости коррозии стали 20 от концентраций соляной, серной и азотной кислот. При концентрации растворов 10-Н для азотной кислоты и 18-Н для серной кислоты растворение стали незначительно. С повышением концентрации окислительных кислот на железоуглеродистых сплавах образуются защитные пассивные пленки. В растворах азотной кислоты, концентрация которой выше 50%, коррозии железоуглеродистых сплавов практически не происходит. При концентрации азотной кислоты 94... 100% железоуглеродистые сплавы вследствие явления перепассивации вновь сильно разрушаются.

Чтобы не было изменения концентрации растворов в кипятильникек и абсорбере а (а>к) вследствие выпаривания компонента в первом и поглощения его во втором, часть обогащенного легкокипящим компонентом раствора из абсорбера перекачивается насосом в кипятильник, а из последнего часть обедненного раствора через дроссель РВ1 направляется в абсорбер.

Следует отметить также, что влияние w0 на а усиливается по мере увеличения концентрации растворов и оказывается различным для разных растворов. Так, меньше всего w0 влияет на а при кипении воды, затем следуют растворы КВг, NaCl, наконец, LiCl.

Вследствие малости удельной поверхности графитовых волоко» для анализа использовались пробы весом по 6 г. Волокна тщательно .промывались в дистиллированной денонсированной воде, а затем подвергались действию растворов гидроокиси натрия (10~4 М), гидроокиси лития (Ю-4 М) и хлористого лития (0,01 М) в течение 24 ч. Степень адсорбции ионов натрия или лития устанавливалась по изменению концентрации растворов до и после обработки ими волокон. Обработанные растворами и высушенные волокна подвергались действию дистиллированной деионизированной воды, после чего определялось количество десорбированных ионов. Разница между количеством первоначально адсорбированных ионов и количеством десорбированных ионов дает концентрацию катионов, интенсивно адсорбируемых поверхностью волокон.

Набухание ионитов зависит от многих факторов (степени ионизации, природы противоионов, концентрации растворов и т. д.) и оказывает большое влияние на ионный обмен, обеспечивая его быстрое течение. Набухание ионитов характеризуется коэффициентом набухания, абсолютной или относительной набухае-мостью или изменением объема ионита при переходе из Н- или ОН-формы в солевую.

В легкой промышленности в начале 50-х годов использовались отдельные виды автоматического оборудования: автоматические ткацкие станки, автоматические регуляторы концентрации растворов в отделочном (текстильном) производстве, автоматы для трикотажных изделий, автоматы и полуавтоматы для изготовления обуви.

Активность теплоносителя в АЭС с водоохлаждаемым реактором является наиболее доступным для анализа компонентом активности. Однако на процессы взятия проб и измерения их активности накладываются многие существенные ограничения. Представляют интерес химические и радиохимические данные для взвешенных частиц различных размеров, коллоидов и растворенных примесей при рабочей температуре. На практике пробу теплоносителя приходится охлаждать и весьма произвольно подразделять на фильтрующийся и нефильтрующийся компоненты, подвергая- их затем радиохимическому анализу. За редким исключением, химический анализ компонентов провести не удается из-за низкой концентрации растворов и ограничений аналитических методик. На одном и том же фильтре в зависимости от способа его использования (постоянно на про-боотборной линии или при поочередной фильтрации отобранных проб) были получены различные данные о дисперсном составе примеси. Этот результат не является необычным для контуров с низким содержанием взвешенных частиц и относительно большим содержанием растворенного железа. Велтон [25] определил, что удельная активность фильтрата (шлама) меньше, чем активность средней полной пробы на реакторах с водой под давлением. Он также обнаружил, что удельная активность частиц, осевших при фильтрации таких проб на грубом фильтре, меньше удельной активности всех частиц, осевших на тонком фильтре.