Katedra prostředí staveb a TZB TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV Přednášky pro bakalářské studium studijního oboru Příprava a realizace staveb Přednáška č. 2 Zpracoval: Ing. Zdeněk GALDA Nové výukové moduly vznikly za podpory projektu EU a státního rozpočtu ČR: Inovace a modernizace studijního oboru Prostředí staveb Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/15.0125 Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 1
Chemické vlastnosti vody H2O Přednáška č.. 2 Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 2
VODA Voda: sumárním vzorcem je: H2O chemická sloučenina vodíku a kyslíku spolu se vzduchem, potažmo zemskou atmosférou tvoří základní podmínky pro existenci života na Zemi. V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích: 1. pevném led, sníh, 2. kapalném voda, 3. plynném vodnípára. Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 3
Voda patří mezi rozpouštědla, jejichž molekuly mohou protony jak přijímat, tak odevzdávat S kyselinotvornými oxidy voda reaguje za vzniku kyselin, např.: SO3(g) + H2O(l) H2SO4 Se zásadotvornými oxidy vznikají hydroxidy, např.: CaO + 2 H2O Ca(OH)2 Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 4
Voda vzniká prudkým až explozivním slučováním vodíku s kyslíkem(hořením bezbarvým plamenem) podle rovnice: 2H2 + O2 2H2O za vývinu velkého množství tepla(exotermní reakce). Kromě toho vzniká jako vedlejší produkt vedle solí při neutralizaci kyselin zásadami, např. HCl + NaOH H2O + NaCl Voda je obsažena ve spalných plynechpři hořenívětšiny organických látek, např. methanu CH4 + 2O2 2H2O + CO2 nebo oktanu(hlavní složky benzínu) 2C8H18 + 25O2 18H2O + 16CO2 Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 5
Voda je produktem reakce například při neutralizaci kyseliny hydroxidem; vzniká voda a sůl: HCl + NaOH NaCl + H2O Při rozpouštěníněkterých solímolekuly vody vstupujído reakce, dochází k hydrolýze, např.: Al2S3(s) + 6 H2O 2 Al(OH)3(s) + 3 H2S Vpřípaděolověného galvanického článku je voda produktem reakce: PbO2 + Pb + 4H+ + 2 SO42-2 PbSO4 + 2 H2O Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 6
Podle počtu neutronů v atomu vodíku rozlišujeme: 1. lehkou vodu(oba vodíky jsou protia, strukturnívzorec je 1H2O), 2. polotěžkou vodu(jeden vodík je protiuma jeden deuterium, strukturní vzorec se dá zapsat jako HDO), 3. těžkou vodu(oba vodíky jsou deuteria, strukturnívzorec je 2H2O, ale dáse takézapsat jako D2O; voda vyrobená ztěžkých atomůvodíku, vpříroděse nacházízcela běžněve směsi snormálnívodou vnízkékoncentraci, těžkávoda sloužila ke konstrukci prvních atomových reaktorů) 4. tritiovou vodu(zvána téžsupertěžkávoda, oba vodíky jsou tritia, strukturnívzorec je 3H2O, ale dáse zapsat ijako T2O). Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 7
Rozdělení Podle salinity (slanosti) slanávoda sladká voda brakickávoda(obsahuje od 0,5 do 30 g solína litr) Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 8
Rozdělení Podle mikrobiologie pitná voda je vhodná ke každodennímu použití, neškodí zdraví užitková voda vprůmyslovýchzávodech (snížíse tvrdost vody a ta se zbavífe2+a Mn2+) a vpotravinářství vyžaduje dezinfikovanou vodu (chlórování, ozonizace, ozařování ultrafialovým zářením), např. napájecí voda (voda pro parníkotle, zbavenáminerálních solí, aby nevznikl kotelní kámen, který zanáší potrubí odpadní voda, např. splašková voda Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 9
Fázový diagram vody znázorňující závislost existence skupenství na tlaku a teplotě Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 10
Tvrdost vody udává koncentraci kationtů vápníku a hořčíku ve vodě. Celkovou tvrdost můžeme rozdělit na: 1. přechodnou, tj. uhličitanovoua 2. stálou. Přechodnou (karbonátovou) tvrdost vody způsobují rozpustné hydrogenuhličitany a to především: hydrogenuhličitanvápenatýca(hco3)2a hydrogenuhličitanhořečnatýmg(hco3)2; tuto tvrdost vody lze odstranit převařením dekarbonizací: Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 11
Tvrdost vody Vařením se však nezbavíme tvrdosti trvalé(nekarbonátové), za kterou jsou odpovědné především sírany, a to síran vápenatý CaSO4 a síran hořečnatý MgSO4. K jejich odstranění používáme srážení působením hydroxidu vápenatého Ca(OH)2 a uhličitanu sodného Na2CO3: Tímto se rozpustnéhydrogenuhličitanya sírany převedou na méně rozpustné normální uhličitany, a to uhličitan vápenatý a uhličitan hořečnatý, resp. hydroxid hořečnatý. Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 12
Tvrdost vody Hodnotu tvrdosti vody uvádíme v mmol/lnebo tzv. německých stupních tvrdosti (dgh). Jeden německý stupeňodpovídá10 mg CaOv jednom litru vody. Současná(2005) českánorma stanovuje tvrdost vody podle koncentrace Ca a Mg (mmol/l).mezi uvedenými jednotkami je možno přibližněpřevádět podle vztahu 1 mmol/l = 5,61 dgh. Z celkové tvrdosti vody jsou odvozeny tyto údaje: 1. tvrdost od 1 do 10 značívodu měkkou, z toho do 5 jde o vodu zvláštěměkkou. 2. 10 20 značístřednítvrdost, 3. 20 30 značívodu tvrdou a přes 30 zvláštětvrdou. Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 13
Většinu povrchu Země(71%) pokrývá slaná vodamořía oceánů, ježtvoří 97 %celého vodstva na našíplanetě. Obsahuje průměrně35 g solív jednom litru. Z toho 77,8% chloridu sodného(nacl), 10,9% chloridu hořečnatého(mgcl2) a dalšísoli jako síran hořečnatý, síran vápenatý, síran draselný a jiné. Sladká voda tvoří jen nepatrnou část hydrosféry, 3 %. 69% této vody je v ledovcích, kteréjsou v polárních oblastech. Dalších 30% je voda podzemnía jen neceléprocento tvoří voda povrchová a atmosférická. Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 14
Použité prameny Helešta, J., Kočková, E.: Hydrochemie, Mendlova zemědělská a lesnická univerzita Brno, Brno. 1998. http://cs.wikipedia.org ČTK Tento projekt je spolufinancován Tento projekt je Evropským spolufinancován sociálním Evropským fondem sociálním a státním fondem rozpočtem a státním České republiky. rozpočtem České republiky. 15