Page 128 - Zmist-n5-2015

Ô³çèêî-õ³ì³÷íà ìåõàí³êà ìàòåð³àë³â. – 2015. – ¹ 5. – Physicochemical Mechanics of Materials

УДК 550.4: 541.183
ВПЛИВ БАРБОТАЖУ “ПАСИВНИХ” ГАЗІВ НА ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ
І ВОДНИХ РОЗЧИНІВ ХЛОРИДУ НАТРІЮ

С. В. КУШНІР, М. В. КОСТЬ, О. Р. СЕНІВ
Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, Львів
Експериментально виявлено, що під час барботажу “пасивних” газів через водні
розчини NaCl вимиваються не тільки розчинні CO 2 і O 2 , але й безперервно генерує
нова поверхня поділу газ–розчин, інтерфейс якої має чітко виражений кислотний ха-
рактер. Тому під час розриву бульбашок газу на поверхні утворюються кислі аерозо-
лі і виникає особливий барботажний хімічний ефект (БХЕ), коли рН самого розчину
незалежно зростає (лужний БХЕ), або зменшується (кислотний БХЕ). Вид БХЕ ви-
значають тип аерозолю (тонко- або грубодисперсний) і швидкість винесення його зі
системи. В дистильованій воді БХЕ не спостерігають. Причиною кислотності інтер-
фейсу в бульбашках газу можуть бути структурні зміни в самій воді.
Ключові слова: вода, розчини солей, барботаж газів, інтерфейс поверхні, хімічні
ефекти.

Проходження бульбашок “пасивних” газів через водні розчини (барботаж) –
поширене у природі і технологічних процесах явище. Проте його характер вивче-
ний ще недостатньо. Встановлено, що бульбашки газів у розчинах завжди заря-
джені негативно, але утворені ними аерозолі несуть позитивний заряд, який зрос-
тає зі збільшенням кількості бульбашок [1–4]. А під час формування морських
аерозолів відбувається незрозуміла диференціація іонів, внаслідок якої аерозоль
+ 2+ – 3–
збагачується іонами K , Sr , Br , PO 4 [5, 6].
Однак дослідники аерозолів не звертали уваги на переміни в самих розчи-
нах, апріорі вважаючи, що вони незначні і проявляються в інтенсифікації випаро-
вування води та зміні складу розчинених газів. Але очевидно, що барботаж не
тільки пришвидшує перемішування розчинів, але й формує величезні площі но-
вої поверхні поділу газ–вода (interface), де вода має відмінні від об’ємної фази
структуру та хімічний склад. Це пов’язано із впливом подвійного електричного
шару (ПЕШ), який завжди виникає на цій межі [7]. Під час барботажу частина
цього інтерфейсу із бульбашок переходить в аерозоль, а решта ніби “розчиня-
ється” в об’ємному розчині і може поступово змінювати його фізико-хімічні влас-
тивості. Враховуючи залежність властивостей води від її структури [8], можна
припустити, що найвідчутніше змінюватимуться рН і Eh початково нейтральних
(рН ~ 7) розчинів.
Нижче досліджено вплив барботажу азоту, аргону і очищеного від СО 2 по-
вітря на рН–Eh-характеристики дистильованої води і водних розчинів NaCl.
Матеріали та методика. Вивчали дистильовану воду та водні розчини NaCl
з концентраціями 0,1–0,3–0,5 М. Для барботажу використовували азот, аргон або
очищене повітря без CO 2. Вимірювали рН–Eh-характеристики розчинів йономі-
ром И-160 М зі стандартними електродами (скляний, каломельний і кульковий
3
платиновий). Швидкість подачі газів (20…140 cm /min) регулювали реометром від

Контактна особа: М. В. КОСТЬ, e-mail: M_Kost_2007@ukr.net

127