Расчет содержания карбонат- и бикарбонат-ионов

Ввиду того что общая и свободная щелочность находится в стехиометрической зависимости от содержания гидрокарбонат-, карбонат- и гидроксил- ионов, по величине свободной и общей щелочности можно косвенно вычислить, количество этих ионов.

Расчет основан на предположении, что щелочность вызывается в основном ионными формами диоксида углерода и меньше гидроксильными. Эта предпосылка редко соответствует действительности, и расчет дает приближенные результаты. Рассчитывать нельзя, если в воде присутствуют мешающие вещества или исследуют сильнозагрязненные воды. В зависимости, от соотношения между свободной (Р) и общей (М) щелочностью возможны 5 случаев расчета (см. таб. 1).

Величина свободной щелочности равна величине карбонатной жесткости (мг-экв/л). Умножая Р на 30, получаем содержание карбонат-ионов (мг/л).

Величина общей щелочности равна величине гидрокарбонатной жесткости (мг-экв/л) умножая М на 61,02, получаем содержание гидрокарбонатного иона (мг/л).

Соотношения для вычисления ионных форм по щелочности

Таблица 1

Отношение между свободной (Р) и общей (М) щелочностью	Гидрокарбонаты, мг- экв/л	Карбонаты, мг-экв/л
Р=0 2Р<М 2Р=М 2Р>М Р=М	М М-2Р О О О	О 2Р 2Р 2 (М - Р) О

 

Порядок выполнения работы:

1. Получите задание и исходные данные для выполнения расчета.

2. Ознакомьтесь с методикой

3. Изучите необходимые для расчетов формулы

 

Учебная и специальная литература:

1. Трифонов К. И., Девисилов В. А.Физико-химические процессы в техносфере: Учебник. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2012. — 240 с.: ил. — (Высшее образование)..

Практическая работа № 4

Расчет гранулометрического состава почвы

Цель работы: Произвести расчет гранулометрического состава почвы

Определение физических характеристик, наименования и расчетного сопротивления песчаного грунта

Основные положения

Существующая стандартная классификация песчаных грунтов основана на их физических характеристиках.

Песчаные грунты подразделяются на типы по гранулометрическому составу и по степени неоднородности гранулометрического состава; на виды - по плотности сложения (по коэффициенту пористости) и по относительному содержанию органических веществ; на разновидности - по степени влажности, по степени засоленности и т.д.

Гранулометрическим (зерновым) составом грунта называется относительное содержание в нем по массе частиц различной крупности (фракций), выраженное в процентах по отношению к массе сухой пробы, взятой для анализа.

К песчаным относятся обломочные сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие по массе не менее 50 % частиц крупнее 2 мм.

Типы (наименование) крупнообломочных и песчаных грунтов приведены в табл. 1.1.

Гранулометрический состав песчаных грунтов определяется ситовым методом без промывки водой или с промывкой водой для выявления содержания пылеватых и глинистых частиц.

Физические характеристики необходимы для определения наименования, степени неоднородности, плотности сложения, степени водонасыщенности, фильтрационной способности песчаного грунта и его расчетного (условного) сопротивления, т.е. несущей способности.

Определение гранулометрического состава песчаного грунта ситовым методом

Необходимое оборудование: набор сит с размерами отверстий 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.1 мм; весы лабораторные с разновесами, чашка фарфоровая, ступка, пестик с резиновым наконечником.

Таблица 1.1

Крупнообломочные и песчаные грунты

Типы грунтов	Распределение частиц по крупности в % от массы воздушно-сухого грунта
Крупнообломочные: Валунный грунт (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый) Галечниковый грунт (при преобладании неокатанных частиц -щебенистый) Гравийный грунт (при преобладании неокатанных частиц - дресвяный) Песчаные: Пески гравелистые   Пески крупные   Пески средней крупности   Пески мелкие   Пески пылеватые	Масса частиц крупнее 200 мм составляет более 50% Масса частиц крупнее 10 мм составляет более 50 % Масса частиц крупнее 2 мм составляет более 50 %   Масса частиц крупнее 2 мм составляет более 25 % Масса частиц крупнее 0.5 мм составляет более 50 % Масса частиц крупнее 0.25 мм составляет более 50% Масса частиц крупнее 0.1 мм составляет 75% и более Масса частиц крупнее 0.1 мм составляет менее 75%

Примечание. Для установления типа грунта по табл. 1.1. последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала - крупнее 200 мм, затем - крупнее 10 мм, далее - крупнее 2 мм и т.д. Тип грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований сверху вниз.

Подготовка к испытанию

1. Собрать сита с размерами отверстий от 0,1 до 10 мм в колонку, размещая их от поддона вверх в порядке увеличения размера отверстий.

2. Отобрать среднюю пробу песчаного грунта для анализа методом квартования. Для этого грунт в воздушно-сухом состоянии рассыпают тонким слоем на лист плотной бумаги и делят линейкой на квадраты. Из каждого квадрата отбирают порциями грунт в фарфоровую чашку. Масса средней пробы должна составлять:

- для грунта, не содержащего частиц крупнее 2 мм - 100 г;

- для грунта, содержащего до 10 % частиц крупнее 2 мм - 500 г;

- для грунта, содержащего свыше 30 % частиц крупнее 2 мм - не менее 2000 г.

В лабораторной работе рекомендуется принимать массу пробы 500 г.

Порядок выполнения работы

1. Отобранную пробу грунта высыпают на верхнее сито колонки и закрывают сверху крышкой. Колонку сит встряхивают с легким боковым постукиванием ладонями рук до полного просеивания грунта.

Фракции грунта, оставшиеся на ситах, поочередно, начиная с верхнего сита, высыпают в фарфоровую чашку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником (не допуская разрушения отдельных зерен). Затем вновь просеивают. Полноту просеивания проверяют встряхиванием каждого сита отдельно над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито.

2. Остатки грунта на каждом сите и в поддоне после просеивания взвешивают с точностью до 0.01 г. Затем массы всех фракций грунта суммируют. Полученная сумма не должна отличаться от общей массы, взятой для анализа пробы более чем на 1%. В противном случае анализ следует повторить. Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их массе. Результаты анализа записывают в таблицу журнала

Обработка результатов

1. Содержание в грунте каждой фракции в % вычисляют по формуле

m_ф

А = ---------- ^.100, (1)

m _n.

где m_ф - масса фракций, г; m_п - масса пробы, г.

Результаты вычислений заносят в журнал.

2. По процентному содержанию отдельных фракций в составе грунта, пользуясь табл. 1.1, определяют тип (наименование) песчаного грунта.

3. По результатам ситового анализа вычисляют суммарное содержание всех фракций, %, меньше определенного размера частиц. По этим данным строится график гранулометрического (зернового) состава (рис.1.1). На графике по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются значения диаметров частиц, а по оси ординат суммарное содержание всех частиц, %, меньше принятых диаметров, начиная с самой мелкой фракции.

 

 

Рис.1. 1. График гранулометрического состава

4. Пользуясь кривой гранулометрического состава, определяют степень неоднородности грунта по формуле

d ₆₀

С_v = -------, (2)

d ₁₀

где d₆₀ - диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится 60% частиц; d₁₀ - диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится 10% частиц (эффективный диаметр).

Значения d₆₀ и d₁₀ определяют путем опускания перпендикуляров на ось абсцисс из точек пересечения горизонтальных линий, соответствующих суммарному содержанию фракций 60% и 10% с кривой гранулометрического состава.

При С_v < 3грунт считается однородным.

При С_v і 3 грунт считается неоднородным.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: